影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施

1、第 四节 影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施、短路点过渡电阻对距离保护的影响保护 1的测量阻抗为 Rg，保护 2的测量阻抗为 ZAB Rg 。由图(b)可见，当Rg较大时， 可能出现 Z J.1已超出保护 1 第段整定的特性圆范围，而Z J.2仍位于保护 2 第段整定的jX0特性圆范围以内。此时保护 1 和保护 2 将同时以第段的时限动作，因而失去了选择性。A2L1B 1 CL2Rg(a)(b)图3-35 过渡电阻对不同安装地点距离保护的影响(a)电网接线图；(b)保护范围图结论： 保护装置距短路点越近时，受过渡电阻的影响越大，同时保护装置的整定值越小， 则相对地受过渡电阻的影响也越大

2、。对图 336( a) 所示的双侧电源的网络，短路点的过渡电阻可能使量阻抗增大，也可能使测量阻抗减小。(a)图3-36 双侧电源通过 R g 短路的接线图及阻抗电流向量图(a) 系统图；(b) 向量图保护 1 和保护 2 的测量阻抗分别为ZJ1U BI d RgI d1I d1II d RgejI d1ZJ2IId Rg ejId1U A ZABABI d1式中 I d 超前 I d1 的角度。当 为正时，测量阻抗增大，当 为负时，测量阻抗的电抗部分将减小。在后一种情 况下，可能导致保护无选择性的动作。过渡电阻主要是纯电阻性的电弧电阻Rg，且电弧的长度和电流的大小都随时间而变化，在短路开始瞬间

3、电弧电流很大，电弧的长度很短，Rg很小。随着电弧电流的衰减和电弧长度的增长，Rg随着增大，大约经 0.1 0.15秒后， Rg剧烈增大。减小过渡电阻对距离保护影响的措施1）采用瞬时测定装置它通常应用于距离保护第段。原理接线如图337 所示。（2）采用带偏移特性的阻抗继电器 保护 2 的测量阻抗 Zcl2=Zd+Rg 当过渡电阻达 Rg1 时，具有椭圆特性的阻抗继电器开始拒动。 当过渡电阻达 Rg2 时，方向阻抗继电器开始拒动。 当过渡电阻达 Rg3 时，全阻抗继电器开始拒动。结论： 阻抗继电器的动作特性在 +R 轴方向所占的面积越大则受过渡电阻的影响越小。 采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的

4、阻抗继电器，如偏移特性阻抗继电器等。、电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路电力系统振荡时电流、电压的分布ZMN ENZN图3-38 系统振荡的等值图图 3-38 为简化系统等值电路图 , 当系统发生振荡时，设 EM 超前于 EN 的相位角为, EM EN E ，且系统中各元件的阻抗角相等，则振荡电流为zhEM ENZM ZL ZNEM EN E(1 e j ) Z = Z振荡电流滞后于电势差 EM EN 的角度为系统振荡阻抗角为argtg XM X L XNRM RL RN系统 M、N、Z 点的电压分别为：UMEMI zhZMUNUZENI zhZ N1EMI zh Z2二）电力系统振荡

5、对距离保护的影响母线上阻抗继电器的测量阻抗为ZMclU M EM I zhZM IzhIzhEMZMIMzhEM(EMEN )ZZMMN11 e j ZZM应用尤拉公式及三角公式，有e j cos jsin1 jctg 2Z Mcl11(2Z ZM ) j2 Z ctg 2将此继电器测量阻抗随 变化的关系，画在以保护安装地点M为原点的复数阻抗平面上，当系统所有元件的阻抗角都相同时，阻抗继电图3-41 系统振荡时，测量阻抗的变化器的测量阻抗将在 Z 的垂直平分线 oo 上移动，如图 3-41 所示。系统振荡对距离保护的影响以变电站 M处的保护为例 , 其距离段起动阻抗整定为 0.85 ZL ，在

6、图 3-42 中以长度 MA 表示，由此可绘出各种继电器的动作特性曲线。而椭圆继电器所受的影图3-42 系统振荡时变电站 M 处测量阻抗的变化图结论：在同样整定值的条件下全阻抗继电器受振荡的影响最大， 响最小。（1）继电器的动作特性在阻抗平面沿oo方向所占的面积越大，受振荡的影响就越大。（2）保护安装地点越靠近于振荡中心，距离保护受振荡的影响越大，而振荡中心在保护 范围以外时，系统振荡，距离保护不会误动。（3）当保护的动作带有较大的延时时，如距离段，可利用延时躲开振荡的影响。 （三）振荡闭锁回路1 、电力系统振荡和短路时的主要区别。（ 1）、振荡时电流和各电压幅值的变化速度较慢, 而短路时电流

7、是突然增大 , 电流也突然降低。（ 2）、振荡时电流和各点电压幅值均作周期变化，各点电压与电流之间的相位角也作周期变化。（ 3）振荡时三相完全对称 ,电力系统中不会出现负序分量； 而短路时 ,总要长期 （在不对称 短路过程中 ）或瞬间 （在三相短路开始时 ）出现负序分量。2 、对振荡闭锁回路的要求（1）、系统振荡而没故障时 , 应可靠将保护闭锁。（2）、系统发生各种类型故障 , 保护不应被闭锁。（3）、在振荡过程中发生故障时 , 保护应能正确动作。（4）先故障 ,且故障发生在保护范围之外 ,而后振荡 ,保护不能无选择性动作。3 、振荡闭锁回路的工作原理（1）、利用负序 （ 和零序 ） 分量或其

8、增量起动的振荡闭锁回路。负序电压滤过器负序电压滤过器 : 从三相不对称电压中取出其负序分量的回路。目前广泛应用的是阻容双臂式负序电压滤过器，其接线如下图所示。其参数关系为：当输入端加入电压时 , 在 m n 端的空载输出电压为Umn UR1 U X2I1R1 jI2X23U ab3Ubc3 j 3 jUabR1 jX1 R1UbcR2 jX 2X23Uab1ej303Ubc1e j302 1 2当输入端只有正序电压加入时 ,在 m n端的空载输出电压为mn3UR1 UX2 2 Uab1ej30 3Ubc1e j30 02当输入端有负序电压加入时 , 在 m n 端的空载输出电压为b1ca) 加

9、入正序电压；b)b)加入负序电压图3-44 负序电压滤过器向量图U mn2 U R123U ab2ej601.5 3U a2ej30U X23Uab2ej303Ubc2e j3022负序电流滤过器负序电流滤过器： 从三相不对称电流中取出其负序分量的回路称为负序电流滤过器。 目前常用的一种由电抗变压器 TX 和电流变换器 TA组成，其原理接线如图 3-45 所示。IbDKB图3-45 负序电流滤过器原理接线图 其中电抗变压输出 :UkjzK(Ib Ic) ，电流变换器的变比为 :n W2 W 1 ，在电阻 R 上的压降为 :1(I a I0)Rn在 m-n 端子上的输出电压为1U mn (I a

10、 I0)R jZ k (b Ic) n当输入端加入正序电流时，其相量如图 3-46(a) 所示，输出电压为：U 1 IU mn1 I a1nRR jZk(Ib1 Ic1) Ia1(3Zk )n当选取参数为 R n 3zk,则 U mn1 0。当只有零序电流输入时在 TX和 TA原边的安匝互相抵消， U mn0 0。当只输入负序电流时，如图 3-46(b) 所示，负序电流滤过器的输出电压为1U mnI a2 Rjzk (I b2I c2)I a2nRR(3zk ) 2 I a2nn思考： 除了利用负序分量构成振荡闭锁回路外，还可以利用哪些原理构成振荡闭锁回路？答案 : 1、利用负序增量2、利用电

11、气量变化速度三、分支电流的影响 使故障线路电流增大的现象，称为助增。如图 当在 BC 线路上的 D 点发生短路时，在变电所3 47 所示电路A 距离保护 1 的测量阻抗为Z U AI AB Z AB I BC ZdZcl.1I ABI ABZ ABI BCI ABZABK fzZd图3-47 有助增电流 的网络接 线结论： 助增电流，使测量阻抗增大，保护范围缩短。 使故障线路中电流减小的现象称为外汲。如图3 48 所示电路，当在平行线路上的 D点发生短路时，在变电所 A 距离保护 1 的测量阻抗ABZABBCZdcl.1ZABI BC ZdZAB K fzZdABABAB图3-48 有外汲电流

12、的网络接线结论： 外汲电流时使测量阻抗减小，保护范围增大，可能引起无选择性动作。四、电压回路断线对距离保护的影响当电压互感器二次回路断线时， 距离保护将失去电压， 这时阻抗元件失去电压而电流回 路仍有负荷电流通过，可能造成误动作。对此，在距离保护中应装设断线闭锁装置。对断线闭锁装置的主要要求是：（ 1）（ 1）当电压互感器发生各种可能导致保护误动作的故障时，断线闭锁装置均应动作，将保护闭锁并发出相应的信号。（ 2）（2）当被保护线路发生各种故障 ，不因故障电压的畸变错误地将保护闭锁，以保证保护可靠动作。区分以上两种情况的电压变化的办法：解决方法 :看电流回路是否也同时发生变化。断线信号装置大都是反应于断线后所出现的零序电压来构成的， 其原理接线如图 3 49 所示。图3-49 电压回路断线信号装置原理接线图 当电压回路断线时，断线信号继电器动作，一方面将保护闭锁，一方面发出断线信号。 思考： 这种反