电网距离保护第5讲

3.4距离保护的定值整定及评价3.4.2距离保护的评价及应用对距离保护的评价

灵敏度方面：同时利用故障时电流电压变化特征，通过阻抗确定故障区间。因而保护范围稳定，灵敏度高，受电网运行方式影响小。

速动性方面：由于仅使用单端信息不能实现全线速动，对于超高压输电线路，速动性不满足要求。

可靠性方面：算法，接线复杂，可靠性不如电流保护。距离保护的应用高压网络（110kV电网）中作为主保护超高压网络（220kV及其以上）中作为后备保护，在发电机和变压器保护中作为后备保护。3.5距离保护特殊问题之一：振荡闭锁3.5.1振荡现象及振荡闭锁电力系统振荡振荡现象： 并联运行的同步发电机之间出现功角大范围周期性变化的现象，称为振荡。振荡产生原因： 系统故障、线路无故障跳闸、系统突然失去大容量的负荷和发电机等大的扰动都有可能引起系统振荡。振荡的根本原因是系统有功不平衡或系统静稳极限不足，导致发电机功角周期性变化。振荡表现形式：衰减振荡，系统失去同步。两者的不同表现在振荡功角的变化范围和变化周期。3.5.1振荡现象及振荡闭锁电力系统振荡振荡表现形式： 形式一：衰减振荡，机组间功角变化幅度逐渐减小，最后振荡平息形式二：系统失去同步，机组间功角在0-360度之间作周期性变化。两者的不同表现在振荡时功角的变化范围和变化周期。两者的共同点在于功角均近似的作周期性变化3.5.1振荡现象及振荡闭锁电力系统振荡对保护的影响 电力系统振荡时，会引起系统各个点的电流、电压、测量阻抗、功率等的大范围、周期性变化。一旦保护安装处的上述各电气量满足保护动作条件，有可能引起保护动作。振荡闭锁： 由于振荡本身只是一种不正常运行状态，而非故障。因此一般靠电力系统自动装置如励磁调节、调速、PSS等的调节，可以使系统恢复同步运行。因而振荡时，不希望保护无计划动作导致切除重要联络线，这可能使事故扩大，造成更为严重的事故。因此在系统振荡时，应采取措施防止保护误动，这种措施统称为振荡闭锁。

3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点振荡现象研究的数学模型及假设条件数学模型：

双机系统模型假设条件：

两侧系统等值电势大小相等，只考虑其相位的变化研究目的：发现振荡时电气量变化规律与故障时电气量变化规律的差别，寻找振荡判据。3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡时保护测量电流相量幅值其中3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡时保护测量电流幅值变化规律可见，振荡时保护测量电流幅值（或有效值）在做周期性变化，变化周期等于振荡周期。电流幅值最小时为03.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡时保护测量电压相量其中3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡时保护测量电压可见，振荡时保护测量压幅值（或有效值）也在做周期性变化，变化周期等于振荡周期。但沿线路不同点电压幅值的变化范围不同3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡时的电流电压相量图（假设系统的阻抗角均相同）3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（一）电力系统振荡时电流、电压的变化规律振荡中心的概念：

振荡时，沿线路不同点电压幅值的变化范围不同。系统振荡时，沿线路电压最低的一点称为振荡中心。但所有阻抗角均相同时，振荡中心位于电气中点，即处。思考问题：当阻抗角不相同时，如何确定振荡中心？振荡中心电压相量有效值为3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（二）电力系统振荡时保护测量阻抗变化规律振荡时安装于M侧的保护测量阻抗为因为从而3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（二）电力系统振荡时保护测量阻抗变化规律振荡过程安装于M侧的保护测量阻抗变化轨迹其中3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（三）电力系统振荡对距离保护的影响若振荡中心在距离Ⅰ段保护范围内，则在振荡中距离Ⅰ段可能误动若振荡中心在距离Ⅱ段保护范围内，则距离Ⅱ段会否误动取决于振荡周期，正当频率越慢，越易引起误动距离Ⅲ段一般靠动作延时可以躲过振荡影响（振荡周期一般在0.1-1.5s之间）振荡中心不在保护范围内，则不会引起保护误动保护动作区形状不同，受振荡影响的程度不同小结：振荡过程对距离保护的影响，与保护的安装位置、保护的动作范围、振荡周期的长短，保护动作特性有关3.5.2电力系统振荡时电气量的变化规律及特点（四）电力系统振荡与短路两种情况下电气量差别对称性差异。振荡时系统三相对称，无负序和零序分量。不对称短路则有负序和零序分量出现。对称短路往往是由不对称短路发展而来，因而故障初期，一般也会出现短时的负序和零序分量。电气量变化速率的差异。振荡时，电气量呈现周期性变化，其变化过程是渐变的，变化范围大。而故障时电流电压的变化是突变的，且故障后测量电流电压、阻抗的测量值基本不变。周期性的差异振荡时测量阻抗在一个振荡周期内，若振荡中心在保护范围内，则距离元件动作和返回各一次；而短路时则距离元件或者动作或者不动作，取决于故障点位置。

以上差异是识别振荡和故障的依据，也是实现振荡闭锁的主要出发点3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）对振荡闭锁元件的基本要求系统发生全相或非全相振荡时，保护装置不应误动作，即单纯振荡要可靠闭锁保护系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路发生各种类型的不对称故障，保护装置应有选择性的跳闸,纵联保护仍应快速动作。系统在全相振荡过程中又发生三相故障时，保护装置应可靠动作，并允许带一定延时。3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）振荡闭锁原理故障启动时保护的短时开放该原理利用短路故障电气量变化突然的特点，实现振荡闭锁。

具体实现方案：两相电流差突变量启动元件或零序电流启动元件（零序Ⅳ段）动作时，如果按躲负荷电流整定的正序电流元件尚未动作，或者虽然正序电流元件动作但尚不满10ms，则开放保护150ms。对于距离Ⅱ段若在上述开放时间内动作，则保持其动作状态3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）振荡闭锁原理故障启动时保护的短时开放3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）振荡闭锁原理故障启动时保护的短时开放

几点说明

开放时间的长短：兼顾两个原则

首先保证正向区内故障时，I段保护有足够的时间可靠跳闸，II段保护的测量元件能够可靠起动并实现自保持；其次要保证在区外故障引起振荡时，测量阻抗不会在故障后的开放时间内进入动作区

开放时间一般取150ms左右。

正序电流元件作用：防止静稳破坏引起的振荡，即防止先振荡后故障情况下，保护误动。3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）振荡闭锁原理不对称故障开放元件（振荡过程中再故障的处理）该原理利用不对称短路时，系统中出现零序或负序分量原理实现振荡中开放保护。可以实现瞬时开放开放判据：3.5.3距离保护振荡闭锁原理（一）振荡闭锁原理对称故障开放元件（振荡过程中再故障的处理）

的物理意义

在系统振荡时等于振荡中心电压