影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施

ACBCCRgACBCCRg第四节影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施一、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Zj.1已超出保护1第I段整定的特性圆范围，而Zj.2仍位于保护2第II段整定的特性圆范围以内。此时保护1和保护2将同时以第II段的时限动作，因而失去了选择性。(a)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。对图3—36(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。AA图3-36双侧电源通过R短路的接线图及阻抗电流向量图g(a)系统图； (b)向量图保护1和保护2的测量阻抗分别为IIZ— B—^dR—4RejQJ1IIgIgd1d1d1UIZ— A—z+ dRej«J2IAB'Igd1d1

式中a—Id超前Id1的角度。当a为正时，测量阻抗增大，当a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R,且电弧的g长度和电流的大小都随时间而变化，在短路开始瞬间电弧电流很大，电弧的长度很短，Rgg很小。随着电弧电流的衰减和电弧长度的增长，R随着增大，大约经0.1〜0.15秒后，R剧g g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II段。原理接线如图3—37所示。在短路的初瞬间，K至及均叨作，通过KA的接点圧自保持，此右KM的动作与KJ无关经过KT的延时• ►发出跳闸脉冲-亠既使电弧电阻増丈，使初返回，保护仍能以预定的延时跳闸-亠（2）采用带偏移特性的阻抗继电器保护2的测量阻抗Zcl2=Zd+R当过渡电阻达R1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阻抗继电器，如偏移特性阻抗继电器等。二、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E Mpz I NEZ L ZMN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5,IEJ=IenI=E，且系统中各元件的阻抗角相等，则振荡电流为E—EE—E E(1—e-j5)I=MN=—M NzhZ+Z+Z Z_ZMLN 工= 工振荡电流滞后于电势差EM—N的角度为系统振荡阻抗角为X+X+X申=argtgmlnR+R+RMLN图3-39图3-39系统振荡时电压、电流向量图系统M、N、Z点的电压分别为：U=E-1ZMMzhMU=E+1ZzhN-zhN-Zzh2工U=EZMz点位于+Zz处。淌＜5=130。时0、』靡=尹达最丈值，电压Uz=0,此点称为系统扼荡中心-屮（二）电力系统振荡对距离保护的影响M母线上阻抗继电器的测量阻抗为r UE—IZEZ=.M=—M zh——M=—M--ZMcl IIIMzhzhzhE1= M—Z—Z=-Z—Z（E一E）工M1一e->5 工MMN应用尤拉公式及三角公式，有e-j5=cos5一jsin521—e-j1—e-j5于是

Z二(1Z-Z)-j1Zctg-Mcl、2为M2为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M图3-41系统振荡时，测量阻抗的变化器的测量阻抗将在在工的垂直平分线oO上移动，如图3-41所示。当3=0°时测量阻抗Z■血=□□;心当卜即时测壘阻抗％=抚一*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I段起动阻抗整定为0.85Zl，在图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。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，而椭圆继电器所受的影响最小。继电器的动作特性在阻抗平面沿。。‘方向所占的面积越大，受振荡的影响就越大。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。当保护的动作带有较大的延时时，如距离III段，可利用延时躲开振荡的影响。振荡闭锁回路1、电力系统振荡和短路时的主要区别。、振荡时电流和各电压幅值的变化速度较慢,而短路时电流是突然增大,电流也突然降低。、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。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。、在振荡过程中发生故障时,保护应能正确动作。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)分量或其增量起动的振荡闭锁回路。①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一n端的空载输出电压为TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"U UU=U+U=IR-jIX二abR—jbcXmnR1 X2 11 2 2R—jX1R—jX2<3U ⑶ 11 2 2=—————ab—— bc—%3—j—y3—j=空Uej30。+旦U e-j30。2ab12bc1当输入端只有正序电压加入时，在m一n端的空载输出电压为Umn=U+U=旦U ej30。+逍U e-j30。=0UmnR1 X2 2 ab1 2 bc1当输入端有负序电压加入时，在m—n端的空载输出电压为b1cb2cb)(a)加入正序电压； (b)加入负序电压图3-44负序电压滤过器向量图U=Umn2 U=Umn2 R1+U二週U ej30°+遇U e730。=-U ej60,X22ab22 bc2 2ab21°=1.5间ej30。a2②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。图3-45负序电流滤过器原理接线图图3-45负序电流滤过器原理接线图Umn其中电抗变压输出:U=-jz(I-1)kKbc，电流变换器的变比为:n=W..W2'1，在电阻R上的压降为：1—(I-1)Rna0

在m-n端子上的输出电压为:1U= (I-1)R-jZ(-1mnna0kbc)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=-1r-jz(I-1)二I(--、3z)TOC\o"1-5"\h\zmn1nal kbl cl aln k当选取参数为R=""兀,则Umn1=0。TT —0当只有零序电流输入时在TX和TA原边的安匝互相抵消，Umn0—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1 R R•U——IR-jz(I-1)—I(-+、3z)—2—Imnna2 kb2 c2 a2n k na2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3—47所示电路当在BC线路上的D点发生短路时，在变电所A距离保护1的测量阻抗为Zcl.lUT ITZ+IT Zcl.lA— _AB BC_d—Z +-：BCZIT IT AB IT dAB AB AB—Z+KZABfzdZZ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UT ITZ+ITZ ITZ—A— _AB BC_4—Z+.BCZ—Z+KZcl.1IT IT ABIT dABfzdAB AB AB

图3-48有外汲电流的网络接线结论：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。R0R0R0R0图3-49电