第四节-影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施

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g R ，保护2的测量阻抗为g AB R Z +。由图(b)可见，当g R 较大时，可能出现1.J Z 已超出保护1第Ⅰ段整定的特性圆范围，而2.J Z 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。

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。

保护1和保护2的测量阻抗分别为

式中 α—d I 超前1d I

的角度。

当α为正时，测量阻抗增大，当α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 g ，且电弧的长度和电流的大小都随时间而变化，在短路开始瞬间电弧电流很大，电弧的长度很短，R g 很小。随着电弧电流的衰减和电弧长度的增长，R g 随着增大，大约经0.1～0.15秒后，R g 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Ⅱ段。原理接线如图3—37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

（一）电力系统振荡时电流、电压的分布

图3-38为简化系统等值电路图, 当系统发生振荡时，设M E 超前于N E 的相位角为δ,E E E N M == ，且

系统中各元件的阻抗角相等，则振荡电流为

∑-=++-=Z E E Z Z Z E E I N M N L M N M zh =∑δ--Z )e 1(E j

振荡电流滞后于电势差N M E E -的角度为系统振荡阻抗角为

N M Z M E 图3-38 系统振荡的等值图

系统M 、N 、Z 点的电压分别为：

(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

应用尤拉公式及三角公式，有

于是

将此继电器测量阻抗随δ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

器的测量阻抗将在∑Z 的垂直平分线o o '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Ⅰ段起动阻抗整定为0.85L Z ，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。

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。

(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。

M E

N E 图3-39 系统振荡时电压、电流向量图

M j M N M M Z Z e Z Z E E E --=--=∑-∑δ11)

(

'

图3-41 系统振荡时，测量阻抗的变化

（3）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。

（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：

m-端的空载输出电压为

当输入端加入电压时,在n

m-端的空载输出电压为

当输入端只有正序电压加入时,在n

m-端的空载输出电压为

当输入端有负序电压加入时,在n

②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。

其中电抗变压输出:

)(c b K k I I jz U --=，

电流变换器的变比为:

12W W n =，

在电阻R 上的压降为:

R I I n a )(10 -。

在m-n 端子上的输出电压为:

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：

当选取参数为k z n R 3=,则 01=∙

mn U 。 （a ） 加入正序电压；图3-44 负序电压滤过器向量图

（b ）加入负序电压

（a ）

21b c （b ）

2b c U U 图3-45 负序电流滤过器原理接线图

a

I b

I 0 m n

m n c