第四节影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施.docx
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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，保护2的测量阻抗为。
由图（b）可见，当较大时，可能出现已超出保护1第Ⅰ段整定的特性圆范围，而仍位于保护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—超前的角度。
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，设超前于的相位角为,，且系统中各元件的阻抗角相等，则振荡电流为
=
振荡电流滞后于电势差的角度为系统振荡阻抗角为
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
器的测量阻抗将在的垂直平分线上移动，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0.85，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。
（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：
当输入端加入电压时,在端的空载输出电压为
当输入端只有正序电压加入时,在端的空载输出电压为
当输入端有负序电压加入时,在端的空载输出电压为
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:
，
电流变换器的变比为:
，
在电阻R上的压降为:
。
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,则。
当只有零序电流输入时在TX和TA原边的安匝互相抵消，。
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
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
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
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。
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：
这种反应于零序电压的断线信号装置，在系统中发出接地故障时也会动作。
怎么办？
解决方法:
将KS的另一组线圈W2经C0和R0接于电压互感器二次侧开口三角形的输出电压上，当系统中出现零序电压时，两组线圈W1和W2所产生的零序电压安匝大小相等，方向相反，合成磁通为零，KS不动作。
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