第四节-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 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第段整定的特性圆范围，而仍位于保护2第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。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

2、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0.10.15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

3、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

4、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，如距离段，可利用延时躲开振荡

5、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

6、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。 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 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

7、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347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。

8、 使故障线路中电流减小的现象称为外汲。如图348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349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