电气系统继电保护第3章电网的距离保护

第3章电网的间隔维护3.1.1根本任务原理3.1间隔维护的根本原理电流、电压维护的主要优点是简单、可靠、经济，但它们的灵敏性受系统运转方式变化的影响较大，特别是在重负荷、长间隔、电压等级高的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除缺点的要求，为此，必需采用性能更加完善的维护安装，因此就引入了“间隔维护〞。间隔维护是反映缺点点至维护安装地点之间的间隔〔或阻抗〕，并根据间隔的远近而确定动作时间的一种维护安装。该安装的主要元件为间隔〔阻抗〕继电器，它可根据其端子上所加的电压和电流测知维护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为阻抗继电器的丈量阻抗。其主要特点是：短路点间隔维护安装点越近，其丈量阻抗越小；相反地，短路点间隔维护安装点越远，其丈量阻抗越大，动作时间就越长。这样就可保证有选择地切除缺点线路。

图3.1间隔维护的根本原理3.1.2间隔维护的时限特性

间隔维护的动作时间与维护安装地点至短路点之间间隔的关系，称为间隔维护的时限特性。为了满足速动性、选择性和灵敏性的要求，目前广泛应器具有三段动作范围的阶梯型时限特性，如图3.1(b)所示，并分别称为间隔维护的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段。间隔维护的第Ⅰ段是瞬时动作的，t1是维护本身的固有动作时间。对维护1的第Ⅰ段整定值应为：

间隔Ⅱ段整定值的选择是类似于限时电流速断的，即应使其不超出下一条线路间隔Ⅰ段的维护范围，同时带有高出一个Δt的时限，以保证选择性。

间隔Ⅰ段与Ⅱ段的结合任务构本钱线路的主维护。为了作为相邻线路维护安装和断路器回绝动作的后备维护，同时也作为间隔Ⅰ、Ⅱ段的后备维护，还应该装设间隔维护第Ⅲ段。对于间隔Ⅲ段整定值的思索是与过电流维护类似的，其启动阻抗要按躲开正常运转时的最小负荷阻抗来选择，而动作时限那么应根据前述电流维护的原那么，使其比间隔Ⅲ段维护范围内其他各维护的最大动作时限高一个Δt。3.1.3间隔维护的主要组成元件图3.2三段式间隔维护的原理框图

启动回路

启动回路主要由启动元件组成。启动元件可由过电流继电器、低阻抗继电器或反响于负序和零序电流的继电器构成。详细选用哪一种，应由被维护线路的情况确定。丈量回路

丈量回路的Ⅰ段和Ⅱ段由阻抗继电器组成，而第Ⅲ段由丈量阻抗继电器组成。丈量回路是丈量短路点到维护安装处的间隔，用以判别缺点处于哪一段维护范围。逻辑回路

逻辑回路主要由门电路和时间电路组成。门电路包括与门和或门，时间电路主要由两个时间继电器构成。时间继电器的主要作用是按照缺点点到维护安装地点的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证维护动作的选择性。其他部分

辅助相电流元件：接于相电流，作为辅助启动元件之用。重合闸后加速回路：瞬时加速Ⅰ段或Ⅱ段。执行元件：出口、信号、切换等其他功能。3.2阻抗继电器阻抗继电器可按以下不同方法分类：

根据其构造原理的不同，分为电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型和微机型等。根据其比较原理的不同，分为幅值比较式和相位比较式两大类。

根据其输入量的不同，分为单相式和多相式两种。

所谓单相式阻抗继电器是指参与继电器的只需一个电压〔可以是相电压或线电压〕和一个电流(可以是相电流或两相电流之差)的阻抗继电器。电压和电流的比值称为继电器的丈量阻抗Z。

多相补偿式阻抗继电器是一种多相式继电器，参与继电器的是几个相的电流和几个相的补偿后电压，它的主要优点是可反映不同相别组合的相间或接地短路，但由于参与继电器的不是单一的电压和电流，因此就不能利用丈量阻抗的概念来分析它的特性，而必需结合给定的系统、给定的短路点和给定的缺点类型对其动作特性进展详细分析。3.2阻抗继电器阻抗复平面分析法是最常用、最简捷直观的方法，它需求经过以下步骤：

①阻抗继电器在阻抗复平面上的动作特性〔可从动作条件判别式取等号求得〕。继电器的丈量阻抗Zr沿一定的轨迹变化而使继电器一直处于临界动作形状时，这一轨迹便称为继电器的动作特性。

②求出阻抗继电器在各种运转情况下感遭到的阻抗〔丈量阻抗Zr〕。

③按动作条件判别式在阻抗平面上分析它们能否满足该式，从而决议其能否动作。对于单相式阻抗继电器，其动作特性可用单一变量即继电器的丈量阻抗Zr的函数来分析，并在复阻抗平面上用一定的曲线来表示。图3.3在阻抗复平面上分析阻抗继电器特性

(a〕网络接线；(b〕被维护线路的丈量阻抗及动作特性由于阻抗继电器都是接于电流互感器和电压互感器的二次侧，其丈量阻抗与系一致次侧的阻抗之间存在以下关系；

假设维护安装的一次侧整定阻抗经计算以后为，继电器的整定阻抗应该为：3.2.1阻抗继电器的二次值3.2.2利用复数平面分析圆或直线特性阻抗继电器(1)全阻抗继电器

全阻抗继电器的特性是以B点〔继电器安装点〕为圆心，以整定阻抗为半径所作的一个圆，如图3.4所示。当丈量阻抗Zr位于圆内时继电器动作，即圆内为动作区，圆外为不动作区。当丈量阻抗正好位于圆周上时，继电器刚好动作，对应此时的阻抗就是继电器的启动阻抗。由于这种特性是以原点为圆心而作的圆，因此，不论参与继电器的电压与电流之间的角度为多大，继电器的启动阻抗在数值上都等于整定阻抗。具有这种动作特性的继电器称为全阻抗继电器，它没有方向性。①幅值比较方式如图3.4(a〕所示，当丈量阻抗Zr位于圆内时，继电器可以启动，其启动的条件可用阻抗的幅值来表示，即

式中：Zset―继电器整定阻抗。上式两端乘以电流，变成为：

②相位比较方式全阻抗继电器的动作特性如图3.4(b)所示，当丈量阻抗Zr位于圆周上时，相量〔Zr+Zset〕超前于〔Zr-Zset〕的角度，而当Zr位于圆内时，；Zr位于圆外时，，如图3.5(a〕和〔b〕所示。因此，继电器的启动条件即可表示为：将两个相量均以电流乘之，即可得到可比较其相位的两个电压，继电器的启动条件可表示为：

图3.4全阻抗继电器的动作特性

(a〕幅值比较式；(b〕相位比较式

图3.5相位比较方式分析全阻抗继电器的动作特性(a〕丈量阻抗在圆内；(b〕丈量阻抗在圆外普通称为极化电压，为补偿电压。上述动作条件也可表示为：③幅值比较方式与相位比较方式之间的关系，可以从图3.4和图3.5所示几种情况的分析得出。由平行四边形和菱形的定那么可知，如用比较幅值的两个相量组成平行四边形，那么相位比较的两个相量就是该平行四边形的两个对角线，三种情况下的关系如图3.6所示。

图3.6幅值比较与相位比较之间的关系a.当时，如图3.6(a)所示，由这两个相量组成的平行四边形是一个菱形，因此，其两个对角线相互垂直，，正是继电器刚好启动的条件。b.当时，如图3.6(b)所示，之间的角度，继电器可以动作。c.当时，如图3.6(c)所示，之间的角度，继电器不动作。

普通而言，设以表示比较幅值的两个电压，且当时，继电器启动；又以表示比较相位的两个电压，当时，继电器启动，那么它们之间的关系符合下式：

必需留意：①它只适用于为同一频率的正弦交流量；②只适用于相位比较方式动作范围为和幅值比较方式，且动作条件为的情况；③对短路暂态过程中出现的非周期分量调和波分量，以上转换关系显然是不成立的。因此，不同比较方式构成的继电器受暂态过程的影响不同。于是，知时，可以直接求出；反之，如知，也可以利用上式求出。由此可见，幅值比较原理与相位比较原理之间具有互换性。方向阻抗继电器的特性是以整定阻抗Zset为直径而经过坐标原点的一个圆，如图3.7所示，圆内为动作区，圆外为不动作区。当参与继电器的电压和电流之间的相位差为不同数值时，此种继电器的启动阻抗也将随之改动。当电压和电流之间的相位差等于整定阻抗的阻抗角时，继电器的启动阻抗到达最大，等于圆的直径，此时，阻抗继电器的维护范围最大，任务最灵敏。因此，这个角称为继电器的最大灵敏角，用表示。当维护范围内部缺点时， 〔为被维护线路的阻抗角〕，因此，应该调整继电器的最大灵敏角，使，以便继电器任务在最灵敏的条件下。(2)方向阻抗继电器

图3.7方向阻抗继电器的动作特性(a〕幅值比较式的分析；(b〕相位比较式的分析

当反方向发生短路时，丈量阻抗Zr位于第三象限，继电器不能动作，因此，它本身就具有方向性，故称之为方向阻抗继电器。方向阻抗继电器也可由幅值比较或相位比较的方式构成，现分别讨论如下：①用幅值比较方式分析：等式两端均以电流乘之，即变为两个电压的幅值的比较：

②用相位比较方式分析，如图3.7(b)所示，当Zr位于圆周上时，阻抗Zr与(Zr—Zset〕之间的相位差为90度，类似于对全阻抗继电器的分析，同样可以证明，是继电器可以启动的条件。将Zr与〔Zr—Zset〕均以电流乘之，即可得到比较相位的两个电压分别为：

称为极化电压，称为补偿电压。偏移特性阻抗继电器的特性是当正方向的整定阻抗为Zset时，同时，向反方向偏移一个，继电器的动作特性如图3.8所示，圆内为动作区，圆外为不动作区。圆的直径为，圆心的坐标为，圆的半径为：

(3)偏移特性的阻抗继电器

图3.8具有偏移特性的阻抗继电器

(a〕幅值比较式的分析；(b〕相位比较式的分析

①用幅值比较方式分析，如图3.8(a)所示，继电器可以启动的条件为：

或等式两端均以电流乘之，即变为如下两个电压的幅值的比较：

②用相位比较方式的分析，如图3.8(b)所示，当Zr位于圆周上时，相量之间的相位差为，同样可以证明，也是继电器可以启动的条件。将均以电流乘之，即可得到用以比较其相位的两个电压为

①Zr:继电器的丈量阻抗，由参与继电器中电压Ur与电流Ir的比值确定，

②Zset:继电器的整定阻抗，普通取继电器安装点到维护范围末端的线路阻抗作为整定阻抗。对全阻抗继电器而言，就是圆的半径；对方向阻抗继电器而言，就是在最大灵敏角方向上的圆的直径；而对偏移特性阻抗继电器，那么是最大灵敏角方向上由原点到圆周上的长度。

③Zop.r:继电器的启动阻抗，它表示当继电器刚好动作时，参与继电器中电压Ur与电流Ir的比值，除全阻抗继电器以外，Zop.r是随着的不同而改动的，

〔4〕功率方向继电器继电器可以动作的条件可表示为：两个电压的幅值的比较相位比较方式来分析功率方向继电器的特性：只需之间的角度位于之间，就是它可以动作的条件。为在最大灵敏角的方向上任取的两个相量。

相位比较的两个电压为：

图3.9功率方向继电器的动作特性〔5〕具有直线特性的继电器图3.10具有直线特性的继电器

幅值比较，继电器可以启动的条件为：电压幅值比较为：比较其相位的两个电压为

以上分析中均采用动作的角度范围为，在复数平面上获得的是圆或直线的特性。假设使动作范围小于，例如采用，那么圆特性的方向阻抗继电器将变成透镜形特性的阻抗继电器，如图3.11(a)所示。而直线特性的功率方向继电器的动作范围那么变为一个小于的折线，如图3.11(b)所示。〔6〕动作角度范围变化对继电器特性的影响图3.11时的动作特性(a〕方向阻抗继电器；(b〕功率方向继电器各种圆或直线特性的继电器均可用极化电压与补偿电压进展比相而构成。①当维护范围外部缺点时，，那么同相位；②当维护范围末端缺点时，，那么，继电器应处于临界动作的条件；③当维护范围内部缺点时，，那么相位差。(7)继电器的极化电压和补偿电压为了判别相位的变化，必需有一个参考相量作为基准，这就是所采用的极化电压，可以以为不同特性的阻抗继电器的区别只是在于所选的极化电压不同。①当以母线电压作为极化量时，可得到具有方向性的圆特性〔图3.7〕阻抗继电器或直线特性的功率方向〔图3.9〕继电器。当维护安装处出口短路时，，继电器将因失去极化电压而不能动作，从而出现电压死区；②当以电流作为极化量时，可得到动作特性为包括原点在内的各种直线，如图3.10所示，这些直线特性的继电器没有方向性，在反方向短路时均可以动作；③当以的复合电压〔例如〕作为极化量时，那么得到偏移特性的阻抗继电器，而偏移的程度那么取决于，即所占的比重。继电器的动作特性在复数阻抗平面上可以是各种外形的四边形，四边形以内为继电器的动作区，四边形以外为不动作区，如图3.12所示。图中折线A-O-C这段特性广泛采用动作范围小于180度的功率方向继电器来实现，如图3.11〔b〕所示。直线AB是一个电抗型继电器的特性曲线，通常使其特性曲线下倾，以防区外缺点时出现超越，引起误动，如图3.10(c〕所示。直线BC属电阻型继电器特性，它与R轴的夹角通常取为70度，可参照图3.10(b〕的方法构成。将上述三个特性的继电器组成与门输出，即可获得图3.12的四边形特性。3.2.3具有四边形特性的阻抗继电器

图3.12四边形阻抗继电器

在上述三个电压中，当任何两个相邻电压之间的相位差均小于180度时动作，而大于180度那么不动作，即可满足以上分析的要求。

图3.13对两个边折线的分析

(a〕折线的构成；(b)Zr位于动作范围内；(c)Zr位于动作范围外3.3阻抗继电器的接线方式3.3.1对接线方式的根本要求①继电器的丈量阻抗正比于短路点到维护安装地点之间的间隔；②继电器的丈量阻抗应与缺点类型无关，也就是维护范围不随缺点类型而变化。3.3.1对接线方式的根本要求表3.13.3.2相间短路阻抗继电器的接线方式〔1〕三相短路设短路点至维护安装地点之间的间隔为Lkm，线路每千米的正序阻抗为Z1欧姆，那么维护安装地点的电压应为：

图3.16三相短路时丈量阻抗的分析

(2)两相短路继电器Zr的丈量阻抗为:

图3.17A、B两相短路时丈量阻抗的分析〔3〕中性点直接接地电网中的两相接地短路图3.18A、B两相接地短路时丈量阻抗的分析设用Z1表示输电线每千米的自感阻抗，Zm表示每千米的互感阻抗，那么维护安装地点的缺点相电压应为：继电器r1的丈量阻抗为

在单相接地时，只需缺点相的电压降低，电流增大，而任何相间电压都是很高的，因此，应该将缺点相的电压和电流参与继电器中。将缺点点的电压和电流分解为对称分量:维护安装地点母线上各对称分量的电压:3.3.3接地短路阻抗继电器的接线方式维护安装地点母线上的A相电压:继电器的丈量阻抗为:继电器不能准确地丈量从短路点到维护安装地点之间的阻抗，因此，不能采用。为了使继电器的丈量阻抗在单相接地时不受零序电流的影响，根据以上分析的结果，就应该给阻抗继电器参与如下的电压和电流：普通可近似以为零序阻抗角和正序阻抗角相等，因此k是一个实数。继电器的丈量阻抗即是：

〔1〕间隔维护第Ⅰ段的整定普通按躲开下一条线路出口处短路的原那么来确定，按式(3.1〕和式〔3.2〕计算，在普通线路上，可靠系数取0.8。〔2〕间隔维护第Ⅱ段的整定

如图3.19所示，应按以下两点原那么来确定：

①与相邻线间隔维护第Ⅰ段相配合，参照式〔3.3〕的原那么，并思索分支系数的影响，可采用下式进展计算：

式中，可靠系数Krel普通采用0.8;Kb应采用当维护1第I段末端短路时，能够出现的最小数值。3.4间隔维护的整定计算3.4.1间隔维护的整定计算原那么例如，在图3.19所示具有助增电流的影响时，在K点短路时变电所A间隔维护2的丈量阻抗为：

由于分支系数的存在，与无分支的情况相比，将使维护2处的丈量阻抗变化。②躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处(图3.19中K1点〕短路时的阻抗值，设变压器的阻抗为ZT，那么启动阻抗应整定为：

式中，与变压器配合时的可靠系数，思索到ZT的误差较大，普通采用Krel=0.7；分支系数那么应采用当K点短路时能够出现的最小数值。计算后，应取以上两式中数值较小的一个。此时，间隔Ⅱ段的动作时限应与相邻线路的Ⅰ段相配合，普通取为0.5s。

③校验间隔Ⅱ段在本线路末端短路时的灵敏系数。由于是反响于数值下降而动作，其灵敏系数为：

对于间隔Ⅱ段，在本线路末端短路时，灵敏系数为：

普通要求。当校验灵敏系数不能满足要求时，应进一步延伸维护范围，使之与下一条线路的间隔Ⅱ段配合，时限整定为1-1.2s，思索原那么与限时电流速断维护一样。

图3.19选择整定阻抗的网络接线当第Ⅲ段采用阻抗继电器时，其启动阻抗普通按躲开最小负荷阻抗来整定，

式中，可靠系数Krel、自启动系数Kst和前往系数Kre均为大于1的数值。继电器的启动阻抗为：(3〕间隔维护第Ⅲ段的整定当间隔维护第Ⅲ段采用全阻抗继电器时，由于它的启动阻抗与角度无关，因此，以式〔3.40〕的计算结果为半径作圆，此圆即为它的动作特性，如图3.20中的圆1所示。假设维护第Ⅲ段采用方向阻抗继电器，在整定其动作特性圆时，尚需思索其启动阻抗随角度变化关系，以及正常运转时负荷潮流和功率因数的变化，以确定适当的数值。例如，选择继电器的，那么圆的直径即Ⅲ段整定阻抗为：

图3.20第Ⅲ段启动阻抗的整定

图3.21复合特性的阻抗继电器

间隔Ⅲ段作为远后备维护时，其灵敏系数应按相邻元件末端短路的条件来校验，并思索分支系数为最大的运转方式；当作为近后备维护时，那么按本线路末端短路的条件来校验。近后备：远后备：

(4〕阻抗继电器的准确任务电流的校验所谓准确任务电流，就是指当继电器的输入电流等于准确任务电流时，继电器的启动阻抗等于0.9倍的整定阻抗，即比整定阻抗值减少了10%。在间隔维护的整定计算中，应分别按各段维护范围末端短路电流校验各段阻抗继电器的准确任务电流，按照要求，此最小短路电流与继电器准确任务电流之比应为1.5以上。3.4.2对间隔维护的评价①根据间隔维护的任务原理，它可以在多电源的复杂网络中保证动作的选择性。②间隔Ⅰ段是瞬时动作的，但是它只能维护线路全长80％一85%，因此，两端合起来就使得在30％一40％的线路长度内的缺点不能从两端瞬时切除，在一端须经0.5s的延时才干切除。在220kV及以上电压的网络中，有时候这不能满足电力系统稳定运转的要求，因此，不能作为主维护来运用。③由于阻抗继电器同时反响于电压的降低和电流的增大而动作，因此，间隔维护较电流、电压维护具有较高的灵敏度。此外，间隔Ⅰ段的维护范围不受系统运转方式变化的影响，其他两段遭到的影响也比较小，因此，维护范围比较稳定。④由于间隔维护中采用了复杂的阻抗继电器和大量的辅助继电器，再加上各种必要的闭锁安装，因此，接线复杂，可靠性比电流维护低，这也是它的主要缺陷。3.5.1短路点过渡电阻对间隔维护的影响〔1〕短路点过渡电阻的性质电弧电阻目前我国对500kV线路接地短路的最大过渡电阻按300欧估计，对于220kV线路，那么按100欧估计。

3.5影响间隔维护正确动作的要素及其对策

图3.22架空输电线路短路时产生的电弧

(a〕电弧电阻随时间变化曲线；(b〕经电弧短路时电弧上电流、电压的波形(2〕单侧电源线路上过渡电阻的影响

如图3.23所示，短路点的过渡电阻Rg总是使继电器的丈量阻抗增大，使维护范围缩短。由于过渡电阻对不同安装地点的维护影响不同，因此在某种情况下，能够导致维护无选择性动作。

图3.23单侧电源线路经过渡电阻Rg短路的等效图

图3.24过渡电阻对不同安装地点间隔维护影响的分析

(3〕双侧电源线路上过渡电阻的影响

在如图3.25所示的双侧电源线路上，短路点的过渡电阻还能够使某些维护的丈量阻抗减小。那么维护1和2的丈量阻抗为：此处，表示超前于的角度。当为正时，丈量阻抗的电抗部分增大；而当为负时，丈量阻抗的电抗部分减小。在后一种情况下，也能够引起某些维护的无选择性动作。

图3.25双侧电源经过Rg的接线图〔4〕过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响普通来说，阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占的面积越大，那么受过渡电阻的影响越小。

目前防止过渡电阻影响的方法有：

一种方法是根据图3.26分析所得的结论，采用能允许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电器，可防止过渡电阻对继电器任务的影响。见图3.27。

另一种方法是利用所谓瞬时丈量安装来固定阻抗继电器的动作。见图3.28。

图3.26过渡电阻对不动作特性阻抗元件影响的比较(a〕网络接线；(b〕对影响的比较

图3.27可减小过渡电阻影响的动作特性

(a)多边形动作特性；(b)既允许有较大过渡电阻又能防止负荷阻抗较小时误动的动作特性；(c)圆与四边形组合的动作特性

图3.28瞬时丈量安装的原理接线图1一维护安装的启动元件〔或第Ⅲ段〕;2一第Ⅱ段阻抗元件；3一瞬时丈量的中间继电器；4一第Ⅱ段时间元件3.5.2电力系统振荡对间隔维护的影响及振荡闭锁回路(1)电力系统振荡时电压电流的分布电力系统中由于输电线路保送功率过大，超越静稳定极限，由于无功功率缺乏而引起系统电压降低，或由于短路缺点切除缓慢，或由于非同期自动重合闸不胜利，这些要素都能够引起系统振荡。图3.29两侧电源系统中的振荡图3.29(a〕为一两机系统接线图，图上给出系统和线路的参数以及电压电流的假定正方向。如以电势为参考，使其相位角为零，那么。在系统振荡时，可以为N侧系统等值电势围旋转或摆动，因此落后于之角度占在0°～360°之间变化。由M侧流向N侧的电流为：此电流滞后于电势差的角度为系统总阻抗角:在振荡时，系统中性点电位仍坚持为零，故线路两侧母线的电压和为：对于在系统振荡形状下的电流，仍以图3.29(a〕的两机系统为例。式〔3.45〕为振荡电流随振荡角度而变化的关系式。令表示两侧系统电势幅值之比，那么或由此可知，振荡电流的幅值与相位都与振荡角度有关。只需当恒定不变时，和为常数，振荡电流才是纯粹弦函数。如图3.30(a〕所示为振荡电流幅值随的变化。当为的偶数倍时，IM最小。当为的奇数倍时，IM最大。设以为参考相量，，那么图3.30电力系统振荡时电流电压的变化对于系统各元件的阻抗角皆一样、振荡角度=180°的特殊情况，系统各点的电压值可用图3.30(b〕的图解法求出。因阻抗角都一样，恣意两点间的电压降正比于两点间阻抗的大小在图3.30(b)中，使线段OM、MN和NO′正比于ZM、ZL和ZN。垂直向上，垂直向下，两者相差180°。衔接和端点的直线即为系统各点的电压分布线。线段Mm和Nn的长度按电压标尺等于M和N点的电压和。Z为=180°时系统的振荡中心，其电压等于零。其他各点的电压也可用同样方法求得。

图3.30(c〕为M、N和Z点电压幅值随变化的典型曲线。对于系统各部分阻抗角不同的普通情况，也可用类似的图解法进展分析。(2〕电力系统振荡对间隔维护的影响图3.31分析系统振荡用的系统接线图此处，代表系统总的纵向正序阻抗。M点的母线电压为：因此，安装于M点阻抗继电器的丈量阻抗为：当系统振荡时，按式〔3.45)，振荡电流为：将此继电器丈量阻抗随变化的关系，画在维护安装地点上，当全系统一切阻抗角一样时，即可由图3.32证明将在的垂直平分线上挪动。在近似计算中，假定h=1，系统和线路的阻抗角一样，那么继电器丈量阻抗随的变化关系为：绘制此轨迹的方法是：先从M点沿MN方向作出相量，然后再从其端点作出相量，在不同的角度时，此相量能够滞后或超前于相量，其计算结果如表3.2所示。将后一相量的端点与M衔接即得。图3.32系统振荡时丈量阻抗的变化表3.2当m为不同数值时，丈量阻抗变化的轨迹应是平行于线的不断线簇，如图3.33所示，当m=1/2时，直线簇与+jX轴相交，相当于图3.33所分析的情况，此时，振荡中心位于维护范围的正方向；而当m＜1/2时，直线簇与+jX轴相交，相当于图3.32所分析的情况，此时，振荡中心位于维护范围的正方－向；而当m＞1/2时，直线簇那么与-jX相交，振荡中心将位于维护范围的反方向。在系统振荡时，为了求出不同安装地点间隔维护丈量阻抗变化的规律，在式〔3.57〕中，可令ZX替代ZM，并假定m=ZX/Z∑,m为小于1的变数，那么式〔3.57〕可改写为：图3.33系统振荡时，不同安装地点间隔维护丈量阻抗的变化当两侧系统的电势EM≠EN，即h≠1时，继电器丈量阻抗的变化将具有更复杂的方式。按照式〔3.56〕进展分析的结果阐明，此复杂函数的轨迹应是位于直线某一侧的一个圆，如图3.34所示。当h﹤1时，为位于上面的圆周l；而当h﹥l时，那么为下面的圆周2。在这种情况下，当＝0°时，由于两侧电势不相等而产生一个环流，因此，丈量阻抗不等于∞,而是一个位于圆周上的有限数值。图3.34当h≠l时丈量阻抗的变化系统振荡时间隔维护所遭到的影响分析如仍以变电所M处的间隔维护为例，其间隔I段启动阻抗整定为0.85ZL，在图3.35中以长度MA表示，由此可以绘出各种继电器的动作特性曲线，其中曲线1为方向透镜电器特性，曲线2为方向阻抗继电器特性，曲线3为全阻抗继电器特性。当系统振荡时，丈量阻抗的变化如图3.32所示〔采用h=1的情况〕，找出各种动作特性与直线的交点，其所对应的角度为和，那么在这两个交点的范围以内继电器的丈量阻抗均位于动作特性圆内，因此，继电器就要启动，也就是说，在这段范围内，间隔维护受振荡的影响能够误动作。由图中可见，在同样整定值的条件下，全阻抗继电器受振荡的影响最大，而透镜型继电器所受的影响最小。普通而言，继电器的动作特性在阻抗平面上沿方向所占的面积越大，受振荡的影响就越大。图3.35系统振荡时M变电所丈量阻抗的变化图对于在系统振荡时能够误动作的维护安装，应该装设专门的振荡闭锁回路，以防止系统振荡时误动。电力系统发生振荡和短路时的主要区别如下：

①振荡时，电流和各点电压的幅值均作周期性变化，只在δ=180°时才出现最严重的景象；而短路后，短路电流和各点电压的值，当不计其衰减时，是不变的。此外，振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢，而短路时电流是忽然增大，电压也忽然降低，变化速度很快。(3〕振荡闭锁回路②振荡时，任一点电流与电压之间的相位关系都随δ的变化而改动；而短路时，电流和电压之间的相位是不变的。

③振荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量出现；而当短路时，总要长期〔在不对称短路过程中〕或瞬间〔在三相短路开场时〕出现负序分量。

④振荡时，丈量阻抗的电阻分量变化较大，变化速率取决于振荡周期；而短路时，测时阻抗的电阻分量虽然因弧光放电而略有变化，但分析计算阐明其电弧电阻变化率远小于振荡所对应的电阻的变化率。振荡闭锁回路从原理上可分为两种：一种是利用负序分量〔或增量〕的出现与否来实现；一种是利用电流、电压或丈量阻抗变化速度的不同来实现。

构成振荡闭锁回路时应满足以下根本要求：

①系统发生振荡而没有缺点时，应可靠地将维护闭锁，且振荡不停息，闭锁不应解除。②系统发生各种类型的缺点〔包括转换性缺点〕，维护应不被闭锁而能可靠地动作。③在振荡的过程中发生缺点时，维护应能正确地动作。

④先缺点而后又发生振荡时，维护不致无选择性的动作。两种原理的振荡闭锁回路举例简介：

l〕利用负序〔和零序〕分量元件启动的振荡闭锁回路

①负序电压过滤器：用以从三相不对称电压中取出其负序分量的回路称为负序电压过滤器。由两个电阻一电容阻抗臂构成的负序电压过滤器的原理接线如图3.36所示。当在其输入为此就必需在思索过滤器的接线时，使正序和零序电压没有输出。

在三相电压中，零序电压大小相等相位一样，因此，在线电压中没有零序电压分量。在输入端采用线电压，就可以消除零序电压的影响，使它不能够在输出端出现。

正序分量线电压、、是沿着顺时针的方向依次落后120°。因此，假设能用一个移相电路，例如，使向超前方向挪动30°，再使向滞后方向挪动30°，然后将两者相加，那么输出电压就等于零，也就是用此方法能消除正序电压的影响。图3.36负序电压过滤器原理接线图选择两臂参数的关系为：那么当输入端有正序电压参与时，其相量图如图3.37(a〕所示，在m—n端的输出电压为：当输入端有负序电压参与时，其相量图如图3.37(b〕所示，由于负序线电压的相位关系和正序电压相反，因此，在m—n端的空载输出电压为：当过滤器输入端参与三相正序电压时，实践上在输出端也会有一个不平衡电压，的输出，产生的缘由是由于各元件的实践阻抗值与计算值有所偏向，因此不能完全消掉正序电压的影响。当系统中出现五次谐波分量的电压时，由于它的相位关系和负序分量类似，因此，也会在输出端有电压输出，能够引起维护安装的误动作。必要时可在输出端加装五次谐波滤波器以消除其影响。顺便指出，根据对称分量的根本原理，只需将引入负序电压过滤器的三相端子中的恣意两个互换一下，即可得到正序电压过滤器。图3.37负序电压过滤器相量图(a〕参与正序电压；(b〕参与负序电压②负序电流过滤器：用以从三相对称电流中取出其负序分量的回路称为负序电流过滤器。构成负序电流过滤器时，应设法消除正序和零序电流的影响，只输出与负序电流成正比的电压。目前常用的一种负序电流过滤器的原理接线如图3.38所示，主要由电抗互感器DKB和中间变流器LB组成。DKB的原边有两个匝数一样的绕组，分别参与电流和，副边的开路电压与所加电流成正比，且相位超前电流90°，可用表示。LB的原边也有两个绕组，其中W1参与电流，另一个1/3W1中参与电流。设LB的变比为n1，那么其副边电流为。根据图3.37的接线，在m—n端子上的输出电压可表示为：图3.38负序电流过滤器原理接线图当输入端参与正序电流时，其相量图如图3.39(a〕所示，输出电压为：假设选取参数为，那么也就是可以消除正序电流的影响。当只需零序电流输入时，因，因此，在DKB和LB原边的安匝相互抵消，即。

假设只输入负序电流时，如图3.39(b〕所示，输出电压为：图3.39负序电流过滤器的相量图

(a〕参与正序电流；(b〕参与负序电流假设在参数选择时，使，那么当只需正序分量时，输出电压为只需负序分量时，输出电压为。当同时存在有正序和负序分量时，那么输出电压为：就是一个的复合电流过滤器，式中，K1，K2为比例常数。2〕反映丈量阻抗变化速度的振荡闭锁回路

在三段式间隔维护中，当其I、Ⅱ段采用方向阻抗继电器，其Ⅲ段采用偏移特性阻抗继电器时，如图3.41所示，根据其定值的配合，必然存在着ZⅠ﹤ZⅡ﹤ZⅢ的关系可利用振荡时各段动作时间不同的特点构成振荡闭锁。图3.41三段式间隔维护的动作特性实现振荡闭锁回路的根本原那么：当ZⅠ～ZⅢ。同时