电力系统继电保护原理：3.6-3.7_电网的距离保护-影响阻抗继电器正确动作的因素.ppt

3 电网的距离保护3.1 距离保护的作用原理3.2 各种单相式阻抗继电器的动作特性3.3 阻抗继电器的接线方式3.4 方向阻抗继电器的死区和特性分析3.5 距离保护的整定计算和评价3.6 影响距离保护正确动作的因素及防止方法3.7 距离保护装置框图举例3.6 影响距离保护正确动作的因影响距离保护正确动作的因素及防止方法素及防止方法 影响距离保护正确动作的因素影响距离保护正确动作的因素距离继电器的工作原理： 影响距离继电器正确动作的因素有：短路点过渡电阻电力系统振荡电压回路断线输电线路的串补电容短路电压、电流中的非工频分量TV，TA的传变误差1. 过渡电阻对距离保护的影响过渡电阻对距离保护的影响1.1 短路点过渡电阻的性质1.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响1.3 双侧电源线路上过渡电阻的影响1.4 过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响1.5 防止过渡电阻影响的方法1.1 短路点过渡电阻的性质短路点过渡电阻的性质相间短路时，过渡电阻主要由电弧电阻构成，电弧电阻一般在5-10欧姆；接地短路时：在导线对铁塔放电的接地短路时，铁塔及其接地电阻构成过渡电阻的主要部分，可能达到数十欧在导线通过树木或其他物体对地短路时，过渡电阻更高，可能会达到100欧姆（220kV），300欧姆（500kV）低压线路高压线路电弧电阻 1.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响单侧电源线路上过渡电阻的影响-测量阻抗测量阻抗BC线路出口短路时 1.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响单侧电源线路上过渡电阻的影响-动作特性分析动作特性分析保护动作特性分析Rg较小时，保护2可以正确动作；Rg较大时，保护2拒动，可是，落在保护1的保护范围内，所以，保护1会动作，失去选择性。

1.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响单侧电源线路上过渡电阻的影响-总结总结总是使测量阻抗增大，保护范围缩短可能使保护失去选择性保护距短路点越近，受过渡电阻影响越大保护整定值越小，受过渡电阻的影响也越大 1.3 双侧电源线路上过渡电阻的影响双侧电源线路上过渡电阻的影响-分析分析此时的过渡电阻使得阻抗继电器的测量阻抗呈现两种形式，一种为感性阻抗，另外一种为容性阻抗 1.3 双侧电源线路上过渡电阻的影响双侧电源线路上过渡电阻的影响-分析分析 保护在送电端：过渡电阻呈现容性阻抗，继电器的测量阻抗减小，导致无选择性动作；保护安装在受电端，过渡电阻可能呈现感性阻抗，阻抗继电器的测量阻抗增大，导致保护拒动 1.4 过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响过渡电阻对不同特性阻抗继电器的影响1是透镜形特性，2是方向阻抗特性，3是全阻抗特性随着过渡电阻的增大，继电器1、2、3依次开始拒动动作特性在+R轴方向上越大，承受过渡电阻的能力越强1.5 防止过渡电阻影响的方法防止过渡电阻影响的方法选择承受过渡电阻能力强的动作特性，如下图中四边形特性的阻抗继电器XA向下倾斜，防止过渡电阻使测量电抗减小时的超越RA可在R轴方向独立移动以适应不同数值的过渡电阻采用记忆特性的阻抗继电器，正方向短路时，阻抗继电器有较强的抗过渡电阻能力2. 系统振荡对距离保护的影响系统振荡对距离保护的影响2.1 电力系统振荡产生的原因2.2系统振荡时电压、电流的分布2.3 系统振荡对距离保护的影响分析2.4 振荡闭锁回路2.1 系统产生振荡的原因系统产生振荡的原因引起系统振荡的原因：输电线路输送功率过大，超过静稳定极限无功功率不足而引起系统电压降低相邻输电线路短路，故障切除较慢自动重合闸合闸于永久性故障或者非同期自动重合闸，合闸不成功引起振荡注意电力系统振荡只是电力系统的一种不正常运行方式，保护不应该动作；正常运行时，系统两侧的功角一般小于70度。

2.2 系统振荡研究的假设条件系统振荡研究的假设条件研究电力系统振荡，要做如下的假设：将所研究的系统，按其电气连接的特点，简化为一个具有双侧电源的开式网络；系统振荡时，三相处于对称状态，可只取一相来研究；振荡时，两侧系统的电势 幅值相等，相角差用 来表示， 在0360度之间变化；系统中各元件的阻抗角相等，用 来表示；震荡过程中，不考虑负荷电流的影响 2.3 振荡时电压电流的计算振荡时电压电流的计算-电流分布电流分布测量电流随着功角的变化而周期性低变化当 时， 时， 2.3 振荡时电压电流的计算振荡时电压电流的计算-电流分布电流分布测量电流波形，呈现周期性 2.3 振荡时电压电流的计算振荡时电压电流的计算-电压分布电压分布如果所有阻抗角相同，则K1,K2为实数 电气中心或振荡中心电气中心或振荡中心-系统各元件阻抗角相等系统各元件阻抗角相等当所有阻抗角相等且两侧电势幅值相等时，振荡中心不随振荡角的改变而移动，始终位于系统总阻抗的中点 电气中心或振荡中心电气中心或振荡中心-系统各元件阻抗角不相等系统各元件阻抗角不相等如果系统阻抗角与线路阻抗角不相等，则振荡中心的位置会随着振荡角的变化而变化振荡时测量电压的变化振荡时测量电压的变化-周期性周期性 2.4 系统振荡时保护安装处的测量阻抗系统振荡时保护安装处的测量阻抗 2.5 系统振荡对距离保护的影响分析（系统振荡对距离保护的影响分析（1） 2.5 系统振荡对距离保护的影响分析（系统振荡对距离保护的影响分析（2）在系统振荡时，为了求出不同安装地点距离保护测量阻抗变化的规律，可令代替，并假定，m为 小于1的变数，则当m为不同数值时，测量阻抗变化的轨迹应是平行于线的一直线族，1/2时，特性直线通过坐标原点，相当于保护装置安装在振荡中心处；当1/2时，直线族则与-jX相交，振荡中心将位于保护范围的反方向。

2.5 系统振荡对距离保护的影响分析（系统振荡对距离保护的影响分析（2）当两侧系统的电势不等，继电器测量阻抗的变化将具有更复杂的形式此复杂函数的轨迹应是位于直线oo某一侧的一个圆，如图所示，当EN/EM1时，则为下面的圆周2在这种情况下，当 时，由于两侧电势不相等而产生一个环流，因此测量阻抗不等于，而是一个位于圆周上的有限数值 2.5 系统振荡对距离保护的影响分析（系统振荡对距离保护的影响分析（2）继电器动作特性在阻抗平面上沿直线OO方向所占的面积越大，保护安装地点越靠近振荡中心，受振荡影响就越大振荡中心在保护范围以外时，不受振荡影响保护动作延时较大时，可利用延时躲开振荡的影响 2.5 系统振荡对距离保护的影响分析（系统振荡对距离保护的影响分析（3）当阻抗继电器误动的时间计算方法：假设振荡周期为T，则继电器受振荡影响误动的时间为：通过延时可以躲开振荡对距离保护的影响 2.6 避免系统振荡距离保护误动作的措施避免系统振荡距离保护误动作的措施采用在OO方向上面积小的阻抗继电器保护安装处远离振荡中心适当延长保护的动作时间，躲开震荡的影响，缺点会影响保护的动作速度 2.7 振荡闭锁回路振荡闭锁回路-振荡和短路的主要区别振荡和短路的主要区别振荡时，电流和各点电压的幅值周期性变化；而短路后，在不计衰减时是不变的振荡时电流和各点电压幅值的变化速度较慢；而短路时幅值是突然改变的，变化速度很快振荡时，各点电流和电压之间的相位关系随振荡角的变化而改变；而短路时是不变的振荡时，三相完全对称，系统没有负序分量；而短路时，总会出现长期（不对称短路）或瞬间（在三相短路开始时）的负序分量振荡闭锁回路的要求振荡闭锁回路的要求系统发生全相或非全相振荡时，保护装置不应误动作跳闸。

系统在全相或非全相振荡过程中，被保护线路发生各种类型的不对称故障，保护装置应有选择性地动作跳闸，纵联保护仍应快速动作系统在全相振荡过程中再发生三相故障时，保护装置应可靠动作跳闸，并允许带短延时跳闸 2.8 振荡闭锁方法（振荡闭锁方法（1） 利用系统短路时利用系统短路时的负序、零序分量或电流突然变化的负序、零序分量或电流突然变化，短时开放保护，短时开放保护 2.8 利用系统短路时的负序、零序分利用系统短路时的负序、零序分量或电流突然变化量或电流突然变化，短时开放保护，短时开放保护故障判断元件和整组复归元件在系统正常运行或振荡时都不会动作（无负序分量），保护装置的I段和II段被闭锁，无论阻抗继电器本身是否动作，保护都不可能动作跳闸，即不会发生误动电力系统发生故障时，故障判断元件立即动作，动作信号经双稳态触发器SW记忆下来，直至整组复归SW输出的信号，又经单稳态触发器DW，固定输出时间宽度为TDW 的短脉冲，在该时间内若阻抗判别元件的I段或II段动作，则允许保护无延时或有延时动作(距离保护III段被自保持)2.8 振荡闭锁回路振荡闭锁回路-负序电压负序电压原理二：利用负序分量的出现与否来实现振荡闭锁输入端加入正序电压负序电压过滤器原理接线图 2.8 振荡闭锁回路振荡闭锁回路-负序电压负序电压负序电压过滤器原理接线图输入端加入负序电压测量精度受不平衡电压和五次谐波的影响任意调换两个输入端，可得到正序电压过滤器2.8 振荡闭锁回路振荡闭锁回路负序电流负序电流负序电流过滤器原理接线图输入端加入正序电流2.8 振荡闭锁回路振荡闭锁回路-复合电流复合电流负序电流过滤器原理接线图输入端加入负序电流适当选择参数，也可得到正序和负序的复合电流过滤器 2.8 振荡闭锁回路（振荡闭锁回路（2）-反映测量阻抗速度反映测量阻抗速度原理一：利用电流、电压或测量阻抗变化速度的不同来实现振荡闭锁 2.8 振荡闭锁回路（振荡闭锁回路（3）-利用保护动作延时利用保护动作延时电力系统振荡时，距离保护的测量阻抗是随角的变化而不断变化的，当角变化到某个角度时，测量阻抗进入到阻抗继电器的动作区，而当角继续变化到另一个角度时，测量阻抗又从动作区移出，测量元件返回。

分析表明，对于按躲过最大负荷整定的距离保护皿段阻抗元件，测量阻抗落入其动作区的时间小于一个振荡周期(1-1.5s)，只要距离保护川段动作的延时时间大于1-1.5s，系统振荡时保护III段就不会误动作 振荡过程中再故障的鉴别方法振荡过程中再故障的鉴别方法不对称故障：对称故障：Ucos 为电压相量在电流相量 方向上的投影，在系统发生三相短路时，如果忽略系统阻抗和线路阻抗中的电阻分量，则Ucos 近似等于故障点处的电弧电压，其值一般不超过额定电压的6% 3. 电压回路断线对距离保护的影响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，阻抗继电器失去电压，在负荷电流的作用下，其测量阻抗变为零，可能造成误动作因此需装设断线闭锁装置可以采用负序电流和零序电流（或它们的增量）来实现断线闭锁 3.7 距离保护装置框图举例距离保护装置框图举例内容提要和要求内容提要和要求关键概念：电气中心或振荡中心三段式距离保护的整定方法和灵敏度校验方法单侧或双侧电源线路上过渡电阻对阻抗继电器的影响电力系统振荡和短路的区别以及振荡闭锁的原理负序电压过滤器和负序电流过滤器的基本原理电压回路断线对阻抗继电器的影响以及闭锁方法。