第3章 電網(wǎng)距離保護

第三章電網(wǎng)的距離保護

3-1距離保護的基本原理與構成3-2

阻抗繼電器及其動作特性3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價3-5距離保護的振蕩閉鎖3-6故障類型判別和故障選相3-7距離保護特殊問題的分析3-8工頻故障分量距離保護3-1距離保護的基本原理與構成一、距離保護的基本概念(basicconceptofdistanceprotection)反應故障點至保護安裝處之間的距離，并根據(jù)距離遠近確定動作時間。3-1距離保護的基本原理與構成二、測量阻抗及其與故障距離的關系測量阻抗定義為保護安裝處測量電壓和測量電流之比:為一復數(shù)；可以用極坐標和直角坐標來表達。測量阻抗能夠反映保護安裝點到故障點之間的距離。

MNLZSetZRj

Xk3Z依據(jù)測量阻抗在不同情況下幅值和相位的“差異”，區(qū)分系統(tǒng)是否發(fā)生故障、故障發(fā)生的范圍。k1Zk2Z對接線方式的基本要求：測量電壓2）Zm與故障類型無關,＝ZK選取形式測量電流1）

MNZK=z1lk三、三相系統(tǒng)中測量電壓和測量電流的選?。ň嚯x保護的接線方式）單相系統(tǒng)中發(fā)生金屬性短路時滿足：它是距離保護能夠用測量阻抗正確表示故障距離的前提和基礎。

MN接地短路相間短路?零序電流補償系數(shù)計算保護1安裝處M母線殘壓1)單相接地短路(K(1))=0一個接地阻抗元件動作

MN接地距離保護接線方式：2)兩相接地短路（K(1,1)）=0兩個接地阻抗元件動作

MN3)三相短路K(3)=0三個接地阻抗元件均動作

MN4)兩相相間短路（K(2)）=0無接地阻抗元件動作

MN相間距離保護接線方式：1)三相短路(K(3))

MN=0三個相間阻抗元件均動作2)兩相相間短路（K(2),K(1,1)）=0一個相間阻抗元件動作

MN3)單相接地短路(K(1))=0無相間阻抗元件動作

MN接地短路距離保護相間短路距離保護相間短路的故障環(huán)路為相－相故障環(huán)路。測量電壓、測量電流取用了故障環(huán)路（故障電流流通的回路）電壓、電流量。接地短路的故障環(huán)路為相－地故障環(huán)路；阻抗繼電器的接線方式四、距離保護的時限特性

t＝f（L）(Characteristicsofoperatingtime)：

與電流保護相似，采用三段式的階梯時限特性3-1距離保護的基本原理與構成

啟動

ZIZIIZIII

tII

tIII≥1&出口跳閘三段式距離保護的組成元件和邏輯框圖3-1距離保護的基本原理與構成五、距離保護的構成

1、啟動部分判別系統(tǒng)是否發(fā)生故障。（零序，負序分量或電流突變量）2、測量部分

測量短路點距保護安裝處的距離，阻抗元件或軟件算法6、出口部分:跳閘出口和信號出口5、配合邏輯部分:實現(xiàn)邏輯配合，時限配合等。3、震蕩閉鎖部分出口部分:4、電壓回路斷線3-2阻抗繼電器及其動作特性一、動作區(qū)域的概念

二、阻抗繼電器的動作特性和動作方程

1、圓特性阻抗繼電器

（1）偏移圓特性

圓心：

半徑：

動作方程A、絕對值比較原理3-2阻抗繼電器及其動作特性圓內(nèi)動作區(qū)，圓外不動作區(qū)。

圓周為臨界動作邊界。

B、相位比較原理

動作阻抗Zop：使阻抗元件處于臨界動作狀態(tài)對應的阻抗。不同阻抗角對應的動作阻抗是不同的。3-2阻抗繼電器及其動作特性當Zm與Zset1阻抗角相等時，繼電器動作阻抗最大，為Zset1，繼電器最靈敏，Zset1阻抗角為最大靈敏角。

當Zset1與Zset2反向時，Zset2=-ρZset1，ρ為偏移特性的偏移率。

方向性：能夠消除方向阻抗元件在正方向出口處的保護死區(qū)，但同時反方向故障時存在誤動的可能，所以沒有完全的方向性。應用：該圓通常用于距離保護的后備段（距離Ⅲ段）。

（2）方向圓特性

令Zset2=0，Zset1＝Zset；

圓心半徑

A、絕對值比較動作方程B、相位比較動作方程該繼電器也稱為導納繼電器或姆歐（mho）繼電器。一般用于距離保護的主保護段。3-2阻抗繼電器及其動作特性最靈敏角：Zset阻抗角為線路阻抗角，線路阻抗最大，保護范圍最長。方向性：當保護方向發(fā)生故障時下動作，具有明確的方向性。應用：距離保護的主保護段（距離I，II

段）。

（3）全阻抗圓特性Zset2=-Zset，Zset1=ZsetA、絕對值比較動作方程B、相位比較動作方程3-2阻抗繼電器及其動作特性動作阻抗：Zop不同阻抗角對應動作阻抗相同。方向性：無方向性。應用：單側電源網(wǎng)絡。

（4）上拋圓特性Zset1,Zset2都在第一象限，應用：其阻抗元件通常用在發(fā)電機的失磁保護。3-2阻抗繼電器及其動作特性（5）特性圓的偏轉(zhuǎn)動作邊界不是－90°到90°,但動作范圍仍是180°。動作方程Zset1，Zset2末端連線不是圓的直徑，而是它的一個弦。

3-2阻抗繼電器及其動作特性2、蘋果形特性和橄欖形特性阻抗元件

?>90°，動作區(qū)域為蘋果形，有較高的耐受過渡電阻的能力，但耐受過負荷能力較差。?<90°，動作區(qū)域為橄欖形（透鏡形）與蘋果形相反，耐受過負荷能力較強，耐過渡電阻能力較差。3-2阻抗繼電器及其動作特性3、直線特性的阻抗元件其可看作是圓特性阻抗元件的特例，圓心在無窮遠處，直徑趨向無窮大。（1）電抗特性：直線1所示，平行于R軸，到R軸距離為Xset，直線下方為動作區(qū)。A、絕對值比較動作方程B、相位比較動作方程3-2阻抗繼電器及其動作特性電抗特性有很強的耐過渡的能力，但不具有方向性，在負荷阻抗下也會動作，通常不能獨立應用。實際使用直線2，準電抗特性或修正電抗特性，與直線1夾角a，動作方程為（2）電阻特性：直線1所示，平行于jX軸，到jX軸距離為Rset，直線左側為動作區(qū)。A、絕對值比較動作方程B、相位比較動作方程實際使用直線2，準電阻特性或修正電阻特性，與直線1夾角，動作方程為3-2阻抗繼電器及其動作特性（3）方向特性：動作邊界直線經(jīng)過坐標原點，且與Zset方向垂直，直線右上方是動作區(qū)。A、絕對值比較動作方程B、相位比較動作方程4、多邊形特性的阻抗元件能同時耐受過渡電阻和躲負荷。常用的有四邊形和準四邊形特性。3-2阻抗繼電器及其動作特性（1）四邊形特性：可看成是準電抗特性直線1、準電阻特性直線2，折線特性azb復合（“與”復合）而成。折線特性azb相位比較動作方程為（2）準四邊形特性：Zset2＝0，特性變?yōu)榉较颍剩┧倪呅翁匦?。動作特性為下?-2阻抗繼電器及其動作特性4、復合特性的阻抗元件：將上述各種特性復合而得到的動作特性稱為復合特性。常用的有“與”復合（透鏡形，四邊形）和“或”復合（蘋果特性）。3-2阻抗繼電器及其動作特性三、絕對值比較與相位比較之間的相互轉(zhuǎn)換3-2阻抗繼電器及其動作特性3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法一、絕對值比較原理的實現(xiàn)1、模擬式距離保護中絕對值比較的實現(xiàn)絕對值比較

兩側同除以，令KI/KU=Zset，為方向圓特性。2、數(shù)字式距離保護中絕對值比較的實現(xiàn)由TA，TV來的測量電壓，電流通過各自的模擬量輸入回路送到AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，計算出Um，Im?？梢圆捎秒妷罕容^算法和阻抗比較算法。由傅氏算法，解微分方程算法等可以求出Um，Im，Zm。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法二、相位比較原理的實現(xiàn)電壓形式相位比較方程1、模擬式保護中相位比較的實現(xiàn)3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法兩側同除以，令KI/KU=Zset，為方向圓特性。三、比較工作電壓相位法實現(xiàn)的故障區(qū)段判斷1、比較工作電壓相位法的基本原理定義工作電壓（補償電壓）正常運行時補償電壓為線路上z點的運行電壓，量值上接近額定電壓，相位基本與參考電壓同相。作為判斷工作電壓相位的參考，稱為參考電壓或極化電壓。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法為整定阻抗，對應圖中從母線M到整定點z的線路阻抗。正方向區(qū)外k2點短路時

參考電壓與補償電壓同相，分別為電源M在M點和z點的殘余電壓。反方向k3點短路時參考電壓與補償電壓同相，分別為電源N在M點和z點的殘余電壓。正方向區(qū)內(nèi)k1點短路時參考電壓與補償電壓反相，參考電壓為電源M在M點的殘余電壓，補償電壓可看作是參考電壓與0V之間連線的延長線在z點的值。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法工作電壓與參考電壓同相時為區(qū)外故障，反相時為區(qū)內(nèi)故障。實際系統(tǒng)中動作條件為為比相動作范圍偏離180°的角度，兩者都取正值。那一種動作特性？方向圓特性：優(yōu)點：

具有方向性，缺點：

動作特性經(jīng)過坐標原點，在正方向出口或反向出口短路時，測量阻抗Zm的阻抗值都很小，可能出現(xiàn)正方向出口短路時拒動或反方向出口短路時誤動的情況。解決方法：

應選擇相位不隨故障位置變化，在出口短路時不為0的電壓作為比相的參考電壓。動作條件為3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法參考電壓的問題！1、故障環(huán)路中的測量量2、引入非故障相3、各種類型故障都適用2、以正序電壓為參考電壓的測量元件A相接地短路，BC相短路，（1）不同故障情況下正序參考電壓的變化分析以最嚴重的出口短路為例，假設短路前后非故障相的電壓不變。1)A相接地短路保護安裝處三相電壓出口單相接地短路時，故障相正序電壓的相位與該相故障前電壓相位相同，幅值等于該相故障前電壓的三分之二。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法2）AB兩相接地短路保護安裝處三相電壓出口兩相接地短路時，兩故障相正序電壓的相位與對應相故障前電壓相位相同，幅值等于故障前電壓的三分之一；兩故障相間正序電壓的相位與該兩相故障前相間電壓相位相同，幅值等于故障前相間電壓的三分之一。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法3）AB兩相不接地短路保護安裝處三相電壓出口兩相不接地短路時，兩故障相正序電壓的相位與對應相故障前電壓相位相同，幅值等于故障前電壓的二分之一；兩故障相間正序電壓的相位與該兩相故障前相間電壓相位相同，幅值等于故障前相間電壓的二分之一。4）ABC三相對稱短路（出口處）綜合以上分析，在出口發(fā)生各種不對稱短路時，故障環(huán)路上的正序電壓有較大的量值，相位與故障前的環(huán)路電壓相同。在非出口處發(fā)生三相短路時，正序電壓變?yōu)橄嗷蛳嚅g的殘余電壓，若不低于額定電壓的10-15%，正序參考電壓就可以應用。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法（2）不同故障情況下正序參考電壓的測量元件的動作特性分析正序電壓作為參考電壓有兩種應用方式，3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法圖3.20中雙側電源系統(tǒng)保護1保護范圍內(nèi)k1點發(fā)生金屬性單相接地故障，3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法接地距離接線方式3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法動作條件為3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法動作條件為對應的特性在阻抗復平面上為一個以Zset和－ZM1末端連線為直徑的圓,動態(tài)特性圓擴大了動作范圍又不失方向性。圖3.20中雙側電源系統(tǒng)保護1保護范圍反方向k3發(fā)生金屬性單相接地故障。-Z‘N1-Zm對應的特性在阻抗復平面上為一個以Zset和Z’N1末端連線為直徑的上拋圓,動態(tài)特性圓有明確的方向性。對按相間距離接線方式的測量元件，比相動作條件為對多相故障，以正序電壓為參考電壓的故障相測量元件具有明確的方向性。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法3、以記憶電壓為參考電壓的測量元件在出口三相短路，三相電壓都降為0，失去了比較的依據(jù)。可以利用故障前的記憶電壓作為測量元件比相的參考電壓。設系統(tǒng)兩側電源電動勢相等，系統(tǒng)各部分阻抗角相等，對AB相，正方向出口三相短路時，動作方程為：3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法化簡后公式與以正序電壓為參考電壓的測量元件完全相同，在正方向出口短路，測量元件落在動作區(qū)內(nèi)，能夠可靠動作，耐受過渡電阻能力比方向阻抗強。為：短路后短時間內(nèi)，可以認為等效電源端口的電壓不變反方向出口三相短路時，與以正序電壓為參考的測量元件大體相同，具有明確的方向性3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法模擬式距離保護，記憶電壓通過LC諧振記憶回路獲得，將電壓回路作成是一個對50Hz工頻交流的串聯(lián)諧振回路?！坝洃浕芈贰弊饔弥饕牵寒斖饧与妷和蝗挥烧＿\行時的數(shù)值降低到零時，該回路的電流不是突然消失，而是按50Hz工頻振蕩，經(jīng)幾個周波的時間后，逐漸衰減到零，由于這個電流和故障以前的電壓基本上為同相位，同時在衰減的過程中維持相位不變，因此，它相當于記住了故障以前電壓的相位，故稱為記憶回路。數(shù)字式保護中，記憶電壓存放在存儲器中的故障前電壓的采樣值，不存在衰減問題，特性不會隨時間變化而變化。記憶電壓僅能在故障后的一定時間內(nèi)使用。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法四、阻抗繼電器的精確工作電流與精確工作電壓理想的阻抗繼電器不論加入電流的大小，只要有一定的工作電壓和工作電流，阻抗繼電器均會正確反映測量阻抗而動作。實際上無論感應型阻抗繼電器的彈簧力矩還是晶體管阻抗繼電器的門檻電壓，都會使阻抗繼電器的動作阻抗不僅與本身參數(shù)有關，而且與加入的工作電流的大小有關。當電流很小時，繼電器的動作阻抗將明顯小于整定阻抗。為了將繼電器的動作阻抗誤差限制在一定范圍內(nèi)，規(guī)定當動作阻抗為0.9整定阻抗時所對應的最小動作電流，稱之為阻抗繼電器的最小精確工作電流。它是阻抗繼電器的最重要指標之一。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法保護區(qū)變小的情況模擬式保護保證可靠性的情況四、阻抗繼電器的精確工作電流與精確工作電壓例如對幅值比較式的方向阻抗繼電器，實際的動作條件為3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法在保護區(qū)末端附近金屬性短路時繼電器測量阻抗在臨界動作狀態(tài)為繼電器的動作阻抗Zop使動作阻抗降為0對應的測量電流，稱為最小動作電流使動作阻抗降為0.9Zset對應的測量電流，繼電器的最小精確工作電流使動作阻抗降為0.9Zset對應的測量電流，繼電器的最大精確工作電流最小精確工作電流越小越好最小精工電流與整定阻抗值的乘積為阻抗繼電器的最小精確工作電壓Uac.min對最小精確工作電流的校驗在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時，通入繼電器的最小電流不小于最小精確工作電流，并留有一定的裕度。當Im>Iac.min時，就可以保證起動阻抗的誤差在10％以內(nèi)，這個誤差在選擇可靠系數(shù)時已經(jīng)考慮。當加入繼電器的電流足夠大時，可忽略U0的影響，但需考慮電抗互感器的飽和。在出口短路時的測量阻抗很小，動作阻抗的變化一般不會影響保護的正確動作，所以最大精確工作電流一般不必校驗。在阻抗繼電器應用于較短線路時，由于線路末端短路時測量電壓可能較低，需對最小精確工作電壓進行校驗。線路較長時，一般不用校驗精確工作電壓。3-3

阻抗繼電器的實現(xiàn)方法3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價一、距離保護的整定計算（基于圓特性地實現(xiàn)）設各測量元件整定阻抗方向與線路阻抗方向一致，圓周1,2,3分別為線路AB的A處保護I,II,III段的動作特性圓，4為線路BC的B處保護I段的動作特性圓。1、距離保護I段的整定一般按躲開下一條線路出口處短路的原則來確定，可靠系數(shù)取0.8~0.85。3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價2、距離保護Ⅱ段的整定按下述2個原則進行計算，取較小者作為Ⅱ段整定阻抗1)與相鄰線路距離I段相配合3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價有助增電流時Kb>1，測量阻抗將增大。有外汲電流時正好相反。以Kb為最小的運行方式來整定，使之不超出保護２距離I段的范圍，用Kb為最大的運行方式來校驗，這樣就不會失去選擇性。2)與相鄰變壓器的快速保護（差動保護等）相配合，Zt為變壓器的阻抗3)校驗距離II段在本線路末端短路時的靈敏系數(shù)Ksen＝保護裝置的動作阻抗/保護范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時故障阻抗的計算值當靈敏系數(shù)不滿足要求時，應進一步延伸保護范圍，使之與下一條線路的距離II段相配合，時限整定為1~1.2s。4)動作時間的整定：比與之配合的相鄰元件保護動作時間大一個時間級差；3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價

當被保護線路末段母線上既有出線又有變壓器時，分兩種情況計算，取其中較小者作為整定阻抗。

當被保護線路末段母線上的出線或變壓器采用電流速斷保護時，應將電流保護的動作范圍換算成阻抗，然后用上述公式進行計算。3、距離保護第III段的整定（1）III段的整定阻抗1)與相鄰線路距離保護II段或III段配合整定。2)與相鄰變壓器的電流電壓保護配合整定。3)按躲開最小負荷阻抗ZL.min來整定，它表示當線路上流過最大負荷電流且母線電壓最低時，在線路始端所測量到的阻抗。當距離保護第III段采用全阻抗繼電器，其起動阻抗為以上式計算結果為半徑的圓；3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價(2)靈敏度校驗：作為遠后備保護時，按相鄰元件末端短路的條件來校驗，并考慮分支系數(shù)為最大的運行方式，

作為近后備保護時，按本線路末端短路的條件來校驗，

若不滿足靈敏度要求，采用方向阻抗繼電器，在整定其動作特性圓時，須考慮其起動阻抗隨負荷阻抗角的變化關系以及正常運行時負荷潮流和功率因數(shù)的變化，，圓的直徑為：采用方向阻抗繼電器有較好的躲負荷性能。按上述3個原則進行計算，取較小者作為III段整定阻抗。（3）動作時間的整定：與相鄰設備保護動作時間相配合；距離III段不經(jīng)振蕩閉鎖，動作時間不小于最大的振蕩周期（1.5s～2s）

3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價三、對距離保護的評價1)阻抗繼電器同時反應于電流增大電壓降低而動作，比電流、電壓保護有較高的靈敏度。距離I段不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，其它兩段受到的影響也比較小，因此，保護范圍比較穩(wěn)定；可以在多電源的復雜網(wǎng)絡中保證動作的選擇性；2)距離I段是瞬時動作的，但只能保護線路全長的80-85%，另有一部分須經(jīng)0.5s的延時，在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡中，有時不能作為主保護；3)可以應用于線路、發(fā)電機、變壓器的后備保護。4)距離保護構成、接線、算法復雜，可靠性比電流保護低。3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價4、將整定阻抗換算到二次側二、110kV線路保護配置（P97）Question:有一方向阻抗繼電器，若正常運行時的測量阻抗為3.5∠30oΩ,要使該方向阻抗繼電器在正常運行時不動作，則整定阻抗最大不能超過多少？（設)3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價Answer:為了使該方向阻抗繼電器在正常運行時不動作，其對應于時的動作阻抗最大不能超過，又知其，如圖所示，整定阻抗最大不能超過3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價3-4距離保護的整定計算與對距離保護的評價作業(yè)：3.7;3.9;3.17;3.18;3.19;

上節(jié)課內(nèi)容回憶后續(xù)討論中的核心：測量阻抗所受影響，動作特性Kb完成保護范圍的折算一、振蕩閉鎖的概念振蕩原因電力系統(tǒng)中由于輸電線路輸送功率過大，超過靜穩(wěn)定極限，由于無功功率不足而引起系統(tǒng)電壓降低或由于短路故障切除緩慢或由于非同期自動重合閘不成功都可能引起系統(tǒng)振蕩。電力系統(tǒng)振蕩并列運行的電力系統(tǒng)或發(fā)電廠之間出現(xiàn)功率角大范圍周期性變化的現(xiàn)象。電力系統(tǒng)的失步振蕩屬于嚴重的不正常運行狀態(tài)，而不是故障狀態(tài)，保護不應動作。振蕩閉鎖用來防止系統(tǒng)振蕩時保護誤動作的措施。一般用在距離保護中。3-5

距離保護的振蕩閉鎖二、電力系統(tǒng)振蕩對距離保護測量元件的影響1、電力系統(tǒng)振蕩時電流、電壓的變化規(guī)律3-5

距離保護的振蕩閉鎖假設線路中的電流向量表示母線電壓電動勢差△E有效值線路電流的有效值3-5

距離保護的振蕩閉鎖線路壓降的方向：△U=I*ZL電氣中心或振蕩中心參考相量隨功角變化落后電勢差的角度為系統(tǒng)聯(lián)系阻抗角若系統(tǒng)阻抗角與線路阻抗角不相等時，電壓向量不會落在直線－上。若線路阻抗是均勻的，線路上任一點的電壓向量的端點將落在代表線路電壓降落的直線－上。此時，振蕩中心的位置隨的變化而變化。ss2、電力系統(tǒng)振蕩時測量阻抗的變化規(guī)律設距離保護安裝在變電所M的線路上，安裝于M點的阻抗繼電器的測量阻抗為：3-5

距離保護的振蕩閉鎖在阻抗復平面上作出該阻抗要求該阻抗向量起點位于坐標原點阻抗繼電器是否誤動，誤動時間長短與保護安裝位置、保護動作范圍、動作特性的形狀和振蕩周期長短有關。4、三相短路和振蕩的區(qū)別1)振蕩時，電流和電壓的幅值均做周期性的變化，但變化速度較慢，＝180度時最嚴重；短路后，短路電流和各點電壓值是不變的，但變化速度很快。2)振蕩時，任一點電流與電壓之間的相位關系都隨而變化；短路時，電流和電壓之間的相位是不變的。3)振蕩時，三相完全對稱，電力系統(tǒng)中沒有負序分量出現(xiàn)；短路時，總會出現(xiàn)負序分量。三、距離保護的振蕩閉鎖措施對振蕩閉鎖回路的要求為：1)系統(tǒng)發(fā)生振蕩而沒有故障時，應可靠地將保護閉鎖，且振蕩不停息，閉鎖不應解除2)系統(tǒng)發(fā)生各種類型的故障時，保護不應閉鎖而能可靠的動作；3)在振蕩過程中發(fā)生故障時，保護應能正確動作；4)先故障而后發(fā)生振蕩時，保護不致無選擇的動作；振蕩閉鎖回路有兩種1、利用負（零）序分量的出現(xiàn)與否或電流突然變化（故障前后）來實現(xiàn)。在系統(tǒng)無故障時，保護一直處于閉鎖狀態(tài)。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，短時開放距離保護允許保護出口跳閘稱為短時開放。在開放時間內(nèi)，若阻抗繼電器動作，可實現(xiàn)跳閘；若不動作，則重新將保護閉鎖。TDW為振蕩閉鎖的開放時間，或稱為允許動作時間。TDW＝0.1-0.3s。整組復歸元件與故障判斷元件，SW配合，保證在整個一次故障過程中，保護只開放一次。故障判斷元件可稱為啟動元件，判斷系統(tǒng)是否發(fā)生故障，要求其靈敏度高，動作速度快，系統(tǒng)振蕩時不誤動。3-5

距離保護的振蕩閉鎖2、利用測量阻抗的變化速度的不同來實現(xiàn)（“大圓套小圓”）短路時，測量阻抗由ZL突變到Zk；振蕩時測量阻抗變化緩慢。KZ1為高定值阻抗元件，KZ2為低定值阻抗元件。KZ1動作后先開放時間，這段時間KZ2動作，去開放保護；若不動作，就不開放保護。短路時阻抗變化率較大，KZ1,KZ2動作時間差小于。3、利用動作的延時實現(xiàn)振蕩閉鎖距離保護Ⅲ段阻抗元件只要延時時間大于1-1.5s（一個振蕩周期），系統(tǒng)振蕩時就不會動作。3-5

距離保護的振蕩閉鎖3-5

距離保護的振蕩閉鎖四、振蕩過程中再故障的判斷在振蕩中又發(fā)生短路，仍需切除故障。在振蕩閉鎖元件中增設振蕩過程中再故障的判別邏輯，判出振蕩中又發(fā)生內(nèi)部短路，開放保護。發(fā)生不對稱短路:發(fā)生對稱短路:一、必要性距離保護中，為準確反映故障距離以及分相跳閘，要求保護裝置能夠判斷出故障類型和相別。數(shù)字式保護常用的有相電流差突變量和相電流突變量選相。相電流差突變量選相定義為先判有無零序分量，判斷是接地短路還是不接地短路。若為接地短路，則3-6

故障類型判別和故障選相若不滿足上式，則為兩相接地故障。求出三個相電流差突變量的最大值，與之對應的兩相為故障相。無零序電流，則判斷為相間短路。上述條件均不滿足，則為三相短路。或當負序電流大于定值時，判斷為兩相故障（求出三個相電流差突變量的最大值，與之對應的兩相為故障相），否則為三相短路。選相算法還有序分量的選相原理等。3-7距離保護特殊問題的分析一、短路點過渡電阻Faultresistance對距離保護的影響

電力系統(tǒng)的短路一般都不是金屬性的，而是在短路點存在過渡電阻。它將使距離保護的測量阻抗發(fā)生變化。1、短路點過渡電阻的性質(zhì)定義當相間短路或接地短路時，短路電流從一相流到另一相或從相導線流入地流回中性點的途徑中所通過的物質(zhì)的電阻，這包括電弧，中間物質(zhì)的電阻，相導線與地之間的接觸電阻，金屬桿塔的接地電阻等。相間短路----電弧電阻，

Rg=1050Lg/Ig

(Ig為電弧電流的有效值A，Lg為電弧長度)公式估計。接地短路—接地電阻

標準:Rg.max=100Ω(220kVsystem),Rg.max=300Ω(500kVsystem)2、單側電源線路上過渡電阻的影響這樣當Rg較大時，可能出現(xiàn)Zm.2已超出保護2第I段整定的特性圓范圍，而Zm.1仍位于保護1第Ⅱ段整定的特性圓范圍內(nèi)的情況。此時，兩保護都以第Ⅱ段的時限動作，從而失去了選擇性。保護距短路點越近受過渡電阻影響越大，被保護線路越短，保護整定值越小，受過渡電阻的影響越大。3-7距離保護特殊問題的分析在線路BC始端經(jīng)過渡電阻Rg三相短路。3、雙側電源線路上過渡電阻的影響

Rg對測量阻抗的影響？保護1、保護2測量阻抗為多少？兩側短路電流相位關系密切相關3、雙側電源線路上過渡電阻的影響A處總測量阻抗可能會因過渡電阻的影響而減小，在嚴重的情況下，可能是測量阻抗落入其距離保護Ⅰ段誤動作。這種因為過渡電阻存在而導致保護測量阻抗變小，進一步引起保護誤動作的現(xiàn)象，稱為距離保護的穩(wěn)態(tài)超越。4、克服過渡電阻影響的措施如圖所示，假定保護2的距離I段采用不同特性的阻抗元件，它們的整定值選擇的都一樣，為0.85ZAB。一般的，阻抗繼電器的動作特性在＋R軸方向所占的面積越大時則受過渡電阻的影響越小。防止過渡電阻的方法1)采用能容許較大的過渡電阻而不致拒動的阻抗繼電器；如圖3-58所示。2)利用所謂的瞬時測量裝置，如圖3-59所示。3-7距離保護特殊問題的分析討論的前提條件：

過渡電阻的大小一定兩側電流相位關系一定相間短路時，過渡電阻主要是電弧電阻，其數(shù)值在短路瞬間最小，經(jīng)0.1s左右，就迅速增大。通常在距離保護的第II段采用瞬時測量裝置，使短路瞬間的測量阻抗值固定下來，使得Rg影響減至最小。它只能用于反應相間短路的阻抗繼電器，因為接地短路情況下，電弧電阻只占過渡電阻的很小部分。3-7距離保護特殊問題的分析圖3-59瞬時測量裝置的原理接線圖1－保護裝置的啟動元件（或第III段）；2-第II段阻抗元件；3-瞬時測量用中間繼電器；4-第II段時間元件3-7距離保護特殊問題的分析二、線路串聯(lián)補償電容對距離保護的影響

在遠距離的高壓或超高壓輸電系統(tǒng)中，為增大線路傳輸能力和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，可采用線路串聯(lián)補償電容的方法來減小系