第6章電網(wǎng)的距離保護(hù)

第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)繼電保護(hù)原理培訓(xùn)內(nèi)容第一節(jié)距離保護(hù)的基本工作原理第二節(jié)阻抗繼電器第三節(jié)方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題第四節(jié)阻抗繼電器的接線方式第五節(jié)影響距離保護(hù)正確工作的因素第六節(jié)距離保護(hù)整定原則第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第一節(jié)距離保護(hù)的基本工作原理概述電流、電壓保護(hù)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)及工作可靠。但是由于這種保護(hù)裝置的定值選擇、保護(hù)范圍及靈敏系數(shù)等方面都直接受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，所以，在35kV以上電壓的復(fù)雜電網(wǎng)中，常常不能滿足選擇性、靈敏性及快速切除故障的要求。為此，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高壓電網(wǎng)中就必須采用性能更加完善的保護(hù)裝置，距離保護(hù)就是其中之一。距離保護(hù)的基本原理距離保護(hù)是通過(guò)測(cè)量被保護(hù)線路始端電壓和線路電流的比值而動(dòng)作的一種保護(hù)，這個(gè)比值被稱為測(cè)量阻抗Zm，用來(lái)完成這一測(cè)量任務(wù)的元件稱為阻抗繼電器KI。在線路正常運(yùn)行時(shí)的測(cè)量阻抗稱為負(fù)荷阻抗，其值較大；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，測(cè)量阻抗等于保護(hù)安裝處到短路點(diǎn)之間的線路阻抗，其值較小，而且故障點(diǎn)越靠近保護(hù)安裝處，其值越小。距離保護(hù)的基本原理當(dāng)測(cè)量阻抗小于預(yù)先規(guī)定的整定阻抗Zset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。因?yàn)樵诙搪窌r(shí)的測(cè)量阻抗反應(yīng)了短路點(diǎn)到保護(hù)安裝點(diǎn)之間距離的長(zhǎng)短，所以稱這種原理的保護(hù)為距離保護(hù)，有時(shí)也稱之為阻抗保護(hù)。由于阻抗保護(hù)反應(yīng)的是保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)的線路阻抗，與電網(wǎng)的接線方式和系統(tǒng)的運(yùn)行方式無(wú)關(guān)，因此，顯示出其優(yōu)良特性。距離保護(hù)的時(shí)限特性距離保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)安裝點(diǎn)至短路點(diǎn)之間距離的關(guān)系t=f(l)，稱為距離保護(hù)的時(shí)限特性。為了滿足速動(dòng)性、選擇性和靈敏性的要求，目前廣泛采用具有三段動(dòng)作范圍的階梯型時(shí)限特性，并分別稱為距離保護(hù)的I、Ⅱ、Ⅲ段，基本上與三段式電流保護(hù)相似。三段式距離保護(hù)I段：保護(hù)區(qū)為本線路全長(zhǎng)的80%-85%，瞬時(shí)動(dòng)作于本線路出口斷路器；II段：保護(hù)區(qū)為本線路的全長(zhǎng)，t=0.5s動(dòng)作于本線路出口斷路器；III段：躲過(guò)最小負(fù)荷阻抗，階梯時(shí)限特性，延時(shí)動(dòng)作于本線路出口斷路器;I、II段為主保護(hù)，III段為后備保護(hù)。距離保護(hù)的主要組成元件距離保護(hù)的主要組成元件有：起動(dòng)元件、阻抗測(cè)量元件、時(shí)間元件、和出口執(zhí)行元件。距離保護(hù)的邏輯框圖如圖所示。&起動(dòng)元件可由過(guò)電流繼電器、低阻抗繼電器或反應(yīng)于負(fù)序和零序電流的繼電器構(gòu)成。起動(dòng)元件的主要作用是在發(fā)生故障的瞬間起動(dòng)整套保護(hù)，并和阻抗測(cè)量元件(ZI、ZII、ZIII)組成與門(mén)，起動(dòng)出口回路動(dòng)作于跳閘,以提高保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。阻抗測(cè)量元件的作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗，它是距離保護(hù)中的核心元件，一般由阻抗繼電器來(lái)?yè)?dān)任。通常ZI和ZII采用帶有方向性的方向阻抗繼電器。通常ZIII采用偏移特性的阻抗繼電器。時(shí)間元件用以建立保護(hù)動(dòng)作所必需的延時(shí)。根據(jù)測(cè)量元件的動(dòng)作結(jié)果，以相應(yīng)的不同時(shí)間去發(fā)出跳閘脈沖，以保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性。保護(hù)裝置在動(dòng)作后由出口執(zhí)行元件去跳閘并且發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。保護(hù)裝置的動(dòng)作過(guò)程&正常運(yùn)行時(shí)，起動(dòng)元件不動(dòng)作，保護(hù)裝置處于被閉鎖狀態(tài)；只有當(dāng)正方向發(fā)生短路故障時(shí)，起動(dòng)元件才動(dòng)作。如果故障位于距離I段范圍內(nèi),則ZI動(dòng)作，并與起動(dòng)元件一起經(jīng)與門(mén)瞬時(shí)作用于出口跳閘回路；如果故障位于距離Ⅱ段范圍內(nèi)，則ZI不動(dòng)而Z

II動(dòng)作，隨即起動(dòng)Ⅱ段的時(shí)間元件tII，待tII延時(shí)到達(dá)后，通過(guò)與門(mén)起動(dòng)出口回路動(dòng)作于跳閘；如果故障位于距離Ⅲ段范圍內(nèi)，則ZIII動(dòng)作，然后起動(dòng)tIII。在tIII的延時(shí)之內(nèi)，若故障未被其他的保護(hù)動(dòng)作切除，則在tIII延時(shí)到達(dá)后，仍然通過(guò)與門(mén)和出口回路動(dòng)作于跳閘，起到后備保護(hù)的作用。第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第二節(jié)阻抗繼電器概述阻抗繼電器是距離保護(hù)中的核心元件，其作用是測(cè)量故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處之間的阻抗(距離)，并與整定值進(jìn)行比較，以確定保護(hù)是否動(dòng)作。同時(shí)，還可以當(dāng)作啟動(dòng)元件或兼作功率方向元件。阻抗繼電器按其構(gòu)造原理不同，分為電磁型、感應(yīng)型、整流型、晶體管型、集成電路型和微機(jī)型；根據(jù)比較原理不同，可分為幅值比較式和相位比較式兩大類；根據(jù)輸入量的不同，分為單相式、多相補(bǔ)償式阻抗繼電器兩大類。阻抗繼電器的動(dòng)作特性以單相式阻抗繼電器為例說(shuō)明其動(dòng)作特性。單相式阻抗繼電器只輸入一個(gè)電壓Um，和一個(gè)電流Im。電壓與電流的比值稱為測(cè)量阻抗，即由于ZM是兩個(gè)相量的比值，所以是一個(gè)可以表示為R+jX的復(fù)數(shù)。這樣就可以采用復(fù)平面來(lái)分析阻抗繼電器的動(dòng)作特性，并用幾何圖形直觀表示出來(lái)。阻抗繼電器的動(dòng)作特性阻抗保護(hù)元件安裝在線路NP的N側(cè)首端短路故障時(shí)，反映線路上每一點(diǎn)至首端的阻抗線路首端N的測(cè)量阻抗為0則N點(diǎn)測(cè)量阻抗位于復(fù)平面原點(diǎn)線路末端P的測(cè)量阻抗為ZNP，且線路阻抗為感性則P點(diǎn)測(cè)量阻抗位于復(fù)平面上第一象限P點(diǎn)M點(diǎn)位于故障的反方向上。M點(diǎn)測(cè)量阻抗就在NP連線的反方向M點(diǎn)處。設(shè)距離保護(hù)I段的保護(hù)范圍為NP全長(zhǎng)的85%即保護(hù)的啟動(dòng)阻抗ZIoper為ZIoper=0.85ZNP假定接入繼電器的電流Im的正方向?yàn)槟妇€到線路當(dāng)NP全長(zhǎng)的85%處發(fā)生短路時(shí)，測(cè)量阻抗為則該處的測(cè)量阻抗稱為I段阻抗繼電器的整定阻抗ZIset短路點(diǎn)發(fā)生在保護(hù)I段范圍內(nèi)時(shí)測(cè)量阻抗Zm落在ZIset范圍內(nèi)短路點(diǎn)發(fā)生在保護(hù)I段正方向范圍外時(shí)測(cè)量阻抗Zm落在第一象限，但在ZIset范圍以外短路點(diǎn)發(fā)生在保護(hù)反方向時(shí)測(cè)量阻抗Zm落在第三象限，且在相量ZIset范圍外可見(jiàn)，只有當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在ZIset范圍內(nèi)時(shí)，繼電器才能動(dòng)作,相量ZIset決定了繼電器的動(dòng)作特性。如圖陰影部分線段所示。實(shí)際上由于互感器誤差和短路電阻的存在,測(cè)量阻抗正好落在NP線段上是很難的，絕大部分的測(cè)量阻抗都是在NP線段附近位置。如果把相量ZIset作為繼電器的動(dòng)作特性，繼電器將在大部分短路故障位置拒動(dòng)。因此，阻抗繼電器的特性應(yīng)該是包含相量ZIset線段的某些圖形。常用圖形如圓，或者某些多邊形常見(jiàn)繼電器的動(dòng)作特性為圓，圓心在原點(diǎn)的稱為全阻抗特性圓圓周通過(guò)原點(diǎn)的稱為方向阻抗特性圓圓心偏離坐標(biāo)原點(diǎn)，但坐標(biāo)原點(diǎn)仍在圓內(nèi)的稱為偏移阻抗特性圓以上三種圓特性阻抗繼電器分別稱為全阻抗繼電器、方向阻抗繼電器、偏移阻抗繼電器此外，還有四邊形阻抗繼電器、五邊形阻抗繼電器等全阻抗繼電器全阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以保護(hù)安裝點(diǎn)為圓心、以整定阻抗Zset為半徑所作的一個(gè)圓。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)圓外為非動(dòng)作區(qū)圓周是動(dòng)作邊界圓周是動(dòng)作邊界，即當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在圓周上時(shí)繼電器剛好動(dòng)作，該測(cè)量阻抗稱為起動(dòng)阻抗，Zoper·K全阻抗特性繼電器特點(diǎn)1）無(wú)論阻抗角等于多大，起動(dòng)阻抗Zoper·K在數(shù)值上都等于圓的半徑，也就是等于整定阻抗Zset，即|Zoper·K|=|Zset|；2）全阻抗繼電器在阻抗復(fù)平面四個(gè)象限的動(dòng)作面積相同，當(dāng)保護(hù)反方向短路測(cè)量阻抗落在第三象限并且在圓內(nèi)時(shí)，全阻抗繼電器會(huì)誤動(dòng)作，即全阻抗繼電器沒(méi)有方向性。因此，若距離保護(hù)采用全阻抗繼電器，還需增設(shè)功率方向元件以防止反方向短路時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作。比幅式全阻抗繼電器單相式圓特性及其他特性的阻抗繼電器的構(gòu)成方式有兩種：對(duì)兩個(gè)電氣量的幅值進(jìn)行比較和對(duì)兩個(gè)電氣量的相位進(jìn)行比較，根據(jù)前者構(gòu)成的阻抗繼電器稱為比幅式阻抗繼電器，根據(jù)后者構(gòu)成的阻抗繼電器稱為比相式阻抗繼電器。比幅式全阻抗繼電器因此，全阻抗繼電器的起動(dòng)條件可用阻抗的幅值表示為兩端乘以電流Im，因ImZm=Um，便得到可看作兩個(gè)電壓幅值的比較，其中Um為電壓互感器的二次電壓，ImZset表示電流在某一個(gè)恒定阻抗Zset上的電壓降落，可利用電抗變壓器或其他補(bǔ)償裝置獲得。當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在圓內(nèi)時(shí)，|Zm|<|Zset|，阻抗繼電器能夠動(dòng)作當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在圓周上時(shí)，|Zm|=|Zset|，阻抗繼電器剛好動(dòng)作當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在圓外時(shí)，|Zm|>|Zset|，阻抗繼電器不動(dòng)作比相式全阻抗繼電器因此，全阻抗繼電器起動(dòng)條件又可用比較阻抗向量(Zm+Zset)和(Zm-Zset)的相位關(guān)系表示其中，θ≤270°對(duì)應(yīng)于Zm超前于Zset，的情況，此時(shí)θ為負(fù)值。將式中的阻抗向量乘以電流Im，即可得到用兩個(gè)電壓相位關(guān)系表示的全阻抗繼電器的起動(dòng)條件為當(dāng)測(cè)量阻抗Zm落在圓周上時(shí)，繼電器剛好動(dòng)作,此時(shí)，向量(Zm+Zset)與向量(Zm-Zset)的夾角θ=90°當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓內(nèi)時(shí),繼電器能夠動(dòng)作，這時(shí)θ>90°當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓外時(shí),繼電器不動(dòng)作，這時(shí)θ<90°此時(shí)繼電器的起動(dòng)條件只與電壓向量(Um+ImZset)和電壓向量(Um-ImZset)之間的相位差有關(guān)。方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為直徑并且圓周經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓。圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)圓外為非動(dòng)作區(qū)圓周是動(dòng)作邊界阻抗角m不同時(shí)，阻抗動(dòng)作方程也不同阻抗角m=set，起動(dòng)阻抗最大，保護(hù)范圍最廣，工作最靈敏方向阻抗繼電器特點(diǎn)可見(jiàn)，方向阻抗繼電器具有如下特點(diǎn)：1）當(dāng)測(cè)量阻抗Zm的阻抗角不同時(shí)，方向阻抗繼電器的起動(dòng)阻抗也不相同。當(dāng)?shù)扔谡ㄗ杩沟淖杩菇莝et時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗最大，等于圓的直徑，此時(shí)阻抗繼電器的保護(hù)范圍最大，工作最靈敏，因此這個(gè)角度稱為方向阻抗繼電器的最大靈敏角，用sen·max表示。方向阻抗繼電器特點(diǎn)可見(jiàn)，方向阻抗繼電器具有如下特點(diǎn)：2）方向阻抗繼電器在第三象限無(wú)動(dòng)作區(qū)。這樣當(dāng)反方向發(fā)生短路時(shí)，測(cè)量阻抗落在第三象限，繼電器便不能動(dòng)作，即繼電器本身具有方向性，因此稱之為方向阻抗繼電器。比幅式方向阻抗繼電器所以，繼電器的起動(dòng)條件可用比較兩個(gè)阻抗的幅值表示為式子兩邊均乘以電流Im，即得到比較兩個(gè)電壓幅值的表達(dá)式為若用r表示方向阻抗繼電器動(dòng)作特性圓的半徑，則r=|Zset/2|測(cè)量阻抗落在圓周上時(shí)，繼電器剛好動(dòng)作,此時(shí)向量(Zm-Zset/2)的值等于圓的半徑r當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓內(nèi)時(shí)，繼電器能夠動(dòng)作,此時(shí)向量(Zm-Zset/2)小于圓的半徑r當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓外時(shí)，繼電器不動(dòng)作，此時(shí)向量(Zm-Zset/2)大于圓的半徑r比相式方向阻抗繼電器可見(jiàn)與全阻抗繼電器相似，可得繼電器的動(dòng)作條件為式中的Zm和(Zm-Zset)均乘以電流Im，即得到比較兩個(gè)電壓相位的表達(dá)式為當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓周上時(shí)，阻抗Zm與(Zm-Zset)之間的相位差為θ=90°當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓周外時(shí)，阻抗Zm與(Zm-Zset)之間的相位差為θ<90°當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓周內(nèi)時(shí)，阻抗Zm與(Zm-Zset)之間的相位差為θ>90°偏移特性的阻抗繼電器可見(jiàn)：=0時(shí)，變成了方向阻抗繼電器；=1時(shí)，變成了全阻抗繼電器。因此，偏移特性阻抗繼電器的特點(diǎn)是：偏移特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性是當(dāng)正方向的整定阻抗為Zset時(shí)，同時(shí)向反方向偏移一個(gè)Zset(稱為偏移率)，其中0<<1圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)圓外為非動(dòng)作區(qū)圓外為非動(dòng)作區(qū)圓周是動(dòng)作邊界圓外為非動(dòng)作區(qū)若以d、r、Z0表示圓的直徑、半徑、圓心，則d=|(1+)Zset|r=|(1+)Zset|/2Z0=(1-)Zset/2偏移特性阻抗繼電器的特點(diǎn)1）動(dòng)作特性介于方向阻抗繼電器和全阻抗繼電器之間，當(dāng)采用=0時(shí)，即為方向阻抗繼電器，當(dāng)采用=1時(shí)，則為全阻抗繼電器。其起動(dòng)阻抗Zoper·K隨阻抗角的不同而不同。2）在第三象限的動(dòng)作范圍與偏移率的大小有關(guān)，一般取=0.1~0.2，以便消除方向阻抗繼電器的死區(qū)。由于偏移特性的阻抗繼電器在第三象限有一小的動(dòng)作區(qū)域，所以它沒(méi)有完全的方向性。比幅式偏移特性阻抗繼電器因此繼電器的起動(dòng)條件可表示為或等式兩邊均乘以電流Im，即得到比較兩個(gè)電壓幅值的表達(dá)式為當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓周上時(shí)|Zm-Z0|=|(1+)Zset|/2=r當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓內(nèi)時(shí)，|Zm-Z0|<|(1+)Zset|/2當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓外時(shí)，|Zm-Z0|>|(1+)Zset|/2比相式偏移特性阻抗繼電器對(duì)全阻抗繼電器的分析相似，可以證明偏移特性阻抗繼電器的起動(dòng)條件為270°≥θ≥90°即將(Zm+Zset)和(Zm-Zset)均乘以電流Im，即得到比較兩個(gè)電壓相位的表達(dá)式為當(dāng)測(cè)量阻抗落在圓周上時(shí)，向量(Zm+Zset)與(Zm-Zset)之間的相位差θ=90°直線特性阻抗繼電器動(dòng)作特性為直線的阻抗繼電器在距離保護(hù)中具有特殊用途，如圖是象限阻抗繼電器。動(dòng)作區(qū)動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)由O點(diǎn)作動(dòng)作特性邊界線的垂線，此向量即為整定阻抗Zset比幅式直線特性阻抗繼電器可見(jiàn)，當(dāng)利用幅值比較原理構(gòu)成繼電器時(shí)，其起動(dòng)條件可表示為|Zm|<|2Zset-Zm|式子兩端均乘以電流Im，則得如下兩個(gè)電壓的比較動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)短路點(diǎn)落在直線特性線上時(shí)|Zm|=|2Zset-Zm|短路點(diǎn)落在非動(dòng)作區(qū)上時(shí)|Zm|>|2Zset-Zm|短路點(diǎn)落在動(dòng)作區(qū)上時(shí)|Zm|<|2Zset-Zm|比相式直線特性阻抗繼電器所以其起動(dòng)條件可表示為將式中的Zset和(Zset-Zm)均乘以電流Im，則得到用電壓形式表示的起動(dòng)條件為動(dòng)作區(qū)非動(dòng)作區(qū)短路點(diǎn)落在直線特性線上時(shí)Zset和(Zset-Zm)之間的相位差θ=90°短路點(diǎn)落在非動(dòng)作區(qū)上時(shí)Zset和(Zset-Zm)之間的相位差θ<90°短路點(diǎn)落在動(dòng)作區(qū)上時(shí)Zset和(Zset-Zm)之間的相位差θ>90°其它直線特性阻抗繼電器直線特性阻抗繼電器除了象限阻抗繼電器外還有其它種類。功率方向繼電器電抗繼電器電阻繼電器第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第三節(jié)方向阻抗繼電器的特殊問(wèn)題方向阻抗繼電器的死區(qū)當(dāng)保護(hù)正方向出口附近發(fā)生相間短路時(shí)，母線電壓為零或很小，加到繼電器上的電壓Um=0，或者小于繼電器動(dòng)作所需要的最小電壓時(shí)，方向阻抗繼電器不能動(dòng)作。發(fā)生此情況的一定范圍，稱為方向阻抗繼電器的死區(qū)。方向阻抗繼電器的死區(qū)原因在于采用比幅式方向阻抗繼電器時(shí)的電壓比較式如下：可見(jiàn)，當(dāng)UM=0時(shí)，變成等式，由于普通繼電器進(jìn)行電壓比較時(shí)需要消耗一定的功率，現(xiàn)在測(cè)量電壓為0，導(dǎo)致繼電器動(dòng)作不了。方向阻抗繼電器的死區(qū)采用比相式方向阻抗繼電器時(shí)的電壓相位比較式如下：可見(jiàn)，當(dāng)UM=0時(shí)，相位比較的一個(gè)相量為0，由于0的相量角是任意的，所以無(wú)法進(jìn)行相位比較，繼電器同樣動(dòng)作不了。消除方向阻抗繼電器死區(qū)的措施為了消除方向阻抗繼電器的死區(qū)，通常在幅值比較式方向阻抗繼電器的兩個(gè)比較量中引入相等的插入電壓Uch，在相位比較式方向阻抗繼電器中引入極化電壓UJ。為了使方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性不受影響，Uch和UJ應(yīng)滿足以下要求：1）Uch和UJ應(yīng)與Um同相；2）當(dāng)保護(hù)安裝處出口發(fā)生短路時(shí)，Uch和UJ應(yīng)不為零或能保持一段時(shí)間逐漸衰減到零。消除方向阻抗繼電器死區(qū)的措施插入電壓Uch和極化電壓UJ可以采用記憶回路和引入非故障相電壓的方法獲得，在微機(jī)型保護(hù)中可以采用故障前幾個(gè)周波信號(hào)的方法取得插入電壓Uch和極化電壓UJ。對(duì)于按相位比較的方向阻抗繼電器，必須有作為相位比較的參考電壓Um，才能消除死區(qū)。極化電壓在比相中的作用因此在繼電器相位比較電氣量中引入與Um同相位的帶有記憶作用的極化電壓UJ后,相位比較原理方向繼電器的動(dòng)作方程為由于UJ與Um同相，采用極化電壓UJ后不會(huì)改變穩(wěn)態(tài)情況下的繼電器動(dòng)作特性。UJ與Um同相，Um與Um-ImZset比相和UJ與Um-ImZset比相結(jié)果相同Um=0時(shí)，Um與Um-ImZset無(wú)法比相而UJ與Um-ImZset比相結(jié)果與Um=0之前比相結(jié)果相同極化電壓在比相中的作用當(dāng)保護(hù)安裝處發(fā)生金屬性短路故障時(shí)，由于Um≈0，顯然采用Um進(jìn)行比相時(shí)繼電器已不能動(dòng)作；而采用UJ構(gòu)成的繼電器，動(dòng)作特性成為由于UJ不為零并可維持一段時(shí)間，所以繼電器仍然可以保持和有Um時(shí)完全相同的動(dòng)作特性?？梢?jiàn)UJ為比相提供了一個(gè)相位參考的依據(jù)，使方向阻抗繼電器能夠判別出故障的方向，起了方向極化的作用，所以稱為極化電壓。插入電壓在比幅中的作用在比幅式方向阻抗繼電器中，為消除死區(qū)，將兩個(gè)相等的插入電壓Uch分別加到被比較幅值的兩個(gè)量中，繼電器的動(dòng)作條件由成為故障位于圓周上時(shí)，動(dòng)作特性|A|=|B|與|A'|=|B'|等價(jià)故障位于圓周內(nèi)時(shí)，動(dòng)作特性|A|<|B|與|A'|<|B'|等價(jià)故障位于圓周外時(shí)，動(dòng)作特性|A|>|B|與|A'|>|B'|等價(jià)可見(jiàn)將兩個(gè)相等的插入電壓Uch分別加到被比較幅值的兩個(gè)量中后，動(dòng)作特性相同。當(dāng)保護(hù)出口短路時(shí)，Um=0，不加入U(xiǎn)ch的比幅繼電器已不能動(dòng)作；加入U(xiǎn)ch的比幅繼電器動(dòng)作特性成為此時(shí)小于成立可見(jiàn)，只要Uch與Um同相位，繼電器就能夠反映故障前的特性，并動(dòng)作第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第四節(jié)阻抗繼電器的接線方式對(duì)阻抗繼電器接線方式的要求阻抗繼電器的接線方式是指接入阻抗繼電器的一定相別電壓和一定相別電流的組合。不同的接線方式將影響繼電器端子的測(cè)量阻抗，因此，阻抗繼電器的接線方式必須滿足下列要求：1）阻抗繼電器的測(cè)量阻抗Z，應(yīng)與保護(hù)安裝地點(diǎn)到短路點(diǎn)的距離成正比，而與電網(wǎng)的運(yùn)行方式無(wú)關(guān)。對(duì)阻抗繼電器接線方式的要求2）阻抗繼電器的測(cè)量阻抗Z，應(yīng)與短路類型無(wú)關(guān)，即保護(hù)范圍不隨故障類型改變而改變，以保證在不同類型故障時(shí)，保護(hù)裝置都能正確動(dòng)作。常用的接線方式有兩種，一種是反應(yīng)相間短路故障的接線方式，它在各種相間短路情況下能滿足上述要求；另一種是反應(yīng)接地故障的接線方式，它在各類接地故障時(shí)和三相接地短路情況下能滿足上述要求。對(duì)阻抗繼電器接線方式的要求輸入阻抗繼電器的電流Im，應(yīng)該是短路回路的電流，測(cè)量電壓應(yīng)是短路回路在保護(hù)安裝處的殘余電壓Um。為了便于討論，假設(shè)為金屬性短路，忽略負(fù)荷電流，并假定電流互感器、電壓互感器的變比都為1，即繼電器的測(cè)量阻抗等于一次阻抗。采用線電壓和兩相電流差的接線方式，也稱為0°接線方式，接入繼電器的電壓Um和電流Im如表所示。為反應(yīng)各種相間短路，在AB、BC、CA相各接入一只阻抗繼電器。阻抗繼電器0°接線方式的電壓和電流相間短路阻抗繼電器的0°接線方式相間短路阻抗繼電器的0°接線方式（1）三相短路。三相短路是對(duì)稱短路，三個(gè)阻抗繼電器工作情況相同。以AB相阻抗繼電器為例進(jìn)行分析。則進(jìn)入AB相阻抗繼電器的電壓和電流為三相短路時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為可見(jiàn)三相短路時(shí)，三個(gè)繼電器的測(cè)量阻抗均等于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線路阻抗，三個(gè)繼電器均能動(dòng)作。被保護(hù)線路發(fā)生三相短路短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處之間距離為l千米，線路單位長(zhǎng)度正序電抗為Z1/km相間短路阻抗繼電器的0°接線方式（2）兩相短路。設(shè)A、B兩相短路。三個(gè)阻抗繼電器在A、B相短路時(shí)的測(cè)量為可見(jiàn)，AB相的測(cè)量阻抗與三相短路時(shí)相同，但其它兩相的測(cè)量阻抗則大得多。這時(shí)相間短路阻抗繼電器的0°接線方式也就是說(shuō)A、B兩相短路時(shí)，只有接在A、B相的阻抗繼電器動(dòng)作，而另外兩只阻抗繼電器不會(huì)動(dòng)作。因此，必須用三只阻抗繼電器接在不同的兩相線路上。只有這樣，發(fā)生兩相短路時(shí)保護(hù)才能可靠動(dòng)作。相間短路阻抗繼電器的0°接線方式（3）兩相接地短路。此時(shí)，把A相和B相看成兩個(gè)“導(dǎo)線-地”的送電線路并有互感耦合在一起，若用ZL表示輸電線路每千米的自感阻抗、ZM表示每千米的互感阻抗，則保護(hù)安裝點(diǎn)的故障相電壓為接在AB相的測(cè)量阻抗為中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)當(dāng)距離保護(hù)安裝處lkm處發(fā)生AB兩相接地短路時(shí)短路電流為IA和IB以大地和中性點(diǎn)形成回路。此時(shí)，短路電流IA≠-IB相間短路阻抗繼電器的0°接線方式可見(jiàn)，0°接線方式對(duì)于系統(tǒng)發(fā)生三相短路、兩相短路、兩相接地短路時(shí)，接在兩故障相的阻抗繼電器的測(cè)量阻抗均相同，都可以動(dòng)作，滿足對(duì)距離保護(hù)的要求，因此這種接線方式在距離保護(hù)中得到了廣泛應(yīng)用。反應(yīng)相間短路故障接線方式還可以采用30°接線方式，即按線電壓和相電流接入繼電器。接地短路用阻抗繼電器的接線方式中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中，當(dāng)采用零序電流保護(hù)不能滿足要求時(shí)，一般考慮采用接地距離保護(hù)。設(shè)A相發(fā)生單相接地，保護(hù)安裝處A相母線電壓UA，故障點(diǎn)處A相電壓UKA和短路電流IA分別用對(duì)稱分量表示為

····UA＝UA1+UA2+UA0····UKA＝UKA1+UkA2+UKA0＝0····IA＝IA1+IA2+IA0接地短路用阻抗繼電器的接線方式根據(jù)各序網(wǎng)圖，保護(hù)安裝處母線上各相序分量與短路點(diǎn)各相序分量之間有如下關(guān)系

···UA1＝UkA1+IA1Z1l

···UA2＝UkA2+IA2Z1l

···UA0＝UKA0+IA0Z0l可得保護(hù)安裝處故障相電壓UA為接地短路用阻抗繼電器的接線方式即其中一般來(lái)說(shuō)零序阻抗角和正序阻抗角相等，因此K為一實(shí)數(shù)?？梢?jiàn)當(dāng)接入繼電器的電流IM采用IA的補(bǔ)償電流IA+K3I0時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量值為可見(jiàn)該測(cè)量阻抗與相間短路阻抗繼電器所測(cè)阻抗值相等，可以正確反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的阻抗。接地短路用阻抗繼電器的接線方式接地距離保護(hù)繼電器的接入電壓和電流如表所示：其接線方式如圖所示。反應(yīng)接地故障的阻抗繼電器接入電壓和接入電流第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第五節(jié)影響距離保護(hù)正確工作的因素概述在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及故障情況下，有一些因素可能會(huì)影響阻抗的正確測(cè)量，造成距離保護(hù)不能正確工作。例如保護(hù)安裝處和故障點(diǎn)之間的分支線路和短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的存在會(huì)影響阻抗繼電器的測(cè)量值；電力系統(tǒng)的振蕩、電壓互感器和電流互感器的測(cè)量誤差、極化電壓和插入電壓相位與工作電壓相位不一致等均會(huì)影響阻抗的正確測(cè)量。分支線對(duì)距離保護(hù)的影響在高壓電網(wǎng)中，通常由母線將相鄰輸電線路分隔開(kāi)來(lái)，在母線上連接有電源線路、負(fù)載或平行線路等形成分支線。在考慮分支線對(duì)距離保護(hù)的影響時(shí)，通常只考慮對(duì)第二段的影響。此時(shí)繼電器的測(cè)量阻抗為其中稱為分支系數(shù)具有電源分支線的系統(tǒng)接線圖。當(dāng)線路BC上K點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)對(duì)于裝在AB線路A側(cè)的距離保護(hù)裝置，由電源E2供給的短路電流IDB流向故障點(diǎn)，但不經(jīng)過(guò)保護(hù)裝置Z分支線對(duì)距離保護(hù)的影響可見(jiàn)，由于電流IDB的存在，使AB線路A側(cè)阻抗繼電器的測(cè)量阻抗增大，這意味著其保護(hù)范圍將會(huì)縮短。所以又將電流IDB稱為助增電流，Kb稱為助增系數(shù)。另外，分支系數(shù)Kb的大小與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)，在保護(hù)的整定計(jì)算中應(yīng)取較小的分支系數(shù)，以保證選擇性。因?yàn)楫?dāng)出現(xiàn)較大的分支系數(shù)時(shí)，只會(huì)使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短，不會(huì)造成保護(hù)非選擇性動(dòng)作；但若在整定計(jì)算中取較大的分支系數(shù)，則當(dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)較小的分支系數(shù)時(shí)，將造成測(cè)量阻抗減小，保護(hù)區(qū)延長(zhǎng)，可能造成保護(hù)失去選擇性。分支線對(duì)距離保護(hù)的影響上面是助增電流的影響，還有一種是外汲電流的影響。阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為其中稱為分支系數(shù)。具有汲出分支線的系統(tǒng)接線圖當(dāng)K點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)對(duì)AD線路A側(cè)的距離保護(hù)裝置，由于IK2的存在，使得IK1<IAB分支線對(duì)距離保護(hù)的影響顯然，由于電流IK2的存在，使阻抗繼電器的測(cè)量阻抗減小，保護(hù)范圍延長(zhǎng)，所以又將IK2稱為外汲電流，Kb稱為外汲系數(shù)。由于外汲電流的存在，可能造成保護(hù)無(wú)選擇性動(dòng)作。同樣，外汲系數(shù)Kb與系統(tǒng)運(yùn)行方式有關(guān)，在整定計(jì)算中仍應(yīng)取較小的外汲系數(shù)，因?yàn)楫?dāng)運(yùn)行中出現(xiàn)較大的外汲系數(shù)時(shí)，只會(huì)使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短，不會(huì)造成保護(hù)非選擇性動(dòng)作。另外，負(fù)荷電流也屬于外汲電流，但與故障電流相比，其影響較小，因此一般不予考慮。短路點(diǎn)過(guò)渡電阻對(duì)距離保護(hù)的影響短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻Rg是指當(dāng)相間短路或接地短路時(shí)，短路電流從一相流到另一相或從相導(dǎo)線流入地的途徑中所經(jīng)過(guò)的物質(zhì)的電阻，這包括電弧電阻、中間物質(zhì)的電阻、相導(dǎo)線與地之間的接觸電阻以及金屬桿塔的接地電阻等等。由于此過(guò)渡電阻的存在，也會(huì)使距離保護(hù)的測(cè)量阻抗發(fā)生變化，造成距離保護(hù)的非選擇性動(dòng)作。短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性根據(jù)國(guó)外進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)，當(dāng)短路電流相當(dāng)大時(shí)(數(shù)百安以上)，電弧上的電壓梯度幾乎與電流無(wú)關(guān)。電壓梯度約為每米弧長(zhǎng)(1.4～1.5)kV(最大值)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)可知電弧實(shí)際上呈現(xiàn)的有效電阻，其值可按下式確定：可見(jiàn)，在短路的初瞬，電弧電流最大，而弧長(zhǎng)最短，其電弧電阻最?。唤?jīng)過(guò)幾個(gè)周期后，由于電弧逐漸伸長(zhǎng)，電弧電阻有急劇增大之勢(shì)。短路點(diǎn)過(guò)渡電阻的特性在相間短路時(shí)，過(guò)渡電阻主要由電弧電阻構(gòu)成，其值可按上述經(jīng)驗(yàn)公式估算。在導(dǎo)線對(duì)桿塔放電的接地短路時(shí)，鐵塔及其接地電阻是構(gòu)成過(guò)渡電阻的主要部分。鐵塔的接地電阻與大地的導(dǎo)電率有關(guān)，對(duì)于跨越山區(qū)的高壓線路，鐵塔的接地電阻可達(dá)幾十歐姆。此外當(dāng)線路通過(guò)樹(shù)木或其它物體對(duì)地短路時(shí)，過(guò)渡電阻更高，難以準(zhǔn)確計(jì)算。目前，我國(guó)對(duì)500kV線路接地短路的最大過(guò)渡電阻按300估計(jì)，對(duì)220kV線路，則按100估計(jì)。

過(guò)渡電阻對(duì)單側(cè)電源線路的影響單側(cè)電源供電系統(tǒng)當(dāng)線路BC的始端經(jīng)電阻Rg短路時(shí)保護(hù)2的測(cè)量阻抗為Zm2=Rg保護(hù)2的測(cè)量阻抗為Zm2=Rg保護(hù)1的測(cè)量阻抗為Zm1=ZAB+Rg保護(hù)1的測(cè)量阻抗為Zm1=ZAB+Rg由于Zm1是ZAB和Rg的矢量和，因此其數(shù)值比無(wú)Rg時(shí)增大不多，即測(cè)量阻抗受Rg影響較小。這樣當(dāng)Rg較大時(shí)，就可能出現(xiàn)Zm2已經(jīng)超出保護(hù)2的第1段特性圓的范圍，而Zm1仍位于保護(hù)1的第Ⅱ段特性圓以內(nèi)的情況此時(shí)兩個(gè)保護(hù)將同時(shí)以第Ⅱ段的時(shí)限動(dòng)作，從而失去選擇性。過(guò)渡電阻對(duì)單側(cè)電源線路的影響由上述分析可見(jiàn)，短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻總是使繼電器的測(cè)量阻抗增大，使保護(hù)范圍縮短，由于過(guò)渡電阻對(duì)不同安裝地點(diǎn)的保護(hù)影響不同，所以可能導(dǎo)致保護(hù)無(wú)選擇性動(dòng)作。另外，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)距短路點(diǎn)越近時(shí)，受過(guò)渡電阻的影響越大；同時(shí)保護(hù)裝置的整定值越小，則相對(duì)地受過(guò)渡電阻的影響也越大。因此對(duì)短距離的線路應(yīng)特別注意過(guò)渡電阻對(duì)其的影響。過(guò)渡電阻對(duì)雙側(cè)電源線路的影響此時(shí)變電所B和A母線上的殘余電壓為則保護(hù)2和保護(hù)1的測(cè)量阻抗分別為其中，表示IK超前于IK1的角度。當(dāng)為正時(shí)，測(cè)量阻抗的電抗部分增大；而當(dāng)為負(fù)時(shí)，測(cè)量阻抗的電抗部分減小。在后一種情況下，可能引起某些保護(hù)的無(wú)選擇性動(dòng)作。雙側(cè)電源供電線路短路點(diǎn)上的過(guò)渡電阻，還可能造成某些保護(hù)的測(cè)量阻抗減小。如在線路BC的始端經(jīng)過(guò)渡電阻Rg短路時(shí)。IK1和IK2分別為兩側(cè)電源供給的短路電流，則流經(jīng)Rg的電流為IK=IK1+IK2

。由此可見(jiàn)，阻抗繼電器的動(dòng)作特性在+R軸方向所占的面積越大，則受過(guò)渡電阻的影響越小。假定保護(hù)1的距離I段采用不同特性的阻抗元件，它們的整定阻抗選擇的都一樣，均為0.85ZAB?，F(xiàn)在保護(hù)1的距離I段保護(hù)范圍內(nèi)阻抗為ZK處經(jīng)過(guò)渡電阻Rg短路。則保護(hù)1的測(cè)量阻抗為Zm1=ZK+Rg可見(jiàn)，當(dāng)過(guò)渡電阻達(dá)到Rg1時(shí)，具有透鏡型特性的阻抗繼電器開(kāi)始拒動(dòng)；當(dāng)過(guò)渡電阻達(dá)Rg2時(shí)，方向阻抗繼電器開(kāi)始拒；而當(dāng)過(guò)渡電阻達(dá)Rg3時(shí)，則全阻抗繼電器開(kāi)始拒動(dòng)。過(guò)渡電阻對(duì)不同動(dòng)作特性阻抗元件的影響防止和減小過(guò)渡電阻影響的方法1）根據(jù)以上分析所得的結(jié)論，采用能容許較大的過(guò)渡電阻而不致拒動(dòng)的阻抗繼電器，可防止過(guò)渡電阻對(duì)繼電器工作的影響。例如，對(duì)于過(guò)渡電阻只能使測(cè)量阻抗的電阻部分增大的單側(cè)電源線路、可采用不反應(yīng)電阻部分增大的電抗型繼電器。在雙側(cè)電源線路上，可采用多邊形動(dòng)作特性的繼電器，如圖所示。動(dòng)作特性的上邊XA向下傾斜一個(gè)角度，以防止過(guò)渡電阻使測(cè)量電抗減小時(shí)阻抗繼電器的超越。右邊RA可以在R軸方向獨(dú)立移動(dòng)以適應(yīng)不同數(shù)值的過(guò)渡電阻。防止和減小過(guò)渡電阻影響的方法2）利用瞬時(shí)測(cè)量回路來(lái)固定阻抗繼電器的動(dòng)作。相間短路時(shí)，過(guò)渡電阻主要是電弧電阻，其數(shù)值在短路瞬間最小，大約經(jīng)過(guò)0.1~0.15s后迅速增大。根據(jù)Rg的上述特點(diǎn)，通常距離保護(hù)的第Ⅱ段可采用瞬時(shí)測(cè)量回路，以便將短路瞬間的測(cè)量阻抗固定下來(lái)，使Rg的影響減至最小。裝置的原理接線如圖所示。顯然，這種方法只能用于反應(yīng)相間短路的阻抗繼電器。在接地短路情況下，電弧電阻只占過(guò)渡電阻的很小一部分，這種方法不會(huì)起太大的作用。在發(fā)生短路瞬間，起動(dòng)元件KA和距離Ⅱ段阻抗元件動(dòng)作后，起動(dòng)中間繼電器KM。KM起動(dòng)后，即通過(guò)KA的觸點(diǎn)自保持，而與KI的觸點(diǎn)位置無(wú)關(guān)。這樣當(dāng)Ⅱ段的整定時(shí)限到達(dá)時(shí)，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，通過(guò)KM的動(dòng)合觸點(diǎn)去跳閘，在此期間，即使由于電弧電阻增大而使第Ⅱ段的阻抗元件髓返回，保護(hù)也能正確動(dòng)作。電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響電力系統(tǒng)發(fā)生振蕩或異步運(yùn)行時(shí)，各點(diǎn)的電壓、電流及功率的幅值和相位都將發(fā)生周期性地變化，反應(yīng)電壓與電流之比的阻抗繼電器的測(cè)量阻抗也將隨之周期性地變化，當(dāng)測(cè)量阻抗進(jìn)入繼電器的動(dòng)作區(qū)域內(nèi)時(shí)，保護(hù)將發(fā)生誤動(dòng)作。因此，對(duì)于距離保護(hù)必須考慮電力系統(tǒng)同步振蕩或異步運(yùn)行對(duì)其工作的影響。電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的分布與變化在電力系統(tǒng)中，由于輸電線路輸送功率過(guò)大而超過(guò)穩(wěn)定極限、無(wú)功功率不足而引起系統(tǒng)電壓降低、短路故障切除緩慢或由于采用非同期自動(dòng)重合閘不成功時(shí)，都有可能引起系統(tǒng)振蕩。現(xiàn)以雙側(cè)電源輻射形網(wǎng)絡(luò)為例，分析系統(tǒng)振蕩時(shí)各種電氣量的變化假定在系統(tǒng)全相運(yùn)行時(shí)發(fā)生振蕩，由于三相總是對(duì)稱的，所以可按單相系統(tǒng)來(lái)分析。系統(tǒng)振蕩時(shí)電流的變化特點(diǎn)假設(shè)系統(tǒng)振蕩時(shí)EM、EN的幅值相等，相角差為,其值為0～360°，即系統(tǒng)中各元件的阻抗角相等，均為∑，總阻抗假設(shè)電流的正方向?yàn)閺腗側(cè)指向N側(cè)振蕩過(guò)程不考慮負(fù)荷電流的影響,兩電源間的電流就是振蕩電流：該電流IM滯后于△E=EM-EN的角度為∑由圖可見(jiàn)電勢(shì)差△E的有效值為則振蕩電流的有效值為可見(jiàn)，當(dāng)在0～360°范圍內(nèi)變化時(shí)，電流IM的大小和相位都發(fā)生變化。IM變化曲線有效值隨變化曲線如圖所示。當(dāng)=180°時(shí)，IM達(dá)到最大IM=2EM/Z∑系統(tǒng)振蕩時(shí)電壓的變化特點(diǎn)系統(tǒng)振蕩時(shí)，線路兩端母線電壓為由于假設(shè)全系統(tǒng)阻抗角相等，因此相量UM的末端落在相量△E上該相量就是電流IM在電源M阻抗ZM上的壓降同理，相量UN的末端也落在相量△E上相量差UM-UN則表示電流IM在線路上的壓降線路上各點(diǎn)電壓相量的末端都落在相量差UM-UN上在電勢(shì)相角差為的情況下，系統(tǒng)中總有一點(diǎn)的電壓為最低，其值UZ為由0點(diǎn)向UM-UN相量所作垂線的長(zhǎng)度線路上電壓最低的這點(diǎn)稱為振蕩中心,以z表示。顯然，EM、EN幅值相等、且全系統(tǒng)阻抗角也相等時(shí)，振蕩中心的位置在全系統(tǒng)縱向阻抗的中心,即Z∑/2處。當(dāng)由0°～360°變化時(shí)，相量EN沿圓1變化；相量UN沿圓2變化相量UM沿圓3變化從圖中可見(jiàn)，振蕩中心電壓的有效值為=180°時(shí)，EN走到了EM反方向此時(shí)Uz=0，相當(dāng)于在線路z點(diǎn)發(fā)生三相短路。此時(shí)，電流IM達(dá)到最大。電流IM的運(yùn)行軌跡如圖中圓4=0°時(shí)，此時(shí)EM、EN重合由于EM、EN重合，兩者相量差為0，因此振蕩電流IM=0Uz則達(dá)到最大，即Uz=EM在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí),系統(tǒng)各點(diǎn)電壓從一個(gè)最大值到下一個(gè)最大值所經(jīng)歷的時(shí)間稱為振蕩周期,一般在0.25～2.5s.而系統(tǒng)各點(diǎn)電壓相量末端的軌跡則經(jīng)歷了一個(gè)圓周，如圖UN所示。系統(tǒng)各點(diǎn)電壓變化曲線如圖所示。系統(tǒng)振蕩時(shí)測(cè)量阻抗的變化規(guī)律當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)，距離保護(hù)的測(cè)量阻抗為設(shè)距離保護(hù)安裝在線路MN的M側(cè)。由于由于其中其中其中該測(cè)量阻抗相量的端點(diǎn)如圖為過(guò)振蕩中心z點(diǎn)且垂直于Z∑的直線OO'Zm由兩部分組成，其中一部分是?Z∑-ZM即相量mz另一部分組成是相量端點(diǎn)隨的變化在OO'直線上移動(dòng)因此，當(dāng)由0°變化到360°時(shí),Zm的末端將由OO'直線O側(cè)的無(wú)窮遠(yuǎn)處開(kāi)始沿OO'直線向O'方向移動(dòng)。當(dāng)=180°時(shí),Zm的末端與振蕩中心z點(diǎn)重合，Zm=?Z∑-ZM當(dāng)→360°時(shí)，Zm的末端趨近于O'側(cè)的無(wú)窮遠(yuǎn)Zm→∞可見(jiàn)由M點(diǎn)向直線OO'所引的相量就是M點(diǎn)阻抗保護(hù)的測(cè)量阻抗，直線OO'直線測(cè)量阻抗末端軌跡直線OO'測(cè)量阻抗末端軌跡是在假設(shè)EM與EN幅值相等時(shí)得出的結(jié)論。當(dāng)EM的幅值大于EN幅值時(shí)，測(cè)量阻抗的軌跡為圓心位于第一象限的圓，如圖虛線1當(dāng)EM的幅值小于EN幅值時(shí)，測(cè)量阻抗的軌跡為圓心位于第三象限的圓，如圖虛線2如果修改ZM的值,還可獲得線路上任意位置的測(cè)量阻抗。系統(tǒng)振蕩時(shí)測(cè)量阻抗的變化規(guī)律當(dāng)系統(tǒng)振蕩時(shí)，距離保護(hù)的測(cè)量阻抗為設(shè)距離保護(hù)安裝在線路MN的M側(cè)。由于由于其中其中其中該測(cè)量阻抗相量的端點(diǎn)如圖為過(guò)振蕩中心z點(diǎn)且垂直于Z∑的直線OO'Zm由兩部分組成，其中一部分是?Z∑-ZM即相量mz另一部分組成是相量端點(diǎn)隨的變化在OO'直線上移動(dòng)因此，當(dāng)由0°變化到360°時(shí),Zm的末端將由OO'直線O側(cè)的無(wú)窮遠(yuǎn)處開(kāi)始沿OO'直線向O'方向移動(dòng)。當(dāng)=180°時(shí),Zm的末端與振蕩中心z點(diǎn)重合，Zm=?Z∑-ZM當(dāng)→360°時(shí)，Zm的末端趨近于O'側(cè)的無(wú)窮遠(yuǎn)Zm→∞可見(jiàn)由M點(diǎn)向直線OO'所引的相量就是M點(diǎn)阻抗保護(hù)的測(cè)量阻抗，直線OO'直線測(cè)量阻抗末端軌跡直線OO'測(cè)量阻抗末端軌跡是在假設(shè)EM與EN幅值相等時(shí)得出的結(jié)論。當(dāng)EM的幅值大于EN幅值時(shí)，測(cè)量阻抗的軌跡為圓心位于第一象限的圓，如圖虛線1當(dāng)EM的幅值小于EN幅值時(shí)，測(cè)量阻抗的軌跡為圓心位于第三象限的圓，如圖虛線2如果修改ZM的值,還可獲得線路上任意位置的測(cè)量阻抗。系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響線路MN的M側(cè)距離保護(hù)I段的起動(dòng)阻抗整定為0.85ZMN即距離保護(hù)I段整定范圍為M～A其中曲線1是透鏡型繼電器特性。其中曲線2是方向型繼電器特性。其中曲線3是全阻抗型繼電器特性。直線OO'是測(cè)量阻抗相量末端軌跡,位于距離保護(hù)特性內(nèi)部的點(diǎn)，保護(hù)就會(huì)動(dòng)作?？梢?jiàn)在同樣整定值的條件下，全阻抗繼電器受振蕩的影響最大。而透鏡型繼電器所受的影響最小。一般而言，繼電器動(dòng)作特性在阻抗平面上沿oo'方向所占的面積越大，受振蕩的影響也就越大。距離保護(hù)受振蕩的影響還與保護(hù)安裝地點(diǎn)有關(guān)，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)越靠近振蕩中心時(shí)，受到的影響就越大；而當(dāng)振蕩中心在保護(hù)范圍以外或位于保護(hù)的反方向時(shí)，則在振蕩的影響下距離保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)作。當(dāng)距離保護(hù)帶有較大的延時(shí)(例如≥1.5s)時(shí)，如距離Ⅲ段，可利用其延時(shí)躲開(kāi)振蕩的影響。振蕩閉鎖回路對(duì)于在系統(tǒng)振蕩時(shí)可能誤動(dòng)的保護(hù)裝置，應(yīng)裝設(shè)專門(mén)的振蕩閉鎖回路，以防止系統(tǒng)振蕩時(shí)造成保護(hù)誤動(dòng)作。由上述分析可知，當(dāng)系統(tǒng)振蕩使=180°時(shí),保護(hù)受到的影響與在系統(tǒng)振蕩中心處發(fā)生三相短路時(shí)的效果是一樣的，因此振蕩閉鎖回路必須能夠正確地區(qū)分系統(tǒng)振蕩和三相短路這兩種不同的情況，這樣才能保證在系統(tǒng)振蕩時(shí)將保護(hù)閉鎖，而在發(fā)生三相短時(shí)保護(hù)能可靠地動(dòng)作。振蕩和短路時(shí)的主要區(qū)別(1)振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓的幅值均呈現(xiàn)周期性變化，只在=180°時(shí)才出現(xiàn)最嚴(yán)重的現(xiàn)象；而短路后，短路電流和各點(diǎn)的電壓幅值是不變的(不計(jì)其衰減時(shí))。(2)振蕩時(shí)，電流和各點(diǎn)電壓的變化速度較慢；而短路時(shí)，電流是突然增大，電壓也突然降低，變化速度很快。振蕩和短路時(shí)的主要區(qū)別(3)振蕩時(shí)，任一點(diǎn)的電流與電壓之間的相位關(guān)系都隨的變化而改變；而在發(fā)生短路時(shí)，電流和電壓之間的相位是不變的。(4)振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱，系統(tǒng)中無(wú)負(fù)序分量出現(xiàn)；而短路時(shí)，總要長(zhǎng)時(shí)間(在不對(duì)稱短路過(guò)程中)或瞬間(在三相短路開(kāi)始時(shí))出現(xiàn)負(fù)序分量。振蕩閉鎖回路的要求根據(jù)以上區(qū)別，振蕩閉鎖回路根據(jù)其工作原理的不同可分為兩種，一種是利用負(fù)序分量的出現(xiàn)與否來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一種是利用電流、電壓或測(cè)量阻抗變化速度的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)論哪一種原理的振蕩閉鎖回路，都應(yīng)該滿足以下基本要求：(1)系統(tǒng)發(fā)生振蕩而沒(méi)有故障時(shí)，應(yīng)可靠地將保護(hù)閉鎖，且振蕩不停息，閉鎖就不應(yīng)解除。振蕩閉鎖回路的要求(2)系統(tǒng)發(fā)生各種類型的故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)能可靠地動(dòng)作而不被閉鎖。(3)在振蕩過(guò)程中發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，保護(hù)應(yīng)能快速正確地動(dòng)作，對(duì)于對(duì)稱故障則允許保護(hù)帶延時(shí)動(dòng)作。(4)先故障而后又發(fā)生振蕩時(shí)，保護(hù)不要無(wú)選擇性地動(dòng)作。振蕩閉鎖回路目前主要采用兩種原理：1）利用有無(wú)負(fù)序分量的原理；2）利用電氣量變化速度不同的原理。電壓回路斷線對(duì)距離保護(hù)的影響當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，距離保護(hù)將失去電壓，在負(fù)荷電流的作用下，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗變?yōu)榱?，可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。因此，在距離保護(hù)中應(yīng)采取防止保護(hù)誤動(dòng)作的斷線閉鎖裝置。對(duì)斷線閉鎖裝置的主要要求對(duì)斷線閉鎖裝置的主要要求：1）當(dāng)電壓回路發(fā)生各種可能使保護(hù)誤動(dòng)作的故障情況時(shí)，應(yīng)能可靠地將保護(hù)閉鎖；2）當(dāng)被保護(hù)線路故障時(shí)，不因故障電壓畸變錯(cuò)誤地將保護(hù)閉鎖，以保證保護(hù)可靠動(dòng)作。為此應(yīng)使閉鎖裝置能夠正確地區(qū)分以上兩種情況，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，最好的區(qū)別方法就是看電流回路是否也同時(shí)發(fā)生變化。電壓回路斷線的閉鎖及信號(hào)當(dāng)距離保護(hù)的振蕩閉鎖回路采用負(fù)序電流和零序電流(或它們的增量)起動(dòng)時(shí)，可利用它們兼作斷線閉鎖之用，這種方法即簡(jiǎn)單又可靠，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。為了避免在斷線的情況下又發(fā)生外部故障時(shí)，距離保護(hù)無(wú)選擇性地動(dòng)作，一般還需要裝設(shè)斷線信號(hào)裝置，以便值班人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。第六章電網(wǎng)的距離保護(hù)第六節(jié)距離保護(hù)整定原則距離保護(hù)I段的整定與電流I段相似，距離I段也是按躲開(kāi)下一線路出口短路的原則來(lái)整定的，即其起動(dòng)阻抗應(yīng)躲過(guò)下一線路始端短路時(shí)的測(cè)量阻抗。A側(cè)保護(hù)1距離I段的啟動(dòng)阻抗（一次）ZIoper·1=KrelZAB其中Krel——可靠系數(shù)，一般取0.8~0.85；動(dòng)作時(shí)間一般為保護(hù)裝置的固有動(dòng)作時(shí)間，一般為0.12s。躲過(guò)B側(cè)出口短路，整定時(shí)按母線B短路時(shí)的阻抗ZAB作為參考。1、啟動(dòng)阻抗距離Ⅱ段的起動(dòng)阻抗應(yīng)按以下兩個(gè)原則來(lái)確定：(1)與相鄰線路的距離I段相配合，并