距離保護實驗

繼電保護專題實驗報告時間：2021.02.09創(chuàng)作人：歐陽歷一、 實驗目的本實驗以研究過渡電阻對距離保護的影響為目的，通過實驗數(shù)據(jù)觀察過渡電阻增加時保護的動作狀況，最后得出過渡電阻對距離保護影響的結(jié)論。二、 實驗內(nèi)容實驗分為單電源和雙電源兩部分，包含單側(cè)電源三相短路、單側(cè)電源單項接地短路，雙電源空載線路上三相短路，保護安裝在送電測的的線路上三相短路與保護安裝在受電側(cè)的線路上三相短路這五種故障形式，其中，對于接地故障設置過渡電阻從0.01歐姆?300歐姆變化，相間短路過渡電阻變化為0.01?16歐姆，并研究故障點位于保護范圍的10%、50%、90%處時保護的動作情況。三、 實驗理論分析（-）單端電源時過渡電阻對阻抗繼電器的影響

如圖所示，若線路首端故障經(jīng)電弧，則距離保護的測量阻抗分別為曰,r^~io本段線路岀口發(fā)生經(jīng)過渡電阻短路故障時，若過渡電阻較大，本段距離保護I可能拒動，前一級距離保護II段可能越級跳閘，使距離保護失去選擇性。保護裝置距離短路點越近，受過渡電阻的影響越大；保護定值越小，則相對受電阻的影響越大。單端電源經(jīng)過渡電阻短路（二）雙電源時過渡電阻對阻抗繼電器的影響如圖所示，在雙電源系統(tǒng)線路上發(fā)生經(jīng)過渡電阻短路時，由兩側(cè)電源系統(tǒng)提供短路電流， S雙電源時經(jīng)過渡電阻短路安裝在M側(cè)的阻抗繼電器測得的阻抗為I^=-=I,其中附加阻抗因為因超前因的相因為因超前因的相角，日為因超前兇的相角。由于對側(cè)電源的助增作用使得過渡電阻產(chǎn)生的影響要復雜的多：1）若兇超前于則回＞0,附加阻抗呈容性；2）若兇滯后于目，貝I」回＜0,附加阻抗呈感性；若故障前M側(cè)為送電測，N為受電側(cè)，則S超前于0;故障發(fā)生初期兩側(cè)電源相位關系不變，則因超前于M側(cè)的附加阻抗呈容性，將造成阻抗繼電器保護范圍的伸長，M側(cè)距離保護可能超越。若故障前M側(cè)為受電測，N為送電側(cè)，則S滯后于S；故障發(fā)生初期兩側(cè)電源相位關系不變，則因滯后于耳，M側(cè)的附加阻抗呈感性，將造成阻抗繼電器保護范圍的縮短，M側(cè)距離保護可能拒動。四、實驗結(jié)果分析(-)單側(cè)電源1、三相短路故障相測量阻抗的計算值為：凹，其中上］利用上式分別計算故障點位于保護范圍的10%、50%、90%且過渡電阻依次為0.01Q、0.5Q、2Q、4Q、8Q、16Q時的測量阻抗理論值，并與實際測量值進行對比，其結(jié)果如表1所示。就故障相進行作圖，所列出的圖形為所有過渡電阻情況下阻抗平面圖中的一部分。圖中，點的變化代表故障位置的變化。表1

故障點過渡阻抗0.01Q0.5Q2Q4Q8Q16Q10%理論值0.072+jl.0420.322+jl.0421.072+jl0422.072+jl.0424.072+jl.0428.072+jl.042測量值0.098+jl.0380.320+jl.0311.062+jl.0372.055+jl.0344.026+jl.0498.068+jl.05350%理論值0.36+j5.220.61+j5.221.36+j5.222?36+j5?224?36+j5?228.36+j5.22測量值0?357+j5?1960.609+j5.2061.348+j5.1932.361+j5.2004.337+j5.2068?244+j5?23190%理論值0?648+j9?3960.898+j9.9361.648+j9.3962.648+j9.3964.648+j9.3968.648+jO.396測量值0.641+j9.3750.886+j9.3681.649+j9.3832.652+j9.3904.659+j9.4428?585+j9?419U園出可I刃看屮?，隨著故障點位置從10%到90%變化，0.01Q測量阻航隨乙冋匪軸正方向增長，隨05Q?大,測量炯±1衣端白仃鈾正方向移動，由此可以推斷，隨著過204Q渡電阻的增加，當故障點持續(xù)接近線路末端時，容易引起保護拒動。2.A相接地短路故障相測量阻抗的計算值為: ,其中冋°0.01Q4Q16Q64Q10030010%理論值0.075+j1.0431.222+jl.l654.338+j1.564量值0.074+j1.0381.221+jl.l684.638+j1.559不動作不動作不動作50%理論值0365+j5.2121.512+j5?3504?917+j5?75418.418+j7.342測量值0?364+j5?1981.522+j5?3384.975+j5?751I8.413+j7.417不動作不動作90%理論值0.653+)93851.850+j9.4993?396+j9?74319.077+j11.682量值0.651+j9.3841.849+j9.5105.358+9.97419.056+j11.744不動作不動作0.01Q從圖中可以看出，隨著故障點位置從10%到90%變化，測量阻抗逐漸向虛軸的正方向移動，同時，隨著過渡電阻的增加，測量阻抗逐漸向?qū)嵼S正方向移動，當過渡電阻達到100以上時，保護將不再動作。（一） 16Q 64Q故障相測量阻抗的計算值為：1、空載線路三相短路故障點過渡阻抗O.O1QO.5Q2Q4Q8Q16Q10%理論值0.056+jl.0470.344+jl.0471.156+jl.0472.257+jl.0474.420+jl.0478.536+jl.047測量值0.039+jl.0760.362+jl.0741.230+jl.0792.386+jl.0694.695+jl.0778.541+jl.07250%理論值0.370+j5.2170.781+j5.2172.028+j5.2173.645+j5.2177.028+j5.21713.202+j5.217測量值0?373+j5?2000.769+j5.2021.922+j5.2023.618+j5.1946.877+j5?18813.403+j5.14190理0.664+j9.1.044+3.415+6.288+14.702+29.445+%論值385j9.385j9.385j9.385j9?385j9.385測量值0.694+j9.1.360+j9.3.412+j9.6.149+j9.14.672+j929.705+j9405408389315.362.1820.01Q 0.5Q從國有出，隨著故障點位置mj丄自刀口，測量阻抗向虛軸工七凸如巧；隨著過渡電阻的增長，測量阻抗不斷2Q向?qū)嵼S正方向移動，與單電源線路不同隨著故障點位置的增加，向右側(cè)平移的距離越大，在圖上體現(xiàn)為其斜率一.一…的主要原因是此時16Q隨著故障點位置的增加，M端供給的短路電流減小，電流分配系數(shù)減少，因此呈現(xiàn)出測量阻抗增加的趨勢，出現(xiàn)如圖所示的斜率減小現(xiàn)象。2?三相短路（保護安裝在送電側(cè)）表4故障點過渡阻抗0.01Q0.5Q2Q4Q8Q16Q10測0.036+j0.0.314+j0.1.092+j0.1.994+jO.3?436+j0?35.411+j0.44

%量值52447340134222450%測量值0?209+j2.6220.534+j2.4831.473+j2.2322.531+j2.0014.154+jl.7546.223+jl.61490%測量值0.299+j4.6910.772+j4.4282.057+j3.8883.351+j3.4115?234+j2?8717.351+j2.4820.01Q0.5Q2Q4Q8Q16Q0.01Q0.5Q2Q4Q8Q16Q3?三相短路（保護安裝在受電側(cè)）故障點過渡阻抗0.01Q0.5Q2Q4Q8Q16Q10%測量值0?038+j0?5210.337+j0.5621.281+j0.7372.745+jl.l416?445+j2?92713.226+j16.93250%測量值0.190+j2.5400.542+j2.7051.761+j3.1813.671+j4.1928.345+j8.7991.201+j31.60890%測0.337+j4?670.824+j4?932.599+j6.085.356+j&87.624+j23」-量值690196721?499+jl9?7030.5Q0.01Q2Q 4Q8Q 16Q從圖i 曰Lu，哄1石過渡電阻的增八，艸里HtLJ兒仇匕據(jù)供電側(cè)的不同，發(fā)生相應不同的移動，當左側(cè)為供電側(cè)時，測量阻抗向右移動，而為受電測時則相反；此外，從圖中可看出，當左端為供電側(cè)時，測量阻抗逐漸接近正實軸，而當其為受電側(cè)之時，卻離開了負實軸。五、實驗結(jié)論通過本次實驗，可以發(fā)現(xiàn)，在單側(cè)電源線路中，短路點的過渡電阻使繼電器的測量阻抗增大，保護范圍縮短，很可能使保護拒動。在雙側(cè)電源線路中