電網(wǎng)距離保護(hù)第5講

3.4距離保護(hù)的定值整定及評(píng)價(jià)3.4.2距離保護(hù)的評(píng)價(jià)及應(yīng)用對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)

靈敏度方面：同時(shí)利用故障時(shí)電流電壓變化特征，通過(guò)阻抗確定故障區(qū)間。因而保護(hù)范圍穩(wěn)定，靈敏度高，受電網(wǎng)運(yùn)行方式影響小。

速動(dòng)性方面：由于僅使用單端信息不能實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)速動(dòng)，對(duì)于超高壓輸電線(xiàn)路，速動(dòng)性不滿(mǎn)足要求。

可靠性方面：算法，接線(xiàn)復(fù)雜，可靠性不如電流保護(hù)。距離保護(hù)的應(yīng)用高壓網(wǎng)絡(luò)（110kV電網(wǎng)）中作為主保護(hù)超高壓網(wǎng)絡(luò)（220kV及其以上）中作為后備保護(hù)，在發(fā)電機(jī)和變壓器保護(hù)中作為后備保護(hù)。3.5距離保護(hù)特殊問(wèn)題之一：振蕩閉鎖3.5.1振蕩現(xiàn)象及振蕩閉鎖電力系統(tǒng)振蕩振蕩現(xiàn)象： 并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)之間出現(xiàn)功角大范圍周期性變化的現(xiàn)象，稱(chēng)為振蕩。振蕩產(chǎn)生原因： 系統(tǒng)故障、線(xiàn)路無(wú)故障跳閘、系統(tǒng)突然失去大容量的負(fù)荷和發(fā)電機(jī)等大的擾動(dòng)都有可能引起系統(tǒng)振蕩。振蕩的根本原因是系統(tǒng)有功不平衡或系統(tǒng)靜穩(wěn)極限不足，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)功角周期性變化。振蕩表現(xiàn)形式：衰減振蕩，系統(tǒng)失去同步。兩者的不同表現(xiàn)在振蕩功角的變化范圍和變化周期。3.5.1振蕩現(xiàn)象及振蕩閉鎖電力系統(tǒng)振蕩振蕩表現(xiàn)形式： 形式一：衰減振蕩，機(jī)組間功角變化幅度逐漸減小，最后振蕩平息形式二：系統(tǒng)失去同步，機(jī)組間功角在0-360度之間作周期性變化。兩者的不同表現(xiàn)在振蕩時(shí)功角的變化范圍和變化周期。兩者的共同點(diǎn)在于功角均近似的作周期性變化3.5.1振蕩現(xiàn)象及振蕩閉鎖電力系統(tǒng)振蕩對(duì)保護(hù)的影響 電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，會(huì)引起系統(tǒng)各個(gè)點(diǎn)的電流、電壓、測(cè)量阻抗、功率等的大范圍、周期性變化。一旦保護(hù)安裝處的上述各電氣量滿(mǎn)足保護(hù)動(dòng)作條件，有可能引起保護(hù)動(dòng)作。振蕩閉鎖： 由于振蕩本身只是一種不正常運(yùn)行狀態(tài)，而非故障。因此一般靠電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置如勵(lì)磁調(diào)節(jié)、調(diào)速、PSS等的調(diào)節(jié)，可以使系統(tǒng)恢復(fù)同步運(yùn)行。因而振蕩時(shí)，不希望保護(hù)無(wú)計(jì)劃動(dòng)作導(dǎo)致切除重要聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，這可能使事故擴(kuò)大，造成更為嚴(yán)重的事故。因此在系統(tǒng)振蕩時(shí)，應(yīng)采取措施防止保護(hù)誤動(dòng)，這種措施統(tǒng)稱(chēng)為振蕩閉鎖。

3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)振蕩現(xiàn)象研究的數(shù)學(xué)模型及假設(shè)條件數(shù)學(xué)模型：

雙機(jī)系統(tǒng)模型假設(shè)條件：

兩側(cè)系統(tǒng)等值電勢(shì)大小相等，只考慮其相位的變化研究目的：發(fā)現(xiàn)振蕩時(shí)電氣量變化規(guī)律與故障時(shí)電氣量變化規(guī)律的差別，尋找振蕩判據(jù)。3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量電流相量幅值其中3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量電流幅值變化規(guī)律可見(jiàn)，振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量電流幅值（或有效值）在做周期性變化，變化周期等于振蕩周期。電流幅值最小時(shí)為03.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量電壓相量其中3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量電壓可見(jiàn)，振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量壓幅值（或有效值）也在做周期性變化，變化周期等于振蕩周期。但沿線(xiàn)路不同點(diǎn)電壓幅值的變化范圍不同3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩時(shí)的電流電壓相量圖（假設(shè)系統(tǒng)的阻抗角均相同）3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（一）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電流、電壓的變化規(guī)律振蕩中心的概念：

振蕩時(shí)，沿線(xiàn)路不同點(diǎn)電壓幅值的變化范圍不同。系統(tǒng)振蕩時(shí)，沿線(xiàn)路電壓最低的一點(diǎn)稱(chēng)為振蕩中心。但所有阻抗角均相同時(shí)，振蕩中心位于電氣中點(diǎn)，即處。思考問(wèn)題：當(dāng)阻抗角不相同時(shí)，如何確定振蕩中心？振蕩中心電壓相量有效值為3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（二）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量阻抗變化規(guī)律振蕩時(shí)安裝于M側(cè)的保護(hù)測(cè)量阻抗為因?yàn)閺亩?.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（二）電力系統(tǒng)振蕩時(shí)保護(hù)測(cè)量阻抗變化規(guī)律振蕩過(guò)程安裝于M側(cè)的保護(hù)測(cè)量阻抗變化軌跡其中3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（三）電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響若振蕩中心在距離Ⅰ段保護(hù)范圍內(nèi)，則在振蕩中距離Ⅰ段可能誤動(dòng)若振蕩中心在距離Ⅱ段保護(hù)范圍內(nèi)，則距離Ⅱ段會(huì)否誤動(dòng)取決于振蕩周期，正當(dāng)頻率越慢，越易引起誤動(dòng)距離Ⅲ段一般靠動(dòng)作延時(shí)可以躲過(guò)振蕩影響（振蕩周期一般在0.1-1.5s之間）振蕩中心不在保護(hù)范圍內(nèi)，則不會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)保護(hù)動(dòng)作區(qū)形狀不同，受振蕩影響的程度不同小結(jié)：振蕩過(guò)程對(duì)距離保護(hù)的影響，與保護(hù)的安裝位置、保護(hù)的動(dòng)作范圍、振蕩周期的長(zhǎng)短，保護(hù)動(dòng)作特性有關(guān)3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時(shí)電氣量的變化規(guī)律及特點(diǎn)（四）電力系統(tǒng)振蕩與短路兩種情況下電氣量差別對(duì)稱(chēng)性差異。振蕩時(shí)系統(tǒng)三相對(duì)稱(chēng)，無(wú)負(fù)序和零序分量。不對(duì)稱(chēng)短路則有負(fù)序和零序分量出現(xiàn)。對(duì)稱(chēng)短路往往是由不對(duì)稱(chēng)短路發(fā)展而來(lái)，因而故障初期，一般也會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的負(fù)序和零序分量。電氣量變化速率的差異。振蕩時(shí)，電氣量呈現(xiàn)周期性變化，其變化過(guò)程是漸變的，變化范圍大。而故障時(shí)電流電壓的變化是突變的，且故障后測(cè)量電流電壓、阻抗的測(cè)量值基本不變。周期性的差異振蕩時(shí)測(cè)量阻抗在一個(gè)振蕩周期內(nèi)，若振蕩中心在保護(hù)范圍內(nèi)，則距離元件動(dòng)作和返回各一次；而短路時(shí)則距離元件或者動(dòng)作或者不動(dòng)作，取決于故障點(diǎn)位置。

以上差異是識(shí)別振蕩和故障的依據(jù)，也是實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖的主要出發(fā)點(diǎn)3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）對(duì)振蕩閉鎖元件的基本要求系統(tǒng)發(fā)生全相或非全相振蕩時(shí)，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)作，即單純振蕩要可靠閉鎖保護(hù)系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過(guò)程中，被保護(hù)線(xiàn)路發(fā)生各種類(lèi)型的不對(duì)稱(chēng)故障，保護(hù)裝置應(yīng)有選擇性的跳閘,縱聯(lián)保護(hù)仍應(yīng)快速動(dòng)作。系統(tǒng)在全相振蕩過(guò)程中又發(fā)生三相故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作，并允許帶一定延時(shí)。3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動(dòng)時(shí)保護(hù)的短時(shí)開(kāi)放該原理利用短路故障電氣量變化突然的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)振蕩閉鎖。

具體實(shí)現(xiàn)方案：兩相電流差突變量啟動(dòng)元件或零序電流啟動(dòng)元件（零序Ⅳ段）動(dòng)作時(shí)，如果按躲負(fù)荷電流整定的正序電流元件尚未動(dòng)作，或者雖然正序電流元件動(dòng)作但尚不滿(mǎn)10ms，則開(kāi)放保護(hù)150ms。對(duì)于距離Ⅱ段若在上述開(kāi)放時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，則保持其動(dòng)作狀態(tài)3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動(dòng)時(shí)保護(hù)的短時(shí)開(kāi)放3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動(dòng)時(shí)保護(hù)的短時(shí)開(kāi)放

幾點(diǎn)說(shuō)明

開(kāi)放時(shí)間的長(zhǎng)短：兼顧兩個(gè)原則

首先保證正向區(qū)內(nèi)故障時(shí)，I段保護(hù)有足夠的時(shí)間可靠跳閘，II段保護(hù)的測(cè)量元件能夠可靠起動(dòng)并實(shí)現(xiàn)自保持；其次要保證在區(qū)外故障引起振蕩時(shí)，測(cè)量阻抗不會(huì)在故障后的開(kāi)放時(shí)間內(nèi)進(jìn)入動(dòng)作區(qū)

開(kāi)放時(shí)間一般取150ms左右。

正序電流元件作用：防止靜穩(wěn)破壞引起的振蕩，即防止先振蕩后故障情況下，保護(hù)誤動(dòng)。3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理不對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件（振蕩過(guò)程中再故障的處理）該原理利用不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，系統(tǒng)中出現(xiàn)零序或負(fù)序分量原理實(shí)現(xiàn)振蕩中開(kāi)放保護(hù)。可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)開(kāi)放開(kāi)放判據(jù)：3.5.3距離保護(hù)振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理對(duì)稱(chēng)故障開(kāi)放元件（振蕩過(guò)程中再故障的處理）

的物理意義

在系統(tǒng)振蕩時(shí)等于振蕩中心電壓