電網(wǎng)距離保護第5講

3.4距離保護的定值整定及評價3.4.2距離保護的評價及應用對距離保護的評價

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

速動性方面：由于僅使用單端信息不能實現(xiàn)全線速動，對于超高壓輸電線路，速動性不滿足要求。

可靠性方面：算法，接線復雜，可靠性不如電流保護。距離保護的應用高壓網(wǎng)絡（110kV電網(wǎng)）中作為主保護超高壓網(wǎng)絡（220kV及其以上）中作為后備保護，在發(fā)電機和變壓器保護中作為后備保護。3.5距離保護特殊問題之一：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)運行的同步發(fā)電機之間出現(xiàn)功角大范圍周期性變化的現(xiàn)象，稱為振蕩。振蕩產(chǎn)生原因： 系統(tǒng)故障、線路無故障跳閘、系統(tǒng)突然失去大容量的負荷和發(fā)電機等大的擾動都有可能引起系統(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，導致發(fā)電機功角周期性變化。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)在振蕩時功角的變化范圍和變化周期。兩者的共同點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)振蕩對保護的影響 電力系統(tǒng)振蕩時，會引起系統(tǒng)各個點的電流、電壓、測量阻抗、功率等的大范圍、周期性變化。一旦保護安裝處的上述各電氣量滿足保護動作條件，有可能引起保護動作。振蕩閉鎖： 由于振蕩本身只是一種不正常運行狀態(tài)，而非故障。因此一般靠電力系統(tǒng)自動裝置如勵磁調節(jié)、調速、PSS等的調節(jié)，可以使系統(tǒng)恢復同步運行。因而振蕩時，不希望保護無計劃動作導致切除重要聯(lián)絡線，這可能使事故擴大，造成更為嚴重的事故。因此在系統(tǒng)振蕩時，應采取措施防止保護誤動，這種措施統(tǒng)稱為振蕩閉鎖。

3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時電氣量的變化規(guī)律及特點振蕩現(xiàn)象研究的數(shù)學模型及假設條件數(shù)學模型：

雙機系統(tǒng)模型假設條件：

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

振蕩時，沿線路不同點電壓幅值的變化范圍不同。系統(tǒng)振蕩時，沿線路電壓最低的一點稱為振蕩中心。但所有阻抗角均相同時，振蕩中心位于電氣中點，即處。思考問題：當阻抗角不相同時，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)振蕩時電氣量的變化規(guī)律及特點（二）電力系統(tǒng)振蕩時保護測量阻抗變化規(guī)律振蕩時安裝于M側的保護測量阻抗為因為從而3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時電氣量的變化規(guī)律及特點（二）電力系統(tǒng)振蕩時保護測量阻抗變化規(guī)律振蕩過程安裝于M側的保護測量阻抗變化軌跡其中3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時電氣量的變化規(guī)律及特點（三）電力系統(tǒng)振蕩對距離保護的影響若振蕩中心在距離Ⅰ段保護范圍內(nèi)，則在振蕩中距離Ⅰ段可能誤動若振蕩中心在距離Ⅱ段保護范圍內(nèi)，則距離Ⅱ段會否誤動取決于振蕩周期，正當頻率越慢，越易引起誤動距離Ⅲ段一般靠動作延時可以躲過振蕩影響（振蕩周期一般在0.1-1.5s之間）振蕩中心不在保護范圍內(nèi)，則不會引起保護誤動保護動作區(qū)形狀不同，受振蕩影響的程度不同小結：振蕩過程對距離保護的影響，與保護的安裝位置、保護的動作范圍、振蕩周期的長短，保護動作特性有關3.5.2電力系統(tǒng)振蕩時電氣量的變化規(guī)律及特點（四）電力系統(tǒng)振蕩與短路兩種情況下電氣量差別對稱性差異。振蕩時系統(tǒng)三相對稱，無負序和零序分量。不對稱短路則有負序和零序分量出現(xiàn)。對稱短路往往是由不對稱短路發(fā)展而來，因而故障初期，一般也會出現(xiàn)短時的負序和零序分量。電氣量變化速率的差異。振蕩時，電氣量呈現(xiàn)周期性變化，其變化過程是漸變的，變化范圍大。而故障時電流電壓的變化是突變的，且故障后測量電流電壓、阻抗的測量值基本不變。周期性的差異振蕩時測量阻抗在一個振蕩周期內(nèi)，若振蕩中心在保護范圍內(nèi)，則距離元件動作和返回各一次；而短路時則距離元件或者動作或者不動作，取決于故障點位置。

以上差異是識別振蕩和故障的依據(jù)，也是實現(xiàn)振蕩閉鎖的主要出發(fā)點3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）對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，保護裝置不應誤動作，即單純振蕩要可靠閉鎖保護系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過程中，被保護線路發(fā)生各種類型的不對稱故障，保護裝置應有選擇性的跳閘,縱聯(lián)保護仍應快速動作。系統(tǒng)在全相振蕩過程中又發(fā)生三相故障時，保護裝置應可靠動作，并允許帶一定延時。3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動時保護的短時開放該原理利用短路故障電氣量變化突然的特點，實現(xiàn)振蕩閉鎖。

具體實現(xiàn)方案：兩相電流差突變量啟動元件或零序電流啟動元件（零序Ⅳ段）動作時，如果按躲負荷電流整定的正序電流元件尚未動作，或者雖然正序電流元件動作但尚不滿10ms，則開放保護150ms。對于距離Ⅱ段若在上述開放時間內(nèi)動作，則保持其動作狀態(tài)3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動時保護的短時開放3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理故障啟動時保護的短時開放

幾點說明

開放時間的長短：兼顧兩個原則

首先保證正向區(qū)內(nèi)故障時，I段保護有足夠的時間可靠跳閘，II段保護的測量元件能夠可靠起動并實現(xiàn)自保持；其次要保證在區(qū)外故障引起振蕩時，測量阻抗不會在故障后的開放時間內(nèi)進入動作區(qū)

開放時間一般取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，保護誤動。3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理不對稱故障開放元件（振蕩過程中再故障的處理）該原理利用不對稱短路時，系統(tǒng)中出現(xiàn)零序或負序分量原理實現(xiàn)振蕩中開放保護?？梢詫崿F(xiàn)瞬時開放開放判據(jù)：3.5.3距離保護振蕩閉鎖原理（一）振蕩閉鎖原理對稱故障開放元件（振蕩過程中再故障的處理）

的物理意義

在系統(tǒng)振蕩時等于振蕩中心電壓