第4章 電網(wǎng)的距離保護(hù)

第4章電網(wǎng)距離保護(hù)一、距離保護(hù)基本原理與構(gòu)成二、阻抗繼電器及動(dòng)作特性三、阻抗繼電器的實(shí)現(xiàn)方法四、距離保護(hù)的整定計(jì)算與對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)五、距離保護(hù)的振蕩閉鎖六、故障類型判別和故障選相七、距離保護(hù)特殊問(wèn)題的分析八、工頻故障分量距離保護(hù)第4章電網(wǎng)的距離保護(hù)第一節(jié)距離保護(hù)的基本概念(暫不考慮測(cè)量電流、電壓的變比關(guān)系)

依據(jù)測(cè)量阻抗在不同情況下幅值和相位的“差異”，保護(hù)就能夠區(qū)分出系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及故障發(fā)生的范圍。：是測(cè)量電流：是測(cè)量電壓：是測(cè)量阻抗：是測(cè)量電阻：是測(cè)量電抗一、距離保護(hù)的作用原理

線路單位長(zhǎng)度的正序阻抗為，短路距離為時(shí)，測(cè)量阻抗與短路阻抗關(guān)系為距離保護(hù)反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝處的距離(或阻抗)，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作行為距離保護(hù)動(dòng)作行為不受運(yùn)行方式影響，由測(cè)量阻抗的大小決定二、距離保護(hù)的時(shí)限特性距離保護(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)系為了滿足速動(dòng)性、選擇性和靈敏性的要求，目前廣泛應(yīng)用具有三段動(dòng)作范圍的階梯型時(shí)限特性，稱為距離保護(hù)的I、II、III段與電流速斷、限時(shí)電流速斷以及過(guò)電流保護(hù)相對(duì)應(yīng)Z3Z2Z1tL保護(hù)3的I段保護(hù)3的II段保護(hù)3的III段

距離保護(hù)的時(shí)限特性~

G

~距離保護(hù)各段動(dòng)作區(qū)域示意圖RjX2134jXRCABD1保護(hù)A距離Ⅰ段2保護(hù)A距離Ⅱ段3保護(hù)A距離Ⅲ段4保護(hù)B距離Ⅰ段

G

~三、距離保護(hù)的保護(hù)范圍距離保護(hù)I段（速斷）

反應(yīng)于阻抗降低而瞬時(shí)動(dòng)作；不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)距離保護(hù)II段（限時(shí)速斷）切除本線路速斷范圍以外的故障，保護(hù)本線路的全長(zhǎng)；作為速斷的后備距離保護(hù)III段保護(hù)本線路及相鄰下條線路的全長(zhǎng)

作相鄰線路保護(hù)和斷路器拒動(dòng)的遠(yuǎn)后備作本線路I、II段的近后備保護(hù)定值不能保證選擇性，必須使保護(hù)的動(dòng)作帶有一定的時(shí)限相鄰線路距離III段動(dòng)作時(shí)限配合關(guān)系：階梯時(shí)限特性起動(dòng)阻抗躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷阻抗Ⅲ段為了做好相鄰線路保護(hù)裝置和斷路器拒絕動(dòng)作的后備保護(hù)，同時(shí)也作為本線路距離Ⅰ、Ⅱ段的后備保護(hù)，還需裝設(shè)保護(hù)Ⅲ段，距離Ⅲ段的整定值與過(guò)電流保護(hù)類似，其起動(dòng)阻抗要按躲開(kāi)正常運(yùn)行時(shí)的最小負(fù)荷阻抗來(lái)選擇，而動(dòng)作時(shí)限應(yīng)比距離Ⅲ段保護(hù)范圍內(nèi)其它各保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限高出一個(gè)1．起動(dòng)元件在發(fā)生故障的瞬間起動(dòng)整套保護(hù)，并作距離保護(hù)的III段；與I、II段與邏輯出口，提高可靠性2．方向元件保證動(dòng)作的方向性，防止反方向故障時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作。方向元件可采用單獨(dú)的功率方向繼電器，但更多采用方向阻抗繼電器3.距離元件（阻抗繼電器）測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離4．時(shí)間元件按照故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的遠(yuǎn)近，根據(jù)時(shí)限特性確定動(dòng)作的時(shí)限，保證保護(hù)動(dòng)作的選擇性

第二節(jié)單相阻抗繼電器的構(gòu)成原理一、全阻抗繼電器1.動(dòng)作特性全阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以原點(diǎn)(繼電器安裝點(diǎn))為圓心，以整定阻抗為半徑的圓，無(wú)方向性

(1)幅值比較方式阻抗比幅方程

電壓比幅方程即：(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

比相電壓為工作電壓，比相電壓為極化電壓，即比相參考電壓）2.全阻抗繼電器的構(gòu)成原理

二、方向阻抗繼電器1.動(dòng)作特性

方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為直徑的過(guò)原點(diǎn)(繼電器安裝點(diǎn))的圓(1)幅值比較方式阻抗比幅方程

電壓比幅方程|Zzd/2|Zzd/2ZzdRjXo

方向阻抗特性圓半徑：|Zzd/2|動(dòng)作方程：ZJ2ZJ3圓心：Zzd/2當(dāng)ZJ2位于圓內(nèi)時(shí)有繼電器動(dòng)作

當(dāng)ZJ3位于圓外時(shí)有繼電器不動(dòng)作

ZJ1當(dāng)ZJ1位于圓周上時(shí)有繼電器剛好動(dòng)作

(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

比相電壓為工作電壓，比相電壓為極化電壓（即比相參考電壓）（3）方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性正方向故障時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗隨測(cè)量阻抗角變化；當(dāng)時(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗最大，為整定阻抗對(duì)應(yīng)的阻抗角為最大靈敏角反方向故障時(shí)，測(cè)量阻抗位于阻抗平面的第三相限，繼電器不動(dòng)作：其方向性明確

2.方向阻抗繼電器的構(gòu)成原理

三、偏移阻抗繼電器1.動(dòng)作特性偏移阻抗繼電器的動(dòng)作特性是以整定阻抗為直徑的過(guò)原點(diǎn)(繼電器安裝點(diǎn))的圓其正向整定阻抗(I相限)為其反向整定阻抗(III相限)為繼電器的圓心向量為

繼電器的半徑為３、偏移阻抗繼電器Rjx①其特性是當(dāng)正方向的整定阻抗為時(shí)，同時(shí)反方向偏移一個(gè)，0<α<1，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，而圓外為不動(dòng)作區(qū)。α稱為偏移度圓的直徑為：其動(dòng)作方程為：圓心坐標(biāo)為：(1)幅值比較方式阻抗比幅方程電壓比幅方程(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

（3）時(shí)，為方向阻抗繼電器時(shí)，為全阻抗繼電器四、蘋果形和透鏡形阻抗繼電器(1)蘋果形阻抗繼電器相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程與方向阻抗繼電器相比,

具有更強(qiáng)的允許過(guò)渡電阻能力(2)透鏡形阻抗繼電器相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程與方向阻抗繼電器相比,

具有更強(qiáng)的躲負(fù)荷阻抗能力特別注意:比相方程的動(dòng)作邊界不是,因此(1),(2)不能由比相/比幅互相易定理得出比幅條件五、直線特性阻抗繼電器常用于構(gòu)成多邊形特性阻抗繼電器功率方向繼電器與電抗型阻抗繼電器是其特例(1)幅值比較方式阻抗比幅方程電壓比幅方程(2)相位比較方式阻抗比相方程

電壓比相方程

時(shí)，為電抗型阻抗繼電器多邊形特性阻抗繼電器由不同的直線阻抗特性邏輯組合構(gòu)成六、方向阻抗繼電器死區(qū)與消除死區(qū)的方法1.方向阻抗繼電器死區(qū)當(dāng)被保護(hù)線路始端發(fā)生金屬性短路時(shí)，方向性阻抗繼電器的測(cè)量電壓為零幅值比較方式:需要一定動(dòng)作功率，則時(shí)不能動(dòng)作相位比較方式：比相電壓為零，無(wú)法進(jìn)行相位比較，不能動(dòng)作方向阻抗繼電器存在電壓死區(qū)2.消除方向阻抗繼電器死區(qū)的方法（1）電壓記憶回路

輸入電壓經(jīng)工頻LC串聯(lián)諧振電路后產(chǎn)生工頻諧振電流，取為極化電壓線路始端發(fā)生三相短路時(shí)，串聯(lián)諧振電流逐漸衰減，保持相位基本一致，不影響正確比相對(duì)于微機(jī)保護(hù)中的方向阻抗繼電器，采用數(shù)字存儲(chǔ)器保存故障前的電壓采樣值，無(wú)需采用上述電壓記憶回路（2）引入第三相(健全相)電壓對(duì)于保護(hù)出口兩相短路，兩故障相的相間測(cè)量電壓為零對(duì)第三相(健全相)電壓進(jìn)行適當(dāng)?shù)南嘁?，使其輸出電壓與輸入電壓同相，作為輔助極化電壓不能消除出口三相短路的電壓死區(qū)一般與電壓記憶回路同時(shí)采用兩種方式均不用于微機(jī)保護(hù)3.方向阻抗繼電器的動(dòng)態(tài)特性增設(shè)記憶回路，必然影響方向阻抗繼電器在系統(tǒng)發(fā)生正向或反向短路時(shí)的動(dòng)作行為需要結(jié)合具體系統(tǒng)分析正、反向短路初瞬間阻抗繼電器的初態(tài)動(dòng)作特性考慮記憶回路后的比相方程：穩(wěn)態(tài)時(shí)，，動(dòng)作特性為原阻抗方向圓故障初態(tài)時(shí)，，記憶電壓與故障前母線電壓同相位(1)保護(hù)正方向短路故障初態(tài)時(shí)，

,則比相方程為

設(shè)短路前為空載,則則比相方程為

初態(tài)特性為偏移阻抗特性圓:擴(kuò)大了動(dòng)作范圍耐過(guò)度電阻的能力增強(qiáng)不失去選擇性(正向故障前提下導(dǎo)出的結(jié)論)(2)保護(hù)反方向短路故障初態(tài)時(shí)，即

,求得則比相方程為設(shè)短路前為空載,則則比相方程為

初態(tài)特性為上拋?zhàn)杩固匦詧A:

有明確的方向性:

實(shí)際測(cè)量阻抗在III象限,

遠(yuǎn)離上拋?zhàn)杩固匦詧A五.以故障環(huán)路正序電壓為參考電壓的測(cè)量元件工作電壓（又稱為補(bǔ)償電壓）：當(dāng)采用測(cè)量電壓作為參考電壓時(shí)，無(wú)法保證線路正向出口短路時(shí)的選擇性。因?yàn)楫?dāng)正向出口短路時(shí)，有：參考電壓：作為判斷相位的參考，也是一種參考電壓。，無(wú)法確定電壓的相位。在這種情況下，需要選擇其它不同的電壓來(lái)作為參考電壓。所以，引入正序電壓作為參考電壓，即在接地距離接線方式下，以A相為例，A相正序電壓為在相間距離接線方式下，以BC相為例，其正序電壓為第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性

參考電壓是正序電壓時(shí)在各種故障情況下的分析（1）A相出口單相接地短路故障。其中，、和是故障前母線處B、C和A相的電壓。則A相正序電壓為：出口單相接地故障時(shí)，故障相正序電壓的相位與該相故障前的電壓相位相同，幅值等于其2/3。保護(hù)安裝處的三相電壓為：第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性（2）A、B兩相出口接地短路故障。保護(hù)安裝處的三相電壓為：出口兩相接地短路故障時(shí)，兩故障相正序電壓的相位與該兩相故障前的電壓相位相同，幅值等于其1/3。參考電壓是正序電壓時(shí)在各種故障情況下的分析第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性（3）A、B兩相出口相間短路故障。保護(hù)安裝處的三相電壓為：經(jīng)過(guò)推導(dǎo)有：出口兩相相間短路故障時(shí)，兩故障相正序電壓的相位與該兩相故障前的電壓相位相同，幅值等于其1/2。（4）A、B、C三相出口短路故障。出口三相短路時(shí)，各相正序電壓為0，正序參考電壓將無(wú)法應(yīng)用參考電壓是正序電壓時(shí)在各種故障情況下的分析第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性正序電壓為參考電壓的測(cè)量元件的動(dòng)作特性測(cè)量元件的動(dòng)作方程為：對(duì)于按接地距離保護(hù)接線方式而言，有所以，測(cè)量元件的動(dòng)作方程變?yōu)椋旱诙?jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性正序電壓為參考電壓的測(cè)量元件的動(dòng)作特性（1）在正向故障時(shí)的動(dòng)作特性，即K1、K2點(diǎn)故障MN最終有：第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性（2）在反向故障時(shí)的動(dòng)作特性，即K3點(diǎn)故障MN最終有：正序電壓為參考電壓的測(cè)量元件的動(dòng)作特性第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性

以記憶電壓為參考電壓的測(cè)量元件在以測(cè)量電壓或正序電壓為參考電壓，在出口三相對(duì)稱短路時(shí)三相電壓都降為0，而失去比較的依據(jù)，從而產(chǎn)生動(dòng)作死區(qū)。為了克服上述方法，可以利用故障前的記憶電壓作為參考電壓。，其中以相間距離保護(hù)接線方式為例分析，有：可得動(dòng)作方程為：第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性假設(shè)系統(tǒng)兩側(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)相等，系統(tǒng)各部分的阻抗角相同。（1）系統(tǒng)正向故障時(shí)，有：動(dòng)作方程為：動(dòng)作方程為：（2）當(dāng)系統(tǒng)反向故障時(shí)，有：第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性故障分量阻抗繼電器是指由電流、電壓的故障分量構(gòu)成，反應(yīng)繼電器工作電壓（補(bǔ)償電壓）的阻抗繼電器，國(guó)內(nèi)通常稱為突變量阻抗繼電器。1、突變量概念及獲取電力系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)可以將系統(tǒng)分解為正常運(yùn)行狀態(tài)和短路附加狀態(tài)。故障附加狀態(tài)中六、工頻變化量阻抗繼電器第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性故障分量的獲?。ㄍ蛔兞康墨@?。┰诜枪收想A段的測(cè)量電流就是正常狀態(tài)下的負(fù)荷電流。故障分量電流（突變量電流）為：或此時(shí)，故障分量會(huì)存在2個(gè)周期。第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性2、工頻故障分量阻抗繼電器工作原理（工頻突變量阻抗繼電器）假設(shè)過(guò)渡電阻為零，在短路附加狀態(tài)圖中，有其中是短路點(diǎn)故障前的電壓相量。在短路附件狀態(tài)圖中，設(shè)補(bǔ)償?shù)奖Ｗo(hù)范圍末端Z點(diǎn)的工作電壓為：突變量阻抗繼電器的動(dòng)作方程為：可以用保護(hù)安裝處的母線電壓來(lái)代替，即：第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性線路上任何一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，是基本相等的。當(dāng)故障點(diǎn)K距離保護(hù)安裝處M點(diǎn)越近，、越大，越大。2、工頻故障分量阻抗繼電器工作原理第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性3.工頻變化量阻抗繼電器動(dòng)作特性分析（1）正方向故障分析有由上式可作出其動(dòng)作特性圖第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性（2）反方向故障分析第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性有由上式可作出其動(dòng)作特性圖反向短路動(dòng)作特性反向短路時(shí)落在第Ⅲ象限，進(jìn)入不了圓內(nèi)。因而繼電器不會(huì)誤動(dòng)。而有良好的方向性。工頻故障分量距離保護(hù)的特點(diǎn)及應(yīng)用（1）阻抗繼電器以電力系統(tǒng)故障引起的故障分量電壓、電流作為測(cè)量信號(hào)，不反映故障前的負(fù)荷量和系統(tǒng)振蕩，動(dòng)作性能不受非故障狀態(tài)的影響；（2）阻抗繼電器僅反應(yīng)故障分量中的工頻分量，不反應(yīng)其中的暫態(tài)分量，動(dòng)作性能較穩(wěn)定；（3）阻抗繼電器的動(dòng)作判據(jù)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，動(dòng)作速度快；（4）阻抗繼電器具有明確的方向性，因而既可以作為距離元件，也可以作為方向元件使用；（5）阻抗繼電器本身具有較好的選相能力。第二節(jié)阻抗繼電器及其動(dòng)作特性七、阻抗繼電器的精確工作電流和精確工作電壓以上分析阻抗繼電器的動(dòng)作特性時(shí)從理想的條件出發(fā)執(zhí)行元件的靈敏度很高繼電器的動(dòng)作特性與工作電流的大小無(wú)關(guān)實(shí)際工作非理想的條件,繼電器的整定阻抗與工作電流具有非線性關(guān)系定義最小精確工作電流:要求阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗誤差小于10%，則必須滿足不同整定阻抗對(duì)應(yīng)不同最小精確工作電流，則最小精確工作電流指標(biāo)不便應(yīng)用定義最小精確工作電壓:最小精確工作電壓指標(biāo)不隨整定阻抗變化，便于比較阻抗繼電器的工作靈敏度第三節(jié)

阻抗繼電器的接線方式(一）、對(duì)接線方式的基本要求根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，加入繼電器的電壓和電流應(yīng)滿足以下要求:(1)繼電器的測(cè)量阻抗正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離(2)繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)與故障類型無(wú)關(guān)，保護(hù)范圍不隨故障類型而變化

設(shè)，當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為和

時(shí)，稱為“0°接線”；時(shí)的向量圖當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為和時(shí)，稱為“90°接線”等。當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為和時(shí)，稱為“-30°接線”；當(dāng)阻抗繼電器加入的電壓和電流為和時(shí)，稱為“+30°接線”；（二）相間短路阻抗繼電器的

00接線方式

這種接線方式在距離保護(hù)中廣泛采用：下面對(duì)各種相間短路時(shí)繼電器的測(cè)量阻抗分析時(shí)，測(cè)量阻抗用電力系統(tǒng)一次側(cè)阻抗表示接線方式性能分析:(設(shè)短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)的距離為km，線路每km的正序阻抗為)AB相：同理：同時(shí)能夠正確反應(yīng)線路上的正序阻抗，三個(gè)反映相間短路的阻抗繼電器均能動(dòng)作。1、三相短路2.兩相短路2.兩相短路3．兩相接地短路二、接地短路阻抗繼電器的零序補(bǔ)償00接線方式中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，當(dāng)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)

零序補(bǔ)償00接線方式在接線方式接地距離保護(hù)中廣泛采用：下面對(duì)各種接地短路時(shí)繼電器的測(cè)量阻抗分析時(shí)，測(cè)量阻抗用電力系統(tǒng)一次側(cè)阻抗表示4.單相接地短路4.單相接地短路1.不考慮零序補(bǔ)償時(shí)的測(cè)量阻抗以A相單相接地為例，用對(duì)稱分量分析故障點(diǎn)的電壓電流（A相）保護(hù)安裝處對(duì)稱分量電壓為保護(hù)安裝處的測(cè)量電壓為考慮時(shí)保護(hù)的測(cè)量阻抗為:上述方法不能正確測(cè)量短路阻抗，因此需要對(duì)相電流進(jìn)行零序電流補(bǔ)償。取補(bǔ)償后保護(hù)的測(cè)量阻抗為:

（K為補(bǔ)償系數(shù)）2.考慮零序補(bǔ)償時(shí)的測(cè)量阻抗（1）單相接地故障時(shí)可正確測(cè)量（如前述）（2）三相地故障三相故障對(duì)稱，可以A相阻抗繼電器為例分析設(shè)短路點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離為公里可求測(cè)量電壓為:

測(cè)量阻抗為:三相接地阻抗繼電器均可正確工作（3）BC兩相接地故障B相測(cè)量電壓為:測(cè)量阻抗為:類似可求C相測(cè)量阻抗，可知B，C相接地阻抗繼電器均可正確工作第五節(jié)距離保護(hù)的整定計(jì)算一、距離保護(hù)保護(hù)整定計(jì)算原則（一）距離保護(hù)I段（速斷）

反應(yīng)于阻抗降低而瞬時(shí)動(dòng)作；不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)對(duì)線路AB的距離保護(hù)I段，有保護(hù)范圍為線路全長(zhǎng)的80~85%，不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響動(dòng)作時(shí)間:（二）距離保護(hù)II段（限時(shí)速斷）與相間電流保護(hù)類似,需考慮分支系數(shù)的影響1.與相鄰線路I段配合2.躲開(kāi)線路末端變壓器低壓側(cè)出口短路實(shí)際整定值取保1，2計(jì)算值中的最小值3.動(dòng)作時(shí)間:

4.靈敏度校驗(yàn)距離保護(hù)II段保護(hù)本線路全長(zhǎng),則校驗(yàn)點(diǎn)為本線路末端:5.不滿足要求時(shí),與相鄰線路II段配合動(dòng)作時(shí)間為:（三）距離保護(hù)III段1.按躲開(kāi)最小負(fù)荷阻抗整定與相間電流保護(hù)III段類似,在考慮電機(jī)自啟動(dòng)時(shí)保證距離III段可靠返回注意整定2.靈敏度的校驗(yàn)

(1）近后備（校驗(yàn)點(diǎn)取本線路末端）（2）遠(yuǎn)后備（校驗(yàn)點(diǎn)取相鄰線路末端）在校驗(yàn)靈敏度時(shí),取(使靈敏系數(shù)減小的最不利情況)變壓器容量很小時(shí),很大,難以滿足遠(yuǎn)后備靈敏度要求,允許3.用方向阻抗繼電器

提高靈敏度按躲開(kāi)最小負(fù)荷阻抗條件整定時(shí),高于全阻抗繼電器線路阻抗角大于負(fù)荷阻抗角整定:4.動(dòng)作時(shí)間:

保護(hù)動(dòng)作值不能保證選擇性；需按階梯時(shí)限特性整定動(dòng)作時(shí)間（四）精工電流對(duì)三段式距離保護(hù)各段，考慮其保護(hù)范圍末端最小短路電流，要求滿足二、分支系數(shù)的影響與分支系數(shù)的考慮1.助增電流的影響有助增電流時(shí)的測(cè)量阻抗

有助增電流時(shí)分支系數(shù)使測(cè)量阻抗大于實(shí)際短路阻抗距離保護(hù)II段區(qū)內(nèi)故障可能被反應(yīng)為區(qū)外故障，使實(shí)際保護(hù)范圍縮短保護(hù)靈敏度校驗(yàn)時(shí)取可能的最大分支系數(shù)，對(duì)應(yīng)實(shí)際保護(hù)范圍最小的最不利情況2.有外吸電流的影響有外吸電流時(shí)的測(cè)量阻抗

有外吸電流時(shí)分支系數(shù)使測(cè)量阻抗小于實(shí)際短路阻抗距離保護(hù)II段區(qū)外故障可能被反應(yīng)為區(qū)內(nèi)故障，使實(shí)際保護(hù)范圍延伸保護(hù)整定時(shí)取可能的最小分支系數(shù)，對(duì)應(yīng)實(shí)際保護(hù)范圍最大的情況，以保證其選擇性（不延伸進(jìn)入下條線路II段保護(hù)范圍）三、對(duì)距離保護(hù)的評(píng)價(jià)可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作的選擇性

保護(hù)范圍和靈敏度比較穩(wěn)定：距離I段保護(hù)線路全長(zhǎng)80～85％，不受運(yùn)行方式的影響其它兩段受運(yùn)行方式的影響比較小在220kV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中不能作為主保護(hù)模擬式保護(hù)中接線復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，可靠性較低；數(shù)字式微機(jī)保護(hù)無(wú)此問(wèn)題，高、低壓網(wǎng)絡(luò)中均廣泛使用，基本已取代模擬式距離保護(hù)第六節(jié)影響距離保護(hù)正確工作的因素及防止措施一、短路點(diǎn)過(guò)渡電阻及其影響1.過(guò)渡電阻性質(zhì)相間短路時(shí)，主要由電弧電阻構(gòu)成。阻值范圍:數(shù)十歐姆故障初期較??；0.01~0.015s后迅速增大；對(duì)距離II段影響顯著接地短路時(shí)，主要由鐵塔接地電阻構(gòu)成。阻值與多種因素有關(guān),范圍:數(shù)十歐姆至數(shù)百歐姆2.單側(cè)電源線路過(guò)渡電阻的影響過(guò)渡電阻使測(cè)量阻抗增大，保護(hù)范圍縮短保護(hù)裝置距短路點(diǎn)越近，受過(guò)渡電阻的影響越大保護(hù)裝置的整定值越小，受過(guò)渡電阻的影響也越大對(duì)不同安裝地點(diǎn)的保護(hù)影響不同，在某些情況可能導(dǎo)致保護(hù)無(wú)選擇性的動(dòng)作3.雙側(cè)電源線路過(guò)渡電阻的影響保護(hù)1出口經(jīng)過(guò)渡電阻三相短路時(shí)，保護(hù)1，2的測(cè)量電壓為保護(hù)1，2的測(cè)量阻抗為由于兩側(cè)短路電流相位不同，則

，測(cè)量阻抗增大

，測(cè)量阻抗減小后一種情況可能導(dǎo)致前一級(jí)線路距離保護(hù)誤動(dòng)作防止過(guò)渡電阻影響的方法1.使用瞬時(shí)測(cè)量裝置短路故障瞬間電弧電阻最小若距離II段動(dòng)作,以瞬時(shí)測(cè)量裝置保持其動(dòng)作其后如果電弧電阻增大使距離II段返回,可由瞬時(shí)測(cè)量裝置保證其可靠跳閘對(duì)高阻接地故障無(wú)效對(duì)距離II段分支系數(shù)小于1的保護(hù)，不設(shè)瞬時(shí)測(cè)量裝置：對(duì)于圖示故障，故障點(diǎn)位于保護(hù)3的I段范圍，保護(hù)1，2的II段范圍保護(hù)1設(shè)瞬時(shí)測(cè)量裝置后，將與保護(hù)2同時(shí)以II段延時(shí)跳閘，擴(kuò)大了停電范圍保護(hù)1不設(shè)瞬時(shí)測(cè)量裝置時(shí)，在保護(hù)3的I段跳閘后，由于保護(hù)1測(cè)量阻抗增大，其II段返回，只有保護(hù)2的II段延時(shí)跳閘2.使用耐過(guò)渡電阻能力強(qiáng)的阻抗繼電器選用蘋果形、多邊形特性阻抗繼電器耐過(guò)渡電阻能力比較：多邊形特性阻抗繼電器最強(qiáng)蘋果形全阻抗圓方向阻抗圓透鏡形特性阻抗繼電器最弱特別注意：距離III段優(yōu)先考慮躲負(fù)荷能力耐過(guò)渡電阻能力越強(qiáng)，躲負(fù)荷能力越弱二、系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響系統(tǒng)振蕩的原因輸電線路輸送功率過(guò)大，超過(guò)靜穩(wěn)定極限

無(wú)功功率不足而引起系統(tǒng)電壓降低

短路故障切除緩慢非同期自動(dòng)重合閘不成功

系統(tǒng)振蕩的影響

電壓、電流的幅值和相位發(fā)生周期性地變化阻抗繼電器的測(cè)量阻抗周期性地變化電壓、電流、阻抗繼電器都可能誤動(dòng)作

（一）系統(tǒng)振蕩時(shí)電流電壓的變化規(guī)律

以雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)為例分析?？紤]全相運(yùn)行振蕩三相對(duì)稱，只需分析單相系統(tǒng)1.振蕩電流假定令求得為系統(tǒng)振蕩電流的幅值2.振蕩電壓母線電壓為線路上不同點(diǎn)電壓向量的端點(diǎn)沿移動(dòng)過(guò)原點(diǎn)作的垂線得振蕩中心電壓向量的端點(diǎn)位于中點(diǎn),稱:

振蕩的電氣中心振蕩中心電壓的幅值為3.振蕩電流電壓的波形注意:若則振蕩中心隨變化,且當(dāng)時(shí)，振蕩中心的電壓將降至零，與在此點(diǎn)發(fā)生三相短路無(wú)異

系統(tǒng)振蕩屬不正常運(yùn)行狀態(tài)而非故障，保護(hù)裝置不應(yīng)動(dòng)作切除振蕩中心所在的線路保護(hù)裝置必須具備區(qū)別三相短路和系統(tǒng)振蕩的能力，才能保證在系統(tǒng)振蕩狀態(tài)下的正確工作（二）系統(tǒng)振蕩對(duì)阻抗繼電器的影響1.測(cè)量阻抗的變化規(guī)律（1）考慮M側(cè)阻抗繼電器的測(cè)量電流電壓:求得測(cè)量阻抗設(shè),得其中最終求得測(cè)量阻抗為（2）任意點(diǎn)保護(hù)安裝處測(cè)量阻抗的變化規(guī)律保護(hù)安裝處背側(cè)阻抗為時(shí)，有保護(hù)安裝處測(cè)量阻抗為，測(cè)量阻抗軌跡過(guò)原點(diǎn)，測(cè)量阻抗軌跡在保護(hù)正方向，測(cè)量阻抗軌跡在保護(hù)反方向（3）時(shí)測(cè)量阻抗的變化規(guī)律

時(shí)，測(cè)量阻抗軌跡為圓心在N側(cè)的圓；時(shí)，測(cè)量阻抗軌跡為圓心在M側(cè)的圓；時(shí)，測(cè)量阻抗將是位于圓周上的有限值2.系統(tǒng)振蕩對(duì)阻抗繼電器的影響振蕩中心位于保護(hù)范圍的正方向若測(cè)量阻抗軌跡進(jìn)入阻抗繼電器動(dòng)作區(qū)，阻抗繼電器將受振蕩影響而周期性誤動(dòng)作阻抗繼電器將受振蕩影響的程度與阻抗繼電器的動(dòng)作特性有關(guān)振蕩中心位于保護(hù)范圍的反方向時(shí)，阻抗繼電器不受振蕩影響阻抗繼電器受振蕩影響誤動(dòng)作的區(qū)域?qū)θ杩估^電器，在振蕩角范圍內(nèi)誤動(dòng)對(duì)方向阻抗繼電器，在振蕩角范圍內(nèi)誤動(dòng)全阻抗繼電器比方向阻抗繼電器受振蕩的影響更大（誤動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)）一般地，阻抗繼電器沿振蕩軌跡方向的動(dòng)作區(qū)域面積越大，受振蕩的影響也越大（三）阻抗繼電器的振蕩閉鎖目的:防止振蕩時(shí)保護(hù)誤動(dòng)作1.要求:系統(tǒng)振蕩而無(wú)故障時(shí),可靠閉鎖保護(hù)保護(hù)范圍外故障伴有系統(tǒng)振蕩,可靠閉鎖保護(hù)保護(hù)范圍內(nèi)故障,無(wú)論有無(wú)系統(tǒng)振蕩,可靠開(kāi)放保護(hù)2.系統(tǒng)振蕩與故障的主要區(qū)別電氣量變化速度振蕩時(shí)，電流、電壓和阻抗周期性變化，變化速度較慢短路初瞬，短路電流、電壓和阻抗突變，其后保持不變電流和電壓間相位振蕩時(shí)，相位關(guān)系都隨δ的變化而改變短路時(shí)，相位關(guān)系不變對(duì)稱分量振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱,無(wú)負(fù)序、零序分量短路時(shí)，長(zhǎng)期(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、零序分量3.振蕩閉鎖裝置的基本原理(1)負(fù)序(零序)電流增量起動(dòng)的振蕩閉鎖在出現(xiàn)負(fù)序和零序分量時(shí)短時(shí)(0.1～0.2s)內(nèi)開(kāi)放保護(hù)考慮系統(tǒng)有較大的不對(duì)稱負(fù)荷；單相重合閘的非全相運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)振蕩過(guò)程中負(fù)序?yàn)V過(guò)器不平衡輸出都出現(xiàn)較大的穩(wěn)態(tài)負(fù)序電流,采用增量起動(dòng)(以電氣量變化速度的差別識(shí)別故障)(2)反應(yīng)測(cè)量阻抗變化速度的振蕩閉鎖振蕩時(shí)，如果振蕩中心在保護(hù)范圍內(nèi)，測(cè)量阻抗沿周期性移動(dòng)；測(cè)量阻抗按順序進(jìn)入動(dòng)作區(qū)；短路初瞬，測(cè)量阻抗突變?yōu)闉槎搪纷杩?，同時(shí)動(dòng)作可根據(jù)動(dòng)作時(shí)間的差別識(shí)別振蕩

三段式距離保護(hù)及其振蕩閉鎖裝置的邏輯框圖三、電壓回路斷線閉鎖電壓互感器二次的溶斷器溶斷可能引起阻抗繼電器