范文高壓輸電線路距離保護(hù)的保護(hù)配置及其整定計(jì)算

.z.目錄TOC\o"1-2"\h\u5819第一章緒論171721.1距離保護(hù)的根本概念1131691.2選題背景1320651.3選題意義276151.4論文所做工作230696第二章阻抗繼電器及其接線方式4220642.1引言4220132.2構(gòu)成阻抗繼電器的根本原則491752.3利用復(fù)數(shù)平面分析圓或直線特性阻抗繼電器5150972.4對(duì)接線方式的根本要求8312792.6接地短路阻抗繼電器的接線方式9232152.7小結(jié)106906第三章距離保護(hù)的整定原則及優(yōu)化方法12164213.1引言12154093.2三段式相間距離保護(hù)的整定原則12277353.3三段式接地線路距離保護(hù)的優(yōu)化方法16312883.4小結(jié)185126第四章距離保護(hù)的保護(hù)配置及實(shí)例計(jì)算19248264.1引言19156094.2距離保護(hù)框圖19272864.3電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響與閉鎖措施21159714.4實(shí)例計(jì)算22

高壓輸電線路距離保護(hù)的保護(hù)配置及其整定計(jì)算專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化**：7022812009學(xué)生：袁樂(lè)華指導(dǎo)教師：黃燦英摘要：距離保護(hù)是利用短路時(shí)電壓、電流的變化特征，通過(guò)測(cè)量故障阻抗來(lái)確定故障所處圍的一種保護(hù)，故其保護(hù)區(qū)穩(wěn)定，靈敏度高，能夠在高壓及超高壓輸電線路中廣泛應(yīng)用，則距離保護(hù)的正確整定是保證該保護(hù)正確動(dòng)作的前提。本論文就是基于這樣的前提對(duì)高壓輸電線路三段式相間距離保護(hù)和三段式接地距離保護(hù)的整定進(jìn)展研究和計(jì)算。首先，通過(guò)對(duì)阻抗繼電器的深入研究，了解其原理及工作特性，從而對(duì)距離保護(hù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)配置，得出距離保護(hù)的邏輯框圖；其次，論述了三段式相間距離保護(hù)整定原則，并針對(duì)三段式零序距離保護(hù)現(xiàn)有整定原則的缺陷，提出了優(yōu)化方案；最后，通過(guò)省220KV的清江變電站中具有典型特性的豐江線進(jìn)展距離保護(hù)的整定計(jì)算，驗(yàn)證文中所用整定原則的正確性。理論計(jì)算結(jié)果說(shuō)明：文中所用原則能夠滿足繼電保護(hù)的“四性〞要求。關(guān)鍵詞：距離保護(hù)，阻抗繼電器，保護(hù)配置，整定計(jì)算，優(yōu)化計(jì)算-.z.TheprotectiondispositionandtheinstallationputationofthehighpressuretransmissionlinedistanceprotectionAbstract：Distanceprotectionisusestheshortcircuitthevoltage,theelectriccurrentchangecharacteristic,determinesthebreakdownlocationscopethroughthesurveybreakdownimpedanceonekindofprotection,thereforeitsprotectorateisstable,thesensitivityishigh,caninthehighpressureandintheultrahighvoltagetransmissionlinethewidespreadapplication,isguaranteesthisprotectioncorrectmovementfromtheprotectioncorrectinstallationthepremise.thepresentpaperisconductstheresearchandtheputationbasedonsuchpremisetothehighpressuretransmissionlinetriadinteractionfromtheprotectionandthetriadtouchdowndistanceprotectioninstallation.First,throughtoimpedancerelay'sdeepresearch,understandsitsprincipleandtheoperationalfactor,thustorealizestheprotectiondispositionfromtheprotection,obtainsisawayfromtheprotectionthefunctionalblockdiagram;Ne*t,elaboratedthetriadicinteractiontobeawayfromtheprotectioninstallationprinciple,Finally,hasthetypicalcharacteristicabundantriverlinethroughintheJiang*iProvince200KVQingJiangtransformersubstationtocarryonisawayfromtheprotectiontheinstallationputation,confirmsinthearticletousetheinstallationprincipletheaccuracy.Thetheoreticalcalculationresultindicated:Inthearticleusestheprincipletobeabletosatisfytherelayprotection“fournature〞therequest.Keywords:Distanceprotection，Impedancerelay，Theprotectiondisposes，Installationputation，Optimizedputation-.z.第一章緒論1.1距離保護(hù)的根本概念電流保護(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)整定值的選擇、保護(hù)圍以及靈敏系數(shù)等方面都直承受電網(wǎng)接線方式及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，所以，在35千伏及以上電壓的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，它們都很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求。為此，就必須采用性能更加完善的保護(hù)裝置。距離保護(hù)就是適應(yīng)這種要求的一種保護(hù)原理。圖1.1距離保護(hù)的作用原理〔a〕網(wǎng)絡(luò)接線〔b〕時(shí)限特性距離保護(hù)是反響故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離〔或阻抗〕繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和電流測(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測(cè)量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，其測(cè)量阻抗小，動(dòng)作時(shí)間短；當(dāng)短路點(diǎn)距安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測(cè)量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)，這樣就保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。如圖1.1所示，當(dāng)d點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1測(cè)量的阻抗是，保護(hù)2測(cè)量的阻抗是。由于保護(hù)1距短路點(diǎn)較近，保護(hù)2距短路點(diǎn)較遠(yuǎn)，所以保護(hù)1的動(dòng)作時(shí)間可以作到比保護(hù)2的動(dòng)作時(shí)間短。這樣，故障將由保護(hù)1切除，而保護(hù)2不致誤動(dòng)作。這種選擇性的配合，是靠適當(dāng)?shù)剡x擇各個(gè)保護(hù)的整定值和動(dòng)作時(shí)限來(lái)完成的。1.2選題背景隨著用電負(fù)荷逐年增長(zhǎng)，電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)日趨復(fù)雜多樣，長(zhǎng)短線路相互聯(lián)結(jié)和復(fù)雜環(huán)網(wǎng)及同桿并架多回線將大量出現(xiàn)，這樣一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)威脅到整個(gè)電網(wǎng)的供電平安。繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)中必不可少的重要子系統(tǒng)。它承當(dāng)著斷開故障元件和保證電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行的任務(wù)。它的根本任務(wù)是：〔1〕當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速地有選擇地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，保證系統(tǒng)的其余局部快速恢復(fù)正常運(yùn)行?！?〕當(dāng)發(fā)生不正常工作情況時(shí)，快速地有選擇地發(fā)出報(bào)警信號(hào)，由運(yùn)行人員手工切除那些繼續(xù)運(yùn)行會(huì)引起故障的電氣設(shè)備?？梢?，繼電保護(hù)對(duì)保證系統(tǒng)平安、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，阻止故障的擴(kuò)大和事故的發(fā)生發(fā)揮著極其重要的作用。因此，合理配置繼電保護(hù)裝置，提高整定和校核工作的快速性和準(zhǔn)確性，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行的要求具有十分重要的意義。本課題主要針對(duì)高壓輸電線路，對(duì)其進(jìn)展距離保護(hù)并整定距離保護(hù)的配置。距離保護(hù)可以應(yīng)用在任何構(gòu)造復(fù)雜、運(yùn)行方式多變的電力系統(tǒng)中，能有選擇地、較快地切除相間短路故障，它是反響故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離(或阻抗)，并根據(jù)距離的遠(yuǎn)近而確定動(dòng)作時(shí)間的一種保護(hù)裝置。該裝置的主要元件為距離〔阻抗〕繼電器，它可根據(jù)其端子上所加的電壓和測(cè)知保護(hù)安裝處至短路點(diǎn)間的阻抗值，此阻抗稱為繼電器的測(cè)量阻抗。當(dāng)短路點(diǎn)距保護(hù)安裝處近時(shí)，其測(cè)量阻抗小，動(dòng)作時(shí)間短;當(dāng)短路距保護(hù)安裝處遠(yuǎn)時(shí)，其測(cè)量阻抗增大，動(dòng)作時(shí)間增長(zhǎng)，這樣就保證了保護(hù)有選擇性地切除故障線路。在35KV及以上的電壓的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，電流、電壓保護(hù)很難滿足選擇性、靈敏性以及快速切除故障的要求。為此，就必須采用性能更加完善的保護(hù)裝置。距離保護(hù)就是適應(yīng)這種要求的一種保護(hù)原理。要整定高壓輸電線路距離保護(hù)的保護(hù)配置，首先要根據(jù)高壓輸電線路的特點(diǎn)確定其方案，其次就是要對(duì)其進(jìn)展整定計(jì)算，合理化的保護(hù)整定計(jì)算對(duì)提高保護(hù)裝置運(yùn)行的可靠性具有重要作用，保護(hù)裝置的靈敏性、選擇性和速動(dòng)性要靠整定計(jì)算獲得合理保護(hù)定值來(lái)保證。在電力生產(chǎn)運(yùn)行和電力工程設(shè)計(jì)工作中，繼電保護(hù)整定計(jì)算是一項(xiàng)必不可少的容。通過(guò)計(jì)算，不但能選擇和論證繼電保護(hù)的配置及造型的正確性，還能使全系統(tǒng)各種繼電保護(hù)有機(jī)協(xié)調(diào)地布置，正確地發(fā)揮作用。1.3選題意義必須注意，任何一種保護(hù)裝置的性能都是有限的，即任何一種保護(hù)裝置對(duì)電力系統(tǒng)的適應(yīng)能力都是有限的。當(dāng)電力系統(tǒng)的要求超出該種保護(hù)裝置所能承當(dāng)?shù)淖畲笞兓薅葧r(shí)，該保護(hù)裝置便不能完成保護(hù)任務(wù)。從繼電保護(hù)所提出的根本要求來(lái)評(píng)價(jià)距離保護(hù)，可以作出如下幾個(gè)主要結(jié)論：(1)根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，它可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動(dòng)作的選擇性。(2)距離Ⅰ段是瞬時(shí)動(dòng)作的，但是它只能保護(hù)線路全長(zhǎng)80%～85%。因此，兩端合起來(lái)就使得在30%～40%的線路長(zhǎng)度故障，不能從兩端瞬時(shí)切除，在一端須經(jīng)0.5s的延時(shí)才能切除。在220KV及以上電壓的網(wǎng)絡(luò)中,有時(shí)候這不能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求.因而,不能作為主保護(hù)來(lái)應(yīng)用。(3)由于阻抗繼電器同時(shí)反響于電壓的降低和電流的增大而動(dòng)作。因此，距離保護(hù)較電流、電壓保護(hù)具有較高的靈敏度。此外，距離Ⅰ段的保護(hù)圍不受系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的影響，其他兩段受的影響也比擬小，因此，保護(hù)圍比擬穩(wěn)定。(4)由于距離保護(hù)中采用了復(fù)雜的阻抗繼電器和大量的輔助繼電器，再加上各種必要的閉鎖裝置，因此，接線復(fù)雜，可靠性比電流保護(hù)低，這也是它的主要缺點(diǎn)。除了保護(hù)裝置性能的局限性之外，在整定計(jì)算中，繼電保護(hù)整定計(jì)算既有自身的整定問(wèn)題，也有繼電保護(hù)的配置與造型問(wèn)題，還有電力系統(tǒng)的構(gòu)造和運(yùn)行問(wèn)題。因此，整定計(jì)算要綜合、辯證、統(tǒng)一的運(yùn)用。1.4論文所做工作綜上分析，有必要對(duì)高壓輸電線路距離保護(hù)整定進(jìn)展優(yōu)化，以更好地滿足高壓輸電線路繼電保護(hù)的“四性“要求。在本課題中，只要是對(duì)220KV清江變電站中輸電線路的距離保護(hù)進(jìn)展整定計(jì)算，并對(duì)接地距離保護(hù)進(jìn)展適當(dāng)?shù)膬?yōu)化計(jì)算，這對(duì)充分發(fā)揮繼電保護(hù)裝置的功能和保證電力系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義；再者，就是為了更好掌握所學(xué)專業(yè)知識(shí)，將各門課的知識(shí)融會(huì)貫穿，并為將來(lái)工作積累一定的工作經(jīng)歷，為實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的根底，這具有理論結(jié)合實(shí)際的現(xiàn)實(shí)意義。-.z.第二章阻抗繼電器及其接線方式2.1引言阻抗繼電器是距離保護(hù)裝置的核心元件，其主要作用是測(cè)量短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)這間的阻抗，并與整定阻抗值進(jìn)展比擬，以確定保護(hù)是否應(yīng)該動(dòng)作。在本章中，主要深入研究方向阻抗繼電器和偏移特性阻抗繼電器的原理和接線方式，為距離保護(hù)的保護(hù)配置做好理論準(zhǔn)備。阻抗繼電器按其構(gòu)成方式可分為單相式和多相式兩種。圖2.1用復(fù)數(shù)平面分析阻抗繼電器的特性〔a〕網(wǎng)絡(luò)連線〔b〕被保護(hù)線路的測(cè)量阻抗及動(dòng)作特性單相式阻抗繼電器是指參加繼電器的只有一個(gè)電壓〔可以是相電壓或線電壓〕和一個(gè)電流〔可以是相電流或兩相電流之差〕的阻抗繼電器，和的比值稱為繼電器的測(cè)量阻抗，即〔2－1〕由于可以寫成的復(fù)數(shù)形式，所以可以利用復(fù)數(shù)平面來(lái)分析這種繼電器的動(dòng)作特性，并用一定的幾何圖形把它表示出來(lái)，如圖2.1所示。多相補(bǔ)償式阻抗繼電器則是一種多相式繼電器，參加繼電器的是幾個(gè)相的補(bǔ)償后電壓，它的主要優(yōu)點(diǎn)是可反響不同相別組合的相間或接地短路，但由于參加繼電器的不是單一的電壓和電流，因此就不能利用測(cè)量阻抗的概念來(lái)分析它的特性，而必須結(jié)合給定的系統(tǒng)、給定的短路點(diǎn)故障類型對(duì)其特性進(jìn)展具體分析。2.2構(gòu)成阻抗繼電器的根本原則以圖2.1〔a〕中線路B－C的保護(hù)1為例，將阻抗繼電器的測(cè)量阻抗畫在復(fù)數(shù)阻抗平面上，如圖2.1〔b〕所示。線路的始端B位于坐標(biāo)的原點(diǎn)，正方向線咱的測(cè)量阻抗在第一象限，反方向線路的測(cè)量阻抗則在第三象限，正方向線路測(cè)量阻抗與R軸之間的角度為線路B－C的阻抗角。對(duì)保護(hù)1的距離Ⅰ段，起動(dòng)阻抗應(yīng)整定為，阻抗繼電器的起動(dòng)特性就應(yīng)包括以的阻抗，可用圖2.1〔b〕中陰影線所括的圍表示。由于阻抗繼電器都是接于電流互感器和電壓互感器的二次側(cè)，其測(cè)量阻抗與系統(tǒng)一次側(cè)的阻抗之間存在以下關(guān)系(2－2)式中——加于保護(hù)裝置的一次側(cè)電壓，即母線B的電壓；—接入保護(hù)裝置的一次電流，即從B流向C的電流；—電壓互感器的變比；—線路B－C上電流互感器的變比；—一次側(cè)的測(cè)量阻抗。如果保護(hù)裝置的整定阻抗經(jīng)計(jì)算以后為，則按〔2－2〕式，繼電器的整定阻抗應(yīng)該選擇為〔2－3〕為了減少過(guò)渡電阻以及互感器誤差的影響，盡量簡(jiǎn)化繼電器的接線，并便于制造和調(diào)試，通常把阻抗繼電器的運(yùn)作特性擴(kuò)大為一個(gè)圓。如圖2.1〔b〕所示，其中1為全阻抗繼電器的動(dòng)作特性，2為方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性，3為偏移特性的阻抗繼電器是動(dòng)作特性。此外尚有動(dòng)作特性和透鏡形、四邊形的繼電器等。2.3利用復(fù)數(shù)平面分析圓或直線特性阻抗繼電器2.3.1方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器的特性是以整定阻抗為直徑而通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓，如圖2.2所示，圓為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。當(dāng)參加繼電器的之間的相位差為不同數(shù)值時(shí)，此種繼電器的起動(dòng)阻抗也將隨之改變。當(dāng)?shù)扔诘淖杩菇菚r(shí)，繼電器的起動(dòng)阻抗到達(dá)最大，等于圓的直徑，此時(shí)，阻抗繼電器的保護(hù)圍最大，工作最靈敏，因此，這個(gè)角度稱為繼電器的最大靈敏角，用表示。當(dāng)保護(hù)圍部故障時(shí)，〔為被保護(hù)線路的阻抗角〕，因此應(yīng)該調(diào)整繼電器的最大靈敏角使，以便繼電器工作在最靈敏的條件下。當(dāng)反方向發(fā)生短路時(shí)，測(cè)量阻抗位于第三象限，繼電器不能動(dòng)作，因此它本身就具有方向性，故稱之為方向阻抗繼電器。方向阻抗繼電器也可由幅值比擬或相位比擬的方式構(gòu)成，現(xiàn)分別討論如下：〔1〕用幅值比擬方式分析如圖2.2〔a〕所示，繼電器能夠起動(dòng)〔即測(cè)量阻抗位于圓〕的條件是〔2－4〕等式兩端均以電流乘之，即變?yōu)槿缦聝蓚€(gè)電壓的幅值的比擬〔2－5〕圖2.2方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性(a)幅值比擬式的分析〔b〕相位比擬式的分析〔2〕用相位比擬方式分析如圖2.2〔b〕所示，當(dāng)位于圓周上時(shí)，阻抗與之間的相位差為，類似于對(duì)全阻抗繼電器的分析，同樣可以證明是繼電器能夠起動(dòng)的條件。將與均以電流乘之，即可得到比擬相位的兩個(gè)電壓分別為〔2－6〕同樣，稱為極化電壓，稱為補(bǔ)償電壓。2.3.2偏移特性的阻抗繼電器偏移特性阻抗繼電器的特性是當(dāng)正方向的整定阻抗為時(shí)，同時(shí)向反方向偏移一個(gè)，式中,繼電器的動(dòng)作特性如圖2.3所示，圓為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。由圖2.3可見，圓的直徑為，圓心的坐標(biāo)，圓的半徑為。這種繼電器的動(dòng)作特性介于方向阻抗繼電器和全阻抗繼電器之間，例如當(dāng)采用時(shí)，即為方向阻抗繼電器，而當(dāng)時(shí)，則為全阻抗繼電器，其起動(dòng)阻抗既與有關(guān)，但又沒有完全的方向性，一般稱其為具有偏移特性的阻抗繼電器。實(shí)用上通常采用，以便消除方向阻抗繼電器的死區(qū)?，F(xiàn)對(duì)其構(gòu)成方式分析如下：〔1〕用幅值比擬方式分析如圖2.3〔a〕所示，繼電器能夠起動(dòng)的條件為：等式兩端均以電流乘之，即變?yōu)槿缦聝蓚€(gè)電壓的幅值的比擬〔2－7〕或〔2〕用相位比擬方式的分析如圖2.3〔b〕，當(dāng)位于圓周上時(shí)，向量與之間的相位差，同樣可以證明，也是繼電器能夠起動(dòng)的條件。圖2.3具有偏移特性的阻抗繼電器〔a〕幅值比擬式的分析〔b〕相位比擬式的分析將和均以電流乘之，即可得到用以比擬其相位的兩個(gè)電壓為〔2－8〕最后，重復(fù)總結(jié)一下如下三個(gè)阻抗的意義和區(qū)別，以便加深理解：是繼電器的測(cè)量阻抗，由參加繼電器中電壓與電流的比值確定，的阻抗角就是和之間的相位差；是繼電器的整定阻抗，一般取繼電器安裝點(diǎn)到保護(hù)圍末端的線路阻抗作為整定阻抗。對(duì)全阻抗繼電器而言，就是圓的半徑，對(duì)方向阻抗繼電器而言，就是在最大靈敏角方向上的圓的直徑，而對(duì)偏移特性阻抗繼電器，則是在最大靈敏角方向上由原點(diǎn)到圓周上的長(zhǎng)度；是繼電器的起動(dòng)阻抗，它表示當(dāng)繼電器剛好動(dòng)作時(shí)，參加繼電器中電壓與電流的比值，除全阻抗繼電器以外，是隨著的不同而改變的，當(dāng)時(shí)，的數(shù)值最大，等于。2.4對(duì)接線方式的根本要求根據(jù)距離保護(hù)的工作原理，參加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)，也就是保護(hù)圍不隨故障類型而變化。當(dāng)阻抗繼電器參加的電壓和電流時(shí)，我們稱之為“接線〞，為和時(shí)稱為“＋接線〞等等。當(dāng)采用三個(gè)繼電器分別接于三相時(shí)，常用的幾種接線方式和名稱及相應(yīng)的電壓和電流組合如表2.1所示。2.5相間短路阻抗繼電器的接線方式表2.1阻抗繼電器采用不同接線方式時(shí)，接入電壓和電流關(guān)系這是在距離中廣泛采用的接線方式，現(xiàn)在根據(jù)表2.1所示的關(guān)系，對(duì)各種相間短路時(shí)繼電器的測(cè)量阻抗分析如下。在此，測(cè)量阻抗仍用電力系統(tǒng)一次側(cè)阻抗表示，或認(rèn)為電流和電壓互感器的變比為。2.6接地短路阻抗繼電器的接線方式在中性點(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)，它的主要任務(wù)是正確反響這個(gè)電網(wǎng)中的接地短路，因此，對(duì)阻抗繼電器的接線方式需要進(jìn)一步的討論。在單相接地時(shí)，只有故障相的電壓降低，電流增大，而任何相間電壓都是很高的，因此，從原則上看，應(yīng)該將故障相的電壓和電流參加繼電器中。例如，對(duì)A相阻抗繼電器采用：〔2－9〕關(guān)于這種接線能否滿足要求，現(xiàn)分析如下：將故障點(diǎn)的電壓和電流分解為分量，則：〔2－10〕接照各序的等效網(wǎng)絡(luò)，在保護(hù)安裝地點(diǎn)母線上各分量的電壓與短路點(diǎn)的對(duì)稱分量電壓之間，應(yīng)具有如下的關(guān)系：〔2－11〕因此，保護(hù)安裝地點(diǎn)母線上的A相電壓即應(yīng)為：〔2－12〕當(dāng)采用的接線方式時(shí),則繼電器的測(cè)量阻抗為：(2－13)此阻抗之值與之比值有關(guān),而這個(gè)比值因受中性點(diǎn)接地?cái)?shù)目與分布的影響，并不等于常數(shù)，故繼電器就不能準(zhǔn)確地測(cè)量從短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的阻抗，因此，不能采用。為了使繼電器的測(cè)量阻抗在單相接地時(shí)不受的影響，根據(jù)以上分析的結(jié)果，就應(yīng)該給阻抗繼電器參加如下的電壓和電流：〔2－14〕式中。一般可近似認(rèn)為零序阻抗角和正序阻抗角相等，因而K是一個(gè)實(shí)數(shù)。這樣，繼電器的測(cè)量阻抗將是〔2－15〕它能正確地測(cè)量從短路到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的阻抗，并與相間短路的阻抗繼電器所測(cè)量的阻抗為同一數(shù)值，因此，這種接線得到了廣泛的應(yīng)用。為了反響任一相的單相接地短路，接地距離保護(hù)也必須采用三個(gè)阻抗繼電器，其接線方式分別為：。這種接線方式同樣能夠反響于兩相接地短路和三相短路，此時(shí)接于故障的阻抗繼電器的測(cè)量阻抗亦為。2.7小結(jié)通過(guò)上述所敘，得知方向阻抗繼電器和偏移特性阻抗繼電器的原理和特性，采用方向阻抗繼電器能得到較好的躲負(fù)荷性能。關(guān)于接線方式，在相間距離保護(hù)中，可采用接線方式，而接地距離保護(hù)，為了反響任一相的單相接地短路，接地距離保護(hù)也必須采用三個(gè)阻抗繼電器，其接線方式采用零序電流補(bǔ)償?shù)姆绞健?.z.第三章距離保護(hù)的整定原則及優(yōu)化方法3.1引言要實(shí)現(xiàn)三段式距離保護(hù)，必須進(jìn)展整定計(jì)算，基于高壓輸電線路的復(fù)雜性以及各段間的相互配合問(wèn)題，每段的整定原則不一樣的。為了更好實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的“四性〞要求，在對(duì)相間距離保護(hù)整定原則研究的同時(shí)，有必要對(duì)接地距離保護(hù)的優(yōu)化原則做一次嘗試性的研究。因此，本章將主要完成以下的研究工作：〔1〕三段式相間距離保護(hù)整定原則的研究?！?〕三段式接地距離保護(hù)整定原則優(yōu)化方案的研究。3.2三段式相間距離保護(hù)的整定原則三段式相間距離保護(hù)主要是反響相間短路的保護(hù)，只有通過(guò)合理的整定相間距離I段、II段、III段才能相互配合，正確的切除此類故障。下面將圖3.1中的保護(hù)2和保護(hù)1為例，分別論述各段保護(hù)的整定方法。圖3.1選擇整定阻抗的網(wǎng)絡(luò)接線3.2.1相間距離保護(hù)I段的整定原則相間距離保護(hù)I段的保護(hù)判據(jù)：〔3－1〕考慮到阻抗繼電器和電流、電壓互感器的誤差，需引入可靠系數(shù)〔一般取0.8～0.85?！场?－2〕同理對(duì)保護(hù)1的第Ⅰ段整定值為：〔3－3〕3.2.2距離保護(hù)第Ⅱ段的整定為了防止下一條線路出口處短路而導(dǎo)致本線路距離I段保護(hù)〔速動(dòng)段〕誤動(dòng)，按躲開下一條線路出口處短路的原則來(lái)確定，通常只要求其能夠保護(hù)線路的80%～85%，故其定值應(yīng)為〔以保護(hù)2為例〕：〔3－4〕如圖〔3.1〕所示，應(yīng)按以下兩點(diǎn)原則來(lái)確定：〔1〕與相鄰線路距離保護(hù)第Ⅰ段相配合，參照〔3－4〕式的原則并考慮分支系數(shù)的影響，可采用下式進(jìn)展計(jì)算：〔3－5〕式中可靠系數(shù)一般采用0.8；應(yīng)采用當(dāng)保護(hù)1第Ⅰ段末端短路時(shí)，可能出現(xiàn)的最小數(shù)值。圖3.2有助增電流時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定例如在圖〔3.2〕所示具有助增電流的影響時(shí)，在d點(diǎn)短路時(shí)變電所A距離保護(hù)2的測(cè)量阻抗將是：〔3－6〕此時(shí)>1，由于助增電流的影響，與無(wú)分支的情況相比，將使保護(hù)2的測(cè)量阻抗增大。在圖〔3.3〕中，分支電路為一并聯(lián)線路，由于外汲電流的影響，<1，與無(wú)分支的情況相比，將使保護(hù)2處的測(cè)量阻抗減小。因此，為充分保證保護(hù)2與保護(hù)1之間的選擇性，就應(yīng)該按為最小的運(yùn)行方式來(lái)確定保護(hù)2距離Ⅱ的整定值，使之不超出保護(hù)１距離Ⅰ段的圍。這樣整定之后，再遇有增大的其它運(yùn)行方式時(shí)，距離保護(hù)Ⅱ段的保護(hù)圍只會(huì)縮小而不可能失去選擇性。圖3.3有外汲電流時(shí)，限時(shí)速斷保護(hù)的整定〔2〕躲開線路末端變電所變壓器低壓側(cè)出處〔圖3.1中d點(diǎn)〕短路時(shí)的阻抗值，設(shè)變壓器的阻抗為，則起動(dòng)阻抗應(yīng)整定為：〔3－7〕式中與變壓器配合時(shí)的可靠系數(shù)，考慮到的誤差較大，一般采用；則應(yīng)采用當(dāng)d點(diǎn)短路時(shí)可能出現(xiàn)的最小數(shù)值。計(jì)算后，應(yīng)取以上兩式中數(shù)值較小的一個(gè)。此時(shí)距離Ⅱ段的動(dòng)作時(shí)限應(yīng)與相鄰線路的Ⅰ配合，一般取0.5S。〔3〕校驗(yàn)距離Ⅱ段在本線路末端短路時(shí)的靈敏系數(shù)。由于是反響于數(shù)值下降而動(dòng)作，其靈敏系數(shù)為：＝保護(hù)裝置的動(dòng)作阻抗／保護(hù)圍發(fā)生金屬性短路時(shí)故障阻抗的計(jì)算值。對(duì)距離Ⅱ段來(lái)講，在本線路末端短路時(shí)，其測(cè)量阻抗即為，因此，靈敏系數(shù)為：〔3－8〕一般要求≥1.25。當(dāng)校驗(yàn)靈敏系數(shù)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)一點(diǎn)延伸保護(hù)圍，使之與下一條線路的距離Ⅱ段相配合，時(shí)限整定為1～1.2S，考慮原則與限時(shí)電流速斷保護(hù)一樣。3.2.3距離保護(hù)第Ⅲ段的整定為了做為相鄰線路保護(hù)裝置和斷路器拒絕動(dòng)作的后備保護(hù)，同時(shí)也做為距離Ⅰ、Ⅱ的后備保護(hù)，還應(yīng)該裝設(shè)距離保護(hù)Ⅲ段。〔1〕按與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅱ段或Ⅲ段配合整定。在與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅱ段配合時(shí)，Ⅲ段的整定阻抗為：〔3－9〕可靠系數(shù)的取法與Ⅱ段整定中類似，分支系數(shù)應(yīng)取各種情況下的最小值。如果與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)Ⅱ段配合靈敏系數(shù)不滿足要求，則應(yīng)改為與相鄰下級(jí)線路距離保護(hù)的Ⅲ段相配合。〔2〕當(dāng)?shù)冖蠖尾捎米杩估^電器時(shí)，其起動(dòng)阻抗按躲開最小負(fù)荷阻抗來(lái)整定，它表示當(dāng)線路上流過(guò)最大負(fù)荷電流且母線上電壓最低時(shí)〔用表示〕，在線始端所測(cè)量到的阻抗，其值為：〔3－10〕參照過(guò)電流保護(hù)的整定原則，考慮到外部故障切除后，在電動(dòng)機(jī)自動(dòng)起動(dòng)的條件下，保護(hù)第Ⅲ段必須立即返回的要求，應(yīng)采用： 〔3－11〕式中可靠系數(shù)，自起動(dòng)系數(shù)和返回系數(shù)均為大于1的數(shù)值，根據(jù)的關(guān)系，可求得電器的起動(dòng)阻抗為：〔3－12〕〔3〕如果保護(hù)第Ⅲ段采用方向阻抗繼電器，在整定其動(dòng)作我圓時(shí)，尚須考慮其起動(dòng)阻抗隨角度的變化關(guān)系以及正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷潮流和功率因數(shù)的變化，以確定適當(dāng)?shù)臄?shù)值，例如選擇繼電器，則圓的直徑〔即第Ⅲ段的整定阻抗〕應(yīng)為〔3－13〕采用方向阻抗繼電器能得到較好的躲負(fù)荷性能。距離Ⅲ段作為后備保護(hù)時(shí)，其靈敏系數(shù)應(yīng)按相鄰元件末端短路的條件來(lái)校驗(yàn)，并考慮分支系數(shù)為最大的運(yùn)行方式；當(dāng)作為近后備保護(hù)時(shí)，則按線路末端短路的條件來(lái)校驗(yàn)?！?〕準(zhǔn)確工作電流：在距離保護(hù)的整定計(jì)算中，應(yīng)分別按各段保護(hù)圍短路時(shí)的最小短路電流校驗(yàn)各段阻抗〔繼電器的準(zhǔn)確工作電流按照要求，此最小短路電流與繼電器準(zhǔn)確工作電流之比應(yīng)1.5以上?！?〕靈敏度校驗(yàn)：距離保護(hù)的Ⅲ段，既作為本線路Ⅰ、Ⅱ段保護(hù)的近后備，又作為相鄰下級(jí)設(shè)備保護(hù)的遠(yuǎn)后備、靈敏度應(yīng)分別進(jìn)展校驗(yàn)。作為近后備時(shí)，按本線路末端短路校驗(yàn)，計(jì)算式為：〔3－14〕作為遠(yuǎn)后備時(shí)，按相鄰設(shè)備末端短路校驗(yàn)，計(jì)算式為：〔3－15〕式中――相鄰設(shè)備〔線路、變壓器等〕的阻抗；――分支系數(shù)最大值，以保證在各種運(yùn)行方式下保護(hù)動(dòng)作的靈敏性。〔6〕動(dòng)作時(shí)間的整定：距離保護(hù)Ⅲ段的動(dòng)作時(shí)間，應(yīng)比與之配合的相鄰設(shè)備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差，但考慮到距離Ⅲ段一般不經(jīng)振蕩閉鎖，其動(dòng)作時(shí)間不應(yīng)小于最大的振蕩周期〔1.5～2S〕。3.3三段式接地線路距離保護(hù)的優(yōu)化方法如何進(jìn)一步優(yōu)化線路距離保護(hù)整定計(jì)算方案，從而再提高計(jì)算效率的時(shí)時(shí)，獲取完善合理的全網(wǎng)整定值，實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)“四性〞的最正確融合，至此，接地故障后備保護(hù)的功能根本交給接地距離故障和相間故障的接地距離保護(hù)和相間距離保護(hù)，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，其必須能快速可靠切除故障，這又對(duì)距離保護(hù)配合定值的可靠性、速動(dòng)性和選擇性提出了更高的要求，進(jìn)而最有效地發(fā)揮其作為最重要的后備保護(hù)應(yīng)有的作用，對(duì)于構(gòu)筑輸電線路平安穩(wěn)定的防線具有十分重要的意義，3.3.1優(yōu)化原則距離保護(hù)整定計(jì)算一方面要做到倒塌發(fā)揮其各保護(hù)效力，從而實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)的最優(yōu)保護(hù)成果，另一方面可對(duì)其計(jì)算作適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，提高計(jì)算效率。〔1〕后備保護(hù)四性難以同時(shí)兼顧，距離保護(hù)各段依據(jù)其承當(dāng)?shù)闹饕饔脤?duì)其應(yīng)有不同的側(cè)重要求：①不帶時(shí)延的Ⅰ段將選擇性放在首位，靈敏性次位。②帶時(shí)延的Ⅱ段將靈敏性放在首位，速動(dòng)性次位，選擇性末位。③帶時(shí)延的Ⅲ段將靈敏性放在首位，選擇性次位，速動(dòng)性末位。〔2〕要求其采用的計(jì)算公式更為準(zhǔn)確，定值選取更為可靠。〔3〕由于主保護(hù)的強(qiáng)大，距離保護(hù)作為后備保護(hù)其整定計(jì)算可適當(dāng)簡(jiǎn)化。〔4〕優(yōu)化方案要著眼全局，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)各電壓等級(jí)間保護(hù)定值的協(xié)調(diào)配合。3.3.2優(yōu)化方案本著合理發(fā)揮距離保護(hù)各段功能和適當(dāng)簡(jiǎn)化的原則，距離保護(hù)整定計(jì)算可以從以下幾方面進(jìn)展優(yōu)化。〔1〕距離Ⅰ段整定計(jì)算的優(yōu)化：在早期距離保護(hù)整定計(jì)算中，按照"220KV～500KV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行整定規(guī)程"中要求，距離Ⅰ段整定為：〔3－16〕式中—線路阻抗由于該算法不計(jì)及零序互感的影響,不能真實(shí)反映保護(hù)安裝處的感覺受阻抗。因此，在近幾年的Ⅰ段整定計(jì)算中，采用如下公式：〔3－17〕式中－可靠系數(shù)，取0.7；－線末單相接地故障整定點(diǎn)的故障相電壓；－線末單相接地故障整定線路的故障相電流；－整定線路所整定的零序補(bǔ)償系數(shù)；－線末接地故障整定線路的零序電流。公式〔3－17〕考慮了零序互感的影響，在原理上更為合理，但在實(shí)際運(yùn)用中，由于常常無(wú)法實(shí)際測(cè)量干擾誤差等其它方面的問(wèn)題，測(cè)量的準(zhǔn)確性很難保證。實(shí)際計(jì)算中，公式〔3－17〕的計(jì)算結(jié)果常較于公式〔3－16〕的計(jì)算結(jié)果。如果零互感參數(shù)不準(zhǔn)，導(dǎo)致公式〔3－17〕計(jì)算結(jié)果大于實(shí)際感受阻抗值過(guò)多，其結(jié)果直接導(dǎo)致距離Ⅰ段誤動(dòng)。這對(duì)于速動(dòng)的距離Ⅰ段是一個(gè)很大的隱患。為此，對(duì)于距離Ⅰ段整計(jì)算給出如下優(yōu)化方案：取公式〔3－16〕和公式〔3－17〕計(jì)算結(jié)果的較小值作為接地距離Ⅰ段的保護(hù)圍，確保了接地距離Ⅰ段段的選擇性，有效地保證了距離Ⅰ段不誤動(dòng)?！?〕距離Ⅱ段整定計(jì)算公式的優(yōu)化：對(duì)距離Ⅱ段與相鄰線路配合的整定給出如下計(jì)算公式：〔3－18〕〔3－19〕式中－可靠系數(shù)，取0.8；－分別為整定保護(hù)所在母路上故障相相電壓，整定保護(hù)所在線路故障相電流，零序電流，整定保護(hù)零序補(bǔ)償系數(shù)。－分別為配合保護(hù)所在母線故障相相電壓，配合保護(hù)所在線路故障相相電流，零序電流，配合保護(hù)零序補(bǔ)償系數(shù)。－整定保護(hù)Ⅱ段定值；－整定保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間；－配合保護(hù)Ⅱ段定值；－配合保護(hù)Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間。該公式不僅解決了整定線路為Ｔ接線或配合保護(hù)為非相信線路以及跨電壓等級(jí)保護(hù)配合的問(wèn)題，還可以正確處理配合線路為互感線路的情況，使得距離Ⅱ段整定計(jì)算方便，結(jié)果準(zhǔn)確?！?〕距離保護(hù)Ⅱ段時(shí)間的優(yōu)化：為滿足逐級(jí)配合要求，經(jīng)多經(jīng)配合，有時(shí)配合時(shí)間必須不斷抬高，目前電網(wǎng)距離保護(hù)Ⅱ段時(shí)間最長(zhǎng)達(dá)3.5S。一旦高頻保護(hù)拒動(dòng)，后備保護(hù)將無(wú)法快速切除故障，將嚴(yán)重威脅系統(tǒng)平安。優(yōu)化方案中，規(guī)定距離保護(hù)Ⅱ段段時(shí)間2.0S，為滿足此要求，需在系統(tǒng)中設(shè)置開環(huán)點(diǎn)，這樣做雖然損失了一些選擇性，在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，后備保護(hù)將在短時(shí)間將故障快速切除，確保系統(tǒng)平安穩(wěn)定運(yùn)行?！?〕確保距離保護(hù)Ⅱ段、Ⅲ段的靈敏度優(yōu)化方案中，不僅嚴(yán)格要求距離保護(hù)Ⅱ段、Ⅲ段滿足一定的靈敏度，還用感受阻抗和阻抗的較大者校驗(yàn)保護(hù)Ⅱ段、Ⅲ段的靈敏度。這些做法有效地保證了后備保護(hù)的靈敏性，確保后備保護(hù)在主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)可靠動(dòng)作?！?〕距離保護(hù)Ⅲ段整定計(jì)算的優(yōu)化距離保護(hù)Ⅲ段只是在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，線路兩套主保護(hù)、兩套距離Ⅱ段保護(hù)拒動(dòng)時(shí)才可能動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)機(jī)極小。本著強(qiáng)化主保護(hù)，簡(jiǎn)化后備保護(hù)的思想，對(duì)距離保護(hù)Ⅲ段的整定優(yōu)化為：在保證靈敏度和躲過(guò)最大負(fù)荷電流的情況下不考慮逐級(jí)配合，時(shí)間固定取3S〔與相鄰保護(hù)Ⅱ段有配合時(shí)〕或3.5S〔與相鄰保護(hù)Ⅱ段無(wú)配合時(shí)〕。這樣做將后備保護(hù)的整定工作量減少近一半，極提高了整定計(jì)算效率。3.4小結(jié)在整定計(jì)算中，Ⅰ、Ⅱ相互配合，構(gòu)成了三段式距離保護(hù)的主保護(hù)，Ⅲ段作為線路的后備保護(hù)，其整定方法要根據(jù)具體問(wèn)題具體分析。為了更好地實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的“四性〞要示，對(duì)接地距離保護(hù)進(jìn)展了優(yōu)化計(jì)算。通過(guò)對(duì)距離保護(hù)的整定原則和接地距離優(yōu)化計(jì)算的研究，在理論上，可以對(duì)符合相關(guān)要求高壓輸電線路進(jìn)展整定計(jì)算和優(yōu)化計(jì)算，為本課題的實(shí)例計(jì)算做好充分的理論根底。-.z.第四章距離保護(hù)的保護(hù)配置及實(shí)例計(jì)算4.1引言三段式距離保護(hù)對(duì)應(yīng)三段式電流保護(hù)的速斷、限時(shí)、過(guò)流保護(hù)，在距離保護(hù)中，Ⅰ、Ⅱ段可采用方向阻抗繼電器，這樣可以起到較好的躲負(fù)荷作用，第Ⅲ段可采用偏移特性的阻抗繼電器，但根據(jù)需要也可以是不偏移的，這要具體問(wèn)題具體分析。阻抗繼電器在各級(jí)間的配合和應(yīng)用，構(gòu)成了三段式距離保護(hù)的根本配置，但還需要考慮其動(dòng)作特性和線路發(fā)生振蕩時(shí)要采取的措施。在這章中，只是要通過(guò)三段式相間距離保護(hù)框圖來(lái)說(shuō)明其配置，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算，構(gòu)成一個(gè)完整的理論體系。4.2距離保護(hù)框圖圖4.1由六個(gè)方向阻抗繼電器構(gòu)成Ⅰ、Ⅱ段切換、，第Ⅲ段獨(dú)立的三段式距離保護(hù)、第Ⅲ段的阻抗繼電器一般采用偏移特性，根據(jù)需要也可以是不偏移的。保護(hù)裝置由9個(gè)獨(dú)立的阻抗繼電器構(gòu)成，其中Ⅰ、Ⅱ段為不切換定值的6個(gè)方向阻抗繼電器，第Ⅲ段為向反方向偏移20%的偏移特性阻抗繼電器。保護(hù)裝置利用三段式保護(hù)的固有特性，構(gòu)成反響于測(cè)量阻抗變化速度的振蕩閉鎖回響。保護(hù)裝置設(shè)有按相的低電流閉鎖回路，以防止無(wú)交流輸入信號(hào)時(shí)，由開環(huán)運(yùn)放的零點(diǎn)飄移可能引起的誤動(dòng)作。保護(hù)中設(shè)有直流電源閉鎖回路，當(dāng)接通直流電源時(shí)，由延時(shí)70ms給出信號(hào),開放各段距離保護(hù)的輸出,以防止接通直流電源瞬間,由于邏輯紊亂引起的誤動(dòng)作.在正常情況下,其輸出信號(hào)一直為高電平?，F(xiàn)在對(duì)圖4.1各回路的工作情況分析如下：〔1〕距離Ⅰ段ZABΙ、ZBCΙ、ZCAΙ經(jīng)相應(yīng)相低電流元件閉鎖〔與1～與3門〕后的輸出組成或1門，然后經(jīng)振蕩閉鎖與11門和或7門起動(dòng)Ⅰ、Ⅱ段共用的出口繼電器，同時(shí)給出Ⅰ段動(dòng)作的自保持信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，振蕩閉鎖回路使與11門不能開通，從而將ZΙ閉鎖。〔2〕距離Ⅱ段ZABⅡ、ZBCⅡ、ZCAⅡ經(jīng)相應(yīng)相低電流元件閉鎖〔與4～與6門〕后的輸出組成或2門，然后經(jīng)振蕩閉鎖與12門起動(dòng)Ⅱ段時(shí)間元件，經(jīng)tⅡ延時(shí)后，通過(guò)或5門和或7門起動(dòng)，同時(shí)給出Ⅱ段的自保持信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，振蕩閉鎖回路使與12門不能開通，從而將ZⅡ閉鎖。圖4.1距離保護(hù)路邏輯框圖〔3〕距離Ⅲ段ZABⅢ、ZBCⅢ、ZCAⅢ經(jīng)相應(yīng)低電流元件閉鎖〔與7～與9門〕后的輸出組成或3門，其輸出信號(hào)一路去起動(dòng)振蕩閉鎖回路，另一路去起動(dòng)Ⅲ段的時(shí)間元件，經(jīng)tⅢ延時(shí)后，通過(guò)或6門起動(dòng)Ⅲ段出口繼電器，同時(shí)給出Ⅲ段動(dòng)作的自保護(hù)信號(hào)。〔4〕振蕩閉鎖回路由或4、與10、和時(shí)間元件組成，其動(dòng)作情況如下：①系統(tǒng)振蕩時(shí)，ZⅢ起動(dòng)后經(jīng)或4門輸出信號(hào)至與10，在相間距離和接地距離Ⅰ、Ⅱ段均不動(dòng)作的前提下，通過(guò)與10門起動(dòng)30ms延時(shí)，延時(shí)到達(dá)后，通過(guò)與11和與12前的非門將Ⅰ、Ⅱ段閉鎖，即可防止保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作，此閉鎖一直延續(xù)到ZⅢ返回后再延時(shí)0.5S才解除。電力系統(tǒng)的動(dòng)作經(jīng)歷說(shuō)明，由正常運(yùn)行到穩(wěn)定破壞的第一個(gè)振蕩周期總是較長(zhǎng)的，而以后則可能越來(lái)越短，最短時(shí)可能只有0.1～0.2S。為防止振蕩過(guò)程中，由于振蕩周期短而造成保護(hù)誤動(dòng)作，采用了延時(shí)0.5S復(fù)歸的措施。一般情況下，在振蕩過(guò)程中，ZⅢ約在角為的圍動(dòng)作，即在一個(gè)振蕩周期中約1／2的時(shí)間處于動(dòng)作狀態(tài)，因此采用了0.5S延時(shí)復(fù)歸的措施后，就可以保證振蕩周期在1S以時(shí)，當(dāng)ZⅢ第一次起動(dòng)30ms延時(shí)后，將ZΙ、ZⅡ長(zhǎng)期閉鎖。因此這個(gè)振蕩閉鎖回路可能有如下兩種工作狀態(tài)：Ⅰ、當(dāng)振蕩周期較長(zhǎng)時(shí)，利用30ms兩側(cè)電熱擺電勢(shì)擺開角度不大的特點(diǎn)，由ZⅢ起動(dòng)，經(jīng)30ms后通過(guò)與11和與12門閉鎖ZΙ和ZⅡ；Ⅱ、當(dāng)振蕩周期越來(lái)越短時(shí)，則在第一個(gè)振蕩周期實(shí)現(xiàn)閉鎖后，利用延時(shí)0.5S反回實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期閉鎖，從而解決了振蕩周期很短時(shí)，保證可能誤動(dòng)的問(wèn)題。②在發(fā)生區(qū)故障時(shí)，ZⅢ和ZⅡ或者ZⅢ、ZⅡ和ZΙ同時(shí)起動(dòng)，基者在30ms延時(shí)以，有任意兩個(gè)起動(dòng)，則可通過(guò)與10門前的非門停頓ZⅢ起動(dòng)30ms的時(shí)間元件，從而保證不被閉鎖。此時(shí)ZΙ、ZⅡ的輸出回路實(shí)際上與ZⅢ無(wú)關(guān)，不受ZⅢ的制約。③距離Ⅰ、Ⅱ段和Ⅲ段的出口跳閘回路由的觸點(diǎn)與的觸點(diǎn)串聯(lián)構(gòu)成，因此必須兩個(gè)繼電器同時(shí)動(dòng)作后，才能去跳閘。由于只在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)才動(dòng)作，因此可以防止在正常運(yùn)行情況下，由于元件損壞、電壓回路故障等原因引起的保護(hù)誤動(dòng)作，起到了出口閉鎖的作用。4.3電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響與閉鎖措施電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，阻抗繼電器是否誤動(dòng)、誤動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短與保護(hù)安裝位置、保護(hù)動(dòng)作圍、動(dòng)作特性的形狀和振蕩周期長(zhǎng)短有關(guān)，安裝位置離振蕩中心越近、整定值越大、動(dòng)作特性曲性在與整定阻抗去垂直方向的動(dòng)作區(qū)越大時(shí)，越容易受振蕩的影響，振蕩周期越長(zhǎng)誤動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)。并不是安裝在系統(tǒng)中所有的阻抗繼電器在振蕩時(shí)都會(huì)誤動(dòng)，但是，在出廠時(shí)都要求阻抗繼電器配備振蕩閉鎖，使之具有通用性?！?〕電力系統(tǒng)振蕩與短路時(shí)電氣量的差異①振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱，沒有負(fù)序分量和零序分量出擊；而當(dāng)短路時(shí)，總要長(zhǎng)時(shí)或瞬間出現(xiàn)負(fù)序分量或零序分量。②振蕩時(shí)，電氣量呈現(xiàn)周期性變化，其變化速度與系統(tǒng)的變化速度一致，比擬慢，當(dāng)兩側(cè)功角擺開到時(shí)相當(dāng)于在振蕩中心發(fā)生三相短路；從短路前到短路后其值突然變化，速度很快，而短路后短路電流、各點(diǎn)的剩余電壓和測(cè)量阻抗在不計(jì)衰減時(shí)是不變的。③振蕩時(shí)，電氣量呈現(xiàn)周期性的變化，假設(shè)阻抗測(cè)量元件誤動(dòng)作，則在一個(gè)振蕩周期動(dòng)作和返回各一次；而短路時(shí)阻抗測(cè)量元件可能動(dòng)作〔區(qū)短路〕，可能不動(dòng)作〔區(qū)外短路〕?！?〕距離保護(hù)的振蕩閉鎖措施①距離保護(hù)的振蕩閉鎖措施，應(yīng)能夠滿足以下的根本要求：②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)作跳閘。系統(tǒng)在全相或非全相振蕩過(guò)程中，被保護(hù)線路發(fā)生各類型的不對(duì)稱故障，保護(hù)裝置應(yīng)有選擇地動(dòng)作跳閘，縱聯(lián)保護(hù)仍應(yīng)快速動(dòng)作。③系統(tǒng)在全相振蕩過(guò)程中再發(fā)生三相故障時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)可靠動(dòng)作跳閘，并允許帶短路時(shí)。在三段式距離保護(hù)中，其中Ⅰ、Ⅱ段采用方向阻抗繼電器，其Ⅲ段采用偏移特性阻抗繼電器，根據(jù)其定值的配合，必然存在著ZΙ<ZⅡ<ZⅢ的關(guān)系?？衫谜袷帟r(shí)各段動(dòng)作時(shí)間不同的特點(diǎn)構(gòu)成振蕩閉鎖。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩且振蕩中心位于保護(hù)圍以時(shí)，由于測(cè)量阻抗逐漸減小，因此ZⅢ先起動(dòng)，ZⅡ再起動(dòng)，ZΙ最后起動(dòng)，而當(dāng)保護(hù)圍部故障時(shí)，由于測(cè)量阻抗突然減小，因此ZΙ、ZⅡ、ZⅢ將同時(shí)起動(dòng)?；谏鲜鰠^(qū)別，實(shí)現(xiàn)這種振蕩閉鎖回路的根本原則是：當(dāng)ZΙ、ZⅡ、ZⅢ同時(shí)起動(dòng)時(shí)，允許ZΙ、ZⅡ動(dòng)作于跳閘，而當(dāng)ZⅢ先起動(dòng)，經(jīng)延時(shí)后，ZⅡ、ZΙ才起動(dòng)時(shí)，則把ZΙ和ZⅡ閉鎖，不允許它們動(dòng)作于跳閘。4.4實(shí)例計(jì)算4.4.1清江變電站的具體情況220KV清江變電站共有2臺(tái)主變，4條220KV出線。其參數(shù)及示意圖如下：表4.2線路參數(shù)序號(hào)線路名稱線路長(zhǎng)度線路正序阻抗線路零序阻抗豐江線42km石江線60km白江線85km江線55km圖4.3清江變電站

表4.1變壓器參數(shù)正序零序高中低高中低1B0.11930.00910.07330.1207－0.01110.07272B0.11620.00950.07490.1155－0.00870.07494.4.2相間距離保護(hù)整定計(jì)算現(xiàn)在對(duì)清江變電站進(jìn)展整定計(jì)算，由于4條220KV出線在原理上是一樣的，所以選取具有代表性的豐江線進(jìn)展三段距離保護(hù)整定計(jì)算，并對(duì)接地距離保護(hù)進(jìn)展優(yōu)化計(jì)算，計(jì)算如下：圖4.4豐江線取AB＝10km，BC=22km〔1〕保護(hù)Ａ的相間距離I段整定：①阻抗定值計(jì)算：②延時(shí)整定計(jì)算：〔第Ⅰ段動(dòng)作時(shí)間為保護(hù)裝置固有的動(dòng)作時(shí)間〕〔2〕保護(hù)Ａ的相間距離II段整定：①阻抗定值計(jì)算：②保護(hù)A與第II段配合：靈敏度校驗(yàn)：所以靈敏度滿足要求。③動(dòng)作時(shí)限：整定為〔3〕保護(hù)第三段計(jì)算①根據(jù)整定原則，由于