【正文】 b)采用瞬時(shí)測(cè)定裝置。此類裝置的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是：短路初瞬電弧電阻不大，測(cè)量阻抗比較正確。稍后電弧電阻將急劇增大。瞬間測(cè)定技術(shù)就是將阻抗繼電器一開始測(cè)量的阻抗固定下來(lái)，使之不受后來(lái)電弧電阻急劇增大的影響，達(dá)到正確測(cè)量短路地點(diǎn)的目的。如今從常規(guī)距離保護(hù)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的微機(jī)距離保護(hù)，其應(yīng)用零序電流極化量的電抗元件，具有較常規(guī)保護(hù)采用的接地距離繼電器優(yōu)越的性能，允許大過(guò)渡電阻且無(wú)超越，但當(dāng)運(yùn)行在受端且過(guò)渡電阻大于一定值時(shí)仍將發(fā)生穩(wěn)態(tài)超越。經(jīng)改進(jìn)過(guò)的具有雙下偏零序電流極化接地距離繼電器的方案，則能保證任何過(guò)渡電阻和系統(tǒng)運(yùn)行方式下不會(huì)引起穩(wěn)態(tài)超越。并且微機(jī)保護(hù)采用軟件算法實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分方便，整定調(diào)整也很容易。 研究方案本論文理論研究與軟件模擬仿真相輔相成，軟件模擬采用PSCAD軟件，輔助以EXCEL，MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析。第二章 電網(wǎng)經(jīng)過(guò)渡電阻短路故障電流電壓變化規(guī)律的理論分析 初步分析在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不變的情況下，對(duì)應(yīng)于某一個(gè)短路點(diǎn)，相應(yīng)的各序電抗分量是不變的，且為已知的參數(shù)，而短路點(diǎn)的過(guò)渡電阻可能會(huì)出現(xiàn)很大的變化。為了說(shuō)明問(wèn)題，我們先以一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻。電感串聯(lián)電路為例，如圖所示。在外施電壓恒定，電抗保持不變的情況下，當(dāng)電阻由零變化到無(wú)窮大范圍時(shí)，研究電路中電流的變化軌跡。圖中電流表示為,式中Z=R+jx，Y=。 電阻電感串聯(lián)電路為常向量（通常對(duì)應(yīng)于某一相的電動(dòng)勢(shì)）時(shí)，將隨Y或Z的變化而變化。顯然，只要將Y或Z的變化軌跡找出來(lái)，則的變化軌跡就不難確定了。如果將、Y或Z當(dāng)做無(wú)量綱的復(fù)數(shù)向量來(lái)對(duì)待，那么，既便于采用統(tǒng)一的直角坐標(biāo)來(lái)描述，又便于了解各電氣量之間的相位關(guān)系。因此，設(shè)，式中，a,b分別表示直角坐標(biāo)系中的實(shí)部和虛部，均隨R的變化而變化。于是有：，比較上式的兩端，可以知道虛部為0，所以有=，存在不等于0，整理得：，此式為一個(gè)圓的方程，圓心坐標(biāo)為（0，）,半徑為。另外，由上式還可以知道，Y向量的角度為=,再考慮到R恒為正值，因此，Y向量的角度的范圍只可能是90176。~0176。，其中R=0時(shí)對(duì)應(yīng)于=90176。，R=∞時(shí)對(duì)應(yīng)于=0176。綜合上述的分析，可以確定：在R由零到無(wú)窮大范圍內(nèi)變化時(shí)，Y向量的軌跡如圖半圓00所示。隨后，再分析向量的軌跡?？紤]到更加一般的情況，假設(shè)電壓向量角度為，于是，=的軌跡相對(duì)于Y的軌跡來(lái)說(shuō)，發(fā)生了的偏移。另外，半圓的直徑也變?yōu)閁/x，因此，在R變化時(shí)，向量端點(diǎn)的變化軌跡如圖半圓所示。在下面的應(yīng)用中，不再考慮Y向量的變化情況，而直接由公式來(lái)分析電流向量的變化軌跡。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，在I的變化軌跡中，R=0和R=∞所對(duì)應(yīng)的向量是兩個(gè)關(guān)鍵的端點(diǎn)（尤其是R=0的端點(diǎn)）。確定變化軌跡的具體步驟為：①一個(gè)端點(diǎn)向量為|R=0=j(/x)，這個(gè)向量落后的角度為90176。，其模值U/x就是電流變化半圓軌跡的直徑；②另一個(gè)端點(diǎn)為0，對(duì)應(yīng)于R=∞時(shí)的端點(diǎn)；③電流變化的半圓軌跡在和|R=0兩個(gè)向量限定的90176。之間。其中，|R=0表示為R=0時(shí)的電流向量端點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在直角坐標(biāo)系中，電壓、電流應(yīng)當(dāng)按照各自的比例關(guān)系進(jìn)行向量的作圖繪制。順便指出，考慮到系統(tǒng)中各元件的電阻分量r時(shí)，元件的阻抗為Z=r+jx,此時(shí)，半圓形的電流變化軌跡仍然不變，完全按照本節(jié)的方法予以分析，僅需在基本的分析結(jié)束之后再考慮元件電阻的影響。如圖所示，在半圓軌跡不變的情況下，考慮元件的電阻后，電流向量的一個(gè)實(shí)際端點(diǎn)為圖中的M點(diǎn)，其中，0m線（未畫出）與向量的夾角為=arctan(元件的阻抗角，x,r均為元件的確定參數(shù))。下面，研究一個(gè)如圖所示的單電源系統(tǒng)。當(dāng)短路點(diǎn)K經(jīng)過(guò)渡電阻發(fā)生各種不對(duì)稱故障時(shí)，分析系統(tǒng)中不同地點(diǎn)（如圖中的K、M、H點(diǎn)）各相電流、電壓隨過(guò)渡電阻的變化規(guī)律。為了使分析計(jì)算及作圖簡(jiǎn)便起見，假定①基準(zhǔn)相電源電動(dòng)勢(shì)相對(duì)于短路點(diǎn)K（在變壓器Y側(cè)）的標(biāo)幺值為=j1；②系統(tǒng)中各元件的序阻抗均為純電抗，且為已知。整個(gè)系統(tǒng)對(duì)短路點(diǎn)的等值電抗為：=；==；= （21）式中 ——代表系統(tǒng)電源的正、負(fù)序電抗； ——代表變壓器的正、負(fù)、零序電抗，==； ——代表輸電線路的正、負(fù)、零序電抗，=；故障點(diǎn)的過(guò)渡阻抗假定為純電阻，圖示中，為相間的過(guò)渡電阻，為接地電阻。 兩相經(jīng)過(guò)渡電阻接地短路，短路前線路空載。這時(shí)的系統(tǒng)接線就相當(dāng)于圖所示的=∞，=∞，==。 短路點(diǎn)K的電流電壓變化規(guī)律由《電力系統(tǒng)故障分析》第五章第四節(jié)可知，短路點(diǎn)對(duì)應(yīng)A相的各序及各相電流，電壓可表示為，=。 （22） （23） （24）； （25） （26） （27） （28）在式中，電動(dòng)勢(shì)及各序電抗均為常數(shù)，只有是變化的，對(duì)比式可知，向量端點(diǎn)隨變化的軌跡為半圓。另外，由上式可知，一旦確定了向量的變化軌跡，那么其余各電氣量均與成比例關(guān)系，相應(yīng)的變化軌跡就容易確定。因此，先尋求找到的變化軌跡。確定變化軌跡的具體方法如下：①當(dāng)=0時(shí)，可確定的一個(gè)端點(diǎn)，此點(diǎn)的值就是金屬性短路時(shí)的正序電流，即=，按給定的參數(shù)（==j1及電抗），它位于直角坐標(biāo)系實(shí)數(shù)軸上的Q點(diǎn)處，落后于的角度為90176。，如圖所示：②當(dāng)=∞時(shí)，=0，位于直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)0，由此可確定半圓的另一個(gè)端點(diǎn)：③由于總為正值，存在與的夾角從0176。~90176。變化，因此，在==j1的情況下，隨的變化規(guī)矩在實(shí)數(shù)軸的右上方（即第一象限內(nèi)）如圖所示的虛線半圓。當(dāng)由0~∞變化時(shí)，端點(diǎn)軌跡的走向是從=0所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)沿圖中所示的方向變化到=∞所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于=0與=∞的兩點(diǎn)連線就是半圓的直徑，其值為金屬性短路時(shí)的電流。由式知道，存在，因此，只要將的半圓乘以，然后，以坐標(biāo)0為圓心，將的半圓變化軌跡按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90176。（對(duì)應(yīng)于j），就得到了隨變化的變化規(guī)律；類似的，考慮到，將的變化軌跡逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)90176。，就是隨變化的半圓軌跡。對(duì)應(yīng)于=0的兩個(gè)電流也就是BC相金屬性短路時(shí)兩故障相的電流，其值為最大。B，C相電流總是大小相等，方向相反，數(shù)值上隨的增大而減小。當(dāng)=∞時(shí)，B，C相電流均為0. 向量軌跡 電流向量軌跡 電壓向量軌跡下面，分析三相電壓隨電阻變化的規(guī)律。由式可以看出：B,C兩相電壓也與成線性關(guān)系。于是，可用一普通式表示：,其中，為常向量。由上式可知，當(dāng)由0趨向于∞時(shí)，端點(diǎn)的變化軌跡也為半圓。此半圓的一個(gè)端點(diǎn)為向量（即對(duì)應(yīng)于=∞，=0的點(diǎn)）而向量決定了半圓的旋轉(zhuǎn)角以及縮小放大的程度。在半圓已經(jīng)確定的情況下，上式也可以理解為：將半圓平移，令其原點(diǎn)與向量的端點(diǎn)重疊；保持原點(diǎn)位置不變，再將半圓旋轉(zhuǎn)一個(gè)與向量對(duì)應(yīng)的角度；最后，將半圓的直徑改為||=0|。（1）按接近工程實(shí)際的情況考慮，時(shí)，將其帶入式，可得： （29） （210） （211）由此式可知，當(dāng)=∞時(shí)（對(duì)應(yīng)于=0），就可以分別確定