【正文】 當(dāng)正向三相出口短路時(shí)，當(dāng)Ⅰ、Ⅱ距離繼電器暫態(tài)動(dòng)作后，將繼電器的門檻倒置，相當(dāng)于將特性圓包含原點(diǎn)，以保證繼電器動(dòng)作后能保持到故障切除，如果 I、II 段距離繼電器不動(dòng)作，該門檻電壓無需倒置；當(dāng)反向出口三相短路時(shí)，繼電器不動(dòng)作，門檻電壓也無需倒置，該電壓的存在，可以使穩(wěn)態(tài)特性圓的下端上移，從而保證其穩(wěn)態(tài)時(shí)不誤動(dòng)。為了保證Ⅲ段距離繼電器的后備性能，Ⅲ段距離元件的門檻電壓總是倒置的，其特性包含原點(diǎn)，靠 III段延時(shí)來保證其選擇性。 接 地 距 離 繼 電 器 Ⅰ、Ⅱ段接地距離繼電器 由 正 序 電 壓 極 化 的 方 向 阻 抗 繼 電 器 ： 工作電壓： ()??ZDOPIKIU?????03極化電壓： ()1?je?Ⅰ、Ⅱ段極化電壓引入移相角 θ1，其作用是在短線路應(yīng)用時(shí)，將方向阻抗特性向第Ⅰ象限偏移，以擴(kuò)大允許故障過渡電阻的能力。其正方向故障時(shí)的特性如圖 27 所示。θ1 取值范圍為 0176。、15176。、30176。由圖 27 可見，該繼電器可測量很大的故障過渡電阻，但在對(duì)側(cè)電源助增下可能超越，因而引入了第二部分零序電抗繼電器以防止超越。 ZDSZ?RjXA01??015??03圖 27 正方向故障時(shí)繼電器特性 零 序 電 抗 繼 電 器 ： 工作電壓： ()??ZDOPIKIU?????03極化電壓： ()DZ??0為模擬阻抗 DZ比相方程為： ()??000 939???????DZIArg正方向故障時(shí)： ()KIU??????0D0Z03r () ??0000 32739 IKArgZZArgIKArgZ DDKD ??????? ??上式為典型的零序電抗特性。如圖 27 中直線Ａ。 當(dāng) 與 同相位時(shí)，直線 A 平行于 R 軸，不同相時(shí)，直線的傾角恰好等于0I相對(duì)于 的相角差。假定 與過渡電阻上壓降同相位，則直線Ａ與0I??0I過渡電阻上壓降所呈現(xiàn)的阻抗相平行，因此，零序電抗特性對(duì)過渡電阻有自適應(yīng)的特征。實(shí)際的零序電抗特性由于 為 78176。而要下傾 12176。，所以當(dāng)實(shí)際系DZ統(tǒng)中由于二側(cè)零序阻抗角不一致而使 與過渡電阻上壓降有相位差時(shí)，繼電器0I仍不會(huì)超越。由帶偏移角 θ1 的方向阻抗繼電器和零序電抗繼電器二部分結(jié)合，同時(shí)動(dòng)作時(shí)，Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器動(dòng)作，該距離繼電器有很好的方向性，能測量很大的故障過渡電阻且不會(huì)超越。 Ⅲ段接地距離繼電器Ⅲ段接地距離繼電器由阻抗圓接地距離繼電器和四邊形接地距離繼電器相或構(gòu)成，四邊形接地距離繼電器可作為長線末端變壓器后故障的遠(yuǎn)后備。 阻 抗 圓 接 地 距 離 繼 電 器 ：工作電壓： ()??ZDOPIKIU?????03極化電壓： ()?1采用當(dāng)前正序電壓，非記憶量，這是因?yàn)榻拥毓收蠒r(shí)，正序電壓主要?PU由非故障相形成，基本保留了故障前的正序電壓相位，因此，Ⅲ段接地距離繼電器的特性與低壓時(shí)的暫態(tài)特性完全一致，見圖 2圖 25，繼電器有很好的方向性。 四 邊 形 接 地 距 離 繼 電 器 ：四邊形距離繼電器的動(dòng)作特性如圖 28， 為接地Ⅲ段圓阻抗定值,ZD為接地Ⅲ段四邊形定值，四邊形為矩形，與 平行邊長為 /2，RECZ RECZD與 垂直邊長為 。DZDREC KZRjXZD 圖 28 四邊形距離繼電器的動(dòng)作特性 相 間 距 離 繼 電 器Ⅰ、Ⅱ段距離繼電器 由正序電壓極化的方向阻抗繼電器： 工作電壓： ()ZDOPIU?????極化電壓： ()21?je這里，極化電壓與接地距離Ⅰ、Ⅱ段一樣，較Ⅲ段增加了一個(gè)偏移角θ2，其作用也同樣是為了在短線路使用時(shí)增加允許過渡電阻的能力。θ2 的整定可按 0176。，15176。，30176。三檔選擇。 電 抗 繼 電 器 ：工作電壓： ()ZDOPIU?????極化電壓： ()為模擬阻抗DZ正方向故障時(shí)： ()ZDKopII??? 比相方程為： ()0099???Arg ()??DZKDrgArgZ??0 279當(dāng) 阻抗角為 90176。時(shí)，該繼電器為與Ｒ軸平行的電抗繼電器特性，實(shí)際DZ的 阻抗角為 78176。，因此，該電抗特性下傾 12176。，使送電端的保護(hù)受對(duì)側(cè)助增而過渡電阻呈容性時(shí)不致超越。以 上 方 向 阻 抗 與 電 抗 繼 電 器 二 部 分 結(jié) 合 ， 增 強(qiáng) 了 在 短 線 上 使 用 時(shí) 允 許 過 渡電 阻 的 能 力 。 Ⅲ 段 相 間 距 離 繼 電 器 Ⅲ段相間距離繼電器由阻抗圓相間距離繼電器和四邊形相間距離繼電器相互構(gòu)成，四邊形相間距離繼電器可作為長線末端變壓器后故障的遠(yuǎn)后備。阻抗圓相間距離繼電器：工作電壓： ()ZDOPIU?????極化電壓： ()1繼電器的極化電壓采用正序電壓。因相間故障其正序電壓基本保留了故障前電壓的相位；故障相的動(dòng)作特性見圖 2圖 25，繼電器有很好的方向性。三相短路時(shí)，其動(dòng)作特性為一過原點(diǎn)的圓，如圖 26。由于正序電壓較低時(shí)，由低壓距離繼電器測量，因此，這里既不存在死區(qū)也不存在母線故障失去方向性問題。四邊形相間距離繼電器：四 邊 形 相 間 距 離 繼 電 器 動(dòng) 作 特 性 同 四 邊 形 接 地 距 離 繼 電 器 ， 如 圖 28， 只 是工 作 電 壓 和 極 化 電 壓 以 相 間 量 計(jì) 算 。 零 序 方 向 過 流 保 護(hù) 的 原 理 與 特 點(diǎn)我國的 110kV 電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。在該電壓等級(jí)輸電線路中，接地故障約占輸電線路故障總數(shù)的 90%。當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)，將產(chǎn)生很大的零序電流（相對(duì)于正常運(yùn)行時(shí)的零序電流而言） ，因而即使經(jīng)大電阻接地短路時(shí)，零序電流保護(hù)也可以有足夠的靈敏度，用其作為接地距離保護(hù)的補(bǔ)充是很合適的。發(fā)生單相接地故障時(shí)系統(tǒng)零序等值電路如圖 29 所示。+0s?0? 0FU39。0S?圖 29 發(fā)生單相接地故障時(shí)的系統(tǒng)零序等值電路由圖可見，越靠近保護(hù)安裝處發(fā)生單相接地故障，保護(hù)裝置檢測到的零序電壓 越高，零序電流 越大，因此不存在出口三相短路誤判方向問題。0U0I本裝置配置了 I、II、III 段方向零序電流保護(hù)，其工作原理和整定計(jì)算比參照附錄，在本裝置中設(shè)置了零序正反方向元件來區(qū)分正反方向故障。零序正反方向元件（ 、 ）由零序功率 決定， 由 和 的乘積獲得(?0F?0P03UDZI?0、 為自產(chǎn)零序電壓電流， 是幅值為 1 相角為 780的相量)， 0 時(shí)03I DZ0P動(dòng)作； 1 伏安（ ）或 伏安（ ）時(shí) 動(dòng)作。零?0PAIN5?0AN??F序過流繼電器可經(jīng)控制字選擇投退方向元件。零 序 電 流 保 護(hù) 能 充 分 地 反 映 接 地 故 障 ， 其 原 理 簡 單 、 快 速 、 靈 敏 度 高 ， 并且 零 序 電 流 保 護(hù) 不 受 系 統(tǒng) 振 蕩 的 影 響 。 因 此 在 110kV 線 路 中 ， 獲 得 廣 泛 的 應(yīng) 用 。其 缺 點(diǎn) 是 零 序 保 護(hù) 受 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 方 式 變 化 的 影 響 較 大 ， 在 重 負(fù) 荷 長 距 離 輸 電 線 路上 其 靈 敏 性 往 往 不 能 滿 足 要 求 ， 在 多 電 源 較 復(fù) 雜 的 電 網(wǎng) 中 ， 選 擇 性 又 不 易 滿 足 ，導(dǎo) 致 整 定 計(jì) 算 比 較 麻 煩 ， 所 以 需 要 與 距 離 保 護(hù) 配 合 起 來 使 用 。 振 蕩 閉 鎖裝置的振蕩閉鎖分四個(gè)部分，任意一個(gè)元件動(dòng)作開放保護(hù)。 起 動(dòng) 開 放 元 件起動(dòng)元件開放瞬間，若按躲過最大負(fù)荷整定的正序過流元件不動(dòng)作或動(dòng)作時(shí)間尚不到 10ms，則將振蕩閉鎖開放 160ms。此時(shí)間保證快速保護(hù)跳閘，且保護(hù)跳閘引起的振蕩還不足使保護(hù)誤動(dòng)。該元件在正常運(yùn)行中，突然發(fā)生故障時(shí)可瞬間開放保護(hù) 160ms；當(dāng)系統(tǒng)先振蕩時(shí)，正序電流先動(dòng)作其后再有故障時(shí)，該元件不會(huì)開放；另外當(dāng)區(qū)外故障或有操作 160ms 后再有區(qū)內(nèi)故障時(shí)保護(hù)也被閉鎖，為此本裝置設(shè)置了后兩種情況下，開放保護(hù)的選擇性，即區(qū)內(nèi)故障開放、區(qū)外故障不開放。 160ms 后 發(fā) 生 區(qū) 內(nèi) 不 對(duì) 稱 故 障 開 放 元 件160ms 后發(fā)生區(qū)內(nèi)不對(duì)稱故障時(shí)，振蕩閉鎖回路還可由對(duì)稱分量元件開放，該元件的動(dòng)作判據(jù)為： ()120ImI???以 上 判 據(jù) 成 立 的 依 據(jù) 是 ：系 統(tǒng) 振 蕩 或 振 蕩 又 區(qū) 外 故 障 時(shí) 不 開 放 。系 統(tǒng) 振 蕩 時(shí) ， 、 接 近 于 零 ， 上 式 不 開 放 是 容 易 實(shí) 現(xiàn) 的 。 0I2振蕩同時(shí)區(qū)外故障時(shí)，相間和接地阻抗繼電器都會(huì)動(dòng)作，這時(shí)上式也不應(yīng)開放，這種情況考慮的前提是系統(tǒng)振蕩中心位于裝置的保護(hù)范圍內(nèi)。a) 對(duì)短線路，必須在系統(tǒng)角為 180176。時(shí)繼電器才可能動(dòng)作，這時(shí)線路附近電壓很低，短路時(shí)的故障分量很小，因此，容易?。碇狄詽M足上式不開放。 b) 對(duì)長線路，區(qū)外故障時(shí)，故障點(diǎn)故障前電壓較高，有較大的故障分量，因此，上式的不利條件是長線路在電源附近故障時(shí)，不過這時(shí)線路上零序電流分配系數(shù)較低，短路電流小于振蕩電流，因此，仍很容易以最不利的系統(tǒng)方式驗(yàn)算ｍ的取值。本裝置中ｍ的取值是根據(jù)最不利的系統(tǒng)條件下，振蕩又區(qū)外故障時(shí)振蕩閉鎖不開放為條件驗(yàn)算，并留有相當(dāng)裕度的。系統(tǒng)振蕩或振蕩又區(qū)內(nèi)不對(duì)稱故障時(shí)振蕩閉鎖開放 當(dāng)系統(tǒng)正常發(fā)生區(qū)內(nèi)不對(duì)稱相間或接地故障時(shí)，將有較大的零序或負(fù)序分量，這時(shí)上式成立，振蕩閉鎖開放。 當(dāng)系統(tǒng)振蕩伴隨區(qū)內(nèi)故障時(shí)，如果短路時(shí)刻發(fā)生在系統(tǒng)電勢角未擺開時(shí)，振蕩閉鎖將立即開放。如果短路時(shí)刻發(fā)生在系統(tǒng)電勢角擺開狀態(tài)，則振蕩閉鎖將在系統(tǒng)角逐步減小時(shí)開放，也可能由一側(cè)瞬時(shí)開放跳閘后另一側(cè)相繼速跳。 因此，采用對(duì)稱分量元件開放振蕩閉鎖保證了在任何情況下，甚至系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生振蕩的情況下，發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(shí)瞬時(shí)開放振蕩閉鎖以切除故障，振蕩或振蕩又區(qū)外故障時(shí)則可靠閉鎖保護(hù)。 對(duì) 稱 故 障 開 放 元 件 在起動(dòng)元件開放 160ms 以后或系統(tǒng)振蕩過程中，如發(fā)生三相故障，則上述二項(xiàng)開放措施均不能開放振蕩閉鎖，本裝置中另設(shè)置了專門的振蕩判別元件，即測量振蕩中心電壓： ()??cosUOS為正序電壓， 是正序電壓和電流之間的夾角。 U由圖 210，假定系統(tǒng)聯(lián)系阻抗的阻抗角為 90176。，則電流向量垂直于 、ME連線，與振蕩中心電壓同相。在系統(tǒng)正常運(yùn)行或系統(tǒng)振蕩時(shí)， 恰好NE ?cosU反應(yīng)振蕩中心的正序電壓；在三相短路時(shí)， 為弧光電阻上的壓降，三相cos短路時(shí)過渡電阻是弧光電阻，弧光電阻上壓降小于 5％ 。NMENEIUOS?1?DOABCI?L圖 210 系統(tǒng)電壓向量圖 圖 211 短路電流電壓向量圖而實(shí)際系統(tǒng)線路阻抗角不為 90176。，因而需進(jìn)行角度補(bǔ)償，如圖 211 所示。OD 為測量電壓， ＝|OB|，因而 OB 反應(yīng)當(dāng)線路阻抗角為 90176。時(shí)弧光?cosU電阻壓降，實(shí)際的弧光壓降為 OA，與線路壓降 AD 相加得到測量電壓 。U本裝置引入補(bǔ)償角 ，由 ，上式變?yōu)?，L??09????1 1cos??OS三相短路時(shí)， ，可見 可反應(yīng)弧光壓降。OACS?cos本裝置采用的動(dòng)作判據(jù)分二部分： a) 延時(shí) 150ms 開放 ().??實(shí)際系統(tǒng)中，三相短路時(shí)故障電阻僅為弧光電阻，弧光電阻上壓降的幅值不大于 5％ ，因此，三相短路時(shí)，該幅值判據(jù)滿足，為了保證振蕩時(shí)不誤開U放，其延時(shí)應(yīng)保證躲過振蕩中心電壓在該范圍內(nèi)的最長時(shí)間；振蕩中心電壓為 時(shí)，系統(tǒng)角為 171176。，振蕩中心電壓為－ 時(shí)，系統(tǒng)角為 176。，N NU按最大振蕩周期 3 計(jì)，振蕩中心在該區(qū)間停留時(shí)間為 104ms，裝置中取延時(shí)150ms 已有足夠的裕度。 b) 延時(shí) 500ms 開放。 ()??該 判 據(jù) 作 為 第 一 部 分 的 后 備 ， 以 保 證 任 何 三 相 故 障 情 況 下 保 護(hù) 不 可 能 拒 動(dòng) 。振 蕩 中 心 電 壓 為 時(shí) ， 系 統(tǒng) 角 為 151176。， 時(shí) ， 系 統(tǒng) 角 為 176。， 按. ?最 大 振 蕩 周 期 3 計(jì) ， 振 蕩 中 心 在 該 區(qū) 間 停 留 時(shí) 間 為 337ms， 裝 置 中 取 500ms 已 有足 夠 的 裕 度 。 雙 回 線 相 繼 速 動(dòng) 保 護(hù)雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)原理見圖 212，兩條線路中的Ⅲ段距離元件動(dòng)作或其它保護(hù)跳閘時(shí)，輸出 FXL 信號(hào)分別閉鎖另一回線Ⅱ段距離相繼速跳元件。 13 24L1L2M N圖 212 雙回線相繼速動(dòng)保護(hù)動(dòng)作示意圖距 離 Ⅱ 段 繼 電 器 相 繼 速 動(dòng) 的 條 件 是 ： 1） 距 離