【正文】 2）系統(tǒng)發(fā)生各種類型的故障（包括轉(zhuǎn)換性故障），保護(hù)應(yīng)不被閉鎖而能可靠地動(dòng)作。 2）系統(tǒng)振蕩時(shí)，三相對(duì)稱，無負(fù)序、零序分量產(chǎn)生； 而系統(tǒng)短路時(shí)，在不對(duì)稱短路或三相短路（開始時(shí)）瞬間，均有負(fù)序、零序分量產(chǎn)生。 3）當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于振蕩周期時(shí)，保護(hù)裝置將不受振蕩的影響。在振蕩中心，由于電壓為零，距離保護(hù)將誤動(dòng)作。 （ 6）結(jié)論 1）當(dāng)δ =180176。 （ 5）系統(tǒng)振蕩時(shí)距離保護(hù)所受的影響。 （ 2）假定 h=1，系統(tǒng)和線路的阻抗角相同，則繼電器測量阻抗隨δ角的變化關(guān)系。裝置必須具備區(qū)分三相短路和系統(tǒng)振蕩的能力。 圖中給出了系統(tǒng)和線路的參數(shù)以及電動(dòng)勢、電流的假定正方向。 ⑴由于輸電線路輸送功率過大而超過靜穩(wěn)定極限； ⑵由于無功功率不足而引起系統(tǒng)電壓降低； ⑶由于短路故障切除緩慢； ⑷由于采用非同期自動(dòng)重合閘不成功。 第三節(jié) 影響距離保護(hù)正確工作的因素及防止措施 一、電力系統(tǒng)振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響 1．振蕩的一般概念 振蕩：電力系統(tǒng)中任意兩個(gè)并列運(yùn)行的電源間失去同步運(yùn)行的現(xiàn)象。接線方式 3．接地故障阻抗元件的接線方式 反應(yīng)接地故障的阻抗元件主要用在接地距離保護(hù)中。 件接線方式的要求 2．相間短路阻抗元件的接線方式 （ 1） 0176。 三、阻抗元件的接線方式 定義：指接入阻抗元件一定相別電壓和一定相別電流的組合方式。 （ 3）為保證保護(hù)安裝處經(jīng)過渡電阻（ X=0）短路時(shí)，保護(hù)能可靠動(dòng)作，通常取 2 15?? 。通常取 1 45 ~ 60? ? 。 ②典型的方向多邊形阻抗特性：多邊形以內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，以外為非動(dòng)作區(qū)，多邊形的幾條邊，為動(dòng)作邊界。 ②其主要特點(diǎn)是：保護(hù)動(dòng)作在一定范圍內(nèi)有方向性，且消除了保護(hù)安裝處的 “死區(qū)”。式中， ? 通常稱為偏移系數(shù)。 ④在保護(hù)安裝處有“死區(qū)”， 0rU＝ ， 0rZ＝ ， 阻抗元件不動(dòng)作 。 ②阻抗元件的最大靈敏角，φ sen=φ set，整定為線路阻抗角。 ②全阻抗圓特性的阻抗元件其特點(diǎn)是 :保護(hù)動(dòng)作沒有方向性。 （ 2）動(dòng)作阻抗 （ 3）整定阻抗 動(dòng)作阻抗的整定值，對(duì)應(yīng)一定的保護(hù)范圍。 （ 3）按反映的電壓量和電流量不同分：工頻量～、工頻變化量～。 一、基本概念 （ 1）按構(gòu)成原理分：常規(guī)型阻抗元件、微機(jī)型阻抗元件。 第二節(jié) 阻抗元件 核心元件。 （ 6）邏輯回路 作 用：分析、判斷保護(hù)是否動(dòng)作、怎樣動(dòng)作發(fā)出跳閘命令。 （ 3）時(shí)間元件 （ 4）振蕩閉鎖元件 作用：防止系統(tǒng)振蕩引起距離保護(hù)誤動(dòng)作。 （ 2）測量元件 作用：測量，判斷，決定。 （ 1）起動(dòng)元件 作用：判斷被保護(hù)線路是否發(fā)生故障。 2）從保護(hù)構(gòu)成的基本原理講：起動(dòng)元件、測量元件、時(shí)間元件、邏輯判別回路、振蕩閉鎖元件、電壓互感器二次回路斷線檢測等。 三、階段式距離保護(hù)的實(shí)現(xiàn) 1．階段式距離保護(hù)的主要元件 1）從硬件方面講 常規(guī)型保護(hù)：采用多個(gè)繼電器組成獨(dú)立的距離保護(hù)裝置。） 動(dòng)作時(shí)限：與下一相鄰線路距離保護(hù) I段的動(dòng)作時(shí)限相配合，并大一個(gè)時(shí)限級(jí)差。 ，圖 52. （ 1）距離保護(hù)Ⅰ段 保護(hù)范圍：本線路全長的 80%～ 85%；動(dòng)作時(shí)限：保護(hù)裝置本身的固有動(dòng)作時(shí)間。距離保護(hù) I段和Ⅱ段共同作用，構(gòu)成本線路的 主保護(hù) 。 ★當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置的測量阻抗 rZ 為線路的短路阻抗 kZ ，該阻抗的大小與故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離成正比。 （ 2）當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)： 母線殘余電壓；短路電流；保護(hù)裝置感受的阻抗為短路阻抗。 51所示系統(tǒng)為例，分析距離保護(hù)的基本原理。 距離保護(hù)的使用范圍： 35kV及以上、運(yùn)行方式變化較 大、多電源復(fù)雜系統(tǒng)。用來顯示故障線路。供監(jiān)測人員與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換，以便修改整定值。其包括 CPU、只讀存儲(chǔ)器 EPROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 等，用于控制和計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果輸出至信號(hào)部分。其作用是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，便于計(jì)算機(jī)使用 。其作用是將各路信號(hào)依次地分時(shí)送入 A/D 轉(zhuǎn)換器，依次對(duì)各模擬信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。它是由阻容濾波電路、光電耦合電路組成，用來抑制雜散干擾信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的測控精度和可靠性。它是把從互感器傳來的電流和電壓轉(zhuǎn)換成適用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電壓，通常為 0～ 5V 的弱電信號(hào)，然后送至濾波和抗干擾電路。其各部分的關(guān)系如圖 317 所示。 一、工作原理 小電流接地選線裝置應(yīng)用的選線判據(jù)一般有 : （ 1）接地故 障時(shí)出現(xiàn)大的零序電壓和零序電流； （ 2）故障線路的零序電流大于非故障線路的零序電流； （ 3）故障線路的零序電流滯后零序電壓 900，非故障線路的零序電流超前零序電壓 900。 一、零序電壓保護(hù)（ 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng) ） 零序電壓、絕緣監(jiān)視裝置（無選擇性接地保護(hù)） 原理接線如 圖 316 工作原理：（ 1）正常運(yùn)行時(shí)；（ 2）當(dāng)發(fā)生單相接地短路時(shí)（選擇故障線路的方法） 二、零序電流保護(hù)（ 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) ） ：故障線路的零序電流大于非故障線路的零序電流（出線較多的系統(tǒng)中） ：有條件裝設(shè)零序電流互感器的線路；架空線路 — 零序電流濾過器中不平衡電流 ：零序電流保護(hù)的 動(dòng)作電流應(yīng)大于本線路的電容電流 03I CUKrelop ??? ，按在被保護(hù)線路上發(fā)生單相接地短路時(shí)，流過保護(hù)的最小零序電流來校驗(yàn) Ks= 003 )(3 CUK CCUrel ????? ? =00CK CCrel?? 校驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)的電容電流。 二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)單相接地故障的特點(diǎn) 弧光過電壓、絕緣損壞、電感線圈、感性電流 22～ 66kV電網(wǎng)，故障點(diǎn)的電容電流總和大于 10A 10kV電網(wǎng)，故障點(diǎn)的電容電流總和大于 20A 3～ 6kV電網(wǎng)，故障點(diǎn)的電容電流總和大于 30A ，電流的分布 電容容電流的大小和分布與不接消弧線圈時(shí)是一樣的；電感電流 從接地點(diǎn)流回的總電流： k L CI I I ??? 零序等效網(wǎng)絡(luò) 圖 314（ b） （對(duì)電容電流的補(bǔ)償程度） 1）完全補(bǔ)償（ LCII?? ） 優(yōu)點(diǎn)：使從接地點(diǎn)流回的電流總和近似為零，避免出現(xiàn)孤光過電壓 缺點(diǎn)：形成串聯(lián)諧振回路， 在正常運(yùn)行情況下線路三相對(duì)地電容不完全相等時(shí)、及當(dāng)斷路器三相觸頭不同時(shí)合閘時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高，破壞設(shè)備的絕緣。 功率方向元件 閉鎖 (2)非故障線路上零序電流的大小等于其本身的對(duì)地電容電流，方向由母線指向線路。 U 相發(fā)生接地故障時(shí)：各相對(duì)地電壓； 故障點(diǎn)的零序電壓； 從接地點(diǎn)流回的電流。 整流型或晶體管型公路方向繼電器接線方式 微機(jī)型零序保護(hù)裝置接線方式 當(dāng)故障點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，必須校驗(yàn)方向元件在這種情況下的靈敏度 （三）三段式零序方向電流保護(hù) 三段式零序方向電流保護(hù)的原理接線，如圖 311所示。 零序功率方向繼電器的最大靈敏角 70176。 以保護(hù) 2為例進(jìn)行分析： k1 點(diǎn)短路時(shí)：流過保護(hù) 2 的 零序電流 、 零序電壓 的表達(dá)式及 零序電流與零序電壓之間的夾角 。 即本保護(hù)零序Ⅲ段的保護(hù)范圍，不能超出相鄰線路上零序Ⅲ段的保護(hù)范圍。 （三） 零序過電流保護(hù)（零序 Ⅲ 段） 1．動(dòng)作電流整定原則 : (1)按躲過最 大不平衡電流整定。 ＊當(dāng)靈敏度不滿足要求時(shí)，可采取下列措施： （ 1）動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限與下一段線路零序Ⅱ段相配合。 2．動(dòng)作時(shí)限的整定原則 :比下一線路 I段多出一個(gè)時(shí)間級(jí)差 Δ t = 。 （二）限時(shí)零序電流速斷保護(hù)（零序Ⅱ段） 1. 動(dòng)作電流整定原則 : 零序 II 段的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路的零序Ⅰ段相配合。（綜合重合閘線路：靈敏 I段、不靈敏 I段） I段保護(hù)和相間電流 I段保護(hù)比較，有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）保護(hù)范圍比相間 I段長。（ I0,max的 取法） 2．躲過斷路器三相觸頭不同期合閘時(shí)的最大零序電流整定。所以零序方向元件動(dòng)作無死區(qū)。 （ 4）零序電流和零序電壓的大小與故障點(diǎn)位置的關(guān)系為：故障點(diǎn)離保護(hù)安裝處越近，值就越大；故障點(diǎn)離保護(hù)安裝處越遠(yuǎn)，值就越小。0I? 與 0U? 的夾角取決于保護(hù)背后的零序阻抗角（約為 700）。 （ 3）零序電流僅在故障點(diǎn)與接地中性點(diǎn)之間形成回路，它是由故障點(diǎn)的零序電壓產(chǎn)生的（即為 39。 分析后可得結(jié)論： （ 1）由圖 31（ b） 零序網(wǎng)絡(luò)和式（ 31）可知，故障點(diǎn)的零序電壓 0U? 最高，變壓器中性點(diǎn)的零序電壓最低，為零。 MN 發(fā)生接地短路時(shí)： 1）零序等效網(wǎng)絡(luò)如圖 31（ b）所示。 在微機(jī)型繼電保 護(hù)裝置中，其電流元件、方向元件均應(yīng)取故障相的電流及其對(duì)應(yīng)的電壓進(jìn)行計(jì)算、判別。的含義：在假設(shè)三相對(duì)稱且同名相電流與電壓同相位的情況下 3）實(shí)際電力線路的短路阻抗角，及方向元件的最大靈敏角。整流型功率方向繼電器；微機(jī)型保護(hù)裝置 176。 防止措施：微機(jī)型功率方向元件，取 故障前的電壓 與 故障后的短路電流 進(jìn)行 計(jì)算，以消除死區(qū)。 原因：靠近保護(hù)安裝處正方向發(fā)生相間短路故障，母線電壓很低，近似為零。 電流潛動(dòng)；電壓潛動(dòng)。實(shí)際動(dòng)作范圍小于 180176。 K2 點(diǎn)短路時(shí)： 22cos 0k KNP UI ???。 4）方向電流保護(hù)的幾個(gè)基本概念 方向電流保護(hù)；功率方向元件（方向元件）；正方向（圖 220） 機(jī)電型 — 功率方向繼電器； 微機(jī)型 — 對(duì)輸入的電流、電壓進(jìn)行相位判斷的一段程序。 ＊ 兩個(gè)要求矛盾，需要采取新 的辦法去解決。 表 k1k k2 和 k3點(diǎn)的三相短路電流 短路點(diǎn) K1 K2 K3 最大運(yùn)行方式下（ A） 3400 1310 520 最小運(yùn)行方式下（ A） 2280 1100 490 線路 BC 過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限 2IIIt =,試計(jì)算線路 AB 三段式電流保護(hù)的啟動(dòng)電流及動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn)各段的靈敏度。 ㈣練習(xí)題 如圖所示為 35kV單側(cè)電源輻射形網(wǎng)絡(luò)，其線路 AB 擬裝設(shè)三段式電流保護(hù)，電流互感器采用不完全星形接線。 （ 4） 對(duì)電流保護(hù) III 段，即定時(shí)限過電流保護(hù)進(jìn)行 整定計(jì)算 1） 動(dòng)作電流 6m a x. m a x . m i n 9 1 0 1743 c o s 3 0 . 9 5 3 5 0 . 9l wPIAU ? ?? ? ?? ? ? . 1 . m a x 1 . 2 1 . 3 1 7 4 3 2 00 . 8 5III r e l s so p lreKKI I AK ?? ? ? ? . 320 1 5 .33 0 0 5IIIopIIIo p r c o nTAII K AK? ? ? ? 2） 動(dòng)作時(shí)限 .1 .2 2 .5 0 .5 3III IIIo p o pt t t s? ? ? ? ? ? 3） 校驗(yàn)靈敏度 作為本線路的近后備保護(hù)時(shí)： ? ?21. m in.13 11002 320ks IIIopIK I?? ? ? ? ，靈敏度滿足要求。 解：（ 1） 選擇短路點(diǎn)并計(jì)算最大、最小短路電流 K1點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流： 最大運(yùn)行方式下： ? ? ? ?31 37000 13106 . 3 0 . 4 2 5 3kIA???? 最小運(yùn)行方式下： ? ? ? ?31 37000 11009 . 4 0 . 4 2 5 3k ???? K2點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流： 最大運(yùn)行方式下： ? ?? ?32 37000 5206 . 3 0 . 4 2 5 6 2 3kIA???????? 最小運(yùn)行方式下： ? ?? ?32 37000 4839 . 4 0 . 4 2 5 6 2 3k ???????? （ 2） 對(duì)電流保護(hù) I段，即瞬時(shí)電流速斷保護(hù)進(jìn)行 整定計(jì)算 1）動(dòng)作電流 ? ?3. 1 1 . m a x 1 .2 1 3 1 0 1 5 7 2IIo p r e l kI K I A? ? ? ? .1.1 15721 2 6 .23 0 0 5IopIo p r c o n TAII K AK? ? ? ? 2）計(jì)算保護(hù)范圍、校驗(yàn)靈敏度 . m a x 1 m a x3m a x . m a x1,1 1 37 10 3 157 2IopssIopEIX X LEL X K MXI??? ??? ???? ? ? ? ? ??? ?????? m a x 1 1 5 . 91 0 0 % 1 0 0 % 6 3 . 6 % 5 0 %25LL ? ? ? ? ? . m in 1 m in3m in . m in13 ,21 3 1 3 37 10 3 2 2 157 2IopssIopEIX X LE