Z?=15+15+30=60?。系统振荡时测量阻抗变化轨迹OO’是G1G2的垂直平分线,
?,所以动作特性的半径为16,这样使测量阻抗进入动作的角度为ZⅡ6.set=32
?1=2arctan
-2arctan3018?122≈118°,使测量阻抗离开动作圆的角度为?1=360°
3018?122≈242°。
故停留在动作区内的角度为????2??1=242°-118°=124°。若振荡为匀速振荡,在最短振荡周期的情况下,停留在动作区域的时间为?t?0.9?124?=0.31s,小于Ⅱ段的整定时360?间0.4s。所以在最短振荡周期振荡的情况下,距离Ⅱ段不会误动,可以不加振荡闭锁。
但是,如果振荡周期加长,测量阻抗停留在动作区域之内的时间也将会加长,Ⅱ段将由可能误动,在整定时间为0.4s的情况下,允许最长的振荡周期为T=即振荡周期不会超过1.16s时Ⅱ段别后悔误动,超过时可能误动。 为了保证可靠性,最好还是经过振荡闭锁。
0.4?360?≈1.16s,124?jXG2O’B?2OSAG1
图3-13 振荡对距离保护的影响
?1OR3.25 在单侧电源线路上,过度电阻对距离保护的影响是什么?
答:如图3-15(a)所示,在没有助增和外汲的单侧电源线路上,过度电阻中的短路电流与
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保护安装处的电流为一个店里,此时保护安装处测量电压和测量电流的关系可以表示为
Um?ImZm?Im(Zk?Rg) 即 Zm?Zk?Rg
如图3-15(b)所示,Rg(过度电阻)的存在总是使继电器的测量阻抗值增大,阻抗角变小,保护范围缩短。保护装置距短路点越近时,受过度电阻的影响越大;同时,保护装置的整定阻抗越小(相当于被保护线路越短),受过度电阻的影响越大。
jXjXC????A1I?mB2CRgBRUm?RgAZmR
图3-15(a) 单侧电源系统示意图 (b)对不同安装地点的距离保护的影响
3.26 在双侧电源的线路上,保护测量到的过度电阻为什么会呈容性或感性?
答:以图3-16(a)所示的没有助增和外汲双侧电源线路为例,保护安装处测量电压和测量电流的关系表示为 Um?Ik'(Zk?Rg)?Ik''Rg,即 Zm?(Zk?Rg)???????Ik''Ik'??Rg,Rg对测量阻抗的
影响,取决于对侧电源提供的短路电流大小即Ik'、Ik''之间的相位关系,杨浦可能使测量阻抗的实部增大,也有可能使之减小。若再故障前M侧为送端,N侧为受端,则M侧电源电动势的相位超前N侧。这样,在两侧系阻抗的阻抗角相同的情况下,Ik'的相位将超前Ik'',从而
??Ik''Ik'??即表现为容性的阻抗,它的存在有可能使总得测量阻抗变小。Rg将具有负的阻抗角,
反之,若M侧为受端,N侧为送端,则
Ik''Ik'??Rg将具有正的阻抗角,即表现为感性的阻抗,
??它的存在有可能使总得测量阻抗变大。在系统振荡加故障的情况下,Ik'与Ik''之间的相位差可能在0°~360°的范围内变化,如图3-16(b)所示。
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jXjXCMA1I'?Bk2?kI''?CkNRgBIRgZm1AIk''Ik'??RRgR
图3-16(a)双侧电源系统示意图 (b)对不同安装地点的距离保护的影响
3.27 系统保护及保护配置同题3.23,保护6 的Ⅰ、Ⅱ段都采用方向阻抗特性,在距离保护A母线20?处发生经15?的过度电阻短路,EG1超前EG2相位角0°、30°两种条件下,问保护6 的Ⅰ、Ⅱ段动作情况。
?,ZⅡ?,又有 答:由已知得 ZⅠ6.set=246.set=32
??? Zm?(Zk?Rg)????Ik''Ik'?Rg , Ik'??EG1?U
(15?20)ej80?????EG2?UIk''?(U为故障点电压),U?(Ik'?Ik'')Rg j80?(15?10)e(1) EG1超前EG2相位角0°时,有
??
Ik''??Ik'如图3-17(a)所示,在相位角26.52°上,Ⅱ段的边界值为
1Zd?2?ZⅡ6.setcos(80??25.62?)=19.04<44.11
2测量阻抗Zm将落在保护6的Ⅰ、Ⅱ段动作特性圆的圆外,所以保护6 Ⅰ、Ⅱ段都不的动作。
7=7/5 所以有 Zm?(20ej80??15)??15=44.11ej26.52?
5jXBCZⅡ6.setjXBCZⅡ6.setZⅠ6.setZⅠ6.setZmZdARAZmR
图3-17 (a)动作特性与测量阻抗 (b)动作特性与测量阻抗
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(2) EG1超前EG2相位角30°时,有
Ik''???7EG1e?U7(EG1/U)e?j30??17???????,而 ??????555Ik'EG1?UEG1?U(EG1/U)?1EG2?U?j30??????????U?(Ik'?Ik'')Rg?(??EG1?UEG2?UEG1?UEG1e?U?)R?(?)Rg gj80?j80?j80?j80?35e25e35e25e??????????j30????(EG1/U)?1(EG1/U)e?j30??11?[?]Rg EG1/U?0.85ej48.76? j80?j80?35e25e(EG1/U)e?j30??17?j105.79??e故得 ??=1.53=-0.42-j1.47 ??5Ik'(EG1/U)?1Ik''???Zm?(Zk?Rg)?Ik''??Rg=(20ej80?+15)+(-0.42-j1.47)×15=12.173-j2.354=12.4e?j10.94?
Ik'如图(b)所示,由于-10.94°相角方向上的测量阻抗与保护6 的Ⅰ、Ⅱ段动作特性圆没有交点(除原点外),测量阻抗落在动作特性圆的圆外,所以保护6的Ⅰ、Ⅱ段都不动作。 3.28 什么是距离保护的稳态超越?克服稳态超越影响的措施有哪些?
答:稳态超越是指在区外故障期间测量阻抗稳定地落入动作区的动作现象。见图3-16(a),A处的总测量阻抗可能会因下级线路出口处过渡电阻的影响而减小,严重情况下,可能会使测量阻抗落入其Ⅰ段范围内,造成其Ⅰ段误动作。这种因过渡电阻的存在而导致保护测量阻抗变小,进一步引起保护误动作的现象,称为距离保护的稳态超越。
克服稳态超越影响的措施是:采用能容许较大的过渡电阻而不至于拒动的测量元件。 3.29 什么是距离保护的暂态超越?克服暂态超越影响的措施有哪些?
答:在线路发生短路时,由于各种原因,会使得保护感受到的阻抗值比实际路线的短路阻抗小,使得下一线路出口短路(即区外故障)时,保护出现非选择性动作,即所谓超越。暂态超越则是指在线路故障时,由于暂态分量的存在而造成的保护超越现象。 克服暂态超越影响的措施如下:
(1)清除衰减直流分量影响的直流措施,
主要由两种方法,第一种方法就是采用不受其影响的算法,如解微分方程算法等基于瞬间值模型的算法;第二种方法是采用各种滤波衰减直流分量的算法,到目前为止,数据窗短、运算量小的算法尚在研究中。
(2)消除谐波及高频分量对距离保护影响的措施包括:采用傅是算法能够滤除各种整次谐波,使其基本不受整数次谐波分量的影响;采用半积分算法对谐波也有一定的滤波作用;数字滤波可以方便地滤除整数次谐波,对非整数次谐波也有一定的衰减作用,是消除谐波影响的主要措施。
3.30 串联补偿电容器对距离保护的正确工作有什么影响?如何克服这些影响?
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答:在串补电容前和串补电容后发生短路时,短路阻抗将会发生突变,短路阻抗与短路距离的线性关系被破坏,将使距离保护无法正确测量故障距离。 减少串补电容影响的措施通常有以下几种: (1)用直线型动作特性克服反方向误动; (2)用负序功率方向元件闭锁误动的距离保护;
(3)选取故障前的记忆电压为参考电压来克服串补电容的影响; (4)通过整定计算来减小串补电容的影响。 3.31 用故障分量构成继电保护有什么有点? 答:工频故障分量的距离保护具有如下几个特点。
(1)继电器以电力系统故障引起的故障分量电压电流为测量信号,不反应故障前的负荷量和系统振荡,动作性能不受非故障状态的影响,无需加振荡闭锁。
(2) 继电器仅反应故障分量的工频稳态量,不反应其暂态的分量,动作性能较为稳定; (3)继电器的动作判据简单,因而实现方便,动作速度较快;
(4)具有明确的方向性,因而既可以作为距离元件,又可作为方向元件使用; (5)继电器本身具有较好的选相能力。 3.32 什么是工频故障分量?如何求得?
答:当电力系统发生金属性短路时,可以分解为非故障状态和附加故障状态;系统在非故障状态下运行,电压电流中没有故障分量。系统故障时,相当于系统故障附加状态突然接入,这时出现?u和?i的电压、电流故障分量;在?u和?i中,既包括了系统短路引起的工频的电流电压的变化分量,还包括短路引起的故障暂态分量;我们称工频电压、电流的变化量为工频故障分量。由图3-18所示的附加故障状态的电路图可以得
???Ek?I? ?U???IZs。
Zs?ZK???iZskZkt=0?Ek
??u图3-18所示的附加故障状态的电路图
3.33 简述工频故障分量距离继电器的工作原理。
答:在图3-18中,保护安装处的工频故障分量电压为与正常运行时该点电压大小相同、方
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