第三章 电网的距离保护(4)

2019-05-24 14:45

????? ?(I1?I2?I0)Z1L?I0Z1L?I0Z0L

?ZL?Z0L?Z1LI?ZL?IA101ZL1

?? ?(IA?3KI0)Z1L

?式中 KI0——称为零序补偿电流,其中

K?1Z0?Z13Z1,为常数;

??? 接入继电器的电流Ij?IA?3KI0,则故障相阻抗继电器的测量阻抗为

Z(1)JA?UA??Z1L??IA?3KI0

它能正确地测量从短路点到保护安装地点间的阻抗。为了反应任一相的单相接地短路,接地距离保护也必须采用三个阻抗继电器。这种接线方式同样能够正确反应两相接地短路和三相短路,此时接于故障相的阻抗继电器的测量阻抗均为Z1L。

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第四节 影响距离保护正确工作的因素及采取的防止措施

一、短路点过渡电阻对距离保护的影响

保护1的测量阻抗为Rg,保护2的测量阻抗为ZAB?Rg。由图(b)可见,当Rg较大时,可能出现ZJ.1已超出保护1第Ⅰ段整定的特性圆范围,而ZJ.2仍位于保护2第Ⅱ段整定的特性圆范围以内。此时保护1和保护2将同时以第Ⅱ段的时限动作,因而失去了选择性。

jXjXC?Z1B1A2CL1L2Rg?Zj.1??Z2?Z2RRgZj.2R0(a)(b)图3-35 过渡电阻对不同安装地点距离保护的影响(a)电网接线图;(b)保护范围图 结论:保护装置距短路点越近时,受过渡电阻的影响越大,同时保护装置的整定值越小,则相对地受过渡电阻的影响也越大。

对图3—36(a) 所示的双侧电源的网络,短路点的过渡电阻可能使量阻抗增大,也可能使测量阻抗减小。

A?2Id!B1Rg?Id2CjXIdRgej?Id1Rg?IdBA0R(b)(a)图3-36 双侧电源通过 短路的接线图及阻抗电流向量图Rg(a)系统图;(b)向量图

保护1和保护2的测量阻抗分别为

ZJ1??IIUB??dRg?dRgej???Id1IId1d1 ?IU?A?ZAB?dRgej??Id1Id1

式中

ZJ2???—Id超前Id1的角度。

当?为正时,测量阻抗增大,当?为负时,测量阻抗的电抗部分将减小。在后一种情

况下,可能导致保护无选择性的动作。过渡电阻主要是纯电阻性的电弧电阻Rg,且电弧的长度和电流的大小都随时间而变化,在短路开始瞬间电弧电流很大,电弧的长度很短,Rg很小。随着电弧电流的衰减和电弧长度的增长,Rg随着增大,大约经0.1~0.15秒后,Rg剧烈增大。

减小过渡电阻对距离保护影响的措施 (1)采用瞬时测定装置

它通常应用于距离保护第Ⅱ段。原理接线如图3—37所示。

(2)采用带偏移特性的阻抗继电器 保护2的测量阻抗Zcl2=Zd+Rg

当过渡电阻达Rg1时,具有椭圆特性的阻抗继电器开始拒动。 当过渡电阻达Rg2时,方向阻抗继电器开始拒动。 当过渡电阻达Rg3时,全阻抗继电器开始拒动。

结论:阻抗继电器的动作特性在+R轴方向所占的面积越大则受过渡电阻的影响越小。 采用能容许较大的过渡电阻而不致拒动的阻抗继电器,如偏移特性阻抗继电器等。

二、电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路

(一)电力系统振荡时电流、电压的分布

?EMZMMZ?IzhN?ENZNZL图3-38 系统振荡的等值图图3-38为简化系统等值电路图, 当系统发生振荡时,设EM超前于EN的相位角为

?????,EM?EN?E,且系统中各元件的阻抗角相等,则振荡电流为

??E???E??(1?e?j?)EEEMNMN??I?zhZM?ZL?ZNZ?Z?=

??振荡电流滞后于电势差EM?EN的角度为系统振荡阻抗角为

??argtgXM?XL?XNRM?RL?RN

?Izh?EMMZN??EN?图3-39 系统振荡时电压、电流向量图系统M、N、Z点的电压分别为:

??E??I?ZUMMzhM??E??I?ZUNNzhN??E??I?1ZUZMzh?2

(二)电力系统振荡对距离保护的影响

M母线上阻抗继电器的测量阻抗为

ZMcl??I?Z??EUEMzhMM???M?ZM???IIIzhzhzh

?E1M?Z??ZM?Z??ZM?j???1?e(EM?EN) 应用尤拉公式及三角公式,有

e?j??cos??jsin?21?e?j???1?jctg2

于是

11?ZMcl?(Z??ZM)?jZ?ctg222

将此继电器测量阻抗随?变化的关系,画在以保护安装地点M为原点的复数阻抗平面上,当系统所有元件的阻抗角都相同时,阻抗继电

OjXENNZ1?2MEM1Z??ZM2RZc1?2KOl?图3-41 系统振荡时,测量阻抗的变化器的测量阻抗将在

Z?的垂直平分线oo?上移动,如图3-41所示。

系统振荡对距离保护的影响

以变电站M处的保护为例,其距离Ⅰ段起动阻抗整定为0.85ZL,在图3-42中以长度MA表示,由此可绘出各种继电器的动作特性曲线。


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