影响距离保护正确工作的因素及防止方法

影响距离保护正确工作的因素及防止方法影响距离保护正确工作的因素：一，短路点过度电阻的影响二，电力系统震荡的影响三，电压回路断线的影响四，串联电容补偿的影响五，其他因素的影响一，短路点过度电阻的影响过度电阻的存在，使得距离保护的测量阻抗发生变化，一般情况下，会使保护范围缩短，有时也会引起保护的超范围动作，或反方向误动作。例如：①下图中，BC始端经过度电阻Rt短路（图5-48、图5-49）若Rt较大，Zk1会超出保护1的Ⅰ段整定范围，而Zk2仍位于保护2的Ⅱ端段，这时，保护1、保护2的Ⅱ段将同时动作，将B母线切除，扩大了停电范围。因此，我们可以得出：保护装置离保护点越近，受过度电阻影响就越大；保护装置整定值越小，受过度电阻影响就越大。（所谓手过度电阻影响大是指，一个较小的过度电阻就有可能使测量阻抗超出整定范围。）②对于不同动作特性的阻抗继电器，过度电阻对其影响也是不同的，如图：（图5-51）当Rt逐渐增大时，测量阻抗依次超出透镜型阻抗继电器、方向性阻抗继电器、全阻抗继电器的整定范围。因此，我们可以得出：在R轴正方向上动作特性所占面积越大，受过度电阻的影响就越小。针对以上讨论结果，我们可以采取一些方法和手段来防止过度电阻的影响：⑴采用合适的阻抗继电器过度电阻大多是纯电阻，因此我们可以采用（图5-13c）所示的阻抗继电器，只要电抗值不超出整定范围，阻抗继电器不会拒动。利用多边形阻抗继电器可以灵活整定的特点，我们可以使继电器不发生拒动（图5-14）（图5-52）a所示动作特性既容许在接近保护范围末端发生短路时有较大的过度电阻，又能防止在正常运行情况下，负荷阻抗较小时阻抗继电器误动作；b所示动作特性既可以满足相间短路时过度电阻较小的情况，又能满足接地短路时过度电阻较大的情况。⑵利用瞬时测量回路固定阻抗继电器动作所谓固定阻抗继电器动作，即使其动作只反映短路瞬时的过度电阻的影响，对0.1s~0.15s之后过度电阻变化的影响不做反映。其实现方法如下图（图5-53）短路瞬间短路电流很大，使继电器1和2同时动作，1动作使4也动作，并计时，2动作使3也动作，3动作使得3有两条回路给它供电，瞬时之后即使2退出，3也可以保持得电，，经过延时，动作与跳闸，这样就无视了瞬时之后过度电阻的影响。二，电力系统震荡对距离保护的影响电力系统震荡，即电力系统发生同步震荡或异步运行时，各点电压，电流和功率的幅值和相位都发生周期性变化。此时，保护感受到的阻抗也会周期性的变化，当其进入整定范围内时，保护就会发生误动作。电力系统震荡时会有一个震荡角δ，测量阻抗与震荡角的关系如图（图5-57）与阻抗继电器动作特性图相结合，我们可以看到系统震荡对阻抗继电器的影响（图5-60）显然，全阻抗继电器受震荡影响最大，透镜型继电器受震荡影响最小，由此得出：继电器的动作特性在阻抗平面上沿OO’方向上所占面积越大，受震荡影响就越大。然而，电力系统震荡又是不可避免的，所以只能在系统震荡时，将保护退出，震荡结束时，在投入运行。这就需要振荡闭锁回路。由于当震荡角δ=180°时电力系统震荡在震荡中心处产生的效果与三相短路相似，为使保护正确动作，必须要求振荡闭锁回路能够有效的区分系统震荡和三相短路这两种情况。我们可以从两者之间的特点中找区别：（1）震荡时，电流和各点电压的幅值均做周期性变化，在δ=180°时最严重；短路时短路电流和各点电压值，在不计衰减时，是不变的。（2）震荡时，电流和各点电压幅值变化速度较慢；短路时，电流突然增大，电压突然降低，变化速度很快。（3）震荡时，任一点电流和电压之间的相位关系都随δ变化而变化；短路时，电流和电压之间的相位关系是不变的。（4）震荡时，三相完全对称，电力系统中没有负序分量，；短路时，总要长期或瞬时出现负序分量。根据以上区别，可以分两种原理：一种是利用负序分量的出现与否来实现；一种是利用电流、电压或者测量阻抗的变化速度的不同来实现。震荡闭锁的实现问题（1）利用短路时出现的零序和负序分量开放保护。用模拟式负序和零序过滤器和数字式过滤器都可以得到零序和负序分量。利用这个原理的震荡闭锁元件必须非常灵敏才能保证动作范围末端短路时也能有足够的灵敏度，正是由于其非常灵敏，所以会很容易受到干扰而误动作，解决这个问题的办法是加装一套灵敏度较低的震荡闭锁启动元件，以保护不会受到系统操作产生的干扰而误启动。（2）利用短路时负序和零序分量的突变量启动振荡闭锁回路，在微机保护中可以用记忆的方法获取之。（3）反映测量阻抗变化速度的振荡闭锁回路。震荡时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元件启动顺序是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ，短路时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元件启动顺序是同时启动。根据这样的特点可以设定震荡闭锁回路原则：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段元件同时启动，则允许保护动作于跳闸，当Ⅲ段元件先启动，经延时后，Ⅱ段元件启动，则将保护元件闭锁。（4）在微机保护中可以数字方法实现上述闭锁原理，还可以用测量阻抗中的电阻分量变化率来判别震荡中的故障。三、电压回路断线对距离保护的影响当电压互感器二次侧回路断线时，距离保护将失去电压。在负荷电流的作用下，阻抗继电器的测量阻抗可能为零，因此可能发生误动作。为防止误动作，需采取闭锁装置。同样的，电压互感器二次侧回路断线所造成的效果和短路相似，闭锁装置应该能有效的加以区分，经验表明，检测电流回路是否也发生着变化是最好的办法。其实现方法是：当距离保护的振荡闭锁回路采用负序电流和零序电流启动时，即可利用它们兼做断线闭锁之用，因为正常情况下电压回路断线时，电流不会变化，因此保护不回启动。四、串联电容补偿对距离保护的影响串联电容补偿虽然对电力系统有诸多有利之处，但是对距离保护来说却极为不利，大多表现在使保护范围大大缩短和反方向误动作。防止措施：（1）直线型阻抗继电器或功率方向继电器闭锁（2）用负序功率方向继电器闭锁（3）利用方向阻抗继电器的记忆作用实现闭锁五、其他影响因素（1）短路电流中暂态分量的影响使用滤波器以减小自由分量对距离保护的影响（2）电流互感器过渡过程的影响选用高精度和良好饱和特性的电流互感器（3）电容式电压互感器过渡过程的影响互感器在出厂时即保证在一次侧接地短路时，二次输出电压在额定频率的一个周期内衰减但短路前电压的10%（4）输电线路非全相运行的影响如果在非全相运行状态下距离保护不能正确动作，则应在进入非全相状态时使距离保护退出运行5-48A21CBRtt5-13jXsetjXRO5-14jXXCORABDαβγγ5-52ψjXORRjXψOZR5-53IZt1234Ik跳闸+-+-Uk5-63αβγφψ