1、 超高壓電網(wǎng)繼電保護專題分析課程性質(zhì)：選 修授課對象：本科（第三、四、五章）學(xué)時：30授課對象：碩士研究生 （第二、三、四、五章）學(xué)時：40 緒論 高壓電網(wǎng)超高壓電網(wǎng)的特點及對繼電保護的要求 一 電網(wǎng)的電壓等級 我國各級電網(wǎng)的電壓等級： 低壓：6KV、10KV 、35KV、66KV（東北電網(wǎng)有） 中壓：110KV 高壓：220KV、330KV、 超高壓：500KV、750KV（在建設(shè)中） 按國際規(guī)定，電壓大于400KV的屬于超高壓，電壓大于1000KV的屬于特高壓。 目前世界上最高電壓等級：1150KV 二 高壓、超高壓電網(wǎng)對繼電保護提出的要求 1 可靠性與安全性 可靠性是指在發(fā)生本保護范圍內(nèi)

2、的故障時，保護裝置應(yīng)可靠動作，發(fā)出跳閘命令。安全性是指發(fā)生不屬于本保護范圍內(nèi)的故障時保護裝置應(yīng)不錯誤動作。對高壓、超高壓電網(wǎng)則更加強調(diào)其重要性。 解決的方法是加強保護的配置。例如在220KV及以上電壓等級的輸電線路上，要求保護配置雙重化。 2 速動性 對高壓、超高壓電網(wǎng)來說，快速切除故障尤其重要。因為這對于保持電網(wǎng)穩(wěn)定是至關(guān)重要的。其次，保護裝置的快速動作還有利于躲開電流互感器飽和的影響。因為發(fā)生故障時從故障開始到電流互感器飽和需要一定時間。 3 選擇性 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置應(yīng)保證僅將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除。以使停電范圍最小。當(dāng)斷路器拒動時，可由上一級的保護裝置切除上一級斷路器。對高壓

3、母線，一般應(yīng)配置斷路器失靈保護。 4 靈敏性 靈敏性是指在最不利的條件下，例如最小運行方式、保護范圍末端故障、故障類型為短路電流最小的情況等，保護裝置對故障的反映能力。在高壓、超高壓電網(wǎng)中，遠后備保護的靈敏度往往難以滿足要求，因此采取加強主保護措施，對斷路器拒動則采用失靈保護作為近后備保護。 三 高壓、超高壓電網(wǎng)繼電保護面臨的一些特殊問題 1 輸電線路參數(shù)得分布性、線路中的一些補償裝置例如串聯(lián)補償電容，并聯(lián)補償電抗器，從而使短路電流中含有各種諧波分量。同時由于高壓、超高壓輸電線路的電感與電阻的比值增大，故障后短路電流中非周期分量的衰減速度慢。 2 高壓輸電線路線間距離大，絕緣子串長，輸電線路經(jīng)

4、過森林，因此發(fā)生接地故障時的過渡電阻大。 3 為增加輸電線路的傳輸功率，輸電線路裝有串聯(lián)補償電容，它是一個集中的負電抗，對保護的工作行為產(chǎn)生影響。 4 高壓、超高壓輸電線路的分布電容對保護的工作帶來影響。 5 在220KV及以上電壓等級的輸電線路中，采用分相操作的斷路器，線路上發(fā)生單相故障時僅跳開故障相的斷路器。因此存在兩相運行的非全相問題。非全相產(chǎn)生負序和零序分量，對保護造成一定影響。 6 某些電網(wǎng)中出現(xiàn)的多端線路對保護的工作帶來一定的影響。 7 高壓、超高壓電網(wǎng)中采用電容式電壓互感器（CVT），CVT的暫態(tài)過程對保護裝置帶來影響。第二章短路故障的過渡電阻對繼電保護的影響第一節(jié)短路故障的過渡

5、電阻一電弧電阻 實際上在輸電線路上發(fā)生金屬性短路的幾率是很少的。大多數(shù)短路故障是經(jīng)過過渡電阻短路。對于相間短路，過渡電阻主要是電弧電阻，而對于接地故障則比較復(fù)雜。過渡電阻包括：電弧電阻、其他接地物電阻、桿塔接地電阻。 電弧電阻由電弧的電壓、流過電弧的電流和電弧的長度決定。其關(guān)系式： 其等效電阻為： 另一種算法認為電弧的電位梯度為，而電弧的電位梯度與電流無關(guān)。因而電弧的電壓為： 電弧的電阻為： 二 桿塔接地電阻 在我國，110KV及以上電壓等級的輸電線路上，均裝設(shè)有避雷線，各桿塔由避雷線連接在一起，所以，桿塔接地電阻并非每個桿塔的接地電阻，而是由避雷線連在一起的一串桿塔的等值電阻。桿塔接地阻抗的

6、表達式為： 式中： 兩桿塔間避雷線的零序阻抗； 每個桿塔的零序電阻； 導(dǎo)線與避雷線之間的零序互感阻抗； 結(jié)論：（1） 桿塔接地阻抗的阻抗角都很小，可認為是純電阻。（2） 當(dāng)避雷線全接地時，桿塔接地阻抗一般小于3歐姆。（3） 相間短路時，過渡電阻的初始值可考慮為48歐姆，接地短路時，當(dāng)避雷線與絕緣子串之間有良導(dǎo)體連接時，過渡電阻可考慮為57歐姆。第二節(jié)短路故障過渡電阻對繼電保護的影響一 短路故障過渡電阻對距離保護的影響 （一）影響阻抗繼電器測量誤差的因數(shù)分析 M 向量圖： M母線的電壓為： 對M端接于故障相間或故障相的阻抗繼電器的測量阻抗為： 式中：為附加阻抗，它使測量阻抗產(chǎn)生了誤差。分析到向量

7、圖可得： 可見，是一個復(fù)數(shù)。它是流過過渡電阻的電流與流過保護側(cè)的電流之比。設(shè)M側(cè)為送電側(cè)，N側(cè)為受電側(cè)，則附加阻抗對于M側(cè)偏于容性，對于N側(cè)附加阻抗偏于感性。 如圖所示； 送電側(cè) 受電側(cè) 以下分析M側(cè)阻抗繼電器感受到的附加阻抗與哪些因數(shù)有關(guān)。 （1）負荷電流的影響 當(dāng)越大時，負荷電流越大，此時、之間的夾角越大。因此，對附加阻抗的相角影響越大。 （2）短路點位置和阻抗角變化產(chǎn)生的影響 設(shè)線路空載，并設(shè)，則復(fù)數(shù)為： 由于空載，所以： 所以： 令： 并考慮到： 則： 所以； 取不同的值和值，分別作出和的變化曲線如教材中圖26所示。 （二）各種短路故障情況下附加阻抗的表達式 1 三相經(jīng)過渡電阻短路 （

8、） 式中：為正序電流分配系數(shù)。 2 兩相經(jīng)過渡電阻短路（） 兩相經(jīng)過渡電阻短路。故障點的邊界條件： ， 故障點F的各相電壓： 故障點F處各相間電壓： M側(cè)保護安裝處的各相電壓為： M側(cè)保護安裝處的各相間電壓為： 流過M側(cè)保護的各相電流為： M側(cè)的各個相間阻抗繼電器測量阻抗分別為： M側(cè)三個接地阻抗繼電器的測量阻抗分別為： 3單相經(jīng)過渡電阻短路（） 故障點的邊界條件為：， 故障點F的各相電壓： 故障點F處各相間電壓： M側(cè)保護安裝處的各相電壓為： M側(cè)保護安裝處的各相間電壓為： 流過M側(cè)保護的各相電流為： M側(cè)的各個相間阻抗繼電器測量阻抗分別為： M側(cè)三個接地阻抗繼電器的測量阻抗分別為： 4 兩

9、相經(jīng)過渡電阻接地短路（略） （三）應(yīng)用圖解法分析阻抗繼電器的動作行為 1 三相短路 圖211 三相短路時阻抗繼電器的粗糧阻抗由以上分析可見，對于三相經(jīng)過渡電阻短路，三個相間阻抗繼電器與三個接地阻抗繼電器的測量阻抗均相同。其測量阻抗為加附加阻抗。附加阻抗等于。為F點故障時M側(cè)正序電流分配系數(shù)。當(dāng)為實數(shù)時，附加阻抗為純電阻性，平行于軸。圖中陰影區(qū)為從出口到F點時相同過渡電阻的情況。當(dāng)為復(fù)數(shù)時，附加電阻不是純電阻性，正如本節(jié)一開始分析的那樣，送電端阻抗繼電器感受的過渡電阻偏于容性，而受電端感受的過渡電阻偏于感性。所以送電側(cè)阻抗繼電器易產(chǎn)生超越而誤動，受電側(cè)阻抗繼電器易產(chǎn)生區(qū)內(nèi)故障保護拒動問題。2 B

10、C兩相經(jīng)過渡電阻短路 圖212（a）BC兩相短路時三個相間阻抗繼電器的測量阻抗 圖中，線為全系統(tǒng)總阻抗。，線為。 因為： ， 。 圖中藍色陰影區(qū)為故障相間阻抗繼電器的測量阻抗（BC相間阻抗元件）。其測量阻抗為：。圖中也是按為實數(shù)畫出的。 綠色陰影區(qū)為AB相間阻抗繼電器的測量阻抗范圍。由于其附加阻抗的第一項為，所以可作出線段，連接，該線段與線段的夾角為 。附加阻抗的第二項為，所以，綠色陰影線與水平軸的夾角為。 紅色陰影區(qū)為CA相間阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其作圖方法與AB相阻抗繼電器的作法一樣。只是由于兩項附加阻抗的角度分別為和。所以，測量阻抗的范圍位于圖中的第二象限區(qū)域。 結(jié)論：發(fā)生BC兩相故

11、障時，故障相間阻抗繼電器的測量阻抗范圍隨正序電流分配系數(shù)的幅角變化，保護范圍可能伸長或縮短。 非故障相間阻抗繼電器一般不會動作。但當(dāng)保護背后系統(tǒng)阻抗很小時，CA相阻抗繼電器可能動作。AB相阻抗繼電器測量阻抗的電抗分量比實際電抗分量小。 當(dāng)發(fā)生BC兩相經(jīng)過渡電阻短路時，三個接地阻抗繼電器的測量阻抗范圍如下圖。 圖212（b）BC兩相短路時三個接地阻抗繼電器的測量阻抗 圖中，因為A相無故障，且線路為空載，所以A相阻抗繼電器的測量阻抗為無窮大。圖中蘭色陰影區(qū)域為B相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直，且，附加阻抗的第二項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。 紅色陰影區(qū)域

12、為C相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直，且，附加阻抗的第二項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。結(jié)論：發(fā)生BC兩相故障時，接于A相的接地阻抗繼電器不會動作。而接于B、C相的阻抗繼電器均可能動作。尤其時保護背后系統(tǒng)阻抗很小時，更容易動作。且B相阻抗繼電器測量阻抗的電抗分量比實際的電抗分量小。 3 單相經(jīng)過渡電阻短路 圖213（a）A相接地短路時三個相間阻抗繼電器的測量阻抗上圖是發(fā)生A相經(jīng)過渡電阻短路時三個相間阻抗繼電器的測量阻抗范圍。由圖中可以看出，由于BC相無故障，且故障前線路空載，所以BC相阻抗繼電器的測量阻抗為無窮大。圖中紅色陰影區(qū)域為AB相阻抗繼電器的測量

13、阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直，且，附加阻抗的第二項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。 紅色陰影區(qū)域為C相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直，且，附加阻抗的第二項為，當(dāng)與阻抗角一致時，可作出線為該值，且與為一直線。附加阻抗的第三項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。 藍色陰影區(qū)域為CA相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直，且，附加阻抗的第二項為，當(dāng)與阻抗角一致時，可作出線為該值，且與為一直線。附加阻抗的第三項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。 結(jié)論：發(fā)生A相接地故障時，接于BC相的相間阻抗繼電器不會動作。而接于A

14、B、CA相的阻抗繼電器在近處短路時均可能動作。尤其時保護背后系統(tǒng)阻抗很小時，更容易動作。 圖213（b）A相接地短路時三個接地阻抗繼電器的測量阻抗上圖是發(fā)生A相經(jīng)過渡電阻短路時三個相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。由圖中可以看出，由于A相故障，其測量阻抗為。為圖中紅色陰影部分。圖中綠色陰影區(qū)域為B相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，即為線段，與線垂直。附加阻抗的第二項為，所以作出，該線段與線段的夾角為。附加阻抗的第三項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。 藍色陰影區(qū)域為C相阻抗繼電器的測量阻抗范圍。其中，附加阻抗的第一項為，所以線與線垂直。附加阻抗的第二項為，所以作出線段，該線段與線

15、段的夾角為。附加阻抗的第三項為，所以，陰影線與水平軸的夾角為。結(jié)論：發(fā)生A相接地故障時，接于A相的阻抗繼電器測量阻抗為。若為實數(shù)時，其電阻分量平行于R軸。當(dāng)為復(fù)數(shù)時，其測量到的電阻分量不是純電阻，可引起保護范圍伸長或縮短。兩個非故障相的阻抗繼電器一般不會動作。當(dāng)保護背后系統(tǒng)阻抗很小時，有可能動作。當(dāng)利用接地阻抗繼電年器作為選相元件時，有可能誤選相。 二短路故障過渡電阻對負序、零序功率方向元件的影響 21 1 圖214分析M母線處1、2號保護中負序功率方向繼電器的行為。M母線的負序電壓為： 設(shè)的阻抗角為，則落后于的角度為。對2號保護處的負序功率方向元件，其正方向電流為：，與一致，所以其相位關(guān)系為

16、下圖（a），負序功率方向元件不動作。對1號保護處的負序功率方向元件，其正方向電流為與 相反，所以其相位關(guān)系如下圖（b），負序功率方向元件動作。可見，過渡電對負序功率方向元件沒有影響。 圖（a） 圖（b） 三 短路故障過渡電阻對電流相位差動高頻保護的影響 由于相差動高頻保護是比較線路兩側(cè)操作電流的相位，操作電流為：，所以當(dāng)發(fā)生不對稱短路時，主要是比較負序電流的相位，所以我們分析兩側(cè)負序電流的相位。 由圖214可得： 可見，兩側(cè)負序電流的相位差僅與故障點兩側(cè)的負序阻抗的相位差有關(guān)，與過渡電阻無關(guān)。 當(dāng)發(fā)生區(qū)內(nèi)三相短路時，相差動高頻保護只能比較兩側(cè)正序電流的相位。下圖是內(nèi)部故障時的正序網(wǎng)絡(luò)。 圖21

17、5 由該圖可得： 由以上兩式求出： 當(dāng)：時，這相當(dāng)于金屬性短路狀態(tài)。 這是我們以前講過的情況，例如，電勢超前電勢的角度為，在MN線路的末端發(fā)生短路，M側(cè)阻抗的阻抗角為，N側(cè)阻抗的阻抗角為，則兩側(cè)阻抗角的差為。所以與的相位差為。 當(dāng)：時，這相當(dāng)于無故障正常運行狀態(tài)。 當(dāng)：時， 作出向量圖如下圖所示。 圖215（b） 可見，受過渡電阻的影響，兩側(cè)正序電流的相位差大，保護拒動。第三節(jié)減少短路故障過渡電阻對繼電保護影響的方法一 采用阻抗復(fù)數(shù)平面上在正R軸方向有更大動作區(qū)的動作特性 以下是國內(nèi)外距離保護裝置中阻抗繼電器采用的動作特性。 WXB11微機保護阻抗元件 LFP941微機保護阻抗元件 瑞典ASE

18、A公司的RAZFE 瑞士BBC公司的LZ96距離保護 距離保護裝置中的阻抗特性 保護裝置中起動元件+ZA91 瑞士BBC公司的LZ96距離保護 保護裝置中起動元件+KE91二 利用阻抗繼電器的動態(tài)特性提高繼電器保護過渡電阻的能力 我們已經(jīng)知道，為了消除方向阻抗繼電器在正方向出口發(fā)生三相金屬性短路的死區(qū)，應(yīng)增加記憶回路。而具有記憶回路的阻抗繼電器在正方向發(fā)生短路，記憶作用存在時，其動作特性是一個包含坐標(biāo)原點的圓特性，保護過渡電阻的能力大大提高。 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 三 利用健全相電壓作為極化電壓 1 利用第三相電壓作為輔助極化電壓的相間阻抗繼電器（中國）相 別主 極 化 電 壓輔助極化電壓AB相

19、BC相CA相以下分析正方向AB兩相短路時接于M側(cè)的AB相間阻抗繼電器的靜態(tài)特性，設(shè)短路前空載，系統(tǒng)中的正序與負序參數(shù)相等。根據(jù)故障分析的知識，在AB兩相短路時有： ， 對AB相阻抗繼電器的補償電壓： 極化電壓為： 繼電器的動作方程為： 將補償電壓與極化電壓代入動作方程中得： 所以有： 所以： 式中： 因此：繼電器的動作方程為： 阻抗繼電器的動作特性如圖示。 上圖中紅色圓特性為兩相短路的穩(wěn)態(tài)特性。且它只代表正方向短路的特性。 當(dāng)發(fā)生正方向三相短路故障時： 所以： 繼電器的動作方程為： 其特性為上圖中的蘭色圓特性。它仍是一個過坐標(biāo)原點的圓。在正方向出口發(fā)生三相短路時，保護回拒動。解決方法是使極化電

20、壓帶記憶。帶記憶后，在短路初瞬，主極化電壓為：，所以極化電壓為： 繼電器的動作方程為： 式中： 一般情況下，所以有：，說明帶記憶的初態(tài)特性比圖中的紅色圓還要大，因而具有更強的保護過渡電阻的能力。2 利用正序電壓作為輔助極化電壓的阻抗繼電器（GE公司SLY60/80） 對AB相阻抗繼電器的補償電壓： 極化電壓為： 補償電壓為： 繼電器的動作方程為： 式中： 其動作特性為包含坐標(biāo)原點的圓。說明保護過渡電阻能力強，且正方向出口兩相短路無死區(qū)。當(dāng)發(fā)生三相短路時，所以：，繼電器的動作特性為過坐標(biāo)原點的圓特性，在正方向出口三相短路有死區(qū)。 3 利用非故障相電壓作為極化電壓的接地阻抗繼電器（1）（GE公司S

21、LY61/81） A相阻抗繼電器補償電壓： 極化電壓： ， 所以： 即： 設(shè)短路前空載，當(dāng)正方向發(fā)生A相單相接地故障時，有： 所以： 繼電器的動作方程為： 該繼電器的動作特性是包含坐標(biāo)原點的圓特性。具有明確的方向性，保護過渡電阻的能力增強了。該繼電器也能反映三相短路故障，當(dāng)正方向三相短路時，極化電壓為： 補償電壓為： 所以三相短路時繼電器的動作方程為： 其特性為過坐標(biāo)原點的圓特性。但正方向出口三相短路有死區(qū)，應(yīng)采用記憶措施。 （2）瑞士BBC公司的LZX51和LZ96接地阻抗繼電器 對A相阻抗繼電器，極化電壓與補償電壓分別為： 設(shè)短路前空載，當(dāng)發(fā)生正方向A相故障時，、，則極化電壓與補償電壓分別

22、為： 該繼電器的動作方程為： 為實數(shù)。其動作特性是一個包含坐標(biāo)原點的圓特性。 當(dāng)發(fā)生正方向三相短路時，極化電壓為： 補償電壓為： 所以，繼電器的動作方程為： 它是一個過坐標(biāo)原點的圓特性。正方向出口三相短路有死區(qū)。為消除死區(qū)，對采用記憶措施。此時極化電壓為： 繼電器的動作方程為： 四 采用以電流為極化量的接地阻抗繼電器 1 利用流過過渡電阻的電流為極化量的接地阻抗繼電器 以A相繼電器為例。極化電壓與補償電壓分別為： 繼電器的動作方程為： 所以，繼電器的動作方程為： 考慮到，可改寫為： 1 2 當(dāng)為負值時，動作特性如圖中的直線1，當(dāng)為正值時，動作特性如圖中的直線2所示。動作方程中的值應(yīng)取有符號的值

23、。該動作特性與附加阻抗平行。具有自適應(yīng)特點。但實際上我們無法得到流過過渡電阻的電流，因而無法實現(xiàn)這種自適應(yīng)特性。 2 利用保護安裝側(cè)的零序電流作極化量的接地阻抗繼電器 極化電壓為： 則： 繼電器的動作方程為： 2 1 、均為負值時，且情況 當(dāng)為負值時，其動作特性如圖中的紅色直線2。的值變化時，動作特性也自動變化。圖中蘭色直線1為以故障支路的零序電流為極化量的動作特性。 現(xiàn)討論與那些因數(shù)有關(guān)。 設(shè)故障點在線路末端，則： （1）當(dāng)、均為負值時，如上圖所示。發(fā)生經(jīng)過渡電阻的接地故障時，附加阻抗與藍色線平行，而繼電器的動作特性是紅色直線，所以易發(fā)生區(qū)外故障的超越行為。而區(qū)內(nèi)故障時保護過渡電阻的能力卻是

24、無窮大。 （2）當(dāng)、均為正值時，如下圖所示。發(fā)生經(jīng)過渡電阻的接地故障時，附加阻抗與藍色線3平行，而繼電器的動作特性是紅色直線4，所以易發(fā)生區(qū)外故障的超越行為。而區(qū)內(nèi)故障時保護過渡電阻的能力卻是無窮大。 4 3 、均為正值時，且情況 為防止超越可將動作特性順時針旋轉(zhuǎn)一個角度，即可防止超越。以下的分析將會看到，這種繼電器在反方向故障時會誤動，為防止反方向故障時繼電器誤動，可將A、B、C相三個繼電器組成“與門”關(guān)系，因為反方向A相接地故障B相阻抗繼電器可靠不動。而發(fā)生正方向A相接地故障時，必須保證三個阻抗繼電器均可靠動作，為此，繼電器的另一邊界順時針旋轉(zhuǎn)，其動作特性方程為： 用阻抗形式表示： 動作特

25、性為下圖所示。 （3）反方向發(fā)生A相接地故障時，A相阻抗繼電器的動作特性 在反方向發(fā)生接地故障時，對于處于正方向的繼電器來說，感受到的電流方向為負，與正方向故障相位相差180度。所以： 所以繼電器的動作方程為： 考慮到的相角為后，其動作特性為： 反方向A相接地故障時，B、C相阻抗繼電器的動作行為：B相繼電器： C相繼電器： 式中： B相繼電器的動作方程為： C相繼電器的動作方程為： 當(dāng) 時，B、C相繼電器的動作特性與A相繼電器動作特性一樣。而 如果以短路方向作為測量阻抗的正方向，則B、C相阻抗繼電器的測量阻抗范圍在圖解法中分析過。如下圖所示。 C相 B相 可見，由于過渡電阻的影響，C相阻抗繼電

26、器可能誤動，而B相阻抗繼電器不會誤動。因而采用“與門”方案，可防止反向故障誤動。 采用“與門”方案后，正方向A相故障時，B、C相繼電器能否可靠動作呢？ 在正方向A相接地故障時，B、C相繼電器的動作方程分別為： B相繼電器： C相繼電器： 各相阻抗繼電器的測量阻抗如前分析。 C相 B相 可見，對C相阻抗繼電器，過渡電阻是向上增加的，為使其可靠動作，應(yīng)將左側(cè)動作邊界向上翹。 五 采用瞬時測量方法 過渡電阻的特點：短路以開始過渡電阻較小，隨著時間增加，受風(fēng)力影響電弧拉長，過渡電阻增大。利用這一特點，可將繼電器一開始的動作狀態(tài)記憶下來，從而保證保護正確動作。但該方法僅能用于輻射線路上。 六 用計算機實

27、現(xiàn)高阻接地故障的判斷Z 從保護安裝處到F點的線路用、等值。對兩個不同時刻，建立電壓與電流的方程如下：（以A相故障為例） 式中： ， 、是流過過渡電阻的電流，在保護安裝處無法得到，可采用保護安裝處的電流代替。 令： 則以上兩式變?yōu)椋?聯(lián)立上兩式，可求出： 如果與的相位完全相同，理論上，該方法求出的就是保護安裝處到F點的感抗，不受過渡電阻的影響，而所求出的過渡電阻不是真實的過渡電阻，而是被放大了的值。 實際上由于與的相位不完全相同，因此還是會受過渡電阻的影響。 另外，在微機保護裝置中，采用了電抗與電阻可獨立整定的多邊形特性，可使保護過渡電阻的能力增強。 第三章 串聯(lián)補償電容對繼電保護的影響第一節(jié)

28、概 述 一串聯(lián)補償電容的作用 M C N 1 提高輸電線路的傳輸功率。 當(dāng)無串聯(lián)補償電容時，從S側(cè)向R側(cè)傳輸?shù)墓β蕿椋?當(dāng)有串聯(lián)補償電容時，從S側(cè)向R側(cè)傳輸?shù)墓β蕿椋?顯然，當(dāng)電勢不變、功角不變時，由于加入串聯(lián)補償電容，使總阻抗減小，傳輸功率增加。 2 提高系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性。 設(shè)有串聯(lián)補償電容與無串聯(lián)補償電容情況下傳輸?shù)墓β室粯樱瑒t有串聯(lián)補償電容時的功角必然小于無串聯(lián)補償電容時的功角。 當(dāng)無串聯(lián)補償電容時，從S側(cè)向R側(cè)傳輸?shù)墓β蕿椋?當(dāng)有串聯(lián)補償電容時，從S側(cè)向R側(cè)傳輸?shù)墓β蕿椋?令 則有： 所以： 用圖解的方法說明： 二 串聯(lián)補償電容的安裝位置 1 裝在輸電線路始端 2 裝在線路中間 3

29、 裝在變電站的兩條母線之間 三 串聯(lián)補償電容的結(jié)構(gòu) 四 補償度 補償度一般在30%50%范圍內(nèi)。 最佳補償度與功角的關(guān)系： 例如：當(dāng)，取 第二節(jié) 串聯(lián)補償電容對阻抗繼電器和距離高頻保護的影響 一串聯(lián)補償電容對方向阻抗繼電器工作的影響 1 串聯(lián)補償電容安裝在線路的一側(cè)時 R 4 3 1 2 4 3 2 1 圖32 對應(yīng)IIV處距離保護I段的整定阻抗分別為： 1DL處保護受串聯(lián)補償電容影響的分析：在串補電容出口點故障時，測量阻抗為，位于圓外，阻抗繼電器不動作。當(dāng)故障點沿線路方向移動，隨線路阻抗增加，測量阻抗向圓內(nèi)移動。從點開始進入圓內(nèi)。所以在正方向有一段拒動區(qū)。 由于有串聯(lián)補償電容，為保證選擇性，

30、其整定阻抗為線路阻抗的50%60%。所以當(dāng)串補電容擊穿后，保護范圍將縮短。2DL處保護受串聯(lián)補償電容影響的分析： 不存在正方向的拒動區(qū)，但由于串聯(lián)補償電容的存在，保護范圍縮短。3DL處保護受串聯(lián)補償電容影響的分析： 在正方向故障時不受串聯(lián)補償電容的影響。當(dāng)反方向故障時，3DL處保護會誤動。當(dāng)點故障時，測量阻抗為，位于圓內(nèi)，隨短路點沿MN線路移動，測量阻抗逐漸向圓外移動，到點移出圓外，所以存在一段誤動區(qū)。 4DL處保護受串聯(lián)補償電容影響的分析： 由于串補電容的存在，使保護范圍縮短。以上的分析見下圖。 1DL保護受影響情況 3DL保護受影響情況2 串補電容裝于線路中間 4 3 1 2 對1DL，其整定阻抗為： 當(dāng)串補償電容的補償度小于50%時，其保護范圍基本不變化。但當(dāng)串補電容擊穿后，保護范圍縮短。二 在有串聯(lián)補償電容的情況下改善方向阻抗繼電器工作的方法 對于2DL、4DL的保護范圍縮短的情況，目前尚無有效的改善方法。 對于1DL的正方向拒動區(qū)，可利用有記憶回路的方向阻抗繼電器的動態(tài)特性包含坐標(biāo)圓點的方法得到改善。