距离保护新原理的分析

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1、华北电力大学硕士学位论文实意义的问题。尤其在高阻故障下，正确判断护范围内，保证距离保护快速准确动作于故障是比较困难的〔’5、’7]。对于高阻故障下的故障距离(或阻抗)测量，国内外已有很多研究〔’6一2‘’，但尚无一种完善方法，文章第二章将对过渡电阻问题及研究现状加以详细讨论。此外同杆双回线路的故障距离(或阻抗)测量也是距离保护鱼待解决的问题之一，单回线中广泛采用的距离保护在应用于同杆双回线时，会出现一些问题，尤其是在发生两相跨线不接地故障时，每回线中有零序电流而母线处没有零序电压，且两回线的零序电流大小相等，方向相反「4]，此时相间距离继电器不能正确反应故

2、障点到保护安装处的距离，接地距离继电器同样不能正确反应故障距离〔30一32j。虽然对于跨线故障的单端测距国内外己有很多研究〔33一30]，但都需要引入本端相邻线路的电气量，这样无疑将导致保护受通讯制约以及接线复杂。研究仅使用单回线单端电气量进行跨线故障的阻抗测量有着巨大的现实意义。2微机距离保护的发展现状以下就当前现有的距离保护原理加以介绍。2.1传统距离保护原理介绍电流电压保护的主要优点是简单可靠经济，但是他们的灵敏性受运行方式的影响较大，特别是重负荷长距离的输电线路上其灵敏性往往不能满足要求，另外在超高压多电源较复杂的电力系统中常常不能满足选择性的要求

3、。距离保护在任何复杂形式的电网中都可有选择性的切除故障而且具有足够的灵敏性和快速性传统距离保护原理〔5]主要是通过保护侧的电压、电流量计算故障线路阻抗值，同整定的线路阻抗相比较，以判别故障情况。按阻抗特性区分主要有直线特性阻抗继电器、圆特性阻抗继电器、四边形阻抗继电器等。(1)直线特性阻抗继电器直线特性阻抗继电器主要有电阻型继电器，电抗型继电器，限相继电器。其阻抗特性在阻抗复平面中分别为一直线。电阻继电器动作与否，只取决于测量阻抗的电阻值;电抗继电器动作与否，只取决于测量阻抗的电抗分量。直线特性虽然判据简单，但无方向性，而且不能准确反映实际测量的阻抗变化情

4、况，因此单纯利用电阻、电抗值作判别误差很大，在实际应用中效果并不理想。(2)圆特性阻抗继电器圆特性阻抗继电器，有全阻抗圆、方向阻抗圆、偏移阻抗圆，是传统继电保护中，应用最为广泛的阻抗继电器。它实际是把阻抗继电器的动作特性扩大为一个圆，以便继电器的制造和调试，简化继电器的接线。其中全阻抗圆特性无方向性，方向华北电力大学硕士学位论文阻抗圆存在电压死区，偏移阻抗圆特性是前两者的综合，特性较好，应用较多。(3)四边形特性阻抗继电器四边形特性阻抗继电器是综合了电阻电抗型直线特性，并考虑了阻抗的方向性，是一种较为精确反映故障测量阻抗边界的阻抗继电器，并且具有良好的抗过

5、渡电阻的能力。在传统继电保护中，因构成较复杂难于实现而很少使用，但随着微机保护的出现，在微机距离保护中得到了广泛的应用。2.2现有新型距离保护原理介绍现有一些较新的距离保护原理主要是同时利用电流电压量的变化情况，来鉴别故障，进行线路保护，主要有自适应距离保护，工频变化量距离保护，以及利用行波来鉴别故障的距离保护原理等。(1)自适应距离保护原理自适应保护是一种理论〔7]，根据这种理论，可允许和寻求对各种保护功能进行调节，使它更加适应当时电力系统工作情况。自适应距离保护是近年来提出的一个新的研究课题。它与传统距离保护的主要区别在于增添了自适应控制回路，根据被保

6、护线路和系统有关部分所提供的输入量识别系统所处的状态，进一步作出改变距离保护的整定值、动作特性等自适应的控制决策。继电保护的自适应算法能自动适应电力系统运行方式和故障类型的变化，在线计算并修正保护的整定值，使保护装置始终处于最佳工作状态〔2，。(2)工频变化量距离保护原理微机保护快速切除线路短路故障是提高电力系统暂态稳定的最重要手段，因为电力系统继电保护发展的一个重要方面就是提高保护的动作速度。传统的继电保护原理是建立在工频电气量的基础上的，而工频变化量距离元件则充分利用故障发生瞬间的故障暂态信息。1952年工频变化量方向继电器首次被提出〔81后，工频变化

7、量理论逐步系统化和系列化。工频变化量距离保护原理，主要是利用故障前后电流电压的工频分量的变化量和线路阻抗值的信息来求得补偿电压，并与故障前的电压记I忆量进行比较，来实现对故障的判别，对线路进行保护。从其动作判据上讲，它可以看作是一种本质为距离保护的电压自适应保护。故障分量有两个主要特征:一是故障点的电压故障分量最大，系统中性点为零;二是保护安装处的电压故障分量与电流故障分量间的相位关系由保护至背后(面对故障点的背后)系统中性点间的阻抗决定，不受系统电动势和短路点过渡电阻的影响〔4]。基于该类型保护原理的距离继电器有反应于补偿电压相位突变的距离继电器，反应于

8、补偿电压突变量幅值的距离继电器及故障分量电抗继电器〔叼等。可以说，