继电保护振荡闭锁
第三章距离保护3-5,6,7,8
A相单相接地
B相单相接地 C相单相接地 三个相电流差突变 量的最大值对应两 相为故障相
• 测量电流中无零序分量，判为非接地故障：
AB两相短路故障 BC两相短路故障 CA两相短路故障
m为整定系数，取值范围为4一8
电力系统继电保护原理
3.7 距离保护特殊问题
西南交通大学电气工程学院
不能正确测量有两个方面的含义，一方面是把测量阻抗测大， 反映出故障距离变远，即不动作；另一方面是把测量阻抗测 小，反映出故障距离变近，可能导致在区外故障情况下误动 作。此处，非故障环上的电压、电流算出的阻抗一般是第一 种情况，通常不会动作
•微机保护中，距离保护的硬件接线只有一套，故障环的 选取是由软件实现的，分两种情况：
M
)Z
j
1 2
Zctg
2
振荡过程安装于M侧的保护测量阻抗变化轨迹
jX
N
Zm
(1 2
M
)Z
jห้องสมุดไป่ตู้
1 2
Zctg
2
o
1 Ke 1
δ
o
Zm
1
2Z
M
Ke 1 o
oR
其中
Ke
EM EN
(
1 2
M
)Z
2
Ke 1
图 3-31 测量阻抗的变化轨迹
（三）电力系统振荡对距离保护的影响
1
O’
3
ΨK
M
当测量阻抗位于特性圆以内时, 阻抗继电器误动。
2. 电气量变化速率的差异
振荡时，电气量呈现周期性变化，其变化过程是渐变的，变化范 围大。而故障时电流电压的变化是突变的，且故障后测量电流电 压、阻抗的测量值基本不变。
大学课件 电力系统继电保护 第三章第五节 距离保护的振荡闭锁
整组复归元件----在故障或振荡消失后再经过一个延时动 作，将SW复原，它与故障判断元件、SW配合，保证在整 个一次故障过程中，保护只开放一次。但是对于先振荡后 故障，保护也将被闭锁，尚需要有再故障判别元件。
• 3.5.4 振荡过程中再故障的判断
对于利用负序、零序分量或电流突然变化短时开放保护的 振荡闭锁措施，如果系统在振荡过程中又发生内部故障， 保护的Ⅰ、Ⅱ段也将不能动作，故障将无法被快速切除。 因此，振荡闭锁元件中还可以增设振荡过程中再故障判别 逻辑，判出振荡过程中又发生内部短路时，将保护再次开 放。
δ在180°度 附近
δ为其它 角度
该电压值很小，可 能会满足式（3-133）
该电压值比较高， 不会满足式（3-133）
式（3-133）仅在较短的时间内满足
用式（3-133）配合一个延时时间就能够区分出三相故 障和振荡。
的：
（1）M
1 2
即保护安装在送电端且振荡中心位于保护的正方向时，振
荡时测量阻抗末端轨迹的直线OO’在第一象限内与Z∑相交
，根据保护的动作特性，测量阻抗可能穿越动作区。
（2）M
1 2
即保护安装处M正好就是振荡中心，，振荡时测量阻抗末
端轨迹的直线OO’在坐标原点处与Z∑ 相交， 肯定穿越动
作区。
（3）M
KZ1----整定值 较高的阻抗元件 KZ2----整定值 较低的阻抗元件
在Z1动作后开 放△t的时间
这段时 Z2动作 间内
Z2不动作
开放保护直到Z2返回 保护不会被开放
继电保护及安全自动装置存在问题分析及措施
继电保护及安全自动装置存在问题分析及措施崔晓强，男，蒙古族，籍贯：内蒙古赤峰市，生于：1983-07，工作单位：中国大唐集团（内蒙古）能源开发有限公司赤峰新能源事业部，单位：内蒙古自治区赤峰市，单位邮编：024000，职称：工程师，学士学历。
摘要：伴随科学技术不断发展，多种多样的智能设备出现在社会中，推进了电力企业中继电保护的进一步发展，与此同时衍生了多种新型继电保护方式，在电力需求日益增长的环境下，传统的继电保护与安全自动装置已经不能满足当前社会发展需求，在实际应用中出现了一系列问题，基于此本文专门针对继电保护及安全自动装置存在问题及措施进行分析，以供各界同仁参考。
关键词：继电保护；安全自动装置；问题；措施电力是重要的能源，伴随人们对电力的需求不断递增，继电器故障频繁出现，这对社会经济稳定发展造成了一定的影响，为此需要电力人员加强对继电保护与安全自动装置存在问题的关注，并基于此出具对应解决策略，为社会经济稳定发展提供支持。
一、继电保护及安全自动装置存在问题（一）电路超负荷针对近年来各地区停电报告分析能够发现，在电力事故发生前后，技术人员会对整体电路采取减负荷措施，但是此种应对方式效果并不理想。
对处理效果影响因素分析发现，其主要原因在于，技术人员并未在电路中配置自动化减负荷装置，因此造成高压电路出现故障，而低压电路无法满足基本运行要求，造成电路瘫痪，为此要想解决此问题，需要技术人员能够将安全自动化装置安装在电路中，一旦出现超负荷现象，安全自动装置则会自动切断电路中的超负荷电路，从而避免电路瘫痪问题出现。
（二）联切装置设计原理问题如果在电路正常运行中，出现安全自动装置潮流问题，则会出现自动切机现象。
此时一旦潮流过大，电路无法将其解列，就会造成误动切机现象。
经过上述电路问题分析能够发现，电路故障主要是由于联切装置设计原理存在问题所引发，如果在电流运行中，不能采用合理性判据，将会引发电流信息溢出，影响安全自动装置的运行效果。
继电保护问答题
1.1问答题1.继电保护装置在电力系统中的所起的作用是什么？a.自动、迅速、有选择性地将故障元件从系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，恢复无故障部分正常工作。
b.反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2.继电保护装置通过那些环节完成预定的保护功能，各环节的作用是什么？(1)测量部分:从被保护对象输入有关的电气量作为保护动作的判据，并与已给的整定值进行比较，判断保护是否动作。
(2)逻辑部分:使保护装置按一定的逻辑关系工作，确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，是否延时等。
(3)执行部分:完成保护装置所担负的任务。
3.后备保护的作用是什么？阐述远后备保护和近后备保护各自的优缺点。
（1）对被保护范围内的故障，能迅速的有选择性加以切除，以保证系统中其它非故障部分继续运行。
（2）远：断路器拒动时，仍然能切除故障。
动作失去选择性，切除故障时间长。
（3）近：动作仍具选择性，切除故障时间短。
断路器拒动时，无法切除故障。
2.3问答题1.什么是系统最大运行方式和最小运行方式？答：对每一套保护装置来讲，通过该保护装置的短路电流为最大(保护安装处到系统等效电源之间的系统等效阻抗最小,即Zs=Zs.min)的方式，称为系统最大运行方式。
短路电流为最小(系统等值阻抗Zs最大,即Zs=Zs.max)的方式，则称为系统最小运行方式。
在最大运行方式下，三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大。
而在最小运行方式下，两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小。
2.什么是“动作电流”、“返回电流”和“返回系数”，过电流继电器的返回系数过高和过低各有何缺点？返回电流与起动电流的比值称为继电器的返回系数3.电流Ⅰ段和Ⅱ段联合工作时，依靠什么环节保证保护动作的选择性？依靠什么环节保证动作的灵敏性？答：阶段式电流保护分为电流速断保护限时电流速断保护定时限过电流保护电流速断保护的动作电流必须按照躲开本线路末端的最大短路电流来整定，即考电流整定值保证选择性。
继电保护问答题
自动迅速有选择性的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证故障部分迅速恢复正常运行。
反应电器元件不正常运行状态，并根据运行维护条件而动作于发出信号或跳闸。
2、电力系统对继电保护的四个基本要求是什么分别对这四个基本要求进行解释正确理解”四性”的统一性和矛盾性.选择性：电力系统发生故障时，保护装饰仅将故障元件切除，而使非故障元件仍能正常运行，以尽量缩小停电范围。
速动性：尽可能快地切除故障灵敏性：在规定的保护范围内，对故障情况的反应能力。
满足灵敏性要求的保护装置应在区内故障时，不论短路点的位置与短路的类型如何，都能灵敏的正确的反映出来。
可靠性：保护装置规定的保护范围内发生了应该动作的故障时，应可靠动作，即不发生拒动；而在其他不改动作的情况下，应可靠不动作，即不发生误动作。
继电保护的科学研究设计制造和运行的绝大部分工作是围绕着如何处理好这四个基本要求之间的辩证统一关系而进行的。
3、继电保护装置的组成包括那几个部分各部分的功能是什么测量部分：测量从被保护对象输入的有关电气量进行计算，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，给出“是”“非”“大于”“不大于”等于“0”或“1”性质的一组逻辑符号，从而判断保护是否该启动。
逻辑部分：根据测量部分各输出量大小，性质，输出的状态，出现的顺序或其组合，使保护装置按一定的逻辑关系工作，最后确定时候应该使断路器跳闸货发出信号，并将有关命令传给执行部分。
执行部分：根据逻辑部分输出的信号，完成保护装置所担负的任务，如被保护对象故障时，动作与跳闸，不正常运行时，发出信号，正常运行时，不动作等。
4、何谓主保护、后备保护和辅助保护远后备和近后备保护有何区别各有何优、缺点主保护：反映被保护元件本身的故障，并以尽可能短的时限切除故障的保护。
后备保护：主保护或断路器拒动时用来切除故障的保护，又分为近后备保护和远后备保护。
辅助保护：为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行时而增设的简单保护。
电力系统继电保护原理-距离保护的振荡闭锁
M侧：
Zm
U
M
IM
EM IM
IM
ZM
EM
IM
ZM
1
Z e
j
ZM
∵
1- e jδ
= 1-
2 jctgδ
2
∴
Z
=
m
Z∑ (12
jctgδ2
)
-
ZM
=
(
Z∑ 2
- ZM)-
j
Z∑ 2
ctgδ2
7
Z
=
m
Z∑ (12
jctgδ2
)
-ZMΒιβλιοθήκη =(Z∑ 2
- ZM)-
j
Z∑ 2
ctgδ2
jX O’
Zm
N
Z∑ 2
17
3.5.4 振荡过程中再故障的判断
振荡过程中又发生不对称短路，判据：
I2 I0 m I1
振荡过程中又发生三相短路，判据：
U cos：近似为电弧电压，其值一般不会超过6%额
定电压，且与故障距离无关，基本不随时间 变化，振荡时，短时满足；短路时，一直满 足。
0.03p.u. U cos 0.08p.u.
响，但Ⅱ、 Ⅲ段定值较大，振荡时的测量阻抗比较
容易进入其动作区。
10
系统振荡时，阻抗继电器是 否误动、误动的时间长短与：
•
保护安装位置
•
保护动作范围
•
动作特性的形状
•
振荡周期长短等有关
11
4. 振荡与短路的区别：
①从电流和各点电压的幅值的变化上看：
振荡：作周期性变化 短路： di du 大
dt dt
3.5 距离保护的振荡闭锁
电力系统继电保护 ——距离保护振荡闭锁、故障类型判别和故障选相、距离保护特殊问题的分析、工频故障分量
[0] [0] [0] ICA ( IC I A ) ( IC I [0] ) ( I I ) ( I I C A A C A ) I C I A
U M EM I M Z M EM 1 Zm ZM Z ZM j IM IM IM 1 e
1 e
j
1 cos j sin
2 1 jctg 2
一、距离保护的振荡闭锁
EM
M 1
I
2
N
EN
1 Z m Z Z M 2
过渡电阻对接地距离元件的影响要大于对相间距离元件的影 响。
三、距离保护特殊问题的分析
线路串联补偿电容对距离保护的影响：
串联补偿电容的存在会对距离保护产生十分严重的影响。
（1）采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联补偿电 容的影响 （4）通过整定计算来减小串联补偿电容的影响 补偿度可调的可控串补TCSC -电力系统电力电子化
振荡时，若阻抗测量元件误动作，则在一个振荡周期内动作 和返回各一次；短路时，可能动作，可能不动作。
利用系统短路时的负序、零序分量或电流突然变化，短路开 放保护，实现振荡闭锁 利用测量阻抗变化率不同构成振荡闭锁 利用动作的延时实现振荡闭锁
距离保护的振荡闭锁措施
二、故障类型判别和故障选相
四、工频故障分量距离保护
1. 称呼：故障分量、故障变化量、突变量 2. 组成：工频故障分量、故障暂态分量 3. 不存在由于对侧电源助增引起的稳态超越问题 特点： （1）基本上不受非故障状态影响，无需加振荡闭锁 （2）不，动作速度较快
继电保护
一．什么是电力系统的振荡？振荡时电压、电流有什么特点？阻抗继电器的测量阻抗如何变化？答：电力系统中发电机失去同步的现象，称为电力系统的振荡；电力系统振荡时，系统两侧等效电动势间的夹角δ在0°~360°范围内作周期性变化，从而使系统中各点的电压、线路电流、距离保护的测量阻抗也都呈现周期性变化。
在系统两端电动势相等的条件下，测量阻抗按下式的规律变化。
1111()cot ()cot 222222m M M Z Z Z j Z Z j Z δδρ∑∑∑∑=--=-- 二．纵联保护与阶段式保护的根本差别是什么？简述纵联保护忧缺点。
答：纵联保护与阶段式保护的根本差别在于，阶段式保护仅检测、反应保护安装处一端的电气量，其无延时的速动段（即第Ⅰ段）不能保护全长，只能保护线路的一部分，另一部分则需要依靠带有一定延时的第Ⅱ段来保护；而纵联保护通过通信联系，同时反应被保护线路两端的电气量，无需延时配合就能够区分出区内故障与区外故障，因而可以实现线路全长范围内故障的无时限切除。
三．什么是重合闸前加速保护和重合闸后加速保护？有何优缺？主要适用什么场合？答：所谓前加速就是当线路第一次故障时，靠近电源端保护无选择性动作，然后进行重合。
如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再有选择性的切除故障。
所谓后加速就是当线路第一次故障时，保护有选择性的动作，然后进行重合。
如果重合于永久性故障上，则在断路器合闸后，再加速保护动作瞬时切除故障，而与第一次动作是否带有时限无关。
四．距离保护装置一般由哪几部分组成？简述各部分的作用。
答：距离保护一般由启动、测量、振荡闭锁、电压回路断线闭锁、配合逻辑和出口等几部分组成，它们的作用分述如下：(1)启动部分：用来判别系统是否发生故障。
系统正常运行时，该部分不动作；而当发生故障时，该部分能够动作。
通常情况下，只有启动部分动作后，才将后续的测量、逻辑等部分投入工作。
(2)测量部分：在系统故障的情况下，快速、准确地测定出故障方向和距离，并与预先设定的保护范围相比较，区内故障时给出动作信号，区外故障时不动作。
电力系统继电保护技术 许建安 4.7振荡闭锁闭锁新
sin 2 sin cos
22 1 cos 2 sin2
2
1 1 e j
1 2
j 1 ctg 22
Zm
(
1 2
j
1 ctg
22
)Z
ZM1
(
1 2
m )Z
j
1 ctg 2
2
Z
其中：ZM 1 mZ
则测量阻抗变化轨迹为直线。
2019/11/19
U U
M N
E M Iswi Z M1 E N Iswi Z N1 E M
Iswi (Z M1
Z L1 )
当 180
最大。 I swi.max
2E Z 1
U Z称为振荡中心
2019/11/19
5
4.7 距离保护振荡闭锁
2019/11/19
U N
E N
arg Z1
2019/11/19
13
4.7 距离保护振荡闭锁
设两侧电源不相等，设 EM Ke E N e j
保护安装处电压、电流表示为：
U M K e E N e j Iswi Z M1
设电势相等，则
Iswi
E N Z 1
(Kee
j
1
( 1 cos )
j sin
( 1 cos ( 1 cos
) )2
j sin sin2
( 1 cos ) j sin 1 j 1 sin
2( 1 cos )
2 2 1 cos
2019/11/19
继电保护-3.5-3.8距离保护的振荡闭锁
振荡中心位于本线路保护范
围内时：
jX
当在δ在δ1和δ2之间时，测量 阻抗落入动作范围内，其测
O
量元件会动作
2
N
N
振荡中心位于本线路范围外 时：
测量阻抗不会落入距离I段的 动作区，距离I段不受振荡的 影响，但由于距离II段和距 离III段整定阻抗较大，可能 会动作。
M
M
1 2
Z
ZM
1 ZM
R
b. 系统振荡对不同特性的阻抗继电器的影响
因此一般取0.1s~0.3s。
数字式保护中，一般取0.15s左右。
整组复归元件
整组复归元件在故障或振荡消失后再经过一个延时 动作，将SW复原，它与故障判断元件、SW配合， 保证在整个一次故障过程中，保护只开放一次。但 是对于先外部故障引起的振荡后再次故障，保护也 将被闭锁，尚需要有再故障判别元件。
常用的故障判别元件：
ii. 反映电流突变量的故障判断元件 依据：
在系统正常或振荡时电流变化比较缓慢，而在系 统故障时电流会出现突变。
（2）利用阻抗变化率的不同来构成振荡闭锁
原理： 在电力系统发生故障时，测量阻抗由负荷阻抗突变 为短路阻抗；而在振荡时，测量阻抗缓慢变为保护 安装处到振荡中心的线路阻抗，根据两种情况下阻 抗变化速度的不同构成振荡闭锁。
为了能对电力系统振荡的物理过程进行明确而简单的分析， 同时又不影响结论的正确性，提出下列几点假设：
(1)将所研究系统按其电气连接的特点简化为一个具有双侧电源的 网络；
(2)系统振荡时，三相处于对称状态，因此可以只取一相进行分析;
(3)系统振荡时，两侧系统的电势幅值相等，相角差以δ表示；
(4)系统中各元件的阻抗角相等；
电力系统振荡对继电保护装置的影响及振荡闭锁装置
１ 前 言
包 钢 电 网 多 为 单 侧 电 源 双 回 路 辐 射 型 ， 种 接 这
如 果 以 电 势 应 为 参 考 ， 其 相 位 角 为 零 ， 在 使 则
系 统 振 荡 时 ， 以 认 为 Ｎ 侧 系 统 等 值 电 势 可
＾ ，
围 绕
旋 转 或 摆 动 。 因 为
落 后 于 ＾ 的 角 度 在 ０ ， 。
维普资讯
第 ２ ８卷 第 ４期
２０ ０ ２年 ｃ ｎ ｌｇ ｆＢ ｏｏ ｔｅ Ｇ ｏ ｐ ｏｐ ｒｔ ｎ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙｏ ａ ｔｕＳｅ ｌ（ ｒｕ ）Ｃ ｒｏａｉ ｏ
Ｖｏ ． １ ２８． Ｎｏ． ４
） 角 度 为 系 统 的
２ 电力 系 统 振 荡 及 其 与 短 路 的 区别
２ １ 电 力 系统 振 荡 时 电 压 电 流 的 分 布 ．
在振荡 时 ， 系统 中 性 点 电位 仍 保 持 为 零 ， 线 路 故
两 侧 母 线 的 电 压 ￡ 和 ，
Ｕ＾ ：Ｅ＾ 一， Ｚ ｆ ｆ ｆ 。 ＾
ＵＮ： ＥＮ＋ Ｉ ‘ＺＮ
为：
（ ３）
４）
引 起 电 力 系 统 振 荡 的 原 因 ， 要 是 输 电线 路 输 主
送 功 率 过 大 ， 过 静 稳 定 极 限 ； 由 于 短 路 故 障切 除 超 或 缓 慢 以及 非 同期 自动 重 合 闸不 成 功 等 原 因 引起 的 。 双 侧 电源 网 络 如 图 １所 示 ， 统 振 荡 时 各 种 电 系 气量的变化分析 如下。
器 的 影 响 ， 绍 了 具 有 比 较 完 善 的 振 荡 闭 锁 功 能 的 Ｌ Ｐ一９ １ 介 Ｆ ４ Ａ型 微 机 保 护 装 置 在 系 统 中 的 应 用 。 关 键 词 ： 力 系 统 振 荡 ； 电 保 护 ； 响 ； 荡 闭 锁 ； 用 电 继 影 振 应
基于EMD的直流牵引供电系统继电保护振荡闭锁装置研制
ｍｓ 时间， 电流上升 率 为 ８ ０ ０ Ａ ／ ｍｓ ， 超 出了 ｄ ｉ ／ ｄ ｔ — ＡＩ 保 整定值 时就会 引起 继 电保 护装 置误动 作 。要 想避 免误动 作 ５ 护装 置 设定 的整 定值 ６ ０ Ａ ／ ｍｓ ， 完 全能 引起保 护 装 置动作 。 的发生 ， 并保 证继 电保护 装置 的灵敏 性 ， 须对振 荡 信号和 短 路 故 障信 号 进行严 格 区分 ， 构 成振 荡 闭锁装置 。 振 荡 闭锁装 振荡 电流 的特 点 是 电流 的 变化 幅度 大 ，即 电流 上升 率 高 ， 但振 荡 电流 存 在 时 间短 ， 能 迅 速 恢 复到 正 常值 ， 不 会 对 直 置须 满 足 ４个基 本 要求 ：（ 共电系统发 生振 荡而 没 有 出现 而 因为保护 装置 的误 动作 所造 成 短 路故 障时 ， 应 能 可靠 地 将 保 护装 置 闭锁 ， 振 荡 不停 息 ， 闭 流馈 线和 列 车造 成 影响 。 的损 失 却是 无 法 估 量 的 ， 不 但 影 响列 车 的正 常 运 行 、 造 成 锁不解除 ； ②在继 电保护装置的保护范围内发生故障时， 保 影响社会稳定、 还会减短 电力系统及 护装置不被闭锁而能可靠动作 ；③在振荡过程中发生故障 人民生命财产损失 、 继 电保 护 的使 用 寿 命 ， 所 以必 须 安 装振 荡 闭锁 装 置 ， 对 这 时， 保护 装 置应 能不 受振荡 影 响正确 动作 ； ④供 电系统 先发 种误 动作 进 行避 免 。 生 故 障又 发 生振荡 时 ， 保护装 置 不会误 动作 。
靠性。
的 可靠 性 降低 。 振 荡是 电力系统经 常 出现 的一种 现 象 ，系统振 荡 时 电
图 １ 振 荡 电流 波 形 图
流、 电压会 发 生周期 性 变化。当 电流 的变化超 过继 电保 护 的
继电保护振荡闭锁
计及 e 1 2 sin 2
dZ m dt
j
0 st
d / dt s
Z 1 4 sin
2
2
s
180 时，阻抗变化率最小，即
dZ m dt
min
Z 1 s 4
Q
jX
N
n m
t
Z1
M
R
R1set
Z2
P
R2 set
短路时Z2、Z1几乎同时动作；
振荡时Z2、Z1先后动作。动作时 间差在 40 ~ 50ms 以上。
(2)判别测量阻抗变化率检测振荡
系统振荡测量阻抗变化率必大于
Z 1 6 ，正常运行时测量阻抗
变化率为零（负荷阻抗为定值）。 阻抗变化率
( Rm Rm 0 ) 2 ( X m X m 0 ) 2 t m
电弧电压表达式
U arc ＞ U cos( 90 )
若发生三相短路，电弧电压不超过额 定电压的6%，振荡中心电压始终小于 额定电压6%不变。
若
U cos( 90 )
是变化的，
判定系统振荡。 若 U cos( 90 ) 一直在6% UN以下，可判定三相短路故障。
1、电力系统振荡将引起电压、电流大幅 度的变化；
2、振荡中心的电压变化最为显著；
小 结
3、振荡时电气量变化速度与短路故障时 不同； 4、振荡中心电压为零值是短时间的， 而三相短路故障，故障未被切除前短路 点电压一直为零；
5、振荡过程中对称短路故障的识别可 利用检测振荡中心电压、测量阻抗变化 率进行识别。
电力系统继电保护原理第三章
第三章 电网的距离保护 第一节距离保护的作用原理一﹑基本概念电流保护的优点：简单﹑可靠﹑经济。
缺点：选择性﹑灵敏性﹑快速性很难满足要求（尤其35kv 以上的系统）。
距离保护的性能比电流保护更加完善。
Z dU d....1fe f dd d ld I U Z I U Z Z =<==，反映故障点到保护安装处的距离——距离保护，它基本上不受系统的运行方式的影响。
二﹑距离保护的时限特性距离保护分为三段式： I 段：AB Idz Z Z )85.0~8.0(1=，瞬时动作 主保护 II 段：)(21Idz AB IIK IIdz Z Z K Z +=，t=0.5’’III 段：躲最小负荷阻抗，阶梯时限特性。
————后备保护第二节 阻抗继电器阻抗继电器按构成分为两种：单相式和多相式单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压U J （相电压或线电压）和一个电流I J （相电流或两相电流之差）的阻抗继电器。
JJ J I U Z ..=——测量阻抗Z J =R+jX 可以在复平面上分析其动作特性它只能反映一定相别的故障，故需多个继电器反映不同相别故障。
多相补偿式阻抗继电器：加入的是几个相的补偿后的电压。
它能反映多相故障，但不能利用测量阻抗的概念来分析它的特性。
本节只讨论单相式阻抗继电器。
一﹑阻抗继电器的动作特性PTld PT l lPT JJ J n n Z n n I U n I n U I U Z ⨯=⨯===1.1.1.1...BC 线路距离I 段内发生单相接地故障，Z d 在图中阴影内。
由于1）线路参数是分布的， Ψd 有差异2)CT,PT 有误差 3）故障点过渡电阻 4）分布电容等 所以Z d 会超越阴影区。
因此为了尽量简化继电器接线，且便于制造和调试，把继电器的动作特性扩大为一个圆，见图。
圆1：以od 为半径——全阻抗继电器（反方向故障时，会误动，没有方向性） 圆2：以od 为直径——方向阻抗继电器（本身具有方向性） 圆3：偏移特性继电器另外，还有椭圆形，橄榄形，苹果形，四边形等二﹑利用复数平面分析阻抗继电器它的实现原理：幅值比较原理 B A U U ..≥J相位比较原理 90arg 90..≤≤-DC U U（一） 全阻抗继电器 特性：以保护安装点为圆心（坐标原点），以Z zd 为半径的圆。
电力系统继电保护481振荡与振荡闭锁
影响距离保护正确动作的因素及对策
2 2020/2/17
2.振荡对距离保护的影响
（1）系统振荡时电压电流的变化
假设
a、所有的阻抗角相等 b、振荡中心在电气中心O点 c、两侧电源电势相等（M超 前N角度) d、M侧为送电侧（fM>fN)
ZSM P
M IM
Z MN
N
ZSN
Q
EM UM
EN
电流电压周期性变化，周期 为振荡周期（1-3S），即
O
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fM=50.2HZ,fN=49.8HZ时的振荡电流图
4
3
δ=180°
2
1
0
振荡周期2.5s
-1
δ=0°
-2
-3
-4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
影响距离保护正确动作的因素及对策
5
5 2020/2/17
（2）系统振荡时测量阻抗的变化
Q
ZSN
N
Z MN
EN/ IM
M ZSM
Q bN
2
a
II 段动作延时可能小于ab段时 间，保护可能误动，故振荡时
M
需闭锁；
P
继电器 动作区
III段的动作时间最长（超过1s），不受振荡的影响。
影响距离保护正确动作的因素及对策
O
R
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3.振荡闭锁原理
（1）振荡与短路的区别 a、振荡——电压、电流、测量阻抗均作周期性的缓慢变化，周期 为振荡周期；
4.8影响距离保护正确动作的因素及对策
振荡 过渡电阻 电压回路断线 串补电容
震荡闭锁
振荡闭锁装置的振荡闭锁分四个部分，任意一个动作开放保护。
1 .起动开放元件起动元件开放瞬间，若按躲过最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚不到10ms，则将振荡闭锁开放160ms。
该元件在正常运行突然发生故障时立即开放160ms，当系统振荡时，正序过流元件动作，其后再有故障时，该元件已被闭锁，另外当区外故障或操作后160 ms再有故障时也被闭锁。
举例1：正常运行第一次发生短路，不可能正序过流元件动作10MS以后，起动元件才动作。
为什么起动元件起动后只开放160MS？如图：在K点发生故障时，3号开关跳开后，假如EM和EN之间发生震荡，开关1保护若阻抗一直开放，那么容易误动。
短路后发生震荡，根据经验，EM和EN之间角度摆开到阻抗易误动时，要250MS以上。
所以阻抗开放160MS。
阻抗I、II 段受震荡闭锁控制，阻抗II段一般整定为500MS。
若K点发生故障时，3号开关未跳开引起震荡，开关1保护阻抗开放160MS以后，阻抗II段跳不了。
采取的方法是，如果阻抗II段在160MS以内一直动作，说明是故障引起的，因为震荡引起的阻抗II段动作要在250MS以后才能动。
举例2：如下图。
正常运行时发生第一次短路故障（K1点），开放160MS，阻抗I、II段都不动，160MS以后，阻抗I、II段被闭锁了。
那么，假如K1点故障后接着又发生K2点故障，阻抗I、II段都不能动作，只能靠距离III段，这样时间太长，不太好，如何解决？k2举例3：震荡中发生短路，如下图。
I∆、零序电流都很小，当短路发生在两端电势角摆开很大时，突变量电流φφI电流先动作，超过10MS，所有可能不动，或迟一点再动，但两端电势摆开后1以第一个开放元件不满足，阻抗不能开放。
例2和例3所述情况靠以下元件开放。
2. 不对称故障开放元件不对称故障时，振荡闭锁回路还可由对称分量元件开放，该元件的动作判据为： 120I m I I ⨯>+以上判据成立的依据是：● 系统振荡或振荡又区外故障时不开放系统振荡时，0I 、2I 接近于零，上式不开放是容易实现的。
SEL继电器振荡闭锁原理
SEL继电器振荡闭锁原理自动化运营事业部张贵民摘要：为了阻止距离保护误动，SEL311C、SEL311L和SEL321系列继电器设置了振荡与失步逻辑，可区分振荡与故障。
本文阐述了怎样应用振荡闭锁、解除闭锁和失步跳闸方案，提出了详细的振荡闭锁整定方法。
关键词：失步；振荡；闭锁；继电器；逻辑1概述SEL继电器振荡与失步逻辑采用两个同心矩形区检测稳态和非稳态系统振荡。
因为相距离保护共４段，按顺序将振荡与失步逻辑设为５、６两段。
如图１，阻抗轨迹进入６段边界时，启动两个计时器OSBD 和OSTD。
如果阻抗轨迹停留在５段和６段之间，时间超过OSBD整定值，判定为系统稳态振荡；如果阻抗轨迹经OSTD整定时间进入５段，判定为非稳态振荡，即故障。
这里OSTD整定值必须小于OSBD.图１. 振荡与失步特性检测一个非稳态振荡有两种方式。
第一种方式，如果OSTD整定时间到，且阻抗轨迹进入５段，那么判定为非稳态振荡，发出跳闸命令，阻抗轨迹见Trip-On-the-Way-In(TOWI)；第二种方式，如果OSTD 整定时间到，且阻抗轨迹从５段滑出，那么判定为非稳态振荡，发出跳闸命令，阻抗轨迹见Trip-On-the-Way-Out(TOWO)．继电器具备再故障解除振荡闭锁功能。
对于不平衡故障，继电器采取负序电流延时解除振荡闭锁（负序解锁）；对于三相故障，继电器采用的是正序阻抗测量方式，当正序阻抗在继电器设置的内部线路阻抗区域停留超过一定时间后，解除振荡闭锁（小区解锁）。
2振荡闭锁逻辑当正序阻抗Z1进入相距离动作特性时，在稳态振荡期间，相距离保护被闭锁。
在实际应用中，系统稳态振荡不用闭锁全部距离保护，只闭锁可能动作的距离保护段。
１段为速断无延时，２段延时通常小于系统振荡周期，所以振荡逻辑闭锁正向距离１段和２段。
如果稳态振荡周期是1.5秒，那么应闭锁速断１段和通讯辅助２段。
３段和４段一般延时较长，大于稳态振荡周期，不用闭锁。
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电弧电压表达式
U arc ＞ U cos( 90 )
若发生三相短路，电弧电压不超过额 定电压的6%，振荡中心电压始终小于 额定电压6%不变。
若
U cos( 90 )
是变化的，
判定系统振荡。 若 U cos( 90 ) 一直在6% UN以下，可判定三相短路故障。
PM 2mE sin
δ
，M母线电压最高。
当 180 时， M (2m 1) E U 当m=0.5时，M母线电压为零。 M越趋近0.5。变化幅度越大。
U Z U M cos( 90 )
arg U M / I swi
arg Z 1
因
2 s Tswi
，据统计，振荡周
期最大值为3s，于是 2 s min 3 测量阻抗变化率为 dZ m Z 1 ≥ dt 6
只要适当选 择保护开放 条件，可保 证保护不误 动。
3、短路与振荡的区分
要求：短路时应开放保护；振荡时可靠 闭锁保护；振荡过程中发生短路，保护 能正确动作；振荡平息后自动复归。 （1）利用电气量变化速度不同区分 短路故障和振荡
令 m Z M 1 / Z 1 ，则
U M ( E cos ) 2 [(1 2m) E sin ] 2 2 2
E 1 4m(1 m) sin
2
2
其中 m Z M 1 / Z 1
PQ 2E sin
P
Q
2
2 MZ (1 2m) E sin 2 0 有U M E
δ
δ
P Z M 1 M Z L1
UM I swi
N Z N1 Q
UN I swi
图中P、M、N、Q四定点由阻抗 Z M 1 、Z L1 、 N 1 值确定相对位置。 Z UM M侧测量阻抗为： Zm I
swi
当 K e 1 时，测量阻抗变化轨 迹为一直线。 当 K e ＞1时，测量阻抗轨迹包含Q点 的一个圆。 当 K e ＜1 时，测量阻抗轨迹包含
振荡时电气量变化的特点 （1）电流作大幅度变化
Im
Z M1
Z L1
Z N1
若 EM EN E ，正常运行时夹角为 0 ， 负荷电流为：
0 2E IL sin Z 1 2
系统振荡时，设 E N 超前 EM 的相 位为 ，两侧电势相等，系统 中各元件阻抗角相等，振荡电流 为：
若认为系统总阻抗 角与被保护线路阻 抗角相等，则可在 保护安装处侧得振 荡中心电压。
P
EM
M
UM
I swi
Z
UN
N
Q
EN
（4）振荡时电气量变化速度与短路 故障时不同，短路故障时电气量变化 是突变的。 （5）短路与振荡流过被保护线路两 侧电流方向、大小是不相同的。
2、系统振荡时测量阻抗特性分析 （1）测量阻抗变化轨迹
dZ m e j d jZ 1 j dt (e 1) 2 dt
计及 e 1 2 sin 2
dZ m dt
j
0 st
d / dt s
Z 1 4 sin
2
2
s
180 时，阻抗变化率最小，即
dZ m dt
min
Z 1 s 4
1、电力系统振荡将引起电压、电流大幅 度的变化；
2、振荡中心的电压变化最为显著；
小 结
3、振荡时电气量变化速度与短路故障时 不同； 4、振荡中心电压为零值是短时间的， 而三相短路故障，故障未被切除前短路 点电压一直为零；
5、振荡过程中对称短路故障的识别可 利用检测振荡中心电压、测量阻抗变化 率进行识别。
EM 2 ZM1 Zk
ZM1 Zk 设k Z 1
，则
(3 I km)
Im EM 2 kZ 1 k
k ＞
0 .5 ，短路电流幅小于振荡 电流幅值。
（2）全相振荡时，系统保持对称性，系
统中不含负序、零序分量，只有正序分 量。短路时，一般将出现负序分量或零 序分量。
（3）系统电压作大幅度变化
I swi
EM E N E M E N E (1 e j ) Z M 1 Z L1 Z N1 Z 1 Z 1
振荡电流滞后电势差角为：
X 1 arctg R1
系统M、N点的电压为：
U M E M I swi Z M 1 U N E N I swi Z N 1 E M I swi ( Z M 1 Z L1 )
Q
jX
n m
t
Z1
M
R
R1set
Z2
P
R2 set
短路时Z2、Z1几乎同时动作；
振荡时Z2、Z1先后动作。动作时 间差在 40 ~ 50ms 以上。
(2)判别测量阻抗变化率检测振荡
系统振荡测量阻抗变化率必大于
Z 1 6 ，正常运行时测量阻抗
变化率为零（负荷阻抗为定值）。 阻抗变化率
( Rm Rm 0 ) 2 ( X m X m 0 ) 2 t m
3.5 距离保护振荡闭锁
1、电气量变化特点；
2、测量阻抗的特性分析； 3、短路故障和振荡的区分； 4、振荡过程中对称短路故障的识别； 5、振荡闭锁。
教学要求：
通过学习要求掌握系统 振荡时电气量变化的特点； 测量阻抗变化特性；短路与 振荡的区分原理。
1、系统振荡时电气量变化特点
定义：并列运行的系统或发电厂失去同步 的现象称为振荡。 特点：电力系统振荡时两侧等效电动势的 夹角 在 0 ~ 360 作周期性变化。 原因：切除短路故障时间过长、误操作、发 电厂失磁或故障跳闸、断开某一线路或设备 等造成系统振荡。 产生的影响：电力系统振荡时，将引起电压、 电流大幅度变化，对用户产生严重影响。 要求：在振荡过程中不允许保护发生误动作。
P
EM
M
UM
I swi
Z
UN
N
Q
EN
当 180
I swi . max
2E Z 1
最大。
Z点位于 0.5Z 1 处。
U Z 称为系统振荡中心
特点：正常 运行时负荷 电流幅值保 持不变，振 荡电流幅值 作周期变化。
δ
K
Z M1
(3 I km)
Zk
Z N1
2
EM I swi
P
n
Z
0.03U N I swi EN I swi
Q
EM I swi
1
m
0.08U N I swi
EN I swi
t
2 1
360
Tswi
为安全 t 值应比计算大。
2）利用测量阻抗变化率识别 振荡过程中测量阻抗为负荷阻抗，具 有较大值；振荡过程中发生三相短路故 障时，电阻分量为线路电阻，具有较小 值。变化率不满足要求，可判定发生了 三相短路故障。
P点的一个圆。
δ
δ
δ
（2）测量阻抗变化率 U M E N I swi (Z N1 Z L1 )
I swi ( E M E N ) / Z 1
UM Z 1 Zm Z N1 Z L1 j I swi e 1
其中：EM E N
若满足 ＞ Z 1 6 ，则系统振荡。
4、振荡过程中对称短路故障的识别 1）利用检测振荡中心电压来识别
EM I swi
P
n
Z
0.03U N I swi EN I swi
Q
EM I swi
m
0.08U N I swi
EN I swi
振中电压表达式
U Z U M cos( 90 )