超高压输电线路继电保护1-3章(研究生2006) - 图文(6)

当?1?1.2时,的轨迹

1-1.2e-j?1端点随?变化的轨迹是一园

1??e?j?系，如图所示。其中只有??1时为一直线，N点的座标为（0.5,0）。

（4）总结以上结果，当?取为不同数值时，F?

图 当?为不同常数时,1的园系 -j?1-?e二、考虑负荷电流影响时，电力系统短路计算方法 在长距离重负荷的线路上短路时，负荷电流在数值上往往可以和短路电流相比拟。此时较精确地考虑负荷电流的影响，对于这种线路继电保护装置各种定值的合理选择，和对其动作行为的正确校核是有重要的意义。

在继电保护的整定校验中，最常用到短路初瞬间（t=0）的基波电流和电压。在进行这种计算时，如假定系统是线性和对称的，只有故障点存在不对称，就可以应用重叠原理对负荷状态和故障引起的附加状态（简称事故状态，以下同）分别计算而得的电压、电流分量进行迭加，以求得故障情况下的总电压和总电流。具体分析方法可参考有关教材，此处从略。

三、电力系统振荡伴随短路故障的计算

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电力系统振荡过程中发生短路，或由短路引起系统振荡时，系统电压、电流的计算与在负荷状态下短路时的计算相似，可以应用振荡状态和事故状态重叠的原理进行。计算时只需将图4-8中的负荷状态改为振荡状态即可。

振荡状态的计算，可根据已知的系统参数和给定的振荡角度?值，求出振荡电流和振荡状态下F点的电压UAF?、UBF?和UCF?（三相对称）。

对事故状态的计算，可用上述电压分别代替图4-8中的UAF101、UBF101和UCF101，而计算出电压、电流的事故分量。 将系统中各点电压、电流的振荡分量和事故分量叠加，即可得到振荡伴随有短路故障时，在给定的?角度下该点的总电压和总电流。如欲计算各种?角度时的电压电流值，并找出对继电保护影响最大的情况，这种计算将是相当复杂的。在此情况下，可按上述原理和有关的计算公式编制程序，应用计算机进行计算。

四、系统中同一点经过渡电阻短路时电压电流的计算 电力系统中发生的短路并非都是金属性的。相反地，绝大多数的短路都经过一定的过渡电阻。下面讨论三种简单的在同一点经过渡电阻短路时的计算方法。

1．单相经过渡电阻Rg接地：在图（a）中，F点单相经过渡电阻Rg接地，可以看作是在电阻为Rg的分支线上F'点发生单相金属性接地，如图（b）所示。因此只需在对F点的正、负、零序综合阻抗Z1?、Z2?、Z0?上加上Rg作为新的综合阻抗，用以构成对F'点的复合序网，如图（c）所示，即可进行计算。

图 同一点单相经Rg接地的分析

也可以从另一概念出发画出复合序网。由于Rg是相与地之间的电阻，通过此电阻的只有入地的电流，即短路电流中零序分量的三倍3I0，因此可以只给另序综合组抗Z0?加上3Rg，然后与Z1?和Z2?串联构成复合序网，如图（d）所示，此时Rg不再出现于正序和负序网络中。

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2．两相经过渡电阻短路：在图（a）中，F点BC两相上经2R的电阻短路，可以看作是在电阻为R的分支线上F'点发生BC两相金属性短路，如图（b）所示，因此可立即画出其复合序网如图（c）所示。

图4-10 同一点两相经过渡电阻短路的分析

3．同时经相间过渡电阻2R和接地电阻Rg发生的两相短路接地：这种故障和前两种故障一样也是常见的，例如两相通过弧光对铁塔的闪络，即属于这种故障。图（a）为其示意图，为简单起见，认为B、C两相的相间过渡电阻相同，等于R。为此可将R看作是一个分支线路的电阻，此线路BC两相在F'点经Rg接地短路，如图(b)所示。

图4-11 同一点经相间和接地过渡电阻两相短路接地的分析

如前所述，在Rg上只流过3I0。故新的复合序网应该是在正、负、零序综合阻抗上加上分支线路的电阻R以后，再在零序回路中加入接地电阻3Rg，如图（c）所示。

五、电力系统振荡对距离保护的影响及振荡闭锁回路 电力系统正常运行时，接入系统的所有发电机都处于同步运行状态。因输电线路传输功率过大超过静态稳定极限、系统无功严重不足、发生故障后切除太慢和采用非同步重合闸时，并列运行的发电机会失去同步，系统发生振荡。当电力系统中发生振荡时，各点的电压、电流和功率的幅值和相位都将发生周期性地变化。电压与电流之比所代表的阻抗继电器的测量阻抗也将周期性地变化，当测量阻抗进入动作区域时，距离保护将发生误动作。因此对于距离保护必须考虑电力系统振荡对其工作的影响。

1. 电力系统振荡时电压电流的变化规律

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图 双侧电源系统振荡时系统图与电压分布

图(a)为一双侧电源系统接线图。发生系统振荡时，三相总是对称的，可以按照单

?为相系统来研究。图上标出了系统和线路的参数以及电压电流的规定正方向。如以电势EM??E；在系统振荡时，可认为N侧系统等值电势E?围绕参考，使其相位角为零，则EMMN?旋转或摆动，E?之角度?在0?到360?之间变化， ?落后于EEMMN??Ee?j? （3—46） ENM则振荡电流为

EN?j?e??E?EEMNM??I?EM （3－47） MZM?Zl?ZNZM?Zl?ZN1???E?的角度为系统总阻抗角?z 此电流落后于电势差EMN ?z?arctgXM?Xl?XN （3－48）

RM?Rl?RN令??EN表示两侧系统电势幅值之比，Z??ZM?Zl?ZN为全系统总阻抗。则 EM?j?EM1??e1??cos??j?sin???IE?E?MMMZ?Z?Z?1??2?2?cos?ej(???z)

（3－49）

因此，振荡电流的幅值和相位分别为

IM?EMZ?1??2?2?cos? （3－50）

??arctg?sin? （3－51）

1??cos?由此可知，振荡电流的幅值和相位都随着振荡角度?变化而变化。当??0?时，IM

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最小；当??180?时，IM最大。振荡电流幅值随?的变化轨迹示于图3-27中。从图中可见，振荡电流幅值从一个最小值到另一个最小值之间所经历的的时间正好为?从0?到360?的时间，称这一时间为振荡周期，一般在0.2-3s的范围内。

图 电力系统振荡时电流电压的变化

?和U?分别为：在振荡时，系统中性点电位仍保持为零，故线路两侧母线的电压U MN??E?EEM??EMe?j?MN????UM?EM?IMZM?EM?ZM?EM?ZMZZ ???j???EM?1?m??me?????EM?1?m??mcos??j?msin??（3－52）

式中m?ZM； Z??j?

??E??I?Z??EeUNNNNMEM??EMe?j??ZNZ?

?j???EM?n?1?n?e???n??1?n??cos??j?1?n??sin??????EM?（3－53）

式中n?ZN。 Z?因此，两侧母线电压的幅值和相位分别为：

UM?EM?2??1?m??2??1?m?cos? （3-54）

2?M?arctg??msin? （3-55）

1?m??mcos?2UN?EM?2??1?n??2?2n?1?n??cos? （3-56）

?N?arctg??1?n??sin? （3-57）

n??1?n??cos?以上四式表明，系统振荡时母线电压的幅值和相位也是随?而变化的。当??0?时，

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