南京工程学院电力工程学院毕业论文
目 录
摘 要 ............................................................................................................................. II Abstract ........................................................................................................................ III 1 绪论 ....................................................................................................................... - 1 - 1.1 引言 .................................................................................................................... - 1 - 1.2 我国阻抗继电器研究现状 ................................................................................ - 1 - 1.3 距离保护构成 .................................................................................................... - 3 - 2 几种常见的阻抗继电器动作特性和动作方程 ................................................... - 5 - 2.1 圆特性阻抗继电器 ............................................................................................ - 5 - 2.2 四边形特性阻抗元件 ...................................................................................... - 10 - 3 存在过渡电阻短路时对距离保护的影响 ......................................................... - 13 - 3.1 短路点过渡电阻的性质 .................................................................................. - 13 - 3.2 单侧电源线路上过渡电阻的影响 .................................................................. - 14 - 3.3 双侧电源上过渡电阻的影响 .......................................................................... - 15 - 3.4 过渡电阻对不同动作特性阻抗元件的影响 .................................................. - 16 - 3.5 防止过渡电阻影响的方法 .............................................................................. - 17 - 4 振荡对距离保护的影响 ..................................................................................... - 20 - 4.1 电力系统振荡对距离保护的影响 .................................................................. - 20 - 4.2 振荡闭锁 .......................................................................................................... - 25 - 5 MATLAB的仿真 ................................................................................................. - 31 - 5.1 MATLAB软件概述 ......................................................................................... - 31 - 5.2 仿真模型的建立与分析 .................................................................................. - 32 - 5.3 仿真结果分析 .................................................................................................. - 33 - 6 总 结 ................................................................................................................... - 39 - 谢 词 ....................................................................................................................... - 40 - 参考文献 ................................................................................................................. - 41 - 附录1 外文资料翻译 ............................................................................................ - 42 - A1.1 分布式发电系统中燃料电池和蓄电池组的控制算法 ............................... - 42 - A1.2 Control Algorithm of Fuel Cell and Batteries for Distributed Generation System- 54 -
IV
朱俊杰：短路和系统振荡对阻抗继电器的影响的探究
1 绪 论
1.1 引言
随着我国的国民经济高速发展，用电负荷的要求越来越高，用户对于电能的质量要求越来越高，对于电能的可靠性提出了更高的要求，所以对于继电保护装置的可靠性，选择性，速动性和灵敏性都有着很高的要求。
在110kV以上的输电线路中，距离保护占了大多数。距离保护在保护110kV输电线路可靠输送电起到重要的作用。距离保护的核心元件就是阻抗继电器，它的作用是测量保护安装处到输电线路故障点之间的阻抗，这个阻抗也就反映了故障点离保护安装处的距离。因为输电线路的阻抗不会随着电网运行方式的变化而变化。同时也与短路故障的类型没有关系，所以距离保护相比于电流保护而言更加稳定可靠；距离保护也不会因为重负荷情况下短路时造成灵敏度不足的情况；同时距离保护对于各种复杂的电网结构更好的适应性。总之，距离保护的性能更为完善。
距离保护中的阻抗继电器是反映距离保护性能的一个硬指标，阻抗继电器测量距离越准确，距离保护装置的性能越好。
本文主要研究输电线路短路与振荡时对阻抗继电器的影响。
1.2 我国阻抗继电器研究现状
1.2.1 传统距离保护原理
1.2.1.1 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
[1]
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
[2]
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。
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1.2.1.2 圆特性阻抗继电器
圆特性阻抗继电器[3]，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。
1.2.1.3 四边形特性阻抗继电器
四边形特性阻抗继电器
[4][5]
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渡电阻的能力。在传统继电保护中，因实现因难而很少使用，但随着微机保护的出现。四边形阻抗特性继电器得到了广泛的应用。
1.2.2 现有阻抗继电器新原理简介
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。主要有电流自适应保护、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。 1.2.2.1 电流自适应保护原理
自适应电流速断保护
[6][7]
是利用在线测得到的电流电压值，由微机保护装置在
线实时计算电流定值，可以免去麻烦的人工整定工作．且能使保护范围显著扩大。因此在理论上．其速断定值不是常数，是由当前的系统运行方式和故障状态决定。
[7]
即根据电力系统当前实际运行方式和故障状态实时、自动整定计算，无需人工参
与，能使速断定值和保护范围能保持最佳状态。但实际上，计算电流整定值的过程，引入了电压量，并要求输入被保护线路的阻抗值，即利用在线电压，实时算得的系统综合阻抗值，得到实时电流整定值，而后与在线电流相比较，以判别故障情况。可以看出其本质上还是距离保护，它同样受到PT断线，过渡电阻等因素的影响，而且对系统阻抗的计算算法也较复杂[8]。 1.2.2.2 工频变化量距离保护原理
工频变化量距离保护原理[9]，是由我国继电保护专家在80年代率先提出的，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忆量进行比较，来实现对故障的判别，对线路进行保
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