输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析

输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析

   本文着重介绍两端电流相量和故障特征,其中包括两端功率方向的故障特征、 两端电流相位特征两端电流相位特征以及两端测量阻抗的特性。
    1. 两端电流相量和故障特征
    电流相量不但反映电流的大小,还反映电流的方向。当线路发生内部故障时(a),在故障点有短路电流流出,若规定电流正方向为由母线流向线路,不考虑分布影响,两端电流相量和等于流入故障点的电流相量和:
    当线路发生外部故障或正常运行(中间既无(无电流注入)又无负荷(电流流出))时,任何时刻其两端电流相量和等于零。

(a)内部故障                               (b)外部故障
图1 双端电源线路区内、外故障示意图
    2. 两端功率方向的故障特征
    当线路上发生区内故障和区外故障时,输电线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方向由母线指向线路,则线路发生区内故障时,两端功率方向都由母线流向线路,两端功率方向相同,同为正方向;当发生区外故障时,远故障点端功率由母线流向线路,功率方向为正,近故障点端功率由线路流向母线,功率方向为负,两端功率方向相反。

(a)内部故障功率方向                   (b)外部故障功率方向
图2 双端电流线路区内、外故障功率方向
    3. 两端电流相位特征
    两端输电线路,若全系统阻抗角均匀,且两端电动势角相等,则当线路MN发生区内短路故障时,两侧电流同相位,即相位差为0°;而当正常运行或发生区外短路故障时,两侧电流反相,即电流、相位差为180°。

图3

    4. 两端测量阻抗的特性
    当线路区内短路时,输电线路两端的测量阻抗都是短路阻抗,一定位于距离保护Ⅱ段的动作区内,两侧的Ⅱ段同时启动;当正常运行时,两侧的测量阻抗是负荷阻抗,距离保护Ⅱ段不会启动;当发生外部短路时,两侧测量阻抗也是短路阻抗,但一侧为反方向,若采用方向特性的阻抗,则至少有一侧的距离Ⅱ段不会启动。

输电线路短路时两侧电气量的故障特征分析

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