定義：并列運(yùn)行的系統(tǒng)或發(fā)電廠失去同步的現(xiàn)象稱(chēng)為振蕩。
特點(diǎn)：電力系統(tǒng)振蕩時(shí)兩側(cè)等效電動(dòng)勢(shì)的夾角δ在00到3600之間作周期性變化。
原因：切除短路故障時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、誤操作、發(fā)電廠失磁或故障跳閘、斷開(kāi)某一線路或設(shè)備等造成系統(tǒng)振蕩。
產(chǎn)生的影響：電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，將引起電壓、電流大幅度變化，對(duì)用戶產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
要求：a.系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)快速開(kāi)放保護(hù)；
b.系統(tǒng)靜穩(wěn)定破壞引起的振蕩時(shí)，應(yīng)可靠閉鎖保護(hù)；
c.外部故障切除后緊跟著發(fā)生振蕩，保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)；
d.振蕩過(guò)程中發(fā)生故障，保護(hù)應(yīng)當(dāng)可靠動(dòng)作；
e.振蕩閉鎖在振蕩平息后應(yīng)該自行復(fù)歸，即振蕩不平息振蕩閉鎖不復(fù)歸。
1．振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響
假設(shè)系統(tǒng)的模型如下圖a所示,假設(shè)所有的阻抗角相等，振蕩中心在電氣中心o點(diǎn)，兩側(cè)電源電勢(shì)相等且m側(cè)電勢(shì)超前n側(cè)δ角，m側(cè)為送電側(cè)（m側(cè)頻率fm>fn）。
（1）系統(tǒng)振蕩時(shí)電壓電流的變化
由上圖b振蕩時(shí)的電流為：
振蕩電流的最大值相當(dāng)于在振蕩中心發(fā)生三相短路，其電流很大。m母線的電壓為：
可見(jiàn)，電壓也作周期性變化，其最小幅值在δ=1800 時(shí)，如圖c所示。
（2）系統(tǒng)振蕩時(shí)測(cè)量阻抗的變化
由于振蕩時(shí)，電壓電流均作周期性變化，測(cè)量阻抗的也作周期性變化。
測(cè)量阻抗的計(jì)算：
當(dāng)em=en時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗為：
由上式可見(jiàn)，測(cè)量阻抗隨δ周期性變化而周期性變化。當(dāng)em=en時(shí)測(cè)量阻抗的軌跡如上圖e中的直線ab，其與阻抗z∑的交點(diǎn)為振蕩中心o，此時(shí)δ=1800 。而δ=00 時(shí)測(cè)量阻抗接近于無(wú)窮大。
(2)測(cè)量阻抗的軌跡
上圖b為振蕩時(shí)的電壓電流圖，將其中的所有電壓除以電流，就得到阻抗圖d。在阻抗圖中mo即為m側(cè)測(cè)量阻抗的大小，o點(diǎn)軌跡就是測(cè)量阻抗。
當(dāng)m側(cè)為送電側(cè)（em＞en）且振蕩中心在正方向時(shí)，其軌跡如上圖中的圓1所示，如功角δ由0～180°～360°變化時(shí)，測(cè)量阻抗在圓1上順時(shí)針變化，如圓1上箭頭所示；反之，當(dāng)m側(cè)為受電側(cè)（em＞en）且振蕩中心在正方向時(shí)，測(cè)量阻抗在圓2上逆時(shí)針變化，如圓2上箭頭所示。功角變化時(shí)，其軌跡如圖中的圓2所示。
（3）振蕩對(duì)距離保護(hù)的影響
通過(guò)上面的分析，測(cè)量阻抗（圓1）在δ接近于180°時(shí)進(jìn)入到阻抗繼電器的動(dòng)作區(qū)，進(jìn)入點(diǎn)為a，隨著δ逐漸增大，測(cè)量阻抗退出阻抗繼電器的動(dòng)作區(qū)，退出點(diǎn)為b。這樣就造成阻抗繼電器的周期性動(dòng)作與返回。
測(cè)量阻抗進(jìn)入阻抗繼電器的動(dòng)作區(qū)的時(shí)間為ta-tb（小于1s），因此對(duì)阻抗繼電器來(lái)說(shuō)，iii段最容易動(dòng)作，但是距離變化iii段的動(dòng)作時(shí)間最長(zhǎng)（超過(guò)1s），若動(dòng)作時(shí)間為1.5s以上則距離保護(hù)iii段不受振蕩的影響?？赡苁苷袷幱绊懙氖蔷嚯x變化i、ii段，需要加裝振蕩閉鎖。
2．振蕩閉鎖原理
根據(jù)對(duì)振蕩閉鎖的要求，振蕩閉鎖需要區(qū)分振蕩與短路。
（1）振蕩與短路的區(qū)別：
(a)振蕩時(shí)，電壓、電流及測(cè)量阻抗幅值均作周期性的變化，變化緩慢；而短路時(shí)電流突然增大，電壓突然減小，變化速度快。
(b)振蕩時(shí)，三相完全對(duì)稱(chēng)，無(wú)負(fù)序或零序分量；短路時(shí)，總要長(zhǎng)期（不對(duì)稱(chēng)短路）或瞬間（對(duì)稱(chēng)短路）出現(xiàn)負(fù)序電流（接地故障時(shí)還有零序電流）。
（2）振蕩閉鎖的構(gòu)成原理
利用振蕩與短路的區(qū)別以及振蕩的特點(diǎn)可以構(gòu)成如下原理的振蕩閉鎖。
①振蕩閉鎖的起動(dòng)元件
起動(dòng)元件的作用是在振蕩時(shí)閉鎖保護(hù)，在故障時(shí)開(kāi)放保護(hù)。根據(jù)振蕩與短路的區(qū)別，起動(dòng)元件一般采用負(fù)序電流i2加零序電流i0（即 i2+i0）起動(dòng)；也可以采用突變量元件起動(dòng)，如負(fù)序零序增量△（i2+i0），或相電流差突變量△iφ 。
②振蕩中不對(duì)稱(chēng)短路開(kāi)放保護(hù)的判據(jù)
在振蕩中，距離保護(hù)ⅰ、ⅱ段被閉鎖，如果此時(shí)有不對(duì)稱(chēng)故障，應(yīng)當(dāng)開(kāi)放保護(hù)。開(kāi)放的方法有如下兩種：
a.由于振蕩時(shí)無(wú)負(fù)序、零序分量，利用負(fù)序與零序分量來(lái)開(kāi)放保護(hù)判據(jù)：
一般m為0.66，判為發(fā)生故障。如果故障點(diǎn)就在振蕩中心且在δ=1800時(shí)短路，判據(jù)可能無(wú)法立刻滿足，當(dāng)δ>1800后， 上式逐漸滿足，因此開(kāi)放保護(hù)帶延時(shí)。
b.振蕩中發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路，三相電流應(yīng)不相等且可能出現(xiàn)零序電流（接地故障）。利用此特點(diǎn)開(kāi)放保護(hù)的判據(jù)可為：
③振蕩中對(duì)稱(chēng)短路開(kāi)放保護(hù)的判據(jù)
對(duì)稱(chēng)短路時(shí)沒(méi)有負(fù)序及零序分量，開(kāi)放保護(hù)方法有兩種，一種是利用振蕩中心電壓的變化，一種是利用阻抗的變化率。
a.由振蕩中心電壓uos開(kāi)放保護(hù)
由上圖b知道電力系統(tǒng)振蕩時(shí)，振蕩中心電壓uos是周期性變化的。當(dāng)發(fā)生三相短路時(shí)，uos為故障點(diǎn)的弧光電壓（當(dāng)弧光電流大于100a時(shí)，弧光電壓與流過(guò)的電流無(wú)關(guān)，小于額定電壓的6%）。
保護(hù)開(kāi)放的動(dòng)作判據(jù)為：
注：以上延時(shí)按照最長(zhǎng)振蕩周期不誤動(dòng)來(lái)考慮。
b.利用測(cè)量阻抗變化率大小開(kāi)放保護(hù)
測(cè)量阻抗變化率 較大時(shí)為振蕩, 較小時(shí)不是振蕩，可以開(kāi)放保護(hù)。
④非全相振蕩中開(kāi)放保護(hù)的判據(jù)
在非全相振蕩中保護(hù)被閉鎖后，繼續(xù)進(jìn)行選相，若選出相為健全相，則開(kāi)放對(duì)應(yīng)相保護(hù)；若選出相為跳閘相，則不開(kāi)放保護(hù)。
⑤振蕩閉鎖原理一（短時(shí)開(kāi)放距離ⅰ、ⅱ段）
利用振蕩時(shí)各電氣量變化速度慢的特點(diǎn)，在振蕩時(shí)閉鎖保護(hù)，在短路伴隨振蕩時(shí)短時(shí)開(kāi)放距離保護(hù)160ms。振蕩閉鎖邏輯如圖（其中的時(shí)間元件無(wú)單位標(biāo)注時(shí)單位為ms）。
靜穩(wěn)破壞引起系統(tǒng)振蕩時(shí)，振蕩中開(kāi)放保護(hù)元件不動(dòng)作，或門(mén)d1無(wú)輸出。過(guò)流元件動(dòng)作，起動(dòng)元件不動(dòng)作，經(jīng)過(guò)t1的10ms延時(shí)后關(guān)閉禁止門(mén)d3，保護(hù)不開(kāi)放。
故障伴隨短路時(shí)，過(guò)流元件與起動(dòng)元件競(jìng)爭(zhēng)，但過(guò)流元件需經(jīng)過(guò)t1延時(shí)才關(guān)閉d3，而起動(dòng)元件不經(jīng)延時(shí)，因此d3開(kāi)放。t2是一個(gè)固定寬度的時(shí)間元件，只要d3開(kāi)放就固定輸出160ms寬度的脈沖。經(jīng)d2后開(kāi)放保護(hù)160ms。
⑥閉鎖原理二（基于阻抗變化率）
振蕩時(shí)測(cè)量阻抗變化緩慢，可以設(shè)置兩個(gè)動(dòng)作區(qū)不同的四邊形阻抗繼電器kr1、kr2（圖中的四邊形1與2）。振蕩閉鎖原理基于測(cè)量阻抗通過(guò)內(nèi)外阻抗區(qū)域所花的時(shí)間，當(dāng)所花時(shí)間長(zhǎng)于整定值時(shí)認(rèn)為系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，從而閉鎖保護(hù)。
在上圖中，如果兩個(gè)繼電器相繼動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間差 大于整定值（一般40ms）判為振蕩，閉鎖保護(hù)；如果兩個(gè)繼電器動(dòng)作時(shí)間差 小于整定值，判為短路，開(kāi)放保護(hù)。