四川理工学院《电力系统分析》第四章电网相间短路的方向电流保护

1、教学要求 90采样双电源目的是为了提高输电线路供电可靠性。1K 当当K1点短路点短路,保护保护1、2动作，断开动作，断开QF1和和QF2，接在，接在A、B、C、D母线上的用户，仍然由母线上的用户，仍然由A侧电源和侧电源和D侧电源分别侧电源分别供电，提高了对用户供电可靠性。供电，提高了对用户供电可靠性。4.1 过电流保护的方向性问题 双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方式带来了新的问题，如图。式带来了新的问题，如图。 前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不能完全满足选择性要求。能

2、完全满足选择性要求。1.maxIIoprelkBIKI1.maxIIoprelkAIKI1KK2K1处短路，若处短路，若 ，则保护，则保护3误动误动opKII31K2处短路，若处短路，若 ，则保护则保护2误动误动opKII221K2K2t3t。3t2t 原因分析原因分析 造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反向故障反向故障”。 1K2K 解决办法解决办法 利用利用结合就构成了方向电流保护。结合就构成了方向电流保护。 当当1点点短路时：短路时：(2)通过通过保护保护3的短路功率方向由的短路功率方向由线路指向母线，保护线路指向母线，

3、保护3不动作不动作。 为了满足选择为了满足选择性要求，性要求，；需进行需进行配合。相同动作方配合。相同动作方向保护的动作时间向保护的动作时间仍按阶梯原则仍按阶梯原则进行进行配合配合。二二、方向过电流保护工作原理、方向过电流保护工作原理1K在原有保护上增设一个在原有保护上增设一个功率方向判别元件功率方向判别元件,反向故障时，闭锁保护。反向故障时，闭锁保护。其起动有两个条件：其起动有两个条件：（1）电流超过整定值）电流超过整定值(动作电流动作电流)（2）功率方向符合规定的正方向）功率方向符合规定的正方向信 号接 自 母 线 TV1K2K1K2KresU1KI1k2kI电流规定方向电流规定方向：基准

4、基准母线电压母线电压。 k1k1处短路处短路 （对保护对保护为正方向为正方向） resU1KI1k2kI900270180 11argkkresIU180arg22+kkresIU111coskreskkPUI0 0 122coskkreskIUP1K2K2.功率方向继电器功率方向继电器动作条件动作条件：kP0 动作；kP0时不动作。 9090实质是判断加入继电器的电压与电流之间相位差是否在动作范围内111coskreskkPUIsen(2)为了在为了在最常见的短路情最常见的短路情况况下使动作最灵敏，下使动作最灵敏，采用采用r=UA ，Ir=IA 接线的接线的应做成最大灵敏角应做成最大灵敏角

5、= 。senk(3)为了保证为了保证正方向故障正方向故障时，在内时，在内变化时都能可靠动作，的动作范围为：变化时都能可靠动作，的动作范围为：k900(4)动作方程动作方程：90sen 90arg90rjrIeUsenresU1KI1k2kIsenrrsenIU+90arg904.动作方程：动作方程：。 功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互感器的感器的，应满足以下，应满足以下要求：要求： （1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即，而反向故障时则不，而反向故障时则不动作。动作。K接近

6、接近 sen （2）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的灵敏度，灵敏度， 4.3 功率方向继电器接线功率方向继电器接线 ：NoImage1非故障相电流的影响非故障相电流的影响不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。 小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故障电流。障电流。4

7、.4 非故障相电流的影响及按相启动接非故障相电流的影响及按相启动接线线NoImage2非按相启动非按相启动 电流继电器触点与功率方向电流继电器触点与功率方向继电器触点之间的接线时必须继电器触点之间的接线时必须考虑非故障相电流的影响。考虑非故障相电流的影响。 非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继电器动作，触点回路就能导通。当出现反相故障时，保护有误动的可能。电器动作，触点回路就能导通。当出现反相故障时，保护有误动的可能。NoImage 按相启动接线按相启动接线是指某一相电流的方向元件的接点与该

8、相的是指某一相电流的方向元件的接点与该相的电流元件的接点串联。电流元件的接点串联。 NoImage 在两端供电或单电源环网中，在两端供电或单电源环网中，III段整定时则与一般段整定时则与一般不带方向的电流不带方向的电流III段有所不同。段有所不同。4.5 max21k2IrelIopIopIKII：仍然与相邻线路的仍然与相邻线路的段相配合。但须考虑助增或外汲的影响。段相配合。但须考虑助增或外汲的影响。NoImage（1）动作电流）动作电流 方向过电流保护的动作电流按以下三个条件整定：方向过电流保护的动作电流按以下三个条件整定： 为防止保护装置在正常负荷电流下和外部为防止保护装置在正常负荷电流下

9、和外部短路切除后因电动机的自起动而误作，而按躲过最大负荷电流短路切除后因电动机的自起动而误作，而按躲过最大负荷电流 即即 maxLstrerelIIIopIKKKI方向过电流保护的动作电流要躲过非故障相电流，即方向过电流保护的动作电流要躲过非故障相电流，即 unfrelIIIopIKI 在中性不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统中在中性不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统中，非故障相，非故障相电流就是负荷电流，可不必考虑非故障相电流。电流就是负荷电流，可不必考虑非故障相电流。 。在中性点直接接地系统中在中性点直接接地系统中，当相邻线路上，当相邻线路上发生发生不对称短路时，在非故障相中仍有电流通

10、过，这个电流为非故障相电流。不对称短路时，在非故障相中仍有电流通过，这个电流为非故障相电流。1方向过电流保护的整定方向过电流保护的整定NoImage（2）动作时限）动作时限 方向电流保护方向电流保护III段的动作时间按照同方向阶梯特性整定，即前一段段的动作时间按照同方向阶梯特性整定，即前一段线路保护的保护动作时间比同方向后一段线路保护的动作时间长。线路保护的保护动作时间比同方向后一段线路保护的动作时间长。 方向过电流保护常用作下一相邻线路的后备保护，所以各相邻保护的方向过电流保护常用作下一相邻线路的后备保护，所以各相邻保护的灵敏度应加以配合，以保证动作的选择性。灵敏度应加以配合，以保证动作的选择性。（3）保护的灵敏度配合）保护的灵敏度配合tttnn+max)1( 电流速断保护来讲，若从整定值上躲开了反方向电流速断保护来讲，若从整定值上躲开了反方向的短路，这时可以不用方向元件。的短路，这时可以不用方向元件。 （2 2）若靠延时能保证动作的选择性时，就不需装设）若靠延时能保证动作的选择性时，就不需