第22章双侧电源相间短路的方向性电流保护90接线学习教案

1、会计学1第第22章章 双侧电源相间短路双侧电源相间短路(dunl)的方向的方向性电流保护性电流保护90接线接线第一页，共72页。第1页/共72页第二页，共72页。一、问题(wnt)的提出及解决办法第2页/共72页第三页，共72页。ABDQF1QF3CQF5QF2QF4QF6k1k1IIset.2k1II若则保护2误动对电流速(li s)断保护:Iset.5k2II若则保护5误动k2I分析(fnx):反方向短路(dunl)时可能误动第3页/共72页第四页，共72页。ABDQF1QF3CQF5QF2QF4QF6k1k1I对过电流(dinli)保护:23tt 第4页/共72页第五页，共72页。ABD

2、QF1QF3CQF5QF2QF4QF6k2对过电流(dinli)保护:k2I分析(fnx):23tt 保护(boh)3误动反方向短路时可能误动第5页/共72页第六页，共72页。解决办法：规定当短路功率方向由母线流向线路(正方向)时保护(boh)才能动作，而当短路功率方向由线路流向母线(反方向)时保护(boh)不能动作判别(pnbi)短路功率方向的元件功率方向继电器第6页/共72页第七页，共72页。ABDQF1QF3CQF5QF2QF4QF61 12 23 34 45 56 6+ABDQF1QF3CQF5ABDCQF2QF4QF61 13 35 52 24 46 6第7页/共72页第八页，共72

3、页。电流(dinli)保护 方向性电流(dinli)保护功率(gngl)方向判断元件+ 第8页/共72页第九页，共72页。二、功率方向继电器的工作(gngzu)原理第9页/共72页第十页，共72页。k11kINrUU1rkII 1k1.工作(gngzu)原理ok1rro90IUarg00cosIUPk1rrrI流过保护(boh)的电流短路(dunl)电流第10页/共72页第十一页，共72页。2kI1.工作(gngzu)原理rIorro270IUarg1800)cos(180IUPk2orrk2NrUU2kI2kk2180 o2rkII 第11页/共72页第十二页，共72页。1.工作(gngzu

4、)原理 利用(lyng)判别短路功率的方向或电流与电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。 用以判别功率方向或测定电流与电压间相位角的继电器称为功率方向继电器。第12页/共72页第十三页，共72页。以正方向(fngxing)三相短路时A相的功率方向(fngxing)继电器为例： 909000rrrrrcoscosIUPBUCUAUk1rk1IIA 60krBCUU 30第13页/共72页第十四页，共72页。ksen 90ksensen ，取取3030或或4545rrrrIUarg 为加入继电器的电压(diny)和电流的夹角即 为短路为短路(dunl)阻抗角；阻抗角；为最大灵敏角；为最大灵

5、敏角；：继电器内角；继电器内角；第14页/共72页第十五页，共72页。比相式比相式 动作动作(dngzu)方程：方程：9090rr IeUjarg 9090rrIUarg第15页/共72页第十六页，共72页。比幅式比幅式 动作方程动作方程(fngchng)推导过程：推导过程：9090rr IeUjarg9090r90rk IeUj)(arg9090kr90r jjeIeUarg90arg90rIruIKUK第16页/共72页第十七页，共72页。rIruIKDUKC 令9090 DCargrIrurIruIKUKDCBIKUKDCA 令第17页/共72页第十八页，共72页。用四边形法则来分析用四

6、边形法则来分析(fnx)它们之间的关系它们之间的关系：90argDC90argDCBABABA不动作不动作(dngzu)(dngzu)动动 作作动作动作(dngzu)边界边界DABCDABCDABC第18页/共72页第十九页，共72页。时继电器动作BArIrurIru IKUKIKUKDCDC比幅式动作比幅式动作(dngzu)方程方程：rIrurIruIKUKIKUK 第19页/共72页第二十页，共72页。3. LG-11整流型功率(gngl)方向继电器第20页/共72页第二十一页，共72页。UIrIrUAIKUKU rIrUBIKUKU aibiAUBU（一）构成(guchng)：rIrur

7、IruIKUKIKUK 第21页/共72页第二十二页，共72页。rU90rIrIIKIrUUKAUBU动作最灵敏动作最灵敏rIrIIKIrUUKAUBU临界动临界动作作（二）功率方向(fngxing)继电器的动作区：设设3060IUI 即60IUarg120rr 那么那么(n me)senrI 30sen最大灵敏角最大灵敏角第22页/共72页第二十三页，共72页。rIrUrIrUIKUKIKUK90arg90rIrUIKUKIU（内角（内角(ni jio)）9090rrIUarg)( 动作(dngzu)方程功率功率(gngl)形式形式0rrr)cos(IU 第23页/共72页第二十四页，共72

8、页。（三）功率方向(fngxing)继电器的动作特性在在 中，中， 均为变数均为变数(binsh)，0)cos(IUrrr rrr和、IU为了阐明继电器的动作特性，通常采用固定其中一个为了阐明继电器的动作特性，通常采用固定其中一个变量来分析其它两个变量来分析其它两个(lin )变量之间的关系。变量之间的关系。1. 角度特性：角度特性：当当 =常数时，常数时， 的关系曲线。的关系曲线。2. 伏安特性：伏安特性：伏安特性是当伏安特性是当 =常数时常数时(一般取一般取 )， 的关系曲线。的关系曲线。)f(IUroprsenr rI)f(Urop第24页/共72页第二十五页，共72页。1. 角度角度(

9、jiod)特性特性：当当 =常数常数(chngsh)时，时， 的关的关系曲线。系曲线。rI)(ropfU继电器的动作继电器的动作(dngzu)范围是以范围是以 为中心的为中心的90区域内。区域内。sen)(oprUUr06030 120 min.opU第25页/共72页第二十六页，共72页。伏安伏安(f n)特性是当特性是当 =常数时常数时(一般取一般取 )，rsenr 的关系的关系(gun x)曲曲线。线。)(ropIfU2. 伏安伏安(f n)特性：特性：opUrImin.opUmin.opI当加入继电器的电压当加入继电器的电压min.oprUU 不管不管Ir多大，继电器都多大，继电器都不

10、会动作。从而在保护不会动作。从而在保护安装处附近发生三相短安装处附近发生三相短路时，由于路时，由于Ur太低，保太低，保护将拒绝动作，使保护将拒绝动作，使保护装置出现护装置出现死区死区。第26页/共72页第二十七页，共72页。死区死区（四）死区及其消除(xioch)办法:k(3)GJ0Ul记忆记忆(jy)作用，记忆作用，记忆(jy)时间不小时间不小于于50msUI第27页/共72页第二十八页，共72页。（五）功率方向(fngxing)继电器的潜动问题功率方向继电器潜动是指继电器仅加入电压(diny)或电流一个电量就会动作的现象。只加电流(dinli)不加电压时所产生的潜动称为电流(dinli)潜

11、动。只加电压不加电流时所产生的潜动称为电压潜动。产生潜动的原因：形成 的电路参数不平衡。BAUU和第28页/共72页第二十九页，共72页。消除潜动的办法：调整(tiozhng)R1用于消除电流潜动；调整(tiozhng)R2用于消除电压潜动潜动对继电保护的影响：可能(knng)导致继电保护装置误动作。例如：在保护的反方向断路器附近金属性三相短路时，U0，Ir却很大，如果继电器潜动，则会使保护误跳闸，扩大事故。因此，要求功率方向继电器无潜动现象。第29页/共72页第三十页，共72页。三、 功率方向(fngxing)继电器的90接线方式第30页/共72页第三十一页，共72页。要求(yoqi)：保证

12、选择性和较高的灵敏性。广泛采用：90接线(ji xin)方式9090rrIUarg)(1r)cos(满足(mnz)选择性为了有较高的灵敏性，应即满足0r第31页/共72页第三十二页，共72页。三相(sn xin)短路 时01j动作(dngzu)区不动作(dngzu)区ksenAICUAUBU)(rI)(rUk60k问题:有电压死区功率方向继电器的动作特性第32页/共72页第三十三页，共72页。三相(sn xin)短路 时01j动作(dngzu)区不动作(dngzu)区60kAICUAUBUk)(rBCUU90k90ksen)(rI功率方向继电器的动作特性k90功率方向继电器的内角9090rrI

13、Uarg第33页/共72页第三十四页，共72页。90接线(ji xin)方式是指在三相对称且功率因数 的情况下， 超前 90的接线(ji xin)方式。1cosrIrUKWCKWBKWA继电器rIrUAIBICIBCUCAUABUAUBUCUAIBICI)(rI)(rBCUU这个(zh ge)定义仅仅是为了称呼方便，没有什么物理意义。第34页/共72页第三十五页，共72页。采用按相起动接线。所谓按相启动接线是指接入同名相电流的测量元件和功率方向(fngxing)元件的接点串联，而后于其他元件相并联后启动逻辑元件。三相式方向(fngxing)过电流保护的原理接线图第35页/共72页第三十六页，共

14、72页。三相式方向过电流保护(boh)的原理接线图对功率方向(fngxing)继电器的接线，必须十分注意继电器电流线圈和电压线圈的极性。第36页/共72页第三十七页，共72页。为使此时为使此时KW动作最灵动作最灵敏敏190k)cos( k90 在各种相间短路(dunl)时的工作情况分析：（1）正方向三相对(xingdu)称短路AUBUCUAIBICIk以以KWA为例为例)(rI)(rBCUUrA90krA )cos( 90kABCrAIUP第37页/共72页第三十八页，共72页。900 应选择为使为使PrA0在各种( zhn)相间短路时的工作情况分析：（1）正方向(fngxing)三相对称短路

15、AUBUCUAIBICIk以以KWA为例为例)(rI)(rBCUUrA90krA )cos( 90kABCrAIUP第38页/共72页第三十九页，共72页。（2）正方向出口(ch ku)BC两相短路SkZZ AEBECEBICIKWACBkZSZk第39页/共72页第四十页，共72页。)EE(21EZ2ZEEEZIEUUCBBssCBBskBCBAAEUAAUEBECEBUCUBCEBIkCI第40页/共72页第四十一页，共72页。（2）正方向(fngxing)出口BC两相短路AAUEBECEBUCUBCEBIkCISkZZ AEBECEBICIKWACBkZSZk第41页/共72页第四十二页

16、，共72页。对KWA：当忽略负荷(fh)电流时继电器不动作0AIAAUEBECEBUCUBCEBIkCI（2）正方向(fngxing)出口BC两相短路第42页/共72页第四十三页，共72页。AAUEBECEBUCUBCEBIkCI)(rI（2）正方向出口(ch ku)BC两相短路)(rCAUUrB对KWB：90krB)cos(90kBCArBIUP900内角的选择(xunz)范围：第43页/共72页第四十四页，共72页。AAUEBECEBUCUBCEBIkCI)(rI（2）正方向出口(ch ku)BC两相短路)(rABUUrC对KWC：90krC)cos(90kCABrCIUP900内角(ni

17、 jio)的选择范围：第44页/共72页第四十五页，共72页。（3）正方向(fngxing)远处BC两相短路AAUEBUEBCUECkBUkCUBCEBIkCISkZZ AEBECEBICIKWACBkZSZk第45页/共72页第四十六页，共72页。（3）正方向(fngxing)远处BC两相短路AAUEBUEBCUECkBUkCUBCEBIkCI对KWA：当忽略(hl)负荷电流时继电器不动作0AI第46页/共72页第四十七页，共72页。AAUEBUEBCUECkBUkCUBCEBIkCI)(rI（3）正方向远处(yun ch)BC两相短路对KWB：120krB)cos(120kBCArBIUP

18、12030内角(ni jio)的选择范围：)(rCAUUkB第47页/共72页第四十八页，共72页。AAUEBUEBCUECkBUkCUBCEBIkCI)(rI（3）正方向(fngxing)远处BC两相短路对KWC：60krC)cos(60kBCArBIUP6030内角(ni jio)的选择范围：)(rABUUkC第48页/共72页第四十九页，共72页。 故障类型继电器三相AB两相BC两相CA两相KWAKWBKWC900 900 900 9003 600 9003 600 600 9003 正方向各种短路时，方向继电器能够正确(zhngqu)动作的内角的范围 使方向继电器在正方向任何(rnh)

19、相间短路情况下能够正确动作的条件：6003 第49页/共72页第五十页，共72页。 为了减少(jinsho)死区范围，三相短路时应使1)cos(rk90第50页/共72页第五十一页，共72页。第51页/共72页第五十二页，共72页。三、方向电流保护的应用(yngyng)特点第52页/共72页第五十三页，共72页。12MNkIlIset1IIset2IIEIIEk2k11.电流速(li s)断保护k2.maxIrelIset1IKIk1.maxIrelIset2IKI不带方向不带方向(fngxi(fngxing)ng)第53页/共72页第五十四页，共72页。12MNkIl)(Iset2带方向II

20、EIIEk2k11.电流速(li s)断保护第54页/共72页第五十五页，共72页。助增：使故障线路电流增大(zn d)的现象12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护k助增电源(dinyun)助增电流第55页/共72页第五十六页，共72页。12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护外汲：使故障(gzhng)线路电流减少的现象k外汲电流(dinli)第56页/共72页第五十七页，共72页。12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护kABBCbII电流被保护线路流过的短路流故障线路流过的短路电K第57页/共72页第五十八页，

21、共72页。ABIBCIBI2.限时电流速(li s)断保护kABBCbII电流被保护线路流过的短路流故障线路流过的短路电K12ABC当仅有助增时当仅有助增时1KIIbABBC 第58页/共72页第五十九页，共72页。ABIBCIBCI 2.限时电流速(li s)断保护kABBCbII电流被保护线路流过的短路流故障线路流过的短路电K当仅有外汲时当仅有外汲时1KIIbABBC 12ABC第59页/共72页第六十页，共72页。ABIBCI2.限时电流速(li s)断保护kABBCbII电流被保护线路流过的短路流故障线路流过的短路电K12ABC当无分支当无分支(fnzh)(fnzh)时时1KIIbAB

22、BC 第60页/共72页第六十一页，共72页。12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护kABBCbII电流被保护线路流过的短路流故障线路流过的短路电K当既有助增又有外汲时，当既有助增又有外汲时， 可能可能(knng)(knng)大于大于1 1，也可能，也可能(knng)(knng)小于小于1 1bK第61页/共72页第六十二页，共72页。12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护kminb.Iset2IIrelIIset1KIKI第62页/共72页第六十三页，共72页。12ABCABIBCIBIBCI 2.限时电流速(li s)断保护k1ZZZKB.minABA.maxb.max 最大分支(fnzh)系数：最小分支(fnzh)系数：1ZZZKB.maxABA.minb.min A.maxZA.minZB.minZB.maxZ第63页/共72页第六十四页，共72页。3.过电流(dinli)保护ABDQF1QF3CQF5QF2QF4QF6k2k11.5s2.5s同一