电网相间短路的方向电流保护

1、第二节 电网相间短路的方向电流保护一、方向性电流保护的基本原理一、方向性电流保护的基本原理d2dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234561.1.问题的提出问题的提出d1d1点短路点短路 t3t2t3t2d2d2点短路点短路 t2t3t2t3注意这个矛盾注意这个矛盾d1点短路：保护点短路：保护2 2的短路功率由线路指向母线，保护的短路功率由线路指向母线，保护3 3的的 短路功率由母线指向线路。短路功率由母线指向线路。d2点短路：保护点短路：保护2 2的短路功率由母线指向线路，保护的短路功率由母线指向线路，保护3 3的的 短路功率由线路指向母线。短

2、路功率由线路指向母线。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234562.2.解决办法解决办法 利用这个特点可构成一种保护，这种保护要求：利用这个特点可构成一种保护，这种保护要求：凡是流凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路时（正），保护就起动；过保护的短路功率是由母线指向线路时（正），保护就起动；凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护就不起动。就不起动。 d1点短路点短路：保护保护1 1、3

3、3、4 4、6 6起动，根据阶梯时限原则起动，根据阶梯时限原则t3 t3 t1t1，t4 t4 t6 ,t6 ,保护保护3 3和和4 4动作，保护动作，保护1 1、6 6返回，从而保证返回，从而保证有选择地切除故障。有选择地切除故障。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456 装设方向元件功率方向继电器 功率方向继电器：具有判别短路功率正负的能力，功率方向继电器：具有判别短路功率正负的能力，并且在功率为正时动作，并且在功率为负时不动并且在功率为正时动作，并且在功率为负时不动作。作。d2d2点短路：保护点短路：保护1 1、2 2、4 4、6 6起

4、动，起动，t2 t2 t4 t4 t6 t6 ，故保护，故保护1 1和和2 2起动，保护起动，保护4 4、6 6返回。返回。d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234563.3.方向过电流保护的原理接线图方向过电流保护的原理接线图其起动有两个条件：其起动有两个条件：（1 1）电流超过整定值）电流超过整定值( (动作电流动作电流) )（2 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 分析题：分析题： 如图所示网络，保护如图所示网络，保护1、2、3、4均装有方向过电流保护，均装有方向过电流保护，试分析试分析d点三相短路时，各保护的动作情况。

5、点三相短路时，各保护的动作情况。保护保护3、4动作跳开相应的断路器，保护动作跳开相应的断路器，保护1电流元件和方向性元电流元件和方向性元件均动作，但是因其动作时限大于保护件均动作，但是因其动作时限大于保护3的，因此在保护的，因此在保护3动动作跳闸后返回。作跳闸后返回。d1 d1 点短路时：点短路时： 短路电流从母线流向线路，与规定正方向相同，故该短路电流从母线流向线路，与规定正方向相同，故该电流为正，功率方向继电器动作电流为正，功率方向继电器动作。d2 d2 点短路时：点短路时：二、功率方向继电器的工作原理二、功率方向继电器的工作原理 短路电流从线路流向母线，与规定正方向相反，故该短路电流从线

6、路流向母线，与规定正方向相反，故该电流为负，功率方向继电器不动作电流为负，功率方向继电器不动作。 目前，电力系统中的功率方向继电器有整流型、晶体管型、目前，电力系统中的功率方向继电器有整流型、晶体管型、集成电路型等几种不同型式，但就其构成原理来说，主要有相位集成电路型等几种不同型式，但就其构成原理来说，主要有相位比较和幅值比较两种。比较和幅值比较两种。a.a.相位比较式功率方向继电器相位比较式功率方向继电器 当电压与电流之间的相位角小于当电压与电流之间的相位角小于9090时，对应的输出功率时，对应的输出功率为正；电压与电流之间的相位差在为正；电压与电流之间的相位差在 时，输出功时，输出功率为负

7、，正功率的条件就是：率为负，正功率的条件就是： 90arg90IU002180270J 当电流向量垂直于动作特性时，它处于动作范围中央，当电流向量垂直于动作特性时，它处于动作范围中央，动作最为灵敏，此位置称为继电器的最大灵敏线。动作最为灵敏，此位置称为继电器的最大灵敏线。 在实际应用中，要求正方向短路故障时，功率方向继电器的测量功率最大，具有最好的灵敏性。 为此继电器应有可以调整的内角可以调整的内角，其大小决定于继电器的内部参数。 对于反映相间短路的功率方向继电器，内角常取30度或45度。b. b. 幅值比较式功率方方向继电器幅值比较式功率方方向继电器 三、相间短路功率方向继电器的接线方式三、

8、相间短路功率方向继电器的接线方式 对方向继电器的要求：对方向继电器的要求： 1 1、正方向任何形式的短路，继电器都能、正方向任何形式的短路，继电器都能 动作；反方向短路，继电器不动作。动作；反方向短路，继电器不动作。 2 2、故障以后，加入继电器的电流和电压、故障以后，加入继电器的电流和电压 尽可能大，灵敏度尽可能高。尽可能大，灵敏度尽可能高。 反应相间短路的方向继电器广泛采用反应相间短路的方向继电器广泛采用9090接线。接线。所谓所谓9090接线是指系统三相对称且相电流与相电压又同相接线是指系统三相对称且相电流与相电压又同相(cos(cos =1)=1)时，加入方向继电器的电流和电压相位相差

9、时，加入方向继电器的电流和电压相位相差9090的的一种接线方式。一种接线方式。三个继电器分别接三个继电器分别接 、 ， 、 和和 、 。.AI.BCU.BI.CAU.CI.ABU 对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，极对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，极性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误动的后果。性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误动的后果。9090接线方式的接线方式的主要优点主要优点： (1) (1) 对各种两相短路没有死区对各种两相短路没有死区, ,因为继电器接入非故障相因为继电器接入非故障相间电压，其值很高。间电压，其值很高。 （2 2）适

10、当选择内角）适当选择内角之后，对各种相间短路，都有能保证之后，对各种相间短路，都有能保证动作的方向性；且有较高灵敏度。动作的方向性；且有较高灵敏度。 缺点：缺点： 在保护安装地点附近发生三相短路时，有在保护安装地点附近发生三相短路时，有“死区死区”，接线复杂。接线复杂。 四、双侧电源网络中电流保护整定的特点四、双侧电源网络中电流保护整定的特点 为了提高灵敏度，可在保护为了提高灵敏度，可在保护2处加装方向元件：处加装方向元件：2.max1.max.1.22.max;IIIdddzdzkdIIIIK I2.max1.maxddII.12.maxIIdzkdIK I.21.maxIIdzkdIK IX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456tLLtt1t3t5t2t4t6三、对方向性电流保护的评价三、对方向性电流保护的评价 优点：方向保护能保证单电源环形网和多电源网各段电优点：方向保护能保证单电源环形网和多电源网各段电流保护之间动作的选择性流保护之间动作的选择性缺点：接线复杂，投资增加，且保护出口处三相短路时缺点：接线复杂，投资增加，且保护出口处三相短路时 有死区。有死区。 选择题：选择题：1. 采用采用90接线方式的功率方向继电器，接入的电接线方式的功率方向继电器，接入的电流为流为Ia，那么接入的电压是（，那么