讲-第三章方向性电流保护-

第二章

第三节电网的电流保护

3.2电网相间短路的方向性电流、电压保护主讲教师：张小凤自动化教研室主要内容问题的提出及解决办法功率方向继电器相间短路功率方向继电器接线方式方向性电流保护整定计算特点对方向性电流保护的评价对电流速断保护:k1点短路时,若保护2误动；对于多电源或环形电网能否满足要求？1.问题的提出及解决方法对电流速断保护:k2点短路时,若保护3误动；对于多电源或环形电网能否满足要求？1.问题的提出及解决方法对过电流保护:k1点短路时要求才能保证选择性1.问题的提出及解决方法k2点短路时要求才能保证选择性矛盾原因分析:规定：短路功率的正方向为从母线流向线路误动1.问题的提出及解决方法原因分析:误动1.问题的提出及解决方法结论：误动的保护其短路电流的方向总是为反方向。解决方法:加装方向元件，规定功率为正方向时保护动作；而功率为反方向时保护不动作。可以利用功率方向继电器来判别方向。1.问题的提出及解决方法跳闸条件：①短路电流大于整定值；②短路功率方向为正。+51ABCD3EA1.问题的提出及解决方法电流保护

方向性电流保护功率方向判断元件+1.问题的提出及解决方法1)、对功率方向判别元件的基本要求具有明确的方向性。正方向故障有足够的灵敏性。2.功率方向继电器2)、基本原理12k1k2利用短路功率的方向或电压、电流之间的相位关系，来区分故障的方向。2)、基本原理2.功率方向继电器k1k212.UΦk1Φk2180°+Φk2k1点短路向量图0º≤Φk1≤90º180º≤Φk2+180º≤270º.Uk2点短路向量图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。2.功率方向继电器◆输入为相电压、相电流（0°接线）对A相继电器：反方向短路：正方向短路：k1k212有功功率：最大灵敏角：输入电压、电流幅值不变，有功输出最大时所对应的电压、电流相位角。∴功率方向继电器在正方向故障时，动作的角度应该是一个范围。∵过渡电阻、线路阻抗角会变化，

考虑实现的方便性，这个角度通常取为：k1k212+1+j动作区三相短路AB或CA两相接地短路A相接地短路对正方向出口A相功率方向元件拒动,有“电压死区”3)、功率方向元件的动作特性动作方程：最大灵敏角：动作方程：消除死区：引入非故障相电压。+1+j动作区内角：◆输入为线电压、相电流（90°接线）（1）对接线方式的要求正方向任何类型的短路故障都能动作，而反方向故障时不动作；故障后加入继电器的电流和电压应尽可能大，并使短路阻抗角接近于最大灵敏角，以便消除和减小方向元件的死区。3.相间短路功率方向继电器的接线方式指系统三相对称且时，的接线方式。KWCKWBKWA继电器（2）90°接线方式3.相间短路功率方向继电器的接线方式功率方向继电器90°接线，三相式方向过电流保护原理接线图注意：极性连接。分析正方向发生三相短路三相短路：分析正方向BC出口两相短路分析正方向BC出口两相短路分析正方向BC出口两相短路取:动作方程：KWA：不动作KWB：动作KWC：动作分析正方向BC出口两相短路分析正方向BC远方两相短路分析正方向BC远方两相短路取:动作方程：动作分析正方向BC远方两相短路KWA：不动作KWC：动作KWB：继电器内角设计范围的选择：

综合考虑线路阻抗角、故障位置、故障类型，使其在任何情况下都可以准确动作。考虑：内角取值范围是：采用90°接线方式的优缺点：优点：①对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高；②适当选择内角α后，对线路上各种相间故障都能保证动作的方向性。缺点：正方向出口三相短路时仍有死区。

3.相间短路功率方向继电器的接线方式(1)电流速断保护的整定计算不带方向带方向4.方向性电流保护整定计算

同一线路两侧，定值小者加方向元件，定值大者可不加方向元件。保护1可不加方向元件电流速断保护方向元件的装设原则4.方向性电流保护整定计算外汲：使故障线路电流减少的现象。(2)限时电流速断保护的整定计算仍然是与下一级保护的第一段配合，但需考虑保护安装点与短路点之间有分支电路的影响。助增：使故障线路电流增大的现象。助增电源助增电流外汲电流4.方向性电流保护整定计算引入分支系数当仅有助增时4.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算

4.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算最大分支系数：最小分支系数：引入分支系数当仅有外汲时4.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算

4.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算

引入分支系数当无分支时当既有助增又有外汲时，可能大于1，也可能小于14.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算

引入分支系数4.方向性电流保护整定计算(2)限时电流速断保护的整定计算

引入分支系数4.方向性电流保护整定计算(3)过电流保护方向元件的装设原则整定原则与单侧电源网络中过电流保护的整定原则相同，但校验远后备灵敏度时需考虑分支系数的影响：远后备：4.方向性电流保护整定计算(3)过电流保护方向元件的装设原则

对同一变电站的电源出线，动作延时长的可不加方向元件，动作延时小的或相等时要加方向元件。保护2和保护3要加方向元件5.对方向性电流保护的评价在多电源网络及单电源环网中能保证选择性；快速性和灵敏性同前述单侧电源网络的电流保护；接线较复杂，可靠性稍差，且增加投资；出口三相短路时，功率方向继电器有死区；LG-11整流型功率方向继电器（一）构成：（二）动作方程当=常数时，的关系曲线。继电器的动作范围是以为中心的±90°区域内。（三）功率方向继电器的角度特性死区死区及其消除办法:GJ记忆作用，记忆时间不小于50ms（四）功率方向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或电流一个电量就会动作的现象。电流潜动:

只加电流不加电压时所产生的潜动。电压潜动:

只加电压不加电流时所产生的潜动。（四）功率方向继电器的潜动问题产生潜动的原因：形成的电路参数不平衡。潜动对继电保护的影响：可能导致继电保护装置误动作。例如：在保护的反方向出口金属性三相短路时，U≈0，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。消除潜动的办法：调整R1用于消除电流潜动；调整R2用于消除电压潜动本节学习重点了解并认识在双侧电源网络中继电保护动作带有方向性的必要性。熟练掌握功率方向继电器的工作原理、构造及其动作特性。学习中首先要弄清楚电压电流的参考方向是如何规定的，以及参考方向与实际方向之间的关系。其次，要了解并认识电力系统正常运行及发生故障时电压电流之间的相位关系。并掌握有关功率方向继电器的最大灵敏角、内角和死区等基本概念。

熟练掌握相间短路的功率方向继电器的典型接线方式----90°接线及其动作行为分析方法。学习中要弄清接线方式的含义，掌握采用90°接线方式的功率方向继电器在各种相间短路时动作行为的分析方法。掌握方向性电流保护的整定计