《方向電流保護(hù)》PPT課件

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1、第四章電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)4.1方向性問題的提出及解決方法4.2功率方向繼電器4.3功率方向繼電器的接線方式4.4方向電流保護(hù)的整定原則4.1方向性問題的提出及解決方法為提高供電可靠性可采用雙電源或單電源環(huán)形電網(wǎng)供電更可靠，但卻帶來(lái)新問題:(1)Ⅰ、Ⅱ段靈敏度可能下降(2)無(wú)法保證Ⅲ段動(dòng)作選擇性在兩側(cè)電源輻射形電網(wǎng)及單電源環(huán)形電網(wǎng)，須考慮保護(hù)的方向性問題。(a)兩側(cè)電源輻射形電網(wǎng)(b)單側(cè)電源環(huán)形電網(wǎng)(1)Ⅰ、Ⅱ段靈敏度可能下降以P3Ⅰ段為例，整定電流應(yīng)躲過(guò)本線路末端短路時(shí)的最大短路電流，除了躲過(guò)P母線處短路時(shí)

2、A側(cè)電源提供的短路電流，還必須躲過(guò)N母線背側(cè)短路時(shí)B側(cè)電源提供的短路電流。當(dāng)兩側(cè)電源相差較大且B側(cè)電源強(qiáng)于A側(cè)電源時(shí)，可能使整定電流增大，縮短Ⅰ段保護(hù)區(qū)，嚴(yán)重時(shí)喪失保護(hù)區(qū)；電流保護(hù)Ⅱ段時(shí)也有類似的問題，除了與P5的Ⅰ段配合，還須與P2的Ⅰ段配合，可能導(dǎo)致靈敏度下降。(2)無(wú)法保證Ⅲ段動(dòng)作選擇性Ⅲ段動(dòng)作時(shí)限采用“階梯特性”，保護(hù)P2、P3的Ⅲ段動(dòng)作時(shí)限分別為t2、t3，當(dāng)k1故障時(shí)，保護(hù)P2、P3的電流Ⅲ段同時(shí)啟動(dòng)，按選擇性要求應(yīng)該保護(hù)P3動(dòng)作，即要求t3t2，顯然

3、無(wú)法同時(shí)滿足兩種情況下后備保護(hù)選擇性。原因分析造成電流保護(hù)在雙電源線路上應(yīng)用困難的原因是需要考慮“反向故障”.以上圖中保護(hù)P3為例.從保護(hù)安裝處看出去，在“母線指向線路”方向上發(fā)生的故障稱為正向故障，反之稱為反向故障。解決辦法利用方向元件與電流元件結(jié)合就構(gòu)成了方向電流保護(hù)。正方向故障時(shí)方向電流保護(hù)才可能動(dòng)作，按正方向分組，圖中保護(hù)可以分為兩組：P1、P3、P5為一組，整定動(dòng)作電流時(shí)考慮A側(cè)電源提供的短路電流；P2、P4、P6為另一組，整定時(shí)考慮B側(cè)電源提供的短路電流。雙側(cè)電源電網(wǎng)線路方向過(guò)流保護(hù)時(shí)限特性(a)網(wǎng)絡(luò)圖；

4、(b)保護(hù)時(shí)限特性加裝了方向元件的電流保護(hù)叫做方向電流保護(hù)。這樣，當(dāng)雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)上的電流保護(hù)加裝了方向元件后，就可以把它們拆開看成兩個(gè)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，其中保護(hù)1~3反應(yīng)于G1供給的短路電流而動(dòng)作，保護(hù)2~6反應(yīng)于G2供給的短路電流而動(dòng)作，這樣前面所講的三段式電流保護(hù)的工作原理和整定計(jì)算就可應(yīng)用了。保護(hù)1、3、5為一組，保護(hù)2、4、6為另一組，各同方向保護(hù)間的時(shí)限配合仍按階梯原則來(lái)整定。當(dāng)k1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1、3、4、6因短路功率由母線流向線路，故都能起動(dòng)，其中按動(dòng)作方向時(shí)限最短的保護(hù)3和4動(dòng)作，跳開QF3、4，將

5、wl2切除，保護(hù)1、6返回，保證動(dòng)作選擇性。方向過(guò)流保護(hù)原理接線圖方向過(guò)電流保護(hù)主要由方向元件（功率方向繼電器）、啟動(dòng)元件（電流繼電器）、時(shí)間元件組成。兩相式方向過(guò)電流保護(hù)接線圖（原理圖及展開圖）階段式方向電流保護(hù)主要用于雙電源輻射形網(wǎng)絡(luò)和單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，作為輸電線路相間短路的主保護(hù)和后備保護(hù)。4.2功率方向繼電器電壓電流相量圖(a)正向故障時(shí)；(b)反向故障時(shí)圖中母線電壓參考方向?yàn)椤澳妇€指向大地”，電流參考方向?yàn)椤澳妇€指向線路”。正向故障反向故障利用判別短路功率的方向或電流與電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別故障方向。

6、即用短路功率的正負(fù)來(lái)判斷故障的方向，依此原理構(gòu)成的繼電器稱為功率方向繼電器（方向元件）。k1點(diǎn)短路時(shí)k2點(diǎn)短路時(shí)短路功率所謂短路功率，一般指短路時(shí)某點(diǎn)電壓與電流相乘所得到的感性功率，在無(wú)串聯(lián)電容也不考慮分布電容的線路上短路時(shí)，認(rèn)為短路功率從電源流向短路點(diǎn)。由此可見，隨著短路電流的方向不同，功率方向繼電器感受的功率也不相同。對(duì)于正方向的故障，其功率為正值，反方向故障，其功率為負(fù)值。因此，根據(jù)功率方向繼電器的感受功率的正、負(fù)來(lái)判別短路功率方向即短路電流的方向，并決定保護(hù)是否動(dòng)作于跳閘。這就是功率方向繼電器之所以能判別短路

7、電流方向的基本原理。功率方向繼電器的基本要求①應(yīng)具有明確的方向性，即在正方向發(fā)生各種故障（包括故障點(diǎn)有過(guò)渡電阻）時(shí)能可靠動(dòng)作，而在反方向故障時(shí)，可靠不動(dòng)作。②故障時(shí)功率方向繼電器的動(dòng)作有足夠的靈敏度。一般的功率方向繼電器當(dāng)輸入電壓和電流的幅值不變時(shí)，其輸出（轉(zhuǎn)矩或電壓）隨兩者間相位差的大小而改變，輸出為最大時(shí)的相位差稱為方向繼電器的最大靈敏角。功率方向繼電器動(dòng)作方程功率方向繼電器動(dòng)作方程未采用90接線方式:采用90接線方式:功率方向繼電器比相式動(dòng)作方程功率方向繼電器比幅式動(dòng)作方程功率方向繼電器的構(gòu)成相位比較的兩相量為

8、:此時(shí)，動(dòng)作方程為：比較兩電氣量相位原理構(gòu)成的功率方向繼電器，稱為相位比較式功率方向繼電器?？砂幢容^兩電氣量的相位原理來(lái)構(gòu)成,也可按幅值比較原理來(lái)構(gòu)成。(a)θ=90°動(dòng)作邊界(b)θ<90°動(dòng)作(c)θ>90°不動(dòng)作相位比較與幅值比較之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系動(dòng)作情況相位比較與幅值比較之間的關(guān)系相位比較與幅值比較之間具有互換性。條件：均為正弦量。動(dòng)作方程