電網(wǎng)相間短路的方向電流保護

1、第二節(jié) 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護一、方向性電流保護的基本原理一、方向性電流保護的基本原理d2dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234561.1.問題的提出問題的提出d1d1點短路點短路 t3t2t3t2d2d2點短路點短路 t2t3t2t3注意這個矛盾注意這個矛盾d1點短路：保護點短路：保護2 2的短路功率由線路指向母線，保護的短路功率由線路指向母線，保護3 3的的 短路功率由母線指向線路。短路功率由母線指向線路。d2點短路：保護點短路：保護2 2的短路功率由母線指向線路，保護的短路功率由母線指向線路，保護3 3的的 短路功率由線路指向母線。短

2、路功率由線路指向母線。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234562.2.解決辦法解決辦法 利用這個特點可構成一種保護，這種保護要求：利用這個特點可構成一種保護，這種保護要求：凡是流凡是流過保護的短路功率是由母線指向線路時（正），保護就起動；過保護的短路功率是由母線指向線路時（正），保護就起動；凡是流過保護的短路功率是由線路指向母線時（負），保護凡是流過保護的短路功率是由線路指向母線時（負），保護就不起動。就不起動。 d1點短路點短路：保護保護1 1、3

3、3、4 4、6 6起動，根據(jù)階梯時限原則起動，根據(jù)階梯時限原則t3 t3 t1t1，t4 t4 t6 ,t6 ,保護保護3 3和和4 4動作，保護動作，保護1 1、6 6返回，從而保證返回，從而保證有選擇地切除故障。有選擇地切除故障。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456 裝設方向元件功率方向繼電器 功率方向繼電器：具有判別短路功率正負的能力，功率方向繼電器：具有判別短路功率正負的能力，并且在功率為正時動作，并且在功率為負時不動并且在功率為正時動作，并且在功率為負時不動作。作。d2d2點短路：保護點短路：保護1 1、2 2、4 4、6 6起

4、動，起動，t2 t2 t4 t4 t6 t6 ，故保護，故保護1 1和和2 2起動，保護起動，保護4 4、6 6返回。返回。d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234563.3.方向過電流保護的原理接線圖方向過電流保護的原理接線圖其起動有兩個條件：其起動有兩個條件：（1 1）電流超過整定值）電流超過整定值( (動作電流動作電流) )（2 2）功率方向符合規(guī)定的正方向）功率方向符合規(guī)定的正方向 分析題：分析題： 如圖所示網(wǎng)絡，保護如圖所示網(wǎng)絡，保護1、2、3、4均裝有方向過電流保護，均裝有方向過電流保護，試分析試分析d點三相短路時，各保護的動作情況。

5、點三相短路時，各保護的動作情況。保護保護3、4動作跳開相應的斷路器，保護動作跳開相應的斷路器，保護1電流元件和方向性元電流元件和方向性元件均動作，但是因其動作時限大于保護件均動作，但是因其動作時限大于保護3的，因此在保護的，因此在保護3動動作跳閘后返回。作跳閘后返回。d1 d1 點短路時：點短路時： 短路電流從母線流向線路，與規(guī)定正方向相同，故該短路電流從母線流向線路，與規(guī)定正方向相同，故該電流為正，功率方向繼電器動作電流為正，功率方向繼電器動作。d2 d2 點短路時：點短路時：二、功率方向繼電器的工作原理二、功率方向繼電器的工作原理 短路電流從線路流向母線，與規(guī)定正方向相反，故該短路電流從線

6、路流向母線，與規(guī)定正方向相反，故該電流為負，功率方向繼電器不動作電流為負，功率方向繼電器不動作。 目前，電力系統(tǒng)中的功率方向繼電器有整流型、晶體管型、目前，電力系統(tǒng)中的功率方向繼電器有整流型、晶體管型、集成電路型等幾種不同型式，但就其構成原理來說，主要有相位集成電路型等幾種不同型式，但就其構成原理來說，主要有相位比較和幅值比較兩種。比較和幅值比較兩種。a.a.相位比較式功率方向繼電器相位比較式功率方向繼電器 當電壓與電流之間的相位角小于當電壓與電流之間的相位角小于9090時，對應的輸出功率時，對應的輸出功率為正；電壓與電流之間的相位差在為正；電壓與電流之間的相位差在 時，輸出功時，輸出功率為負

7、，正功率的條件就是：率為負，正功率的條件就是： 90arg90IU002180270J 當電流向量垂直于動作特性時，它處于動作范圍中央，當電流向量垂直于動作特性時，它處于動作范圍中央，動作最為靈敏，此位置稱為繼電器的最大靈敏線。動作最為靈敏，此位置稱為繼電器的最大靈敏線。 在實際應用中，要求正方向短路故障時，功率方向繼電器的測量功率最大，具有最好的靈敏性。 為此繼電器應有可以調(diào)整的內(nèi)角可以調(diào)整的內(nèi)角，其大小決定于繼電器的內(nèi)部參數(shù)。 對于反映相間短路的功率方向繼電器，內(nèi)角常取30度或45度。b. b. 幅值比較式功率方方向繼電器幅值比較式功率方方向繼電器 三、相間短路功率方向繼電器的接線方式三、

8、相間短路功率方向繼電器的接線方式 對方向繼電器的要求：對方向繼電器的要求： 1 1、正方向任何形式的短路，繼電器都能、正方向任何形式的短路，繼電器都能 動作；反方向短路，繼電器不動作。動作；反方向短路，繼電器不動作。 2 2、故障以后，加入繼電器的電流和電壓、故障以后，加入繼電器的電流和電壓 盡可能大，靈敏度盡可能高。盡可能大，靈敏度盡可能高。 反應相間短路的方向繼電器廣泛采用反應相間短路的方向繼電器廣泛采用9090接線。接線。所謂所謂9090接線是指系統(tǒng)三相對稱且相電流與相電壓又同相接線是指系統(tǒng)三相對稱且相電流與相電壓又同相(cos(cos =1)=1)時，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差

9、時，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差9090的的一種接線方式。一種接線方式。三個繼電器分別接三個繼電器分別接 、 ， 、 和和 、 。.AI.BCU.BI.CAU.CI.ABU 對方向繼電器的接線應注意電流線圈和電壓線圈的極性，極對方向繼電器的接線應注意電流線圈和電壓線圈的極性，極性接反了就會造成正方向短路拒動，反方向短路誤動的后果。性接反了就會造成正方向短路拒動，反方向短路誤動的后果。9090接線方式的接線方式的主要優(yōu)點主要優(yōu)點： (1) (1) 對各種兩相短路沒有死區(qū)對各種兩相短路沒有死區(qū), ,因為繼電器接入非故障相因為繼電器接入非故障相間電壓，其值很高。間電壓，其值很高。 （2 2）適

10、當選擇內(nèi)角）適當選擇內(nèi)角之后，對各種相間短路，都有能保證之后，對各種相間短路，都有能保證動作的方向性；且有較高靈敏度。動作的方向性；且有較高靈敏度。 缺點：缺點： 在保護安裝地點附近發(fā)生三相短路時，有在保護安裝地點附近發(fā)生三相短路時，有“死區(qū)死區(qū)”，接線復雜。接線復雜。 四、雙側(cè)電源網(wǎng)絡中電流保護整定的特點四、雙側(cè)電源網(wǎng)絡中電流保護整定的特點 為了提高靈敏度，可在保護為了提高靈敏度，可在保護2處加裝方向元件：處加裝方向元件：2.max1.max.1.22.max;IIIdddzdzkdIIIIK I2.max1.maxddII.12.maxIIdzkdIK I.21.maxIIdzkdIK IX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456tLLtt1t3t5t2t4t6三、對方向性電流保護的評價三、對方向性電流保護的評價 優(yōu)點：方向保護能保證單電源環(huán)形網(wǎng)和多電源網(wǎng)各段電優(yōu)點：方向保護能保證單電源環(huán)形網(wǎng)和多電源網(wǎng)各段電流保護之間動作的選擇性流保護之間動作的選擇性缺點：接線復雜，投資增加，且保護出口處三相短路時缺點：接線復雜，投資增加，且保護出口處三相短路時 有死區(qū)。有死區(qū)。 選擇題：選擇題： 采用采用90接線方式的功率方向繼電器，接入的電接線方式的功率方向繼電器，接入的電流為流為Ia，那么接入的電壓是（，那么接