電力系統(tǒng)繼電保護(hù) 2.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)

楊靜711yangjing@163.co力系統(tǒng)

繼電保護(hù)22

電網(wǎng)的電流保護(hù)2.1單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的電流保護(hù)2.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)2.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中接地短路的零序電流及方

向保護(hù)2.4中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)中單相接地故障的保護(hù)2.2.1雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向3問題的提出對(duì)電流速斷保護(hù)反方向短路時(shí)可能發(fā)生誤動(dòng)！44352617843526178k1k2問題的提出對(duì)過電流保護(hù)k1點(diǎn)短路，要求t6<t1k2點(diǎn)短路，要求t1<t654352617843526178k1k2規(guī)律:短路功率(短路電流)流向k1點(diǎn)短路，保護(hù)6：母線----線路，保護(hù)1：線路----母線k2點(diǎn)短路，保護(hù)6：線路----母線，保護(hù)1：母線----線路問題的提出對(duì)過電流保護(hù)k1點(diǎn)短路，要求t6<t1k2點(diǎn)短路，要求t1<t6反方向短路時(shí)可能發(fā)生誤動(dòng)！64352617843526178k1k2解決辦法加判別短路功率方向的元件（功率方向繼電器）當(dāng)功率方向由母線流向線路（正方向）時(shí)才動(dòng)作。

方向性電流保護(hù)=電流保護(hù)+方向元件參考方向的一般規(guī)定電流參考方向：由母線指向被保護(hù)線路為正電壓參考方向：線路指向大地，即相對(duì)地功率的參考方向：母線指向線路72.2.2方向性電流保護(hù)的

基本原理8雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)上的電流保護(hù)裝設(shè)方向元件后，可看成是兩個(gè)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)。兩組方向性保護(hù)之間不需配合。9原理：在原有電流保護(hù)基礎(chǔ)上加裝功率方向判別元件，反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖不致誤動(dòng)。

方向過電流保護(hù)的單相原理接線圖

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方向過電流保護(hù)的單相原理接線圖方向性電流保護(hù)的動(dòng)作條件：（同時(shí)滿足）電流大于起動(dòng)電流整定值+功率方向?yàn)檎?；短路電流持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)限。

112.2.3功率方向判別元件12功率方向繼電器的工作原理正方向（k1點(diǎn)）短路1312k1k2.UIk1..U反方向（k2點(diǎn)）短路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，就可以判別發(fā)生故障的方向。用以判別功率方向或測(cè)定電流與電壓之間相位角的元件稱為功率方向元件。基本要求：應(yīng)具有明確的方向性。即正方向發(fā)生任何故障都能可靠動(dòng)作，而反方向故障時(shí)可靠不動(dòng)作。正方向故障時(shí)有足夠的靈敏度。14動(dòng)作特性0o接線：使用同名相電壓和電流的接線方式

對(duì)A相：電壓，電流，正方向短路時(shí)，元件電壓電流間相角反方向短路時(shí)方向繼電器動(dòng)作方程15

16動(dòng)作特性和動(dòng)作方程17電壓死區(qū)：正方向出口附近三相短路、AB或CA兩相接地短路及A相接地短路時(shí)，UA很小，功率方向繼電器拒動(dòng)（相角形式）（功率形式）為了減小和消除死去，實(shí)用中廣泛采用非故障的相間電壓作為參考量去判別故障相電流的相位。90o接線：所用電壓落后于同名相電壓90o。

最大靈敏角

18功率方向繼電器的內(nèi)角動(dòng)作方程 A相：19電壓死區(qū)：僅正方向出口附近三相短路時(shí)具有。措施：電壓記憶回路動(dòng)作特性角度特性：

Ir不變，繼電器動(dòng)作電壓Uop.r＝f(

φr

)的關(guān)系曲線伏安特性φr=φsen不變時(shí)，繼電器動(dòng)作電壓Uop.r＝f(Ir

)的關(guān)系曲線20構(gòu)成框圖動(dòng)作方程：21電壓形成移相濾波方波方波濾波電壓形成＆≥1＆520ms520ms123456789輸出22相位比較回路比相原理：測(cè)量?jī)蓚€(gè)電壓瞬時(shí)值同時(shí)為正（負(fù)）的持續(xù)時(shí)間。若兩者相差<90°,則瞬時(shí)值同時(shí)為正（負(fù)）的持續(xù)時(shí)間必然>5ms，此時(shí)功率方向繼電器動(dòng)作。

措施：將同時(shí)為高電平（和低電平）的方波延時(shí)5ms，判斷方波是否依然存在。

動(dòng)作時(shí)間：最快10ms，一般情況20ms。

加速方法：正負(fù)半周比相，或門輸出（原為與門輸出）23功率方向元件的潛動(dòng)問題

242.2.4相間短路功率方向判別

元件的接線方式25對(duì)功率方向判別元件的要求良好的方向性：正向任何類型的短路故障抖能動(dòng)，反向則不動(dòng)。較高的靈敏性：Ur、Ir盡可能大，并使φk接近φsen,以減小或消除死區(qū)。2690o接線方式2790o接線方式2890o接線方式

2990o接線方式正方向發(fā)生兩相短路3090o接線方式正方向發(fā)生兩相短路31

3290o接線方式的優(yōu)點(diǎn)對(duì)各種兩相短路都沒用死區(qū)；因?yàn)槔^電器加入的非故障的相間電壓，在各種兩相短路時(shí)其值都很高，確?？煽縿?dòng)作。選擇合適的繼電器內(nèi)角后，對(duì)各種故障都能保證動(dòng)作的方向性。3330<<602.2.5方向性電流保護(hù)的

應(yīng)用特點(diǎn)34方向性電流保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：適用于多電源系統(tǒng)，可保證各保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。缺點(diǎn)：接線復(fù)雜化，投資增加降低可靠性：保護(hù)出口正方向三相短路時(shí)，整套保護(hù)拒動(dòng)。35功率方向繼電器的應(yīng)用原則若不用方向元件就可以滿足選擇性要求，則盡可能的不用方向元件。在應(yīng)用中根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況，電流保護(hù)定值和時(shí)間定值情況，合理配置方向元件。36電流速斷保護(hù)37方向元件配置原則能用電流整定值保證選擇性的，盡量不加方向元件。能在一端裝方向元件后滿足選擇性要求的，不在兩端裝設(shè)（一般裝于弱電源側(cè)）。整定方法：優(yōu)先保證區(qū)外不誤動(dòng)，并有足夠的靈敏度。電流速斷保護(hù)設(shè)區(qū)外故障時(shí)保護(hù)1，2均應(yīng)可靠不動(dòng)作保護(hù)1不裝保護(hù)2必須裝方向元件。38限時(shí)電流速斷保護(hù)整定原則：電流定值整定原則與無方向元件時(shí)相同：不超過下一級(jí)電流速斷保護(hù)范圍。多個(gè)電源或環(huán)網(wǎng)存在的特殊問題：分支電流限時(shí)電流速斷與下一級(jí)線路配合時(shí)，本線路測(cè)量電流可能與下一級(jí)線路測(cè)量電流不同，如何整定？39限時(shí)電流速斷保護(hù)助增電流(電源支路)分支電源使故障線路電流增大的現(xiàn)象。整定：保護(hù)范圍不變，本線路全長(zhǎng)，延伸到下一級(jí)線路出口。但不能超過下一級(jí)線路電流Ⅰ段的保護(hù)范圍。4041啟動(dòng)電流整定值：如果不考慮助增電流的影響：

，使電流Ⅱ段的保護(hù)范圍縮小。限時(shí)電流速斷保護(hù)外汲電流（負(fù)荷線路支路）使故障線路電流減小的現(xiàn)象4243啟動(dòng)電流整定值：限時(shí)電流速斷保護(hù)限時(shí)電流速斷靈敏度的校驗(yàn)由于其保護(hù)范圍為線路全長(zhǎng)，其靈敏度檢驗(yàn)點(diǎn)與單電源網(wǎng)絡(luò)相同，靈敏度校驗(yàn)方法不變。最小運(yùn)行方式下線路末端，兩相金屬線短路時(shí)的電流值/整定值如果靈敏度不滿足要求，與下級(jí)II段配合。44分支系數(shù)的計(jì)算必須基于系統(tǒng)的等值電路。助增電流的影響Kb與短路點(diǎn)位置無關(guān)。Kb隨運(yùn)行方式(系統(tǒng)阻抗)變化而變化，存在最大、最小值。電流II段啟動(dòng)電流整定值按最小分支系數(shù)來整定45CXs1XABXs2ABIABIBCM分支系數(shù)的計(jì)算必須基于系統(tǒng)的等值電路。外汲電流的影響Kb與短路點(diǎn)位置有關(guān)，短路點(diǎn)越靠近線路末端越?。籏b與運(yùn)行方式無關(guān)。電流II段啟動(dòng)電流整定值按最小分支系數(shù)來整定46CBM過電流保護(hù)特點(diǎn)：動(dòng)作定值無法保證選擇性，靠動(dòng)作時(shí)限滿足選擇性要求。配置方法：在雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中，母線兩側(cè)的過電流保護(hù)中時(shí)限短者加方向，長(zhǎng)者不加。時(shí)限相同則都加