電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)

JIDIANBAOHU第二節(jié)電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)JIDIANBAOHU一、方向性電流保護(hù)的基本原理~d2dIX

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~1.問(wèn)題的提出d1點(diǎn)短路t3<t2d2點(diǎn)短路t2<t3出現(xiàn)矛盾注意這個(gè)矛盾JIDIANBAOHUd1點(diǎn)短路：保護(hù)2的短路功率由線路指向母線，保護(hù)3的短路功率由母線指向線路。d2點(diǎn)短路：保護(hù)2的短路功率由母線指向線路，保護(hù)3的短路功率由線路指向母線。~dIX

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~2.解決辦法

利用這個(gè)特點(diǎn)可構(gòu)成一種保護(hù)，這種保護(hù)要求：凡是流過(guò)保護(hù)的短路功率是由母線指向線路時(shí)（正），保護(hù)就起動(dòng)；凡是流過(guò)保護(hù)的短路功率是由線路指向母線時(shí)（負(fù)），保護(hù)就不起動(dòng)。d1點(diǎn)短路：保護(hù)1、3、4、6起動(dòng)，根據(jù)階梯時(shí)限原則t3＜t1，t4＜t6,保護(hù)3和4動(dòng)作，保護(hù)1、6返回，從而保證有選擇地切除故障。~dIX

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裝設(shè)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(fù)的能力，并且在功率為正時(shí)動(dòng)作，并且在功率為負(fù)時(shí)不動(dòng)作。d2點(diǎn)短路：保護(hù)1、2、4、6起動(dòng)，t2＜t4＜t6，故保護(hù)1和2起動(dòng)，保護(hù)4、6返回。~d2X

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~3.方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖其起動(dòng)有兩個(gè)條件：（1）電流超過(guò)整定值(動(dòng)作電流)（2）功率方向符合規(guī)定的正方向分析題：如圖所示網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)1、2、3、4均裝有方向過(guò)電流保護(hù)，試分析d點(diǎn)三相短路時(shí)，各保護(hù)的動(dòng)作情況。保護(hù)3、4動(dòng)作跳開相應(yīng)的斷路器，保護(hù)1電流元件和方向性元件均動(dòng)作，但是因其動(dòng)作時(shí)限大于保護(hù)3的，因此在保護(hù)3動(dòng)作跳閘后返回。d1點(diǎn)短路時(shí)：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(dòng)作。d2點(diǎn)短路時(shí)：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，故該電流為負(fù)，功率方向繼電器不動(dòng)作。

由以上分析，隨著短路電流的方向不同，功率方向繼電器感受功率也不相同。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，可以根據(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電流方向的基本原理。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(gòu)成原理來(lái)說(shuō)，主要有相位比較和幅值比較兩種。a.相位比較式功率方向繼電器當(dāng)電壓與電流之間的相位角小于90°時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出功率為正；電壓與電流之間的相位差在時(shí)，輸出功率為負(fù)，正功率的條件就是：

JIDIANBAOHU當(dāng)電流向量垂直于動(dòng)作特性時(shí)，它處于動(dòng)作范圍中央，動(dòng)作最為靈敏，此位置稱為繼電器的最大靈敏線。在實(shí)際應(yīng)用中，要求正方向短路故障時(shí)，功率方向繼電器的測(cè)量功率最大，具有最好的靈敏性。為此繼電器應(yīng)有可以調(diào)整的內(nèi)角，其大小決定于繼電器的內(nèi)部參數(shù)。對(duì)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。JIDIANBAOHUb.幅值比較式功率方方向繼電器（1）幅值比較原理與相位比較原理的互換性所謂幅值比較原理，就是只比較兩個(gè)交流電氣量的幅值大小，而不考慮它們的相位關(guān)系。相位比較原理與幅值比較原理之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并可以構(gòu)成同一特性的繼電器。幅值比較原理和相位比較原理之間的關(guān)系可以用平行四邊形和菱形定則加以說(shuō)明。若以比較相位的兩個(gè)電氣量組成一個(gè)平行四邊形，則比較幅值的兩個(gè)電氣量就是平行四邊形的兩條對(duì)角線，兩兩電氣量之間有三種情況。（2）幅值比較式功率方向繼電器的構(gòu)成框圖三、相間短路功率方向繼電器的接線方式

對(duì)方向繼電器的要求：1、正方向任何形式的短路，繼電器都能動(dòng)作；反方向短路，繼電器不動(dòng)作。2、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。

反應(yīng)相間短路的方向繼電器廣泛采用90o接線。所謂90o接線是指系統(tǒng)三相對(duì)稱且相電流與相電壓又同相(cos=1)時(shí)，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差90o的一種接線方式。三個(gè)繼電器分別接、，、和、。

對(duì)方向繼電器的接線應(yīng)注意電流線圈和電壓線圈的極性，極性接反了就會(huì)造成正方向短路拒動(dòng)，反方向短路誤動(dòng)的后果。90o接線方式的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)各種兩相短路沒(méi)有死區(qū),因?yàn)槔^電器接入非故障相間電壓，其值很高。

（2）適當(dāng)選擇內(nèi)角α之后，對(duì)各種相間短路，都有能保證動(dòng)作的方向性；且有較高靈敏度。缺點(diǎn)：在保護(hù)安裝地點(diǎn)附近發(fā)生三相短路時(shí)，有“死區(qū)”，接線復(fù)雜。瞬時(shí)電流速斷：保護(hù)的整定值大于反方向故障時(shí)流過(guò)保護(hù)的短路電流，可以不加方向元件；定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)：保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限大于同一線路上其它保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，可以不加方向元件；其它情況均應(yīng)配置方向元件。

四、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)整定的特點(diǎn)1.雙側(cè)電源線路上電流速斷保護(hù)的整定無(wú)需加裝方向元件的整定原則：為了提高靈敏度，可在保護(hù)2處加裝方向元件：~X

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~tLLtt1t3t5t2t4t6（2）雙側(cè)電源線路的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)同方向保護(hù)相配合；同一線路上，動(dòng)作時(shí)限較小的一側(cè)加裝方向元件；同一線路上，動(dòng)作時(shí)限相同的保護(hù)，均加裝方向元件；同一保護(hù)只加裝一個(gè)方向元件。三、對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：方向保護(hù)能保證單電源環(huán)形網(wǎng)和多電源網(wǎng)各段電流保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性。缺點(diǎn)：接線復(fù)雜，投資增加，且保護(hù)出口處三相短路時(shí)有死區(qū)。選擇題：采用90°接線方式的功率方向繼電器，接入的電流為Ia，那么接入的電壓是（）

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