第22章雙側(cè)電源相間短路方向性電流保護(hù)-90接線

第22章雙側(cè)電源相間短路方向性電流保護(hù)-90接線第一頁，共70頁。一、問題的提出及解決辦法第二頁，共70頁。k1若則保護(hù)2誤動對電流速斷保護(hù):若則保護(hù)5誤動分析:反方向短路時(shí)可能誤動第三頁，共70頁。k1對過電流保護(hù):第四頁，共70頁。k2對過電流保護(hù):分析:保護(hù)3誤動反方向短路時(shí)可能誤動第五頁，共70頁。解決辦法：規(guī)定當(dāng)短路功率方向由母線流向線路(正方向)時(shí)保護(hù)才能動作，而當(dāng)短路功率方向由線路流向母線(反方向)時(shí)保護(hù)不能動作判別短路功率方向的元件—功率方向繼電器第六頁，共70頁。123456+135246第七頁，共70頁。電流保護(hù)

方向性電流保護(hù)功率方向判斷元件+第八頁，共70頁。二、功率方向繼電器的工作原理第九頁，共70頁。1.工作原理流過保護(hù)的電流短路電流第十頁，共70頁。1.工作原理第十一頁，共70頁。1.工作原理

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定電流與電壓間相位角的繼電器稱為功率方向繼電器。第十二頁，共70頁。2.功率方向繼電器的動作方程以正方向三相短路時(shí)A相的功率方向繼電器為例：第十三頁，共70頁。

①四個(gè)角度：，取30°或45°為加入繼電器的電壓和電流的夾角即

為短路阻抗角；為最大靈敏角；：繼電器內(nèi)角；第十四頁，共70頁。②動作方程比相式動作方程：第十五頁，共70頁。比幅式動作方程推導(dǎo)過程：第十六頁，共70頁。令令第十七頁，共70頁。用四邊形法則來分析它們之間的關(guān)系：不動作動作動作邊界DABCDABCDABC第十八頁，共70頁。比幅式動作方程：第十九頁，共70頁。3.LG-11整流型功率方向繼電器第二十頁，共70頁。（一）構(gòu)成：第二十一頁，共70頁。動作最靈敏臨界動作（二）功率方向繼電器的動作區(qū)：設(shè)那么最大靈敏角第二十二頁，共70頁。（內(nèi)角）

動作方程功率形式

第二十三頁，共70頁。（三）功率方向繼電器的動作特性在中，均為變數(shù)，為了闡明繼電器的動作特性，通常采用固定其中一個(gè)變量來分析其它兩個(gè)變量之間的關(guān)系。1.角度特性：當(dāng)=常數(shù)時(shí)，的關(guān)系曲線。2.伏安特性：伏安特性是當(dāng)=常數(shù)時(shí)(一般取)，

的關(guān)系曲線。第二十四頁，共70頁。1.角度特性：當(dāng)=常數(shù)時(shí)，的關(guān)系曲線。繼電器的動作范圍是以為中心的±90°區(qū)域內(nèi)。第二十五頁，共70頁。伏安特性是當(dāng)=常數(shù)時(shí)(一般取)，

的關(guān)系曲線。2.伏安特性：當(dāng)加入繼電器的電壓不管Ir多大，繼電器都不會動作。從而在保護(hù)安裝處附近發(fā)生三相短路時(shí)，由于Ur太低，保護(hù)將拒絕動作，使保護(hù)裝置出現(xiàn)死區(qū)。第二十六頁，共70頁。死區(qū)（四）死區(qū)及其消除辦法:GJ記憶作用，記憶時(shí)間不小于50ms第二十七頁，共70頁。（五）功率方向繼電器的潛動問題功率方向繼電器潛動是指繼電器僅加入電壓或電流一個(gè)電量就會動作的現(xiàn)象。只加電流不加電壓時(shí)所產(chǎn)生的潛動稱為電流潛動。只加電壓不加電流時(shí)所產(chǎn)生的潛動稱為電壓潛動。產(chǎn)生潛動的原因：形成的電路參數(shù)不平衡。第二十八頁，共70頁。消除潛動的辦法：調(diào)整R1用于消除電流潛動；調(diào)整R2用于消除電壓潛動潛動對繼電保護(hù)的影響：可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動作。例如：在保護(hù)的反方向斷路器附近金屬性三相短路時(shí)，U≈0，Ir卻很大，如果繼電器潛動，則會使保護(hù)誤跳閘，擴(kuò)大事故。因此，要求功率方向繼電器無潛動現(xiàn)象。第二十九頁，共70頁。三、功率方向繼電器的90?接線方式第三十頁，共70頁。要求：保證選擇性和較高的靈敏性。廣泛采用：90°接線方式滿足選擇性為了有較高的靈敏性，應(yīng)即滿足第三十一頁，共70頁。三相短路時(shí)動作區(qū)不動作區(qū)問題:有電壓死區(qū)功率方向繼電器的動作特性第三十二頁，共70頁。三相短路時(shí)動作區(qū)不動作區(qū)功率方向繼電器的動作特性功率方向繼電器的內(nèi)角第三十三頁，共70頁。90?接線方式是指在三相對稱且功率因數(shù)的情況下，超前90?的接線方式。KWCKWBKWA繼電器這個(gè)定義僅僅是為了稱呼方便，沒有什么物理意義。第三十四頁，共70頁。采用按相起動接線。所謂按相啟動接線是指接入同名相電流的測量元件和功率方向元件的接點(diǎn)串聯(lián)，而后于其他元件相并聯(lián)后啟動邏輯元件。三相式方向過電流保護(hù)的原理接線圖第三十五頁，共70頁。三相式方向過電流保護(hù)的原理接線圖對功率方向繼電器的接線，必須十分注意繼電器電流線圈和電壓線圈的極性。第三十六頁，共70頁。為使此時(shí)KW動作最靈敏在各種相間短路時(shí)的工作情況分析：（1）正方向三相對稱短路以KWA為例第三十七頁，共70頁。為使PrA>0在各種相間短路時(shí)的工作情況分析：（1）正方向三相對稱短路以KWA為例第三十八頁，共70頁。（2）正方向出口BC兩相短路KWACBkZSZk第三十九頁，共70頁。第四十頁，共70頁。（2）正方向出口BC兩相短路KWACBkZSZk第四十一頁，共70頁。對KWA：當(dāng)忽略負(fù)荷電流時(shí)繼電器不動作（2）正方向出口BC兩相短路第四十二頁，共70頁。（2）正方向出口BC兩相短路對KWB：內(nèi)角的選擇范圍：第四十三頁，共70頁。（2）正方向出口BC兩相短路對KWC：內(nèi)角的選擇范圍：第四十四頁，共70頁。（3）正方向遠(yuǎn)處BC兩相短路KWACBkZSZk第四十五頁，共70頁。（3）正方向遠(yuǎn)處BC兩相短路對KWA：當(dāng)忽略負(fù)荷電流時(shí)繼電器不動作第四十六頁，共70頁。（3）正方向遠(yuǎn)處BC兩相短路對KWB：內(nèi)角的選擇范圍：第四十七頁，共70頁。（3）正方向遠(yuǎn)處BC兩相短路對KWC：內(nèi)角的選擇范圍：第四十八頁，共70頁。

故障類型繼電器三相AB兩相BC兩相CA兩相KWA——KWB——KWC——正方向各種短路時(shí)，方向繼電器能夠正確動作的內(nèi)角α的范圍

使方向繼電器在正方向任何相間短路情況下能夠正確動作的條件：第四十九頁，共70頁。

為了減少死區(qū)范圍，三相短路時(shí)應(yīng)使第五十頁，共70頁。優(yōu)點(diǎn)：(1)各種兩相短路故障都沒有死區(qū)，因?yàn)槔^電器加入的是非故障的相間電壓，其值很高。(2)適當(dāng)選擇內(nèi)角α后，對線路上各種相間故障都保證動作的方向性。缺點(diǎn)：正方向出口三相短路時(shí)有死區(qū)。第五十一頁，共70頁。三、方向電流保護(hù)的應(yīng)用特點(diǎn)第五十二頁，共70頁。1.電流速斷保護(hù)不帶方向第五十三頁，共70頁。第五十四頁，共70頁。1.電流速斷保護(hù)第五十五頁，共70頁。助增：使故障線路電流增大的現(xiàn)象2.限時(shí)電流速斷保護(hù)助增電源助增電流第五十六頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)外汲：使故障線路電流減少的現(xiàn)象外汲電流第五十七頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)第五十八頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)12ABC當(dāng)僅有助增時(shí)第五十九頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)當(dāng)僅有外汲時(shí)12ABC第六十頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)12ABC當(dāng)無分支時(shí)第六十一頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)當(dāng)既有助增又有外汲時(shí)，可能大于1，也可能小于1第六十二頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)第六十三頁，共70頁。2.限時(shí)電流速斷保護(hù)最大分支系數(shù)：最小分支系數(shù)：第六十四頁，共70頁。3.過電流保護(hù)1.5s2.5s同一母線的各電源出線的保護(hù)，動作時(shí)限較長者可不裝設(shè)方向元件；動作時(shí)限較短者必須裝設(shè)方向元件；如果動作時(shí)限相同，則都必須裝設(shè)方向元件。2s2s第六十五頁，共70頁。對同一變電站的電源出線，動作延時(shí)長的可不加方向元件，動作延時(shí)小的或相等時(shí)要加方向元件。

保護(hù)2和保護(hù)3要加方向元件3.過電流保護(hù)第六十六頁，共70頁。

整定原則與單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中過電流保護(hù)的整定原則相同，但校驗(yàn)遠(yuǎn)后備靈敏度時(shí)需考慮分支系數(shù)的影響：遠(yuǎn)后備：3.過電流保護(hù)第六十七頁，共70頁。4.對方向性電流保護(hù)的評價(jià)在多電源網(wǎng)絡(luò)及單電源環(huán)網(wǎng)中能保證選擇性；