講-第三章方向性電流保護(hù)-

第二章

第三節(jié)電網(wǎng)的電流保護(hù)

3.2電網(wǎng)相間短路的方向性電流、電壓保護(hù)主講教師：張小鳳自動(dòng)化教研室主要內(nèi)容問(wèn)題的提出及解決辦法功率方向繼電器相間短路功率方向繼電器接線方式方向性電流保護(hù)整定計(jì)算特點(diǎn)對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià)對(duì)電流速斷保護(hù):k1點(diǎn)短路時(shí),若保護(hù)2誤動(dòng)；對(duì)于多電源或環(huán)形電網(wǎng)能否滿足要求？1.問(wèn)題的提出及解決方法對(duì)電流速斷保護(hù):k2點(diǎn)短路時(shí),若保護(hù)3誤動(dòng)；對(duì)于多電源或環(huán)形電網(wǎng)能否滿足要求？1.問(wèn)題的提出及解決方法對(duì)過(guò)電流保護(hù):k1點(diǎn)短路時(shí)要求才能保證選擇性1.問(wèn)題的提出及解決方法k2點(diǎn)短路時(shí)要求才能保證選擇性矛盾原因分析:規(guī)定：短路功率的正方向?yàn)閺哪妇€流向線路誤動(dòng)1.問(wèn)題的提出及解決方法原因分析:誤動(dòng)1.問(wèn)題的提出及解決方法結(jié)論：誤動(dòng)的保護(hù)其短路電流的方向總是為反方向。解決方法:加裝方向元件，規(guī)定功率為正方向時(shí)保護(hù)動(dòng)作；而功率為反方向時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。可以利用功率方向繼電器來(lái)判別方向。1.問(wèn)題的提出及解決方法跳閘條件：①短路電流大于整定值；②短路功率方向?yàn)檎?51ABCD3EA1.問(wèn)題的提出及解決方法電流保護(hù)

方向性電流保護(hù)功率方向判斷元件+1.問(wèn)題的提出及解決方法1)、對(duì)功率方向判別元件的基本要求具有明確的方向性。正方向故障有足夠的靈敏性。2.功率方向繼電器2)、基本原理12k1k2利用短路功率的方向或電壓、電流之間的相位關(guān)系，來(lái)區(qū)分故障的方向。2)、基本原理2.功率方向繼電器k1k212.UΦk1Φk2180°+Φk2k1點(diǎn)短路向量圖0o≤Φk1≤90o180o≤Φk2+180o≤270o.Uk2點(diǎn)短路向量圖用以判別功率方向或測(cè)定電流與電壓間相位角的繼電器稱為功率方向繼電器。2.功率方向繼電器◆輸入為相電壓、相電流（0°接線）對(duì)A相繼電器：反方向短路：正方向短路：k1k212有功功率：最大靈敏角：輸入電壓、電流幅值不變，有功輸出最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的電壓、電流相位角?！喙β史较蚶^電器在正方向故障時(shí)，動(dòng)作的角度應(yīng)該是一個(gè)范圍?！哌^(guò)渡電阻、線路阻抗角會(huì)變化，

考慮實(shí)現(xiàn)的方便性，這個(gè)角度通常取為：k1k212+1+j動(dòng)作區(qū)三相短路AB或CA兩相接地短路A相接地短路對(duì)正方向出口A相功率方向元件拒動(dòng),有“電壓死區(qū)”3)、功率方向元件的動(dòng)作特性動(dòng)作方程：最大靈敏角：動(dòng)作方程：消除死區(qū)：引入非故障相電壓。+1+j動(dòng)作區(qū)內(nèi)角：◆輸入為線電壓、相電流（90°接線）（1）對(duì)接線方式的要求正方向任何類型的短路故障都能動(dòng)作，而反方向故障時(shí)不動(dòng)作；故障后加入繼電器的電流和電壓應(yīng)盡可能大，并使短路阻抗角接近于最大靈敏角，以便消除和減小方向元件的死區(qū)。3.相間短路功率方向繼電器的接線方式指系統(tǒng)三相對(duì)稱且時(shí)，的接線方式。KWCKWBKWA繼電器（2）90°接線方式3.相間短路功率方向繼電器的接線方式功率方向繼電器90°接線，三相式方向過(guò)電流保護(hù)原理接線圖注意：極性連接。分析正方向發(fā)生三相短路三相短路：分析正方向BC出口兩相短路分析正方向BC出口兩相短路分析正方向BC出口兩相短路取:動(dòng)作方程：KWA：不動(dòng)作KWB：動(dòng)作KWC：動(dòng)作分析正方向BC出口兩相短路分析正方向BC遠(yuǎn)方兩相短路分析正方向BC遠(yuǎn)方兩相短路取:動(dòng)作方程：動(dòng)作分析正方向BC遠(yuǎn)方兩相短路KWA：不動(dòng)作KWC：動(dòng)作KWB：繼電器內(nèi)角設(shè)計(jì)范圍的選擇：

綜合考慮線路阻抗角、故障位置、故障類型，使其在任何情況下都可以準(zhǔn)確動(dòng)作?？紤]：內(nèi)角取值范圍是：采用90°接線方式的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)各種兩相短路都沒(méi)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(duì)線路上各種相間故障都能保證動(dòng)作的方向性。缺點(diǎn)：正方向出口三相短路時(shí)仍有死區(qū)。

3.相間短路功率方向繼電器的接線方式(1)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算不帶方向帶方向4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算

同一線路兩側(cè)，定值小者加方向元件，定值大者可不加方向元件。保護(hù)1可不加方向元件電流速斷保護(hù)方向元件的裝設(shè)原則4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算外汲：使故障線路電流減少的現(xiàn)象。(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算仍然是與下一級(jí)保護(hù)的第一段配合，但需考慮保護(hù)安裝點(diǎn)與短路點(diǎn)之間有分支電路的影響。助增：使故障線路電流增大的現(xiàn)象。助增電源助增電流外汲電流4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算引入分支系數(shù)當(dāng)僅有助增時(shí)4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算最大分支系數(shù)：最小分支系數(shù)：引入分支系數(shù)當(dāng)僅有外汲時(shí)4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

引入分支系數(shù)當(dāng)無(wú)分支時(shí)當(dāng)既有助增又有外汲時(shí)，可能大于1，也可能小于14.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

引入分支系數(shù)4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算

引入分支系數(shù)4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(3)過(guò)電流保護(hù)方向元件的裝設(shè)原則整定原則與單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中過(guò)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：4.方向性電流保護(hù)整定計(jì)算(3)過(guò)電流保護(hù)方向元件的裝設(shè)原則

對(duì)同一變電站的電源出線，動(dòng)作延時(shí)長(zhǎng)的可不加方向元件，動(dòng)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5.對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)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；快速性和靈敏性同前述單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的電流保護(hù)；接線較復(fù)雜，可靠性稍差，且增加投資；出口三相短路時(shí)，功率方向繼電器有死區(qū)；LG-11整流型功率方向繼電器（一）構(gòu)成：（二）動(dòng)作方程當(dāng)=常數(shù)時(shí)，的關(guān)系曲線。繼電器的動(dòng)作范圍是以為中心的±90°區(qū)域內(nèi)。（三）功率方向繼電器的角度特性死區(qū)死區(qū)及其消除辦法:GJ記憶作用，記憶時(shí)間不小于50ms（四）功率方向繼電器的潛動(dòng)問(wèn)題功率方向繼電器潛動(dòng)是指繼電器僅加入電壓或電流一個(gè)電量就會(huì)動(dòng)作的現(xiàn)象。電流潛動(dòng):

只加電流不加電壓時(shí)所產(chǎn)生的潛動(dòng)。電壓潛動(dòng):

只加電壓不加電流時(shí)所產(chǎn)生的潛動(dòng)。（四）功率方向繼電器的潛動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生潛動(dòng)的原因：形成的電路參數(shù)不平衡。潛動(dòng)對(duì)繼電保護(hù)的影響：可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。例如：在保護(hù)的反方向出口金屬性三相短路時(shí)，U≈0，Ir卻很大，如果繼電器潛動(dòng)，則會(huì)使保護(hù)誤跳閘，擴(kuò)大事故。因此，要求功率方向繼電器無(wú)潛動(dòng)現(xiàn)象。消除潛動(dòng)的辦法：調(diào)整R1用于消除電流潛動(dòng)；調(diào)整R2用于消除電壓潛動(dòng)本節(jié)學(xué)習(xí)重點(diǎn)了解并認(rèn)識(shí)在雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中繼電保護(hù)動(dòng)作帶有方向性的必要性。熟練掌握功率方向繼電器的工作原理、構(gòu)造及其動(dòng)作特性。學(xué)習(xí)中首先要弄清楚電壓電流的參考方向是如何規(guī)定的，以及參考方向與實(shí)際方向之間的關(guān)系。其次，要了解并認(rèn)識(shí)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及發(fā)生故障時(shí)電壓電流之間的相位關(guān)系。并掌握有關(guān)功率方向繼電器的最大靈敏角、內(nèi)角和死區(qū)等基本概念。

熟練掌握相間短路的功率方向繼電器的典型接線方式----90°接線及其動(dòng)作行為分析方法。學(xué)習(xí)中要弄清接線方式的含義，掌握采用90°接線方式的功率方向繼電器在各種相間短路時(shí)動(dòng)作行為的分析方法。掌握方向性電流保護(hù)的整定計(jì)