電網相間短路的方向電流保護

JIDIANBAOHU第二節電網相間短路的方向電流保護JIDIANBAOHU一、方向性電流保護的基本原理~d2dIX

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~1.問題的提出d1點短路t3<t2d2點短路t2<t3出現矛盾注意這個矛盾JIDIANBAOHUd1點短路：保護2的短路功率由線路指向母線，保護3的短路功率由母線指向線路。d2點短路：保護2的短路功率由母線指向線路，保護3的短路功率由線路指向母線。~dIX

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~~d2X

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~2.解決辦法

利用這個特點可構成一種保護，這種保護要求：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；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。d1點短路：保護1、3、4、6起動，根據階梯時限原則t3＜t1，t4＜t6,保護3和4動作，保護1、6返回，從而保證有選擇地切除故障。~dIX

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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，并且在功率為正時動作，并且在功率為負時不動作。d2點短路：保護1、2、4、6起動，t2＜t4＜t6，故保護1和2起動，保護4、6返回。~d2X

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~3.方向過電流保護的原理接線圖其起動有兩個條件：（1）電流超過整定值(動作電流)（2）功率方向符合規定的正方向分析題：如圖所示網絡，保護1、2、3、4均裝有方向過電流保護，試分析d點三相短路時，各保護的動作情況。保護3、4動作跳開相應的斷路器，保護1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3的，因此在保護3動作跳閘后返回。d1點短路時：短路電流從母線流向線路，與規定正方向相同，故該電流為正，功率方向繼電器動作。d2點短路時：二、功率方向繼電器的工作原理

短路電流從線路流向母線，與規定正方向相反，故該電流為負，功率方向繼電器不動作。

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。對于正方向的故障，其功率為正值，反方向故障，其功率為負值。因此，可以根據功率方向繼電器的感受功率的正負來判別短路功率方向即短路電流的方向，并決定保護是否動作于跳閘。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，主要有相位比較和幅值比較兩種。a.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90°時，對應的輸出功率為正；電壓與電流之間的相位差在時，輸出功率為負，正功率的條件就是：

JIDIANBAOHU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。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整的內角，其大小決定于繼電器的內部參數。對于反映相間短路的功率方向繼電器，內角常取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，就是只比較兩個交流電氣量的幅值大小，而不考慮它們的相位關系。相位比較原理與幅值比較原理之間存在一定的對應關系，并可以構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系可以用平行四邊形和菱形定則加以說明。若以比較相位的兩個電氣量組成一個平行四邊形，則比較幅值的兩個電氣量就是平行四邊形的兩條對角線，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成框圖三、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：1、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。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接線是指系統三相對稱且相電流與相電壓又同相(cos=1)時，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。三個繼電器分別接、，、和、。

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。90o接線方式的主要優點：(1)對各種兩相短路沒有死區,因為繼電器接入非故障相間電壓，其值很高。

（2）適當選擇內角α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。缺點：在保護安裝地點附近發生三相短路時，有“死區”，接線復雜。瞬時電流速斷：保護的整定值大于反方向故障時流過保護的短路電流，可以不加方向元件；定時限過電流保護：保護的動作時限大于同一線路上其它保護的動作時限，可以不加方向元件；其它情況均應配置方向元件。

四、雙側電源網絡中電流保護整定的特點1.雙側電源線路上電流速斷保護的整定無需加裝方向元件的整定原則：為了提高靈敏度，可在保護2處加裝方向元件：~X

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MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456~tLLtt1t3t5t2t4t6（2）雙側電源線路的定時限過電流保護同方向保護相配合；同一線路上，動作時限較小的一側加裝方向元件；同一線路上，動作時限相同的保護，均加裝方向元件；同一保護只加裝一個方向元件。三、對方向性電流保護的評價

優點：方向保護能保證單電源環形網和多電源網各段電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有死區。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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