1、第四章 輸電線路相間短路的方向電流保護教學(xué)要求：通過學(xué)習(xí)要求掌握方向過電流保護的基本工作原理；功率方向繼電器工作原理及動作區(qū)。消除出口三相短路死區(qū)的方法。雙側(cè)電源供電目的：是為了提高輸電線路供電可靠性。1、方向性問題的提出1K當(dāng)K1點短路,保護1、2動作，斷開QF1和QF2，接在A、B、C、D母線上的用戶，仍然由A側(cè)電源和D側(cè)電源分別供電，提高了對用戶供電可靠性。 階段式電流保護用于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，不能完全滿足選擇性要求。 以無時限電流速斷保護1為例，保護的動作電流為：1.maxIIoprelkBIKI1.maxIIoprelkAIKI為滿足選擇性要求，定值應(yīng)取大值，若背側(cè)短路電流大于正向，

2、保護1正向保護靈敏度降低。1K對過電流保護，當(dāng)在K1點短路時，要求2t3t當(dāng)K2點短路時，要求3t2t顯然，雙側(cè)電源不同地點故障時，動作時間的要求是相互矛盾。1K2K對過電流保護，當(dāng)在K1點短路時，要求2t3t當(dāng)K2點短路時，要求3t2t顯然單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)利用動作時間是無法滿足選擇性要求的。1K2K結(jié)論：短路功率方向從母線指向線路時，保護動作才具有選擇性。2、方向過電流保護工作原理1K規(guī)定：短路功率的方向從母線指向線路為正方向。K1點短路時，保護1、2、4、6為正方向；保護3和5反方向，不應(yīng)起動。 為了滿足選擇性要求，保護1、3、5動作時間需進行配合；保護2、4、6動作時間需進行配合。結(jié)論：相

3、同動作方向保護的動作時間仍按階梯原則進行配合。135ttt642ttt單相式方向過電流保護原理接線：由起動元件、方向元件、時間元件和信號元件組成。3、功率方向繼電器工作原理1K2KresU1KI1k2kIK1點發(fā)生短路故障時，加入保護3的電壓與電流反映了一次電壓和電流的相位和大小。通過保護3的短路功率為：1K111coskreskkPUI0 當(dāng)反方向短路時，通過保護3的短路功率為 0 122coskkreskIUP功率方向繼電器動作條件：kP0 動作；kP0時不動作。（1）相位比較式原理實質(zhì)是判斷母線電壓與電流之間相位角是否在 范圍內(nèi)。 9090動作方程表達式90rrIUarg90事實上是間接

4、比較保護安裝處母線電壓與流過保護安裝處電流的相位。9090a rgu vru rrKUKI當(dāng)加入繼電器電壓為零時，無法進行比相。簡化后的表達式為：90rrIUarg90uvurKKarg其中：稱功率方向繼電器內(nèi)角。（2）幅值與相位比較間關(guān)系CDABCDABA稱為動作量，B稱為制動量。當(dāng)90時，A B當(dāng) 90時,A B 90當(dāng)BA，則當(dāng) 90時,A B 由上面分析可見，相位比較與幅值比較相互間是可以轉(zhuǎn)換的。DCBDCA比幅關(guān)系BADBAC22比相關(guān)系rurruvIKUK ruvrurUKIK比幅式動作方程從上式可見，當(dāng)加入繼電器電壓為零時，動作量等于制動量，繼電器存在動作死區(qū)。4、功率方向繼電器

5、接線要求：應(yīng)能正確反應(yīng)故障的方向；正向短路故障時，應(yīng)使方向元件工作在較靈敏的狀態(tài)。接線定義90 時，加入繼電器的電流超前電壓 。1cos90功率方向繼電器 電流 電壓 KP1 KP3 KP3AIBICIBCUCAUABU接 自 母 線 T V動作區(qū)畫法：最靈敏線rUrI動作區(qū)制動區(qū)動作區(qū)：90sen（1）三相短路aUbUcUbcUaIksen)90(ksen090sen（2）近處兩相短路aUbUcUcaUbcEbIk)90(ksen090sen（3）遠處兩相短路aaUEbEcEbcEbIkcaUbcIcbEkabUc30120b3060c三相短路和近處兩相短路靈敏角變化范圍為：090sen兩相

6、遠處短路，B相靈敏角變化范圍：30120senC相靈敏角變化范圍：3060sen為了使各種相間短路保護都能動作，最大靈敏角范圍：6030sen5、非故障相電流的影響與按相起動其中：圖b為正確接線，圖c錯誤接線。6、方向電流保護的整定計算方向過電流保護動作電流可按下列兩條件整定：(1) (1) 躲過被保護線路中的最大負(fù)荷電流躲過被保護線路中的最大負(fù)荷電流 在單電源環(huán)形電網(wǎng)中，不僅要考慮閉環(huán)時線路的最大負(fù)荷電流，還考慮開環(huán)時負(fù)荷電流的突然增加。(2) (2) 同方向的保護同方向的保護的靈敏度應(yīng)相互配合，即同方向保護的動作電流應(yīng)從例電源遠的保護開始，向著電源逐級增大。 1opI3opI5opI 6o

7、pI4opI2opI以保護4為例，其動作電流為IIIopcIIIopIKI24（2）相繼動作：單電源環(huán)形電網(wǎng)中，當(dāng)靠近A母線近處短路，流過保護2的短路電流幾乎為零。只有保護1跳開QFl后，保護2才動作跳開OF2。保護裝置的這種動作情況，稱為相繼動作。相繼動作的線路長度，稱為相繼動作區(qū)域。3.方向過電流保護靈敏系數(shù)的校驗： 方向過電流保護靈敏系數(shù)，主要取決于電流元件。其方法與不帶方向元件的過電流保護相同，但在環(huán)網(wǎng)中允許用相繼動作的短路電流來校驗靈敏度。要求：相繼動作區(qū)不能動大于全長的50%。4.助增電流的影響NP在保護1和2之間存在一助增電源，在 線路K點發(fā)生故障，流過故障線路電流比保護1大。保護1限時電流速斷保護的動作電流為IopbIIrelIIopIKKI21KKbIIK分支系數(shù)為小結(jié)：（1）方向電流保護是為了滿足雙電源線