1、第三節 多側電源電網相間短路的方向性電流保護一、方向性電流保護的工作原理1.方向問題的提出:d1點短路故障時，為保證選擇性，要求 ；d2點短路時，又要求 ，無法整定。2.解決方法：根據區內與區外短路，靠近短路點的保護所流過的短路功率方向不同，引入方向元件來判別短路功率的方向，從而區別區內或區外短路。（規定電流從母線流向線路為正，以母線電壓為參考方向）,按這個要求配置的功率方向元件的動作方向如圖（b）所示。3.原理：用電流繼電器作為測量元件，來反映被保護元件電流大小，用功率方向繼電器作為方向元件，來判別短路功率方向，當這兩個繼電器都動作，保護才動作。4.接線二、功率方向繼電器的工作原理功率方向繼

2、電器是通過測量保護安裝處的電壓和電流之間的相位關系來判斷短路功率方向的。規定電流由母線流向線路為正，電壓以母線高于大地為正。當d1點發生三相短路時，流過保護2的電流為正向電流，它與母線B 上的電壓之間的夾角為線路的阻抗角 ，其值的變化范圍為0° 90°，且電壓超前電流(因為線路以感性為主)，則短路功率為。而當d2點短路時,流過保護2的電流為反向電流,它滯后母線電壓的角度為線路阻抗角,則滯后的相位角為180°+ ，此時短路功率為。其電壓、電流的相位關系如圖2.17 所示。(a) (b)(a) 正方向故障 (b) 反方向故障功率方向繼電器的工作原理實際上就是通過測量和

3、之間的相位角來判別正、反方向短路的，正方向短路時，功率方向繼電器動作，反方向短路時，功率方向繼電器不動作。目前廣泛應用的功率方向繼電器有感應型、整流型和半導體型。盡管形式多樣，但都是按相位比較或幅值比較原理構成的，其動作特性極為相似。三、相間短路方向繼電器的900接線方式1. 功率方向繼電器的接線方式由于功率方向繼電器的主要任務是判斷短路功率的方向，因此，對其接線方式提出如下要求：（1）正方向任何形式的故障都能動作，而當反方向故障時則不動作。（2）故障以后加入繼電器的電流和電壓應盡可能地大一些。并盡可能使r接近于最大靈敏度角sen，以便消除和減小方向繼電器的死區。為了滿足以上要求廣泛采用的功率

4、方向繼電器接線方式為900接線。所謂900接線方式是指在三相對稱的情況下。當 cos=1 時（如圖2-40（b）所示）。加入繼電器的電流和電壓相位相差900（如圖 2-40(b)中，電流和電壓BC）。2. 方向過電流保護裝置的接線圖功率方向繼電器采用900接線時，兩相式方向過電流保護的原理接線圖2-41所示。電流繼電器1、3是起動元件，功率方向繼電器2、4是方向元件。各相的電流繼電器和功率方向繼電器的觸點是串聯的，以起到按相起動的作用。時間繼電器5使保護獲得必要的動作時限。其觸點閉合可去跳閘和發出信號。功率方向繼電器采用900接線方式的保護裝置，主要有兩個優點：第一，對各種兩相短路都沒有死區，因為繼電器加入的是非故障相的線電壓其值很高；第二，適當地選擇繼電器的內角后，對線路上發生的各種故障，都能保證動作的方向性，有較高的靈敏性。方向繼電器在一切故障情況下都能動作的條件為30°60°。兩相式接線適用于小接地電流系統，作為各種形式相