1、2.2 雙側電源網絡相間短路的方向性電流保護一、問題的提出及解決辦法k1k1IIset.2k1II若則保護2誤動對電流速斷保護:Iset.5k2II若則保護5誤動k2I分析: 反方向短路時可能誤動k1k1I對過電流保護:23tt k2對過電流保護:k2I分析:23tt 保護3誤動反方向短路時可能誤動解決辦法：規定當短路功率方向由母線流向線路(正方向)時保護才能動作，而當短路功率方向由線路流向母線(反方向)時保護不能動作判別短路功率方向的元件功率方向繼電器1 12 23 34 45 56 6+1 13 35 52 24 46 6電流保護 方向性電流保護功率方向判斷元件+ 二、功率方向繼電器的工作

2、原理1kINrUU1rkII 1k1.工作原理ok1rro90IUarg00cosIUPk1rrrI流過保護的電流短路電流2kI1.工作原理rIorro270IUarg1800)cos(180IUPk2orrNrUU2kI2kk2180 o2rkII 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系，就可以判別發生故障的方向。 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。2.功率方向繼電器的動作方程以正方向三相短路時A相的功率方向繼電器為例： 909000rrrrrcoscosIUPBUCUAUrk1IIA 60krBCUU 30 四個角度：四個角度：ks

3、en 90ksensen ，取取3030或或4545rrrrIUarg 為加入繼電器的電壓和電流的夾角即加入繼電器的電壓和電流的夾角即 為短路阻抗角；為短路阻抗角；為最大靈敏角；為最大靈敏角；：繼電器內角；繼電器內角；動作方程動作方程比相式比相式 動作方程：動作方程：9090rr IeUjarg 9090rrIUarg比幅式比幅式 動作方程動作方程推導過程：推導過程：9090rr IeUjarg9090r90rk IeUj)(arg9090kr90r jjeIeUarg90arg90rIruIKUKrIruIKDUKC 令9090 DCargrIrurIruIKUKDCBIKUKDCA 令用四

4、邊形法則來分析它們之間的關系：用四邊形法則來分析它們之間的關系：90argDC90argDC90argDCBABABA不動作不動作動動 作作動作邊界動作邊界DABCDABCDABC時繼電器動作BArIrurIru IKUKIKUKDCDC比幅式動作方程：比幅式動作方程：rIrurIruIKUKIKUK 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電量就會動作的現象。只加電流不加電壓時所產生的潛動稱為電流潛動。只加電壓不加電流時所產生的潛動稱為電壓潛動。產生潛動的原因：形成 的電路參數不平衡。BAUU和三、 功率方向繼電器的90接線方式要求：保證選擇性和較高的靈敏性。

5、廣泛采用：90接線方式9090rrIUarg)(1r)cos(滿足選擇性為了有較高的靈敏性，應即滿足0r90接線方式是指在三相對稱且功率因數 的情況下， 超前 90的接線方式。1cosrIrUKWCKWBKWA繼電器rIrUAIBICIBCUCAUABUAUBUCUAIBICI)(rI)(rBCUU這個定義僅僅是為了稱呼方便，沒有什么物理意義。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串聯，而后于其他元件相并聯后啟動邏輯元件。三相式方向過電流保護的原理接線圖900 900 900 9003 600 9003 600 600 9003 正方向各種短路時，方

6、向繼電器能夠正確動作的內角的范圍 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：6003 優點：(1)各種兩相短路故障都沒有死區，因為繼電器 加入的是非故障的相間電壓，其值很高。(2)適當選擇內角后，對線路上各種相間故障 都保證動作的方向性。缺點： 正方向出口三相短路時有死區。三、方向電流保護的應用特點kIlIset1IIset2IIEIIE1.電流速斷保護k2.maxIrelIset1IKIk1.maxIrelIset2IKI不帶方向不帶方向kIl)(Iset2帶方向IIEIIE1.電流速斷保護助增：使故障線路電流增大的現象ABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護助增電源助增

7、電流ABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護外汲：使故障線路電流減少的現象外汲電流ABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護ABBCbII電流被保護線路流過的短路流故障線路流過的短路電KABIBCIBI2.限時電流速斷保護ABBCbII電流被保護線路流過的短路流故障線路流過的短路電K12ABC當僅有助增時當僅有助增時1KIIbABBC ABIBCIBCI 2.限時電流速斷保護ABBCbII電流被保護線路流過的短路流故障線路流過的短路電K當僅有外汲時當僅有外汲時1KIIbABBC 12ABCABIBCI2.限時電流速斷保護ABBCbII電流被保護線路流過的短路流故障線路流過的短路電K12A

8、BC當無分支時當無分支時1KIIbABBC ABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護ABBCbII電流被保護線路流過的短路流故障線路流過的短路電K當既有助增又有外汲時，當既有助增又有外汲時， 可能大于可能大于1 1，也可能小于，也可能小于1 1bKABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護minb.Iset2IIrelIIset1KIKIABIBCIBIBCI 2.限時電流速斷保護1ZZZKB.minABA.maxb.max 最大分支系數：最小分支系數：1ZZZKB.maxABA.minb.min A.maxZA.minZB.minZB.maxZ3.過電流保護1.5s2.5s同一母線的各

9、電源出線的保護，動作時限較長者可不裝設方向元件；動作時限較短者必須裝設方向元件；如果動作時限相同，則都必須裝設方向元件。2s2s對同一變電站的電源出線，動作延時長的可不加方向元件，動作延時小的或相等時要加方向元件。 保護2和保護3要加方向元件3.過電流保護 整定原則與單側電源網絡中過電流保護的整定原則相同，但校驗遠后備靈敏度時需考慮分支系數的影響：IIIset.1b.maxdC.minIIIsenIKIK 遠后備：3.過電流保護4.對方向性電流保護的評價 在多電源網絡及單電源環網中能保證選擇性； 快速性和靈敏性同前述單側電源網絡的電流保護； 接線較復雜，可靠性稍差，且增加投資； 出口三相短路時，方向元件有死區，使保護有死