方向電流保護(hù)ppt課件

1、 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院School of Electrical Engineering & Automation電力系統(tǒng)繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)主講人：劉雪莉主講人：劉雪莉1；.電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Enginee

2、ring & Automation)2.2.1 雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路時(shí)的功率方向不帶方向的三段式電流保護(hù)一般只應(yīng)用于單側(cè)電源線路。4 3 2 11E單側(cè)電源線路中K點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流的實(shí)際方向都是從電源指向短路點(diǎn)，即從母線指向線路。K通過(guò)功率的方向來(lái)定義電流的方向：定義： 電壓的正方向：相地電流的正方向：母線線路功率的正方向：母線線路cosUIP 的角度超前是，IU當(dāng) 時(shí)，功率方向?yàn)檎?P當(dāng) 時(shí)，功率方向?yàn)樨?fù)。0P有功功率電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering &

3、Automation)4 3 5 2 6 1 7 82E1E4 3 5 2 6 1 7 82E1Ek1k2 1kI1kI2kI 2kI雙側(cè)電源線路雙側(cè)電源線路：保護(hù)安裝于線路兩側(cè)； 功率方向可能 母線 線路線路 母線k1短路1.1, 1ksetII電流速斷保護(hù)誤動(dòng)2.6, 6ksetII電流速斷保護(hù)誤動(dòng)k2短路電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)規(guī)定流出母線功率為正，流入為負(fù)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering

4、& Automation)2E1Ek1 1kI1kI在k1點(diǎn)短路時(shí)，閉鎖電流保護(hù)1，同時(shí)保證電流保護(hù)6正確動(dòng)作的措施是找出k1點(diǎn)短路時(shí)，電流保護(hù)1和6之間的差別。在k1點(diǎn)短路時(shí)保護(hù)1和6之間的差別：短路功率方向不同。1625假設(shè)短路功率的正方向：母線線路。在k1點(diǎn)短路時(shí)，電流保護(hù)1的實(shí)際功率方向?yàn)樨?fù)方向；在k1點(diǎn)短路時(shí)，電流保護(hù)6的實(shí)際功率方向?yàn)檎较?。?shí)際短路功率的方向等于實(shí)際電流的方向。 1kI功率正方向?qū)嶋H方向功率實(shí)際方向正方向負(fù)方向克服方法：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automat

5、ion) 措施：措施：增設(shè)功率方向元件，構(gòu)成方向性電流保護(hù)。 跳閘條件：跳閘條件：短路電流大于整定值；短路功率方向?yàn)檎?當(dāng)增設(shè)方向元件后，可以把線路上方向性電流保護(hù)拆開看成兩個(gè)單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，即14，58兩組，分別按單側(cè)電源系統(tǒng)來(lái)整定。兩組方向性保護(hù)之間不需配合。電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)2.2.2 方向性電流保護(hù)的基本原理原

6、理：原理：在原有電流保護(hù)基礎(chǔ)上加裝功率方向判別元件， 反方向故障時(shí)把保護(hù)閉鎖不致誤動(dòng)。方向性電流保護(hù)的動(dòng)作條件： （必須同時(shí)滿足）（1）電流大于起動(dòng)電流整定值；（2）功率方向?yàn)檎?；?）短路電流持續(xù)時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)限。電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)2.2.3 功率方向判別元件（功率方向繼電器）對(duì)功率方向繼電器的基本要求是：對(duì)功率方向繼電器的基本要求是： 1具有明確的方向性。即正方向發(fā)生任何故障（k1點(diǎn)點(diǎn)）都能夠動(dòng)作，而反方向故障（k2點(diǎn)點(diǎn)）時(shí)不動(dòng)作。 2足夠的靈敏性。電氣工程與自動(dòng)

7、化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念電氣

8、工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)ArArIIUU,60AUBUCUAkI1AkI230BCUrrrIUarg60krA240180krAk1k21 21E2ErUrIA相功率方向繼電器分析正方向（k1點(diǎn)）短路故障：反方向（k2點(diǎn)）短路故障：也可以說(shuō)，當(dāng) 時(shí)，認(rèn)為故障發(fā)生在正方向。0cosrrrIU當(dāng) 時(shí)，認(rèn)為故障發(fā)生在反方向。0cosrrrIU電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation

9、)若功率方向繼電器的輸入電壓和電流幅值不變，輸出動(dòng)若功率方向繼電器的輸入電壓和電流幅值不變，輸出動(dòng)作量隨電壓和電流之間的相角變化。作量隨電壓和電流之間的相角變化。senrrrrkrrrIUIUIU0cos)cos(為了在最常見正方向短路情況下使繼電器動(dòng)作最靈敏，為了在最常見正方向短路情況下使繼電器動(dòng)作最靈敏，即讓輸即讓輸出動(dòng)作量最大出動(dòng)作量最大，A A相功率方向繼電器應(yīng)接成最大靈敏角相功率方向繼電器應(yīng)接成最大靈敏角 。即當(dāng)正方向（即當(dāng)正方向（k1k1點(diǎn)）發(fā)生短路故障時(shí)，動(dòng)作輸出量點(diǎn)）發(fā)生短路故障時(shí)，動(dòng)作輸出量 應(yīng)該最大。應(yīng)該最大。sencosrrIU所以當(dāng)正方向（點(diǎn)k1）短路故障時(shí)，應(yīng)滿足：的

10、大小變化而變化。隨著rrrrrIUPcos這里senk最大靈敏角 ：功率方向繼電器輸入電壓、電流幅值不變，其輸出動(dòng)作量隨兩者間相位差的大小而改變，輸出最大時(shí)的相位差稱為最大靈敏角。即 時(shí)，輸出動(dòng)作量最大。senr)cos()cos(senrrrkrrrIUIU，有電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)(90 )(90 )senrsen是最大靈敏角，有 90arg9090arg90senrsensenrjrrUIU eI動(dòng)作方程（2種形式）：rrrIUarg，ksen考慮最大靈敏角的功率方

11、向繼電器的動(dòng)作方程sen動(dòng)作相位區(qū)間：90sen（以適應(yīng)在 在090范圍內(nèi)的變化）cos0()(rrrsenU I功率形式（相角形式）kcos()0rrrsenU I電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電壓死區(qū)電壓死區(qū): : 正方向出口三相短路、AB或CA兩相接地短路、 A相接地短路時(shí),A相功率方向繼電器拒動(dòng)。解決措施解決措施：采用90接線方式, IA(IB ,IC)，UBC(UCA, UAB)。190arg902cos()0cos()0jrrrrrBCArU eIU IUI（）（ ）

12、90k內(nèi)角：0接線方式功率方向繼電器的電壓死區(qū)：90接線方式功率方向繼電器的分析：90arg90rrUI 動(dòng)作方程：2種動(dòng)作方程：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)3.功率方向判別元件的構(gòu)成框圖功率方向判別元件的構(gòu)成框圖功率方向元件判別框圖電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)相位比較法的原理相位比較法的原理n測(cè)量?jī)蓚€(gè)電壓瞬時(shí)值同時(shí)為正的持續(xù)時(shí)間來(lái)進(jìn)行的。n存在電壓死區(qū)：短路時(shí)

13、電流很大而電壓很小，當(dāng)短路點(diǎn)越靠近母線時(shí)，電壓可能小于最小動(dòng)作電壓（形成方波所需電壓）n存在“潛動(dòng)”問(wèn)題：是指只加入電流信號(hào)或只加入電壓信號(hào)就能動(dòng)作。造成的原因主要是方波的開環(huán)運(yùn)算放大器存在零點(diǎn)漂移。電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineerin

14、g & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)！注意：極性連接。注意：極性連接。圖有錯(cuò)誤。能發(fā)圖有錯(cuò)誤。能發(fā)現(xiàn)嗎？現(xiàn)嗎？電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation) 3. 903. 90接線方式功率方向繼電器的動(dòng)作情況接線方式功率方向繼電器的動(dòng)作情況 （1 1）正方向三相短路正方向三相短路90krA90k可以變化，時(shí)繼電器最靈敏）相繼電器都能動(dòng)作。正向三相短

15、路時(shí)范圍內(nèi)怎么變化在，不論選擇Ak,9009000900,krP若在范圍內(nèi)變化，為使則0)90cos(kABCrAIUP9090,9018000有當(dāng)有，當(dāng)kkA相方向繼電器動(dòng)作條件為：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)（2 2）正方向兩相短路）正方向兩相短路（保護(hù)安裝處、遠(yuǎn)處）（保護(hù)安裝處、遠(yuǎn)處） . 保護(hù)安裝處故障，即近處故障保護(hù)安裝處故障，即近處故障 0,kskZZZ可認(rèn)為有CU，應(yīng)動(dòng)作，應(yīng)動(dòng)作，不動(dòng)90:90:0:krCCkrBBAAKWKWIKWACBAAEUUEU21, )

16、90(9090)0(1800900，當(dāng)kkk相繼電器都能動(dòng)作。、，選擇CB9000)90cos(0)90cos(kCABrCkBCArBIUPIUP電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation). . 遠(yuǎn)離保護(hù)安裝點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝點(diǎn),0kssZZZ 可認(rèn)為 CCBBAAEUEUEU ,，應(yīng)動(dòng)作，應(yīng)動(dòng)作，不動(dòng)60:120:0:krCCkrBBAAKWKWIKW)90(12060)0(210309000)120cos(kkBCArBIUP相繼電器能動(dòng)作時(shí)，B12030)90(60120)0(15030

17、9000)60cos(kkCABrCIUP相繼電器能動(dòng)作時(shí)，C6030電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)B相：相： 30 90 C相：相： 0 60 。，或?qū)嶋H繼電器一般取：情況下都動(dòng)作。方向繼電器在一切故障路的分析得出：綜合三相和各種相間短4530,6030綜合以上兩種極限情況可以得出，在正方向任何地點(diǎn)兩相短路時(shí)，B相、C相方向繼電器能夠動(dòng)作的條件：同理，對(duì)AB、CA相間短路進(jìn)行分析的結(jié)果如下表。電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical

18、 Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電流速斷保護(hù)可以取消方向元件的情況電流速斷保護(hù)可以取消方向元件的情況電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)

19、化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)2. 限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流限時(shí)電流速斷保護(hù)（電流段）整定時(shí)分支電路的影響段）整定時(shí)分支電路的影響 基本整定與單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)電流基本整定與單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)電流段整定相同，保護(hù)范圍不能段整定相同，保護(hù)范圍不能超過(guò)下一級(jí)線路的電流超過(guò)下一級(jí)線路的電流段的保護(hù)范圍，仍與下一級(jí)線路的段的保護(hù)范圍，仍與下一級(jí)線路的電流電流段配合。但要考慮保護(hù)安裝地點(diǎn)與下一級(jí)線路短路點(diǎn)段配合。但要考慮保護(hù)安裝地點(diǎn)與下一級(jí)線路短路點(diǎn)之間有電源或線路支路之間有電源或線路支路（分支電路分支電路）的影響。的影響。（a） 電源

20、支路對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)的影響電源支路對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)的影響（b） 線路支路對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)的影響線路支路對(duì)限時(shí)電流速斷保護(hù)的影響ACABIB12ES2XS2ABIABABBCIIIES1XS1KKBCI AB12CBCBCABIII BCIES1XS1ACABIB12ES2XS2ABIABABBCIIIES1XS1KACABIB12ES2XS2ABIABABBCIIIES1XS1K電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation)（1）電源支路的影響（助增電流的影響）電源支路的影響（助增電流的影

21、響）如不考慮分支支路，保護(hù)2的電流段按上節(jié)的方法來(lái)整定：.2.1.setrelsetBC MAB MIKIII設(shè)：M點(diǎn)是保護(hù)2的電流段的保護(hù)范圍的最末端?？紤]分支電路，M點(diǎn)短路流過(guò)2的實(shí)際電流為：MABrII.因?yàn)殡娫粗返闹鲭娏髯饔?，所以.AB MAB MII對(duì)保護(hù)2的電流段進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)必須考慮電源支路的影響。B12XS2ABIBCIXS1MABICAABABII電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation) 電源支路的影響（助增電流的影響）電源支路的影響（助增電流的影響）曲線 是線路上

22、不同地點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)線路AB的電流曲線；曲線 是線路上不同地點(diǎn)短路時(shí)，流過(guò)線路BC的電流曲線；ABIBCI由于電源支路 的電流起助增作用，導(dǎo)致BAABBCIIM點(diǎn)是保護(hù)2的電流段保護(hù)范圍的最末端。所以必須按照流過(guò)線路AB段的電流 來(lái)整定，這樣才能滿足電流段的保護(hù)范圍要求。ABI電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院( (School of Electrical Engineering & Automation) 有電源支路時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定（起動(dòng)電流整定）有電源支路時(shí)，限時(shí)電流速斷保護(hù)的整定（起動(dòng)電流整定）電流段保護(hù)范圍不變：本線路全長(zhǎng)，延伸到下一級(jí)線路出口（首端）。但不能超過(guò)下一級(jí)線路電流段的保護(hù)范圍。設(shè)保護(hù)2的電流段保護(hù)范圍最末端是M點(diǎn)。M點(diǎn)必然位于下一級(jí)線路BC段上。保護(hù)2的電流段起動(dòng)電流整定值應(yīng)按照M點(diǎn)短路實(shí)際流過(guò)線路AB段（即保護(hù)2）的電流來(lái)整定：bsetrelbsetrelbMBCMABsetKIKKIKKIII1 .1 .2 .bMBCMABKII.，所以，0 . 1.過(guò)的短路電流前一級(jí)保護(hù)所在線路流故障線路流過(guò)的電流MABMBCbIIK稱為分支系數(shù)B12ES2XS2ABIABABBCIIIES1XS1MABICA電氣工程與自動(dòng)