電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)

1、第二節(jié) 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)一、方向性電流保護(hù)的基本原理一、方向性電流保護(hù)的基本原理d2dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234561.1.問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出d1d1點(diǎn)短路點(diǎn)短路 t3t2t3t2d2d2點(diǎn)短路點(diǎn)短路 t2t3t2t3注意這個(gè)矛盾注意這個(gè)矛盾d1點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)2 2的短路功率由線路指向母線，保護(hù)的短路功率由線路指向母線，保護(hù)3 3的的 短路功率由母線指向線路。短路功率由母線指向線路。d2點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)2 2的短路功率由母線指向線路，保護(hù)的短路功率由母線指向線路，保護(hù)3 3的的 短路功率由線路指向母線。短

2、路功率由線路指向母線。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234562.2.解決辦法解決辦法 利用這個(gè)特點(diǎn)可構(gòu)成一種保護(hù)，這種保護(hù)要求：利用這個(gè)特點(diǎn)可構(gòu)成一種保護(hù)，這種保護(hù)要求：凡是流凡是流過(guò)保護(hù)的短路功率是由母線指向線路時(shí)（正），保護(hù)就起動(dòng)；過(guò)保護(hù)的短路功率是由母線指向線路時(shí)（正），保護(hù)就起動(dòng)；凡是流過(guò)保護(hù)的短路功率是由線路指向母線時(shí)（負(fù)），保護(hù)凡是流過(guò)保護(hù)的短路功率是由線路指向母線時(shí)（負(fù)），保護(hù)就不起動(dòng)。就不起動(dòng)。 d1點(diǎn)短路點(diǎn)短路：保護(hù)保護(hù)1 1、3

3、3、4 4、6 6起動(dòng)，根據(jù)階梯時(shí)限原則起動(dòng)，根據(jù)階梯時(shí)限原則t3 t3 t1t1，t4 t4 t6 ,t6 ,保護(hù)保護(hù)3 3和和4 4動(dòng)作，保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)1 1、6 6返回，從而保證返回，從而保證有選擇地切除故障。有選擇地切除故障。dIX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456 裝設(shè)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(fù)的能力，功率方向繼電器：具有判別短路功率正負(fù)的能力，并且在功率為正時(shí)動(dòng)作，并且在功率為負(fù)時(shí)不動(dòng)并且在功率為正時(shí)動(dòng)作，并且在功率為負(fù)時(shí)不動(dòng)作。作。d2d2點(diǎn)短路：保護(hù)點(diǎn)短路：保護(hù)1 1、2 2、4 4、6 6起

4、動(dòng)，起動(dòng)，t2 t2 t4 t4 t6 t6 ，故保護(hù)，故保護(hù)1 1和和2 2起動(dòng)，保護(hù)起動(dòng)，保護(hù)4 4、6 6返回。返回。d2X X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII1234563.3.方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖方向過(guò)電流保護(hù)的原理接線圖其起動(dòng)有兩個(gè)條件：其起動(dòng)有兩個(gè)條件：（1 1）電流超過(guò)整定值）電流超過(guò)整定值( (動(dòng)作電流動(dòng)作電流) )（2 2）功率方向符合規(guī)定的正方向）功率方向符合規(guī)定的正方向 分析題：分析題： 如圖所示網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)如圖所示網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)1、2、3、4均裝有方向過(guò)電流保護(hù)，均裝有方向過(guò)電流保護(hù)，試分析試分析d點(diǎn)三相短路時(shí)，各保護(hù)的動(dòng)作情況。

5、點(diǎn)三相短路時(shí)，各保護(hù)的動(dòng)作情況。保護(hù)保護(hù)3、4動(dòng)作跳開(kāi)相應(yīng)的斷路器，保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)相應(yīng)的斷路器，保護(hù)1電流元件和方向性元電流元件和方向性元件均動(dòng)作，但是因其動(dòng)作時(shí)限大于保護(hù)件均動(dòng)作，但是因其動(dòng)作時(shí)限大于保護(hù)3的，因此在保護(hù)的，因此在保護(hù)3動(dòng)動(dòng)作跳閘后返回。作跳閘后返回。d1 d1 點(diǎn)短路時(shí)：點(diǎn)短路時(shí)： 短路電流從母線流向線路，與規(guī)定正方向相同，故該短路電流從母線流向線路，與規(guī)定正方向相同，故該電流為正，功率方向繼電器動(dòng)作電流為正，功率方向繼電器動(dòng)作。d2 d2 點(diǎn)短路時(shí)：點(diǎn)短路時(shí)：二、功率方向繼電器的工作原理二、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(guī)定正方向相反，故該短路電流從線

6、路流向母線，與規(guī)定正方向相反，故該電流為負(fù)，功率方向繼電器不動(dòng)作電流為負(fù)，功率方向繼電器不動(dòng)作。 目前，電力系統(tǒng)中的功率方向繼電器有整流型、晶體管型、目前，電力系統(tǒng)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(gòu)成原理來(lái)說(shuō)，主要有相位集成電路型等幾種不同型式，但就其構(gòu)成原理來(lái)說(shuō)，主要有相位比較和幅值比較兩種。比較和幅值比較兩種。a.a.相位比較式功率方向繼電器相位比較式功率方向繼電器 當(dāng)電壓與電流之間的相位角小于當(dāng)電壓與電流之間的相位角小于9090時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出功率時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出功率為正；電壓與電流之間的相位差在為正；電壓與電流之間的相位差在 時(shí)，輸出功時(shí)，輸出功率為負(fù)

7、，正功率的條件就是：率為負(fù)，正功率的條件就是： 90arg90IU002180270J 當(dāng)電流向量垂直于動(dòng)作特性時(shí)，它處于動(dòng)作范圍中央，當(dāng)電流向量垂直于動(dòng)作特性時(shí)，它處于動(dòng)作范圍中央，動(dòng)作最為靈敏，此位置稱為繼電器的最大靈敏線。動(dòng)作最為靈敏，此位置稱為繼電器的最大靈敏線。 在實(shí)際應(yīng)用中，要求正方向短路故障時(shí)，功率方向繼電器的測(cè)量功率最大，具有最好的靈敏性。 為此繼電器應(yīng)有可以調(diào)整的內(nèi)角可以調(diào)整的內(nèi)角，其大小決定于繼電器的內(nèi)部參數(shù)。 對(duì)于反映相間短路的功率方向繼電器，內(nèi)角常取30度或45度。b. b. 幅值比較式功率方方向繼電器幅值比較式功率方方向繼電器 三、相間短路功率方向繼電器的接線方式三、

8、相間短路功率方向繼電器的接線方式 對(duì)方向繼電器的要求：對(duì)方向繼電器的要求： 1 1、正方向任何形式的短路，繼電器都能、正方向任何形式的短路，繼電器都能 動(dòng)作；反方向短路，繼電器不動(dòng)作。動(dòng)作；反方向短路，繼電器不動(dòng)作。 2 2、故障以后，加入繼電器的電流和電壓、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。盡可能大，靈敏度盡可能高。 反應(yīng)相間短路的方向繼電器廣泛采用反應(yīng)相間短路的方向繼電器廣泛采用9090接線。接線。所謂所謂9090接線是指系統(tǒng)三相對(duì)稱且相電流與相電壓又同相接線是指系統(tǒng)三相對(duì)稱且相電流與相電壓又同相(cos(cos =1)=1)時(shí)，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差

9、時(shí)，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差9090的的一種接線方式。一種接線方式。三個(gè)繼電器分別接三個(gè)繼電器分別接 、 ， 、 和和 、 。.AI.BCU.BI.CAU.CI.ABU 對(duì)方向繼電器的接線應(yīng)注意電流線圈和電壓線圈的極性，極對(duì)方向繼電器的接線應(yīng)注意電流線圈和電壓線圈的極性，極性接反了就會(huì)造成正方向短路拒動(dòng)，反方向短路誤動(dòng)的后果。性接反了就會(huì)造成正方向短路拒動(dòng)，反方向短路誤動(dòng)的后果。9090接線方式的接線方式的主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)： (1) (1) 對(duì)各種兩相短路沒(méi)有死區(qū)對(duì)各種兩相短路沒(méi)有死區(qū), ,因?yàn)槔^電器接入非故障相因?yàn)槔^電器接入非故障相間電壓，其值很高。間電壓，其值很高。 （2 2）適

10、當(dāng)選擇內(nèi)角）適當(dāng)選擇內(nèi)角之后，對(duì)各種相間短路，都有能保證之后，對(duì)各種相間短路，都有能保證動(dòng)作的方向性；且有較高靈敏度。動(dòng)作的方向性；且有較高靈敏度。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 在保護(hù)安裝地點(diǎn)附近發(fā)生三相短路時(shí)，有在保護(hù)安裝地點(diǎn)附近發(fā)生三相短路時(shí)，有“死區(qū)死區(qū)”，接線復(fù)雜。接線復(fù)雜。 四、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)整定的特點(diǎn)四、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)整定的特點(diǎn) 為了提高靈敏度，可在保護(hù)為了提高靈敏度，可在保護(hù)2處加裝方向元件：處加裝方向元件：2.max1.max.1.22.max;IIIdddzdzkdIIIIK I2.max1.maxddII.12.maxIIdzkdIK I.21.maxIIdzkdIK IX X X X X X MNDL1DL2DL3DL4DL5DL6IIIIII123456tLLtt1t3t5t2t4t6三、對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià)三、對(duì)方向性電流保護(hù)的評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)：方向保護(hù)能保證單電源環(huán)形網(wǎng)和多電源網(wǎng)各段電優(yōu)點(diǎn)：方向保護(hù)能保證單電源環(huán)形網(wǎng)和多電源網(wǎng)各段電流保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性流保護(hù)之間動(dòng)作的選擇性缺點(diǎn)：接線復(fù)雜，投資增加，且保護(hù)出口處三相短路時(shí)缺點(diǎn)：接線復(fù)雜，投資增加，且保護(hù)出口處三相短路時(shí) 有死區(qū)。有死區(qū)。 選擇題：選擇題： 采用采用90接線方式的功率方向繼電器，接入的電接線方式的功率方向繼電器，接入的電流為流為Ia，那么接入的電壓是（，那么接