四川理工學(xué)院《電力系統(tǒng)分析》第四章電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)

1、教學(xué)要求 90采樣雙電源目的是為了提高輸電線路供電可靠性。1K 當(dāng)當(dāng)K1點(diǎn)短路點(diǎn)短路,保護(hù)保護(hù)1、2動(dòng)作，斷開(kāi)動(dòng)作，斷開(kāi)QF1和和QF2，接在，接在A、B、C、D母線上的用戶，仍然由母線上的用戶，仍然由A側(cè)電源和側(cè)電源和D側(cè)電源分別側(cè)電源分別供電，提高了對(duì)用戶供電可靠性。供電，提高了對(duì)用戶供電可靠性。4.1 過(guò)電流保護(hù)的方向性問(wèn)題 雙側(cè)電源供電可以有效提高供電的可靠性，卻給保護(hù)方雙側(cè)電源供電可以有效提高供電的可靠性，卻給保護(hù)方式帶來(lái)了新的問(wèn)題，如圖。式帶來(lái)了新的問(wèn)題，如圖。 前面介紹的階段式電流保護(hù)用于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，不前面介紹的階段式電流保護(hù)用于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，不能完全滿足選擇性要求。能

2、完全滿足選擇性要求。1.maxIIoprelkBIKI1.maxIIoprelkAIKI1KK2K1處短路，若處短路，若 ，則保護(hù)，則保護(hù)3誤動(dòng)誤動(dòng)opKII31K2處短路，若處短路，若 ，則保護(hù)則保護(hù)2誤動(dòng)誤動(dòng)opKII221K2K2t3t。3t2t 原因分析原因分析 造成電流保護(hù)在雙電源線路上應(yīng)用困難的原因是需要考慮造成電流保護(hù)在雙電源線路上應(yīng)用困難的原因是需要考慮“反向故障反向故障”。 1K2K 解決辦法解決辦法 利用利用結(jié)合就構(gòu)成了方向電流保護(hù)。結(jié)合就構(gòu)成了方向電流保護(hù)。 當(dāng)當(dāng)1點(diǎn)點(diǎn)短路時(shí)：短路時(shí)：(2)通過(guò)通過(guò)保護(hù)保護(hù)3的短路功率方向由的短路功率方向由線路指向母線，保護(hù)線路指向母線，

3、保護(hù)3不動(dòng)作不動(dòng)作。 為了滿足選擇為了滿足選擇性要求，性要求，；需進(jìn)行需進(jìn)行配合。相同動(dòng)作方配合。相同動(dòng)作方向保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間向保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間仍按階梯原則仍按階梯原則進(jìn)行進(jìn)行配合配合。二二、方向過(guò)電流保護(hù)工作原理、方向過(guò)電流保護(hù)工作原理1K在原有保護(hù)上增設(shè)一個(gè)在原有保護(hù)上增設(shè)一個(gè)功率方向判別元件功率方向判別元件,反向故障時(shí)，閉鎖保護(hù)。反向故障時(shí)，閉鎖保護(hù)。其起動(dòng)有兩個(gè)條件：其起動(dòng)有兩個(gè)條件：（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）功率方向符合規(guī)定的正方向）功率方向符合規(guī)定的正方向信號(hào)接自母線TV1K2K1K2KresU1KI1k2kI電流規(guī)定方向電流規(guī)定方向：基準(zhǔn)基準(zhǔn)母線電

4、壓母線電壓。 k1k1處短路處短路 （對(duì)保護(hù)對(duì)保護(hù)為正方向?yàn)檎较颍?resU1KI1k2kI900270180 11argkkresIU180arg22+kkresIU111coskreskkPUI0 0 122coskkreskIUP1K2K2.功率方向繼電器功率方向繼電器動(dòng)作條件動(dòng)作條件：kP0 動(dòng)作；kP0時(shí)不動(dòng)作。 9090實(shí)質(zhì)是判斷加入繼電器的電壓與電流之間相位差是否在動(dòng)作范圍內(nèi)111coskreskkPUIsen(2)為了在為了在最常見(jiàn)的短路情最常見(jiàn)的短路情況況下使動(dòng)作最靈敏，下使動(dòng)作最靈敏，采用采用r=UA ，Ir=IA 接線的接線的應(yīng)做成最大靈敏角應(yīng)做成最大靈敏角 = 。se

5、nk(3)為了保證為了保證正方向故障正方向故障時(shí)，在內(nèi)時(shí)，在內(nèi)變化時(shí)都能可靠動(dòng)作，的動(dòng)作范圍為：變化時(shí)都能可靠動(dòng)作，的動(dòng)作范圍為：k900(4)動(dòng)作方程動(dòng)作方程：90sen 90arg90rjrIeUsenresU1KI1k2kIsenrrsenIU+90arg904.動(dòng)作方程：動(dòng)作方程：。 功率方向繼電器的接線方式是指它與電流互感器、電壓互功率方向繼電器的接線方式是指它與電流互感器、電壓互感器的感器的，應(yīng)滿足以下，應(yīng)滿足以下要求：要求： （1）必須保證功率方向繼電器具有良好的方向性。即）必須保證功率方向繼電器具有良好的方向性。即，而反向故障時(shí)則不，而反向故障時(shí)則不動(dòng)作。動(dòng)作。K接近接近 se

6、n （2）盡量使功率方向繼電器在正向故障時(shí)具有較高的）盡量使功率方向繼電器在正向故障時(shí)具有較高的靈敏度，靈敏度， 4.3 功率方向繼電器接線功率方向繼電器接線 ：1非故障相電流的影響非故障相電流的影響不對(duì)稱故障時(shí)非故障相仍有的電流，稱為非故障相電流。不對(duì)稱故障時(shí)非故障相仍有的電流，稱為非故障相電流。 小電流接地系統(tǒng)中非故障相電流為負(fù)荷電流。大電流接地系統(tǒng)中還應(yīng)考慮小電流接地系統(tǒng)中非故障相電流為負(fù)荷電流。大電流接地系統(tǒng)中還應(yīng)考慮接地故障時(shí)由于零序電流分布系數(shù)與正負(fù)序電流分布系數(shù)不同造成的非故接地故障時(shí)由于零序電流分布系數(shù)與正負(fù)序電流分布系數(shù)不同造成的非故障電流。障電流。4.4 非故障相電流的影響

7、及按相啟動(dòng)接非故障相電流的影響及按相啟動(dòng)接線線2非按相啟動(dòng)非按相啟動(dòng) 電流繼電器觸點(diǎn)與功率方向電流繼電器觸點(diǎn)與功率方向繼電器觸點(diǎn)之間的接線時(shí)必須繼電器觸點(diǎn)之間的接線時(shí)必須考慮非故障相電流的影響?？紤]非故障相電流的影響。 非按相起動(dòng)接線（上左圖）只要由任意一個(gè)電流繼電器和任意一相的功率方向繼非按相起動(dòng)接線（上左圖）只要由任意一個(gè)電流繼電器和任意一相的功率方向繼電器動(dòng)作，觸點(diǎn)回路就能導(dǎo)通。當(dāng)出現(xiàn)反相故障時(shí)，保護(hù)有誤動(dòng)的可能。電器動(dòng)作，觸點(diǎn)回路就能導(dǎo)通。當(dāng)出現(xiàn)反相故障時(shí)，保護(hù)有誤動(dòng)的可能。 按相啟動(dòng)接線按相啟動(dòng)接線是指某一相電流的方向元件的接點(diǎn)與該相的是指某一相電流的方向元件的接點(diǎn)與該相的電流元件的

8、接點(diǎn)串聯(lián)。電流元件的接點(diǎn)串聯(lián)。 在兩端供電或單電源環(huán)網(wǎng)中，在兩端供電或單電源環(huán)網(wǎng)中，III段整定時(shí)則與一般段整定時(shí)則與一般不帶方向的電流不帶方向的電流III段有所不同。段有所不同。4.5 max21k2IrelIopIopIKII：仍然與相鄰線路的仍然與相鄰線路的段相配合。但須考慮助增或外汲的影響。段相配合。但須考慮助增或外汲的影響。（1）動(dòng)作電流）動(dòng)作電流 方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流按以下三個(gè)條件整定：方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流按以下三個(gè)條件整定： 為防止保護(hù)裝置在正常負(fù)荷電流下和外部為防止保護(hù)裝置在正常負(fù)荷電流下和外部短路切除后因電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)而誤作，而按躲過(guò)最大負(fù)荷電流短路切除后因電動(dòng)機(jī)的自

9、起動(dòng)而誤作，而按躲過(guò)最大負(fù)荷電流 即即 maxLstrerelIIIopIKKKI方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流要躲過(guò)非故障相電流，即方向過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流要躲過(guò)非故障相電流，即 unfrelIIIopIKI 在中性不接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中在中性不接地系統(tǒng)或中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，非故障相，非故障相電流就是負(fù)荷電流，可不必考慮非故障相電流。電流就是負(fù)荷電流，可不必考慮非故障相電流。 。在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)相鄰線路上，當(dāng)相鄰線路上發(fā)生發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，在非故障相中仍有電流通過(guò)，這個(gè)電流為非故障相電流。不對(duì)稱短路時(shí)，在非故障相中仍有電流通過(guò)，這個(gè)電流為非故

10、障相電流。1方向過(guò)電流保護(hù)的整定方向過(guò)電流保護(hù)的整定（2）動(dòng)作時(shí)限）動(dòng)作時(shí)限 方向電流保護(hù)方向電流保護(hù)III段的動(dòng)作時(shí)間按照同方向階梯特性整定，即前一段段的動(dòng)作時(shí)間按照同方向階梯特性整定，即前一段線路保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比同方向后一段線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。線路保護(hù)的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間比同方向后一段線路保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)。 方向過(guò)電流保護(hù)常用作下一相鄰線路的后備保護(hù)，所以各相鄰保護(hù)的方向過(guò)電流保護(hù)常用作下一相鄰線路的后備保護(hù)，所以各相鄰保護(hù)的靈敏度應(yīng)加以配合，以保證動(dòng)作的選擇性。靈敏度應(yīng)加以配合，以保證動(dòng)作的選擇性。（3）保護(hù)的靈敏度配合）保護(hù)的靈敏度配合tttnn+max)1( 電流速斷保護(hù)來(lái)講，若從整定值上躲開(kāi)了反方向電流速斷保護(hù)來(lái)講，若從整定值上躲開(kāi)了反方向的短路，這時(shí)可以不用方向元件。的短路，這時(shí)可以不用方向元件。 （2 2）若靠延時(shí)能保證動(dòng)作的選擇性時(shí)，就不需裝設(shè)）若靠延時(shí)能保證