零序方向保護(hù)原理

零序方向保護(hù)原理

在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，只有正序分量，沒(méi)有零序分量，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地短路故障或不對(duì)稱(chēng)斷線(xiàn)故障時(shí)才產(chǎn)生零序分量，因此零序分量是構(gòu)成保護(hù)的一種很可利用的故障特征量。

要構(gòu)成方向保護(hù)必須能夠區(qū)分正、反方向故障。接下來(lái)我們分析一下正、反方向短路故障時(shí)零序分量的方向性。

規(guī)定正方向：電流由母線(xiàn)指向線(xiàn)路為正方向；

電壓以電壓升為正方向1、

正方向短路故障：

系統(tǒng)接線(xiàn)及零序序網(wǎng)如下圖示

通常情況下零序阻抗角按約75度考慮，所以反方向短路時(shí)Uo超前Io約75度。分析序網(wǎng)要切記一點(diǎn)，在計(jì)算某點(diǎn)電壓時(shí)要由高電位點(diǎn)經(jīng)過(guò)無(wú)電源端至低電位點(diǎn)構(gòu)成回路，如果從電源端計(jì)算，則等于電源電壓加（或減）兩點(diǎn)間壓降，而電源電壓很可能也是一個(gè)未知數(shù)。對(duì)于零序網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，短路點(diǎn)電壓最高，可以看成是零序回路的電源。

由分析可以看出：在特定的正方向下，零序分量具有明確的方向性。

根據(jù)上述推導(dǎo)，如果要構(gòu)成一個(gè)零序方向繼電器，使它在正方向短路時(shí)動(dòng)作，反方向短路時(shí)不動(dòng)，則該繼電器的最大動(dòng)作靈敏角應(yīng)為Uo超前Io約-105度。據(jù)此我們可以畫(huà)出零序方向繼電器的動(dòng)作特性圖：

由動(dòng)作特性可得動(dòng)作方程：

165o≤arg3UO/3IO≤－15o

當(dāng)我們知道動(dòng)作特性及動(dòng)作方程后，就可以構(gòu)成繼電器。二、

負(fù)序方向保護(hù)原理

同樣在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，也沒(méi)有負(fù)序分量，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路故障或不對(duì)稱(chēng)斷線(xiàn)故障時(shí)才產(chǎn)生負(fù)序分量，因此負(fù)序分量也是構(gòu)成保護(hù)的一種很可利用的故障特征量。

接下來(lái)我們看一下系統(tǒng)正、反方向短路故障時(shí)負(fù)序序網(wǎng)圖：

由圖可得：正方向短路

U2=－I2×Xs2

反方向短路

U2=I2×(Xl2+Xr2)

通常情況下負(fù)序阻抗角按約75度考慮，所以正方向短路時(shí)U2超前I2約-105度。反方向短路時(shí)U2超前I2約75度。

由上述分析可以看出：負(fù)序分量同零序方向具有相同的動(dòng)作特性，在特定的正方向下，具有明確的方向性。（其他分析同零序方向）三、

工頻變化量方向（突變量方向）保護(hù)原理

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，根據(jù)疊加原理，短路后狀態(tài)=短路前狀態(tài)+短路附加狀態(tài)以?xún)蓚?cè)為無(wú)窮大系統(tǒng)發(fā)生金屬性短路為例：則短路后狀態(tài)UK=0。那么等效圖如下圖示：

圖中：

△I=I-If

△U=U-Uf

大家可以看出△I、△U其實(shí)就是工頻變化量（或稱(chēng)突變量），利用△I、△U構(gòu)成的繼電器稱(chēng)為工頻變化量繼電器。

接下來(lái)我們分析一下正、反方向短路故障時(shí)工頻變化量△I、△U的向量關(guān)系：

1、正方向短路：

由圖可得：反方向短路

△U=△I×（ZL+ZR）