電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理

2.2雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)相間短路的方向性電流保護(hù)

問題的提出k1短路

:則保護(hù)3誤動(dòng)k2短路

:則保護(hù)2誤動(dòng)。電流速斷:過電流保護(hù):

k1短路:要求k2短路

:要求

矛盾

原因分析：反方向故障時(shí)對側(cè)電源提供的短路電流引起保護(hù)誤動(dòng)。

解決辦法：加裝方向元件——功率方向繼電器。當(dāng)方向元件和電流測量元件均動(dòng)作時(shí)才啟動(dòng)邏輯元件。

結(jié)論:雙側(cè)電源系統(tǒng)保護(hù)變成針對兩個(gè)單側(cè)電源的子系統(tǒng)。

功率方向繼電器的工作原理結(jié)論:判別短路功率方向或電流、電壓之間的相位關(guān)系，就可以判別發(fā)生故障的方向。

實(shí)現(xiàn)：

1、最大靈敏角：在UJ、IJ幅值不變時(shí)，其輸出（轉(zhuǎn)矩或電壓）值隨兩者之間的相位差的大小而改變。當(dāng)輸出為最大時(shí)的相位差稱最大靈敏角。

2、動(dòng)作范圍：

動(dòng)作方程：

或3、動(dòng)作特性:

三相短路：4、死區(qū)

當(dāng)正方向出口短路時(shí)，功率繼電器不動(dòng)——電壓死區(qū)。

消除辦法：采用90度接線方式，加記憶回路。

相間短路功率方向繼電器的接線方式1、要求：良好的方向性（與故障類型無關(guān)）和較高的靈敏性。2、90o接線方式：指系統(tǒng)三相對稱且cosφ=1時(shí)，的接線方式

3、相間短路情況下90o接線功率方向繼電器動(dòng)作行為分析

正方向三相短路：φJ(rèn)A＝φJ(rèn)d－90o

為使功率方向繼電器動(dòng)作最靈敏：

使PJA>0當(dāng)當(dāng)可保證功率繼電器動(dòng)作

結(jié)論：三相短路時(shí)選擇

正方向兩相短路：（出口和遠(yuǎn)處）

出口短路：不動(dòng)作

同三相短路

同三相短路

結(jié)論：選擇

能動(dòng)作

遠(yuǎn)處短路：不動(dòng)作

選擇

選擇

A相：B相：C相：綜合兩種極限情況：B相：C相：總結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：①對各種兩相短路都沒有死區(qū)②適當(dāng)選擇內(nèi)角后對線路上各種相間故障保證動(dòng)作的方向性缺點(diǎn)：不能清除死區(qū)4、雙側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)中電流保護(hù)整定的特點(diǎn)電流速斷保護(hù)：無方向元件：

有方向元件：

限時(shí)電流速斷保護(hù)：分支系數(shù)：

當(dāng)僅有助增時(shí)：∵

∴僅有外汲時(shí)：∵

∴無分支時(shí)：

既有助增，又有外汲時(shí)，可能大于1也可能小于1整定時(shí)，應(yīng)取實(shí)際可能的最小值以保證選擇性。5、對方向性電流保護(hù)的評價(jià)1．

在多電源網(wǎng)絡(luò)及單電源環(huán)網(wǎng)中能保證選擇性2．

快速性和靈敏性同前述單側(cè)電源網(wǎng)絡(luò)的電流保護(hù)3．

接線較復(fù)雜，可靠性稍差，且增加投資4．出口三相短路時(shí)，功率方向繼電器有死區(qū)，使保護(hù)有死區(qū)——缺點(diǎn)

∴力求不用方向元件（如果用動(dòng)作電流和延時(shí)能保證選擇性）

①對于電流速斷保護(hù)（第Ⅰ、Ⅱ段）

故障

保護(hù)1可不加功率方向元件故障保護(hù)2要加功率方