電力系統(tǒng)繼電保護(hù)第四章演示文稿

電力系統(tǒng)繼電保護(hù)第四章演示文稿當(dāng)前1頁，總共32頁。第四章電網(wǎng)相間短路的方向電流保護(hù)當(dāng)前2頁，總共32頁。本次課內(nèi)容及學(xué)習(xí)要點(diǎn)講課內(nèi)容1、4-3相間短路保護(hù)中的功率方向繼電器的接線方式；2、4-4非故障相電流的影響和按相起動：3、4-5方向過流保護(hù)的整定計(jì)算。學(xué)習(xí)要點(diǎn)1、重點(diǎn)掌握功率繼電器的90度接線方式，理解繼電器內(nèi)角的確定；2、理解故障相電流帶來的影響及按相啟動；3、掌握方向過流保護(hù)的整定計(jì)算。當(dāng)前3頁，總共32頁。第三節(jié)功率方向繼電器的接線方式一、功率方向繼電器的90°接線方式對方向繼電器的要求：

1、正方向任何形式的短路，繼電器都能動作；反方向短路，繼電器不動作。

2、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，并使盡可能接近于最大靈敏角。

反應(yīng)相間短路的方向繼電器廣泛采用90o接線。所謂90o接線是假設(shè)三相電壓對稱且功率因數(shù)cos=1時，加入方向繼電器的電流和電壓相位相差為90o的一種接線方式當(dāng)前4頁，總共32頁。功率方向繼電器的接線方式1KW2KW3KW圖4-11功率繼電器90度接線方式的接線圖和相量圖功率繼電器90度接線方式的接線圖和相量圖當(dāng)前5頁，總共32頁。功率方向繼電器的接線方式表4-190°接線方式電流電壓的組合輸入電流功率方向繼電器序號

輸入電壓1KW2KW3KW當(dāng)前6頁，總共32頁。二、各種相間短路時的變化范圍

（一）三相短路三相對稱短路時，流入繼電器電流Ig=Ia，加入繼電器的電壓Ug=UbcUg超前Ig的相角為，在一般情況下，

圖4-13三相短路時KW的電流、電壓向量圖以A相為例：當(dāng)前7頁，總共32頁。（一）三相短路三相短路時能使繼電器動作的內(nèi)角的取值范圍反向三相短路故障時，流經(jīng)保護(hù)的短路電流方向相反，Ia落在動作區(qū)外，方向繼電器不動作。當(dāng)前8頁，總共32頁。(二）兩相短路

(1）近處兩相短路當(dāng)前9頁，總共32頁。當(dāng)短路故障點(diǎn)靠近保護(hù)安裝處時，短路阻抗ZK遠(yuǎn)小于系統(tǒng)阻抗ZS，在極限情況下，取ZK=0，短路電流Ib由電動勢Ebc產(chǎn)生，Ib滯后于Ebc的相角為，取決于短路回路的阻抗。電流，Ia=0,保護(hù)安裝處母線電壓為：接入各相繼電器的電壓分別為:當(dāng)前10頁，總共32頁。相BC兩相短路時保護(hù)安裝處電流電壓相量圖（a）近處故障時相量圖（b）遠(yuǎn)處故障時相量圖當(dāng)前11頁，總共32頁。（二）兩相短路

1.近處兩相短路：正方向BC兩相短路——設(shè)內(nèi)角為300以B相KW為例：Ib、Ic分別落在最大靈敏線的附近，繼電器接近最靈敏狀態(tài)當(dāng)前12頁，總共32頁。1、近處兩相短路1KW：，A相繼電器不動作2KW：則Ug超前Ig相角為3KW：則Ug超前Ig相角為以上兩式同三相短路，故可以得出同三相短路的相同結(jié)論。推導(dǎo)如下：當(dāng)前13頁，總共32頁。2、遠(yuǎn)處兩相短路當(dāng)短路點(diǎn)遠(yuǎn)離保護(hù)安裝處，且系統(tǒng)容量很大時，ZK＞＞ZS，極限情況取ZS=0，短路電流滯后的相角為，。B相短路點(diǎn)對地電壓為，C相短路點(diǎn)對地電壓為，保護(hù)安裝處母線電壓為：當(dāng)前14頁，總共32頁。2、遠(yuǎn)處兩相短路接入繼電器的電壓分別為：1KW：1KW不動作。2KW：當(dāng)前15頁，總共32頁。2、遠(yuǎn)處兩相短路3KW：，，，

為了滿足以上兩種極限情況下發(fā)生兩相短路時，使功率方向繼電器均能動作的條件是

30°≤a≤60°

綜上所述：LG－１１功率方向繼電器提供了內(nèi)角取30°和45°兩種內(nèi)角，可見能滿足上述要求。二、最大靈敏角當(dāng)前16頁，總共32頁。第三節(jié)、功率方向繼電器的接線方式對方向繼電器的接線應(yīng)注意電流線圈和電壓線圈的極性，極性接反了就會造成正方向短路拒動，反方向短路誤動的后果。90o接線方式的主要優(yōu)點(diǎn)：

適當(dāng)選擇最大靈敏角，對于線路上各種相間短路都能正確動作，而且對于各兩相短路都有較高繼電器輸入電壓，保證了有較高的靈敏性。所以繼電器發(fā)生兩相短路故障時沒有死區(qū)，當(dāng)0o<K<90o時，使方向繼電器在一切故障情況下都能動作的條件應(yīng)為：30°≤α≤60°當(dāng)前17頁，總共32頁。第四節(jié)非故障相電流的影響和按相啟動

一、非故障相電流的影響B(tài)C1、在電網(wǎng)中發(fā)生不對稱短路時，非故障相仍有電流流過，此電流稱為非故障相電流。當(dāng)線路L2上發(fā)生B、C兩相短路時，BC兩相中有短路電流流向故障點(diǎn)K，而非故障相A相仍有負(fù)荷電流Iloa通過保護(hù)1，則保護(hù)1中A相功率元件可能發(fā)生誤動作。當(dāng)前18頁，總共32頁。2.大電流接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時，非故障相中不僅有負(fù)荷電流，還有一部分故障電流，故影響更嚴(yán)重。2、大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時，非故障相中不僅有負(fù)荷電流，還有一部分故障電流，故影響更嚴(yán)重。通過故障點(diǎn)的短路電流當(dāng)前19頁，總共32頁。大接地電流電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時非故障相電流向量圖當(dāng)前20頁，總共32頁。保護(hù)1和2各相功率方向繼電器所加電壓、電流及相角差保護(hù)功率方向繼電器輸入電流Ig輸入電壓Ug輸入角“°”動作情況保護(hù)動作行為11KWI00動作能動作2KWI0210不動作3KWI0150不動作21KW-I0180不動作可能誤動作2KW-I030動作3KW-I0-30動作當(dāng)前21頁，總共32頁。

防止非故障相功率方向繼電器不正確動作的措施：①提高電流測量元件的動作值，元件的啟動電流使之大于非故障相電流。②電流繼電器和功率方向繼電器觸點(diǎn)采用按相起動接線方向過流保護(hù)的整定計(jì)算當(dāng)前22頁，總共32頁。二、按相啟動

按相起動：同名相電流元件與功率方向元件的常開觸點(diǎn)串聯(lián)后再與其他相別回路并聯(lián)。圖4-16方向電流保護(hù)的直流回路啟動接線（a）按相啟動（b）非按相啟動當(dāng)前23頁，總共32頁。第五節(jié)方向電流保護(hù)的整定計(jì)算一、方向電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算在兩端供電或單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，同樣可構(gòu)成瞬時方向電流速斷保護(hù)和限時方向電流速斷保護(hù)。它們的整定計(jì)算可按一般不帶方向的電流速斷保護(hù)整定計(jì)算原則進(jìn)行。當(dāng)前24頁，總共32頁。二、方向定時限過電流保護(hù)整定計(jì)算1、躲開被保護(hù)線路中最大負(fù)荷電流IL·max，即

（4-28）式中IL·max——考慮電動機(jī)自啟動最大負(fù)荷電流。2、躲過非故障相電流整定（1)在小電流接地電網(wǎng)中，非故障相電流為負(fù)荷電流，保護(hù)裝置的動作電流只需按式（4-28）整定即可。(2)在大電流接地電網(wǎng)中，由于非故障相功率方向繼電器不能判故障的方向，為了保證保護(hù)裝置不誤動作，電流元件的動作電流必須大于非故障相電流，即：當(dāng)前25頁，總共32頁。第五節(jié)方向過流保護(hù)的整定計(jì)算3.同方向的保護(hù)，它們的靈敏度應(yīng)互相配合。方向過流保護(hù)通常做下一段線路的后備保護(hù)，應(yīng)使前一段線路保護(hù)的動作電流大于后一段線路保護(hù)的動作電流。即沿著同一保護(hù)方向，（1）保護(hù)的動作電流從遠(yuǎn)離電源最遠(yuǎn)處開始逐漸增大。即。

當(dāng)前26頁，總共32頁。（2）保護(hù)裝置的動作時限

方向過流保護(hù)的動作時限是按逆向階梯原則整定的，即同一動作方向的保護(hù)裝置，其動作時限按階梯原則來整定。t1t3t5t2t4t6當(dāng)前27頁，總共32頁。三、保護(hù)的相繼動作和靈敏度較驗(yàn)1.相繼動作：當(dāng)短路點(diǎn)靠近A母線時，幾乎全部短路電流經(jīng)過1QF，流向故障點(diǎn)，經(jīng)過2、3、4、5、6QF流向短路點(diǎn)的電流可忽略不計(jì)。故保護(hù)2只有在保護(hù)1動作斷開1QF后，2QF才能動作。保護(hù)的這種動作稱為相繼動作，能產(chǎn)生相繼動作的某段區(qū)域稱為相繼動作區(qū)。2.方向電流保護(hù)靈敏度，主要取決于電流元件的靈敏度，其校驗(yàn)方法與不帶方向的過流保護(hù)相同。即當(dāng)作本線路主保護(hù)時，在本線路末端發(fā)生短路時，電流啟動元件的最小靈敏度不應(yīng)小于1.5，作相鄰線路后備保護(hù)時，在相鄰線路末端短路時最小靈敏度為1.2。當(dāng)前28頁，總共32頁。例4-1例4-1求圖示網(wǎng)絡(luò)方向過電流保護(hù)動作時間，時限級差取0.5s。并說明哪些保護(hù)需要裝設(shè)方向元件。解（1）計(jì)算各保護(hù)動作時限保護(hù)1、2、4、6為同方向，其動作時限為：當(dāng)前29頁，總共32頁。保護(hù)3、5、7、8為同方向，其動作時限為：當(dāng)前30頁，總共32頁。例4-12、確定應(yīng)裝設(shè)方向元件觀察母線A由于t2＜t1，故保護(hù)2需要裝設(shè)方向元件；觀察B母線，t3=t4,故保護(hù)3和保護(hù)4均應(yīng)裝設(shè)方向元件t11＜t9,故保護(hù)11應(yīng)裝設(shè)方向元件；觀察母線C，t6＜t5,故保護(hù)6應(yīng)裝設(shè)方向元件；觀察母線D，t7＜t8，故保護(hù)7應(yīng)裝設(shè)方向元件。當(dāng)前31頁，總共32頁。布置作