電力系統(tǒng)繼電保護知識

第三章輸電線路電流電壓保護三）安裝原則（P65-66）接在同一變電所母線上的，動作時限長者可不裝方向元件，而動作時限短者和相等者則必須裝設(shè)方向元件。①并不是所有保護元件都需安方向元件------只有那些在反方向短路時，靠時限不能保證選擇性的保護，才需要裝方向元件。1.52.533.51353.54單側(cè)電源電線路

-----相間短路電流保護1、保護安裝的位置2、短路功率方向3、保護動作原則單側(cè)電源輸電線路

-----相間短路電流保護1、保護安裝的位置2、短路功率方向3、保護動作原則雙側(cè)電源輸電線路3.2雙側(cè)電源輸電線路相間短路的方向電流保護為切除故障線路，應(yīng)在線路兩側(cè)裝QF和保護裝置

K1短路，QF1QF2跳閘，母線A、B有電壓否？一、電流保護方向性問題的提出K2點短路：3QF、4QF跳閘。但流過保護2、5電流大于其動作電流，保護2、5誤動作—母線B、C失電---擴大停電范圍。1、對無時限電流速斷保護影響：若K2點短路觀察流過保護2、3、4、5電流方向有何不同？2、對定時限過電流保護的影響K1點短路：保護2時限小于保護3的時限K2點短路：保護2時限大于保護3的時限無時限電流速斷保護和定時限過電流保護在雙電源電網(wǎng)中可能會誤動作，無法滿足選擇性要求。結(jié)論分析下雙電源電網(wǎng)，保護保護動作有何特征3、分析：K1點短路：保護2電流從母線指向線路----保護2動作保護3電流從線路指向母線---保護3不動作①K1點短路：S1S2K2點短路：保護3電流從母線指向線路---保護3動作保護2電流從線路指向母線---保護2不動作②K2點短路：1、解決方法：在電流保護的基礎(chǔ)上加裝一個功率方向判別元件——功率方向繼電器（KW）。2、規(guī)定短路功率方向由母線指向線路為正方向。只有當(dāng)線路中的短路功率方向為正方向時保護才動作。

在雙電源電網(wǎng)中如何滿足保護選擇性要求？什么是方向電流保護？在電流保護的基礎(chǔ)上加裝方向元件，就構(gòu)成了方向電流保護。什么是方向電流保護？方向電流保護的工作原理二、方向電流保護的工作原理在過電流保護的基礎(chǔ)上加裝方向元件，就構(gòu)成了方向過電流保護（P64）。一）方向過流保護動作時限整定分析每個保護動作正方向？如何配合？如何分組？二）方向過流保護單相原理接線圖①正常：KA?KP?②故障：KA?KP?三）安裝原則（P65-66）接在同一變電所母線上的，動作時限長者可不裝方向元件，而動作時限短者和相等者則必須裝設(shè)方向元件。①并不是所有保護元件都需安方向元件------只有那些在反方向短路時，靠時限不能保證選擇性的保護，才需要裝方向元件。例如：1.52.533.51353.54①并不是所有保護元件都需安方向元件-----只有那些在反方向短路時，靠時限不能保證選擇性的保護，才需要裝方向元件。②同一母線兩側(cè)的過電流保護，若兩側(cè)的動作時限不等，則時限短的應(yīng)裝方向元件，時限長的不裝；若兩側(cè)時限相等，則兩側(cè)都應(yīng)加裝。二、功率方向繼電器（KP）工作原理一）作用：判斷短路功率的方向正方向：母線指向線路，KP動作反方向：線路指向母線，KP不動作KP工作電壓Ur：保護安裝處母線電壓二次值KP工作電流Ir：被保護線路電流二次值二）工作原理（1）K1點短路：保護3電壓電流相位關(guān)系（2）K2點短路：保護3電壓電流相位關(guān)系功率方向繼電器（KP）工作原理（反）（正）PK>0時動作

PK<0時不動作

從而實現(xiàn)其方向性

功率方向繼電器（KP）工作原理:功率方向繼電器構(gòu)成原理

三）功率方向繼電器構(gòu)成原理相位比較式原理幅值（絕對值）比較式原理1、相位比較式功率方向繼電器判斷加入KP的電壓Ur和流入KP的電流Ir之間的相位角是否在（-90°90°）（1）直接比較（2）間接比較電抗變換器轉(zhuǎn)移阻抗角功率方向繼電器內(nèi)角--移相繞組幅值（絕對值）比較式功率方向繼電器2、幅值（絕對值）比較式功率方向繼電器比較兩個電氣量幅值大小比較兩個電氣量幅值大小繼電器動作繼電器不動作動作量制動量動作量>制動量動作量<制動量工作繞組工作繞組移相繞組電抗變換器電壓變換器橋式全波整流器橋式全波整流器濾波濾波限流限流UR3、繼電器的靈敏角（P68）在電壓電流相同情況下，繼電器動作量最大，制動量最小時，Ir和Ur間的相位角φr，稱為靈敏角。（1）什么是靈敏角φsen？Ir超前Ur–φr—為負(fù)

Ir滯后Ur–φr—為正

最大最小φsen

=

φr

=-α

最大靈敏線制動區(qū)最大靈敏線：當(dāng)電流電壓間的相位角為靈敏角時，與電流Ir重合的線繼電器的動作邊界線AB與最大靈敏線垂直AB最大靈敏線制動區(qū)AB最大靈敏角KP的接線方式三相系統(tǒng)中繼電器的電壓和電流的接入方式一)什么是KP的接線方式KW的接線方式要求UrIr四、功率方向繼電器（KP）接線二)KP的接線方式的要求1、動作正確性2、動作靈敏性盡可能使φr接近φsen（φsen=-α)。正方向故障動作，反方向故障不動作規(guī)定：要求正方向故障時加入繼電器的電流電壓盡可能的大。流入繼電器的電流Ir采用故障相電流Ur盡可能不用故障相電壓。規(guī)定：90°接線方式三）功率方向繼電器（KP）90°接線方式

在系統(tǒng)三相對稱、功率因數(shù)cosφ=1的情況下，接入繼電器的電流Ir超前電壓Ur90°的接線方式。

功率方向繼電器

IrUr1KPIAUBC2KPIBUCA3KPICUAB電流線圈接入本相電流

電壓線圈按一定順序接其它兩相線電壓

1、何為90°接線方式？Ir和Ur間的夾角正好是90o，故稱90o接線方式3KP電流線圈和電壓線圈的極性與相應(yīng)的KA和KV二次繞組的極性連接必須正確，否則會KP不能正確動作。2KP1KP母線上TV二次側(cè)電壓功率方向繼電器內(nèi)角一般以Ur為參考相量，規(guī)定Ir滯后Ur時φr為正，Ir超前Ur時角φr為負(fù).Ur、Ir的相量圖φr>0φr<0四）KP的動作區(qū)和靈敏角

1、靈敏角2、最大靈敏線（1）與時的Ir重合的線，稱為最大靈敏線。（2）繼電器的動作邊界與最大靈敏線垂直3、功率方向繼電器內(nèi)角當(dāng)繼電器在任何正方向故障均能動作，其內(nèi)角應(yīng)為4、1、非故障相電流的影響

五）非故障相電流的影響與按相起動兩相短路（B、C相），非故障相（A相）流過負(fù)荷電流，若接線方式不正確，保護2誤動作，必須按相啟動。按相起動影響：非故障相中的方向保護的可能誤動作方向功率繼電器不能單獨做保護使用方向電流保護中KA與KP觸點應(yīng)采用按相起動接線二）按相起動1、定義:先把同名相的KA和KP觸點串聯(lián)，再把各串聯(lián)支路并聯(lián)，然后與KT的圈串聯(lián)。

保護2KP-A動作KA-C動作可避免非故障相電流影響而使保護誤動作，所以方向電流保護必須采用按相啟動接線。采用按相起動的意義：思考題思考題：LG-11KW有二種靈敏角（-30、-45），如何選擇？它的選擇與線路的阻抗角有關(guān)。應(yīng)使靈敏角盡量接近-（90°-φK）,使其工作在最靈敏狀態(tài)。1、對于某一具體輸電線路，確定其短路的阻抗角φK；如何確定KW的最靈敏工作角？φK+

φr=90o六、方向過電流保護動作電流的整定計算

由于加裝方向元件，只考慮同方向的保護之間配合，不考慮反方向故障。同方向的階段式方向電流保護（Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段）整定原則按單側(cè)電源線路相間短路電流保護中的整定方法進行。1、躲過被保護線路中的最大負(fù)荷電流?！锃h(huán)形電網(wǎng)應(yīng)取開環(huán)時的最大負(fù)荷電流

與相鄰線路過電流保護動作電流配合一）方向過電流保護整定計算2、同方向保護靈敏度配合1QF--3QF-5QF為一組2QF--3QF--6QF為一組動作方向相同的各保護的動作電流應(yīng)從離電源最遠(yuǎn)處開始逐級增加。二）保護裝置的相繼動作

1、什么是相繼動作？2、相繼動作的線路長度，稱為相繼動作區(qū)域。

相繼動作影響3、相繼動作影響？延長故障切除時間三）方向過電流保護靈敏系數(shù)的校驗靈敏系數(shù)較高，不需校驗靈敏系數(shù)。電流元件與不帶方向元件的過電流保護相同方向元件方向過電流保護靈敏系數(shù)主要取決于電流元件助增電流影響四）助增電流的影響1、什么是助增電流？（P70）使故障線路電流增大的現(xiàn)象稱為助增。保護影響？限時電流速斷保護方向電流保護雙側(cè)電源輻射電網(wǎng)單側(cè)電源環(huán)形電網(wǎng)電流元件--KA方向元件--KPKP何時動作？動作正方向？如何接線？功率方向繼電器

IrUr1KPIAUBC2KPIBUCA3KPICUABKP采用90°接線方式KP的最大靈敏角？最大靈敏線？最大靈敏線制動區(qū)AB最大靈敏角KP的接線方式內(nèi)角的范圍？如何根據(jù)線路的阻抗選擇KP的內(nèi)角？五）方向過電流保護動作時限的整定

1、整定原則同一動作方向方向保護，按階梯原則整定。2、注意事項按階梯原則整定動作時限，①要與主干線上同一方向的保護配合，②要與對應(yīng)母線上所有其它出線的保護相配合。

同一動作方向方向保護，按階梯原則整定。例如：①并不是所有保護元件都需安方向元件---