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电力系统继电保护原理 * * 第五讲 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 2.2.1 方向性电流保护的工作原理 一、问题的提出 - 为提高供电的可靠性，出现了单电源环形供电网络、双电源或多电源网络。但在这样的网路中简单的电流保护不能满足要求。分析如下： - 对电流速断保护：d1处短路，要求 ,否则保护3误动，d2处短路，要求 ，否则保护2误动。 -对过电流保护， d1处短路，要求 ；d2处短路，要求 显然，这种要求是矛盾的。可以看出不管是什么保护，用原有的阶段式电流保护无法满足选择性的问题，当然是针对2和3，4和5一样的结果。 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 二、几个概念 1）、 短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率。在不考虑串联电容和分布电容在线路上短路时，短路功率从电源流向短路点。 如果以母线电压作为参考电压时，短路功率与短路电流方向一致，都是电源流向短路点，因此在后面短路功率方向分析时往往以短路电流方向来分析的 2）、故障方向：指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有正向故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进行区分的。 - 正方向故障：从保护安装处看出去，在”母线指向线路”方向上发生的故障 - 反方向故障：从保护安装处看出去，在” 线路指向母线”方向上发生的故障 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 三、原因分析：反方向故障时对测电源提供的短路电流引起保护误动。 四、解决办法： 1）、 利用方向元件和电流元件结合就构成了方向电流保护。（希望跳闸的保护总是正方向的，而可能会误动的是反方向） 2）、由于元件动作具有一定的方向性，可在反向故障时把保护闭锁。 3）、正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 - 这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源的子系统 由上图可见 - 保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，他们之间应相互配合。 -保护2、4、6只反映由右侧电源提供的短路电流，他们之间应相互配合，矛盾得以解决。 五、方向过电流保护的原理接线图 - 构成： 方向元件 电流元件 时间元件 - 工作原理 方向元件和电流元件必须都动作以后，才能去启动时间元件，再经过预定的延时后动作与跳闸 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 2.2.2 功率方向继电器的工作原理 含义： - 功率方向继电器：用于怕别短路功率方向或测定电压电流间夹角的继电器。由于正反向故障时短路功率方向的不同，它将使保护的动作具有一定的方向性。 -常规保护中，方向元件有电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型等，常用的是整流型和晶体管型 一、功率方向继电器的工作原理 -母线电压参考方向为：母线指向大地，电流参考方向为，母线指向线路 -1、故障方向的判断 利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关系。就可以判别发生故障的方向 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 - 2、对机电保护中方向继电器的基本要求： 1）、必须保证方向继电器有良好的方向性，即正方向的任何形式的故障都能动作，而当反方向故障时则可靠不动作。 （不能出现P=0的状态，否则无法区分出正方向和反方向） 2）、故障时，继电器的动作有足够的灵敏性。 （正反方向的判断中必须有明显差异，才能准确判断正方向，才值得相信） -3、方向继电器的时限-----动作特性 1）、最大灵敏角：在Uj和Ij幅值不变时，其输出值随两者之间相位差的大小而改变，当输出为最大时的相位差称最大灵敏角。 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 4）动作方程： 或： 或： 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 5）动作特性： -当 线路发生三相短路 所以 最大灵敏线 6）死区：当正方向出口短路时， ，方向继电器不动 消除办法采用90度接线方式。 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 2.2.3 相间短路方向继电器的90度接线方式 一、功率方向继电器