方向电流保护课件.ppt

电气工程与自动化学院,School of Electrical Engineering&Automation,电气工程技术基础,主讲人：肖朝霞,电气工程与自动化学院,(,School of Electrical Engineering&Automation),电气工程与自动化学院,(,School of Electrical Engineering&Automation),单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,School of Electrical Engineering and Automation,电气工程与自动化学院,School of Electrical Engineering&Automation,电力系统继电保护,主讲人：刘雪莉,2.2.1,双侧电源网络相间短路时的功率方向,不带方向的三段式电流保护一般只应用于单侧电源线路4 3 2 1,单侧电源线路中,K,点发生短路故障时，短路电流的实际方向都是从电源指向短路点，即从母线指向线路通过功率的方向来定义电流的方向：,定义：,电压的正方向：相地,电流的正方向：母线线路,功率的正方向：母线线路,当 时，功率方向为正。

当 时，功率方向为负有功功率,4 3 5 2 6 1 7 8,4 3 5 2 6 1 7 8,k1,k2,双侧电源线路,：保护安装于线路两侧；,功率方向可能,母线,线路,线路,母线,k1,短路,k2,短路,规定流出母线功率为正，流入为负,k1,在,k1,点短路时，闭锁电流保护,1,，同时保证电流保护,6,正确动作的措施是找出,k1,点短路时，电流保护,1,和,6,之间的差别在,k1,点短路时保护,1,和,6,之间的差别：短路功率方向不同假设短路功率的正方向：母线,线路在,k1,点短路时，电流保护,1,的实际功率方向为负方向；,在,k1,点短路时，电流保护,6,的实际功率方向为正方向实际短路功率的方向等于实际电流的方向功率正方向,实际方向,功率实际方向,正方向,负方向,克服方法：,措施：,增设功率方向元件，构成方向性电流保护跳闸条件：,短路电流大于整定值；短路功率方向为正当增设方向元件后，可以把线路上方向性电流保护拆开看成两个单侧电源网络的保护，即,1,4,，,5,8,两组，分别按单侧电源系统来整定两组方向性保护之间不需配合2.2.2,方向性电流保护的基本原理,原理：,在原有电流保护基础上加装功率方向判别元件，,反方向故障时把保护闭锁不致误动。

方向性电流保护的动作条件,：（必须同时满足）,（,1,）电流大于起动电流整定值；（,2,）功率方向为正；,（,3,）短路电流持续时间超过动作时限2.2.3,功率方向判别元件（功率方向继电器）,对功率方向继电器的基本要求是：,1,具有明确的方向性即正方向发生任何故障（,k1,点,）都能够动作，而反方向故障（,k2,点,）时不动作2,足够的灵敏性几个基本概念,k1,k2,1 2,A,相功率方向继电器分析,正方向（,k1,点）短路故障：,反方向（,k2,点）短路故障：,也可以说，,当 时，认为故障发生在正方向当 时，认为故障发生在反方向若功率方向继电器的输入电压和电流幅值不变，输出动作量随电压和电流之间的相角变化为了在最常见正方向短路情况下使继电器动作最灵敏，,即让输出动作量最大,，,A,相功率方向继电器应接成最大灵敏角 即当正方向（,k1,点）发生短路故障时，动作输出量 应该最大所以当正方向（点,k1,）短路故障时，应满足：,这里,最大灵敏角,：,功率方向继电器输入电压、电流幅值不变，其输出动作量随两者间相位差的大小而改变，输出最大时的相位差称为最大灵敏角即 时，输出动作量最大是最大灵敏角，有,动作方程,（,2,种形式）：,考虑最大灵敏角的功率方向继电器的动作方程,动作相位区间：,（以适应,在,在,0,90,范围内的变化）,（相角形式）,电压死区,:,正方向出口三相短路、,AB,或,CA,两相接地短路、,A,相接地短路时,A,相功率方向继电器拒动。

解决措施,：,采用,90,接线方式,I,A,(I,B,I,C,),，,U,BC,(U,CA,U,AB,),内角：,0,接线方式功率方向继电器的电压死区：,90,接线方式功率方向继电器的分析：,动作方程：,2,种动作方程：,3.,功率方向判别元件的构成框图,功率方向元件判别框图,相位比较法的原理,测量两个电压瞬时值同时为正的持续时间来进行的存在电压死区：短路时电流很大而电压很小，当短路点越靠近母线时，电压可能小于最小动作电压（形成方波所需电压）,存在“潜动”问题：是指只加入电流信号或只加入电压信号就能动作造成的原因主要是方波的开环运算放大器存在零点漂移注意：极性连接图有错误能发现吗？,3.90,接线方式功率方向继电器的动作情况,（,1,）,正方向三相短路,A,相方向继电器动作条件为：,（,2,）正方向两相短路,（保护安装处、远处）,.,保护安装处故障，即近处故障,.,远离保护安装点,B,相：,30,90,C,相：,0,60,综合以上两种极限情况可以得出，在正方向任何地点两相短路时，,B,相、,C,相方向继电器能够动作的条件：,同理，对,AB,、,CA,相间短路进行分析的结果如下表电流速断保护可以取消方向元件的情况,2.,限时电流速断保护（电流,段）整定时分支电路的影响,基本整定与单侧电源网络电流,段整定相同，保护范围不能超过下一级线路的电流,段的保护范围，仍与下一级线路的电流,段配合。

但要考虑保护安装地点与下一级线路短路点之间有电源或线路支路,（,分支电路,）,的影响a,）电源支路对限时电流速断保护的影响,（,b,）线路支路对限时电流速断保护的影响,A,C,B,1,2,E,S2,X,S2,E,S1,X,S1,A,B,1,2,C,E,S1,X,S1,A,C,B,1,2,E,S2,X,S2,E,S1,X,S1,A,C,B,1,2,E,S2,X,S2,E,S1,X,S1,（,1,）电源支路的影响（助增电流的影响）,如不考虑分支支路，保护,2,的电流,段按上节的方法来整定：,设：,M,点是保护,2,的电流,段的保护范围的最末端考虑分支电路，,M,点短路流过,2,的实际电流为：,因为电源支路的助增电流作用,，所以,对保护,2,的电流,段进行整定计算时必须考虑电源支路的影响B,1,2,X,S2,X,S1,C,A,电源支路的影响（助增电流的影响）,曲线 是线路上不同地点短路时，流过线路,AB,的电流曲线；,曲线 是线路上不同地点短路时，流过线路,BC,的电流曲线；,由于电源支路 的电流起助增作用，导致,M,点是保护,2,的电流,段保护范围的最末端所以必须按照流过线路,AB,段的电流 来整定，这样才能满足电流,段的保护范围要求。

有电源支路时，限时电流速断保护的整定（起动电流整定）,电流,段保护范围不变：本线路全长，延伸到下一级线路出口（首端）但不能超过下一级线路电流,段的保护范围设保护,2,的电流,段保护范围最末端是,M,点M,点必然位于下一级线路,BC,段上保护,2,的电流,段起动电流整定值应按照,M,点短路实际流过线路,AB,段（即保护,2,）的电流来整定：,所以，,称为分支系数,B,1,2,E,S2,X,S2,E,S1,X,S1,C,A,有分支支路时，限时电流速断保护的整定,起动电流整定值,限时电流速断保护,2,的保护范围不应超过下一级线路保护,1,的,段保护范围动作时限,其中，,段可靠系数：,分支系数：,以上起动电流整定公式适用于电源和负荷线路支路的情况t,0.5s,对于电源支路的情况（助增电流）：,对于负荷线路支路的情况（外汲电流）：,过电流保护装设方向元件的一般方法,方向性电流保护的评价,优点：,适用于多电源系统，方向性电流保护可保证各保护,之间动作的选择性缺点：,接线复杂；,保护出口正方向三相短路时，整套保护拒动方向元件装设原则：,尽量不装设方向元件，只在可能误动的电流保护上装方向,元件谢谢,！,。