继电保护第4章1.ppt

第四章 主要内容 §0 复习回顾 §1 第一节 方向电流保护的工作 原理 §2 第二节 功率方向继电器 §3 第三节 相间短路保护中功率继电器的接线 方式 §4 第四节 功率方向继电器的按相启动 §5 第五节 功率方向继电器的整定计算 本章基本要求 1、掌握在双侧电源网络中继电保护动作带有方向性的必要性，以及可以省略方向元件的条件。 2、掌握方向元件（功率方向继电器）的工作原理，构造及动作特性。通过功率方向继电器的学习，初步弄清反应两个电气量的继电器的基本构成原理—基于两个电气量相位比较的原理和基于两个电气量幅值比较的原理及其互换性。 通过对整流型功率方向继电器学习，弄清中间电压变换器和电抗变换器的作用、构造及作原理。 3、掌握用于相间短路的功率方向继电器的典型接线方式—90°接线及其工作分析。 4、了解对方向性电流保护的评价。 第一节 方向电流保护的工作原理 一、为什么在电流保护中装设方向性元件？（必要性） 在双侧电源电网或单侧电源环形网中： 1、对于I段保护，这时为了使保护在短路故障时不误动，其整定值不仅要躲过本线路末端短路时流经保护的最大短路电流，而且要躲过保护反方向故障时流经本保护的最大短路电流。 2、对于II段保护，这时不仅要与相邻下一线的第I段配合，而且还要与其在同一母线下的各条出线的第I段相配合。 3、对于III段保护，这时仅靠时限的配合已无法获得选择性。 上述问题的产生，皆因双侧电源电网和环形电网中，在保护安装处反方向短路时，有可能使保护动作的缘故。 于是，为了解决上述问题，我们提出在原有的电流保护基础上，加装一个能判断故障方向的元件即功率方向继电器。 第一节 方向电流保护的工作原理 第一节 方向电流保护的工作原理 第一节 方向电流保护的工作原理 二、电流方向保护的基本工作原理 1、加装方向性元件 双侧电源电网线路方向过流保护时限特性 如图4-1（a）两侧电源供电的辐射形电网中，1～6均为方向过流保护，其中保护1、3和5为一组，2、4和6为另一组，各同方向保护间的时限配合仍按阶梯原则来整定。 双侧电源电网线路方向过流保护时限特性 图4-2 双侧电源电网线路方向过流保护的时限特性 第一节 方向电流保护的工作原理 WL2上K1点短路时，保护1、3、4、6因短路功率由母线流向线路，故都能启动，而其中按动作方向时限最短的保护3和4动作，跳开断路器3、4，将故障线路WL2切除，保护1和6便返回，从而保证了动作选择性。 第一节 方向电流保护的工作原理 WL1上K2点短路时，只有保护1、2、4和6能启动，其中按动作方向时限最短的保护1和2动作，跳开断路器1和2，将故障线路WL1切除，保护4和6便返回，同样保证了动作的选择性。 第一节 方向电流保护的工作原理 方向过流保护装置由三个主要元件组成，启动元件（电流继电器），功率方向元件（功率方向继电器）和时限元件（时间继电器）。工作原理是方向元件KW和启动元件KA构成与门，二者同时动作才能启动时间继电器KT。 在双侧电源线路上，并不是所有过流保护装置中都需要装设功率方向元件，只有在仅靠时限不能满足动作选择性时，才需要装设功率方向元件。 第一节 方向电流保护的工作原理 在这种情况下，小电源一侧需要采用方向电流速断保护，当保护背后发生短路时，利用功率方向元件闭锁，使保护只根据小电源一侧的短路功率方向来动作。因此，这时小电源侧方向电流速断保护只需躲过线路末端短路时通过该保护处的短路电流来整定即可，从而大大提高了保护的灵敏性，满足保护范围的要求。 第二节 功率方向继电器 一、功率方向继电器工作原理 功率方向继电器的任务是测量送入继电器的电压Ur和电流Ir之间的相位，以判别正、反向故障。 目前使用的功率方向继电器为感应型、整流型和晶体型。整流型继电器灵敏性好，无电压死区、调试方便及动作速度快等 。功率方向继电器按相位比较或幅值比较原理构成。 功率方向继电器工作原理 判断方向的实质 方向元件（功率方向继电器）之所以能判别正、反向故障是因为正、反向故障时，保护安装处的母线残压与被保护线路上的电流之间的相位关系不同。方向元件正是根据这种不同来识别正、反向故障的。 以母线电压 为参考相量，电压高于地时为正，电流 以母线流向线路为正。 当保护正方向（K1）短路时：电流 为正， 滞后 相角 。 = （0°＜ ＜90°)。 短路功率 PK1=Ur1Ir1cos ＞0； 当保护反方向K2点发生短路时， （0°＜ ＜90°，180°＜ ＜270°)。 短路功率PK2=UrIr2cos