继电保护课件输电线路的方向保护.ppt

输电线路的方向保护 李薇薇 电流保护用于双电源线路时的问题 为提高供电可靠性可采用双电源或单电源环形电网供电更可靠,但却带来新问题: （1）Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降 （2）无法保证Ⅲ段动作选择性  Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降  原因分析????造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反向故障”。 解决办法 ??? 利用方向元件与电流元件结合就构成了方向电流保护。 LG-11型功率方向继电器 动作方程 死区、动作特性、灵敏角 方向电流保护的接线 功率方向继电器的接线方式:继电器与电流互感器和电压互感器之间的连接方式。??? 应满足如下要求：??? （1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即正向发生任何类型的故障都能动作，而反向故障时则不动作。??? （2）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的灵敏度，φ k接近φ sen 。 功率方向继电器的动作情况分析 反方向三相短路 非故障相电流的影响 不对称故障时非故障相仍有电流，称为非故障相电流。??? 小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。??? 大电流接地系统中还应考虑接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故障电流。 按相起动 如上图：以保护P3Ⅰ段为例，整定电流应躲过本线路末端短路时的最大短路电流，除了躲过P母线处短路时A侧电源提供的短路电流，还必须躲过N母线背侧短路时B侧电源提供的短路电流。当两侧电源相差较大且B侧电源强于A侧电源时，可能使整定电流增大，缩短Ⅰ段保护的保护区，严重时可以导致Ⅰ段保护丧失保护区；???? 整定电流保护Ⅱ段时也有类似的问题，除了与保护P5的Ⅰ段配合，还必须与保护P2的Ⅰ段配合，可能导致灵敏度下降。  Ⅲ段动作时限采用“阶梯特性”，图4-2中保护P2、P3的Ⅲ段动作时限分别为t2、 t3，当k1故障时，保护P2、P3的电流Ⅲ段同时启动，按选择性要求应该保护P3动作，即要求t3t2；而k2故障时，又希望保护P2动作，即要求t3t2，显然无法同时满足两种情况下后备保护的选择性。 以上图中保护P3为例，阴影中发生故障时B侧电源提供的短路电流流过保护P3，而如果仅存在电源A，阴影部分发生故障时则没有短路电流流过保护P3，不需要考虑。 从保护安装处看出去，在“母线指向线路”方向上发生的故障称为正向故障，反之称为反向故障。 功率方向继电器 方向元件的作用是判别故障方向，如下图所示：由母线电压、线路电流判别故障方向。 图中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”，依据电压 与 电流相位关系我们可以判别故障方向。即用功功率的正负可以用来判断故障的方向，依此原理构成的方向元件也称为功率方向继电器。 动作方程及实现以LG-11为例，继电器动作方程如下： 功率方向继电器的90o接线 近处BC相短路 远处BC相短路 方向电流保护的整定  方向电流保护的整定有两个方面的内容：???? 一是电流部分的整定，即动作电流、动作时间与灵敏度的校验；???? 二是方向元件是否需要装设（投入）。 电流部分的整定 对于其中电流部分的整定，其原则与前述的三段式电流保护整定原则基本相同。不同的是与相邻保护的定值配合时，只需要与相邻的同方向保护的定值进行配合 。????在两端供电或单电源环形网络中，Ⅰ段、Ⅱ段电流部分的整定计算可按照一般的不带方向的电流Ⅰ段、Ⅱ段整定计算原则进行。 ②Ⅲ段保护动作时间????方向电流保护Ⅲ段动作时间按照同方向阶梯原则整定，即前一段线路保护的保护动作时间比同方向后一段线路保护的动作时间长。????③保护的灵敏度配合????方向电流保护的灵敏度，主要由电流元件决定，其电流元件的灵敏度校验方法与不带方向性的电流保护相同。对于方向元件，一般因为方向元件的灵敏度较高，故不需要校验灵敏度。 方向元件的装设 ??? Ⅰ段动作电流大于其反方向母线短路时的电流，不需要装设方向元件；Ⅱ段动作电流大于其同一母线反方向保护的Ⅱ段动作电流时，不需要装设方向元件；对装设在同一母线两侧的Ⅲ段来说，动作时间最长的，不需要装设方向元件；除此以外反向故障时有故障电流流过的保护必须装设方向元件 。 （1）三相短路 （2）近处两相短路 （3）远处两相短路 三相短路和近处两相短路灵敏角变化范围为： 两相远处短路，B相灵敏角变化范围： C相灵敏角变化范围： 为了使各种相间短路保护都能动作，最大灵敏角范围： 如上图所示：保护反向发生BC相短路时，A相功率方向继电器流过非故障电流，A相功率方向继电器流过非故障电流，动作与否取决与故障前潮流的方向，不反应于故障方向 。 小 结 2、方向元件引入记忆电路的目的是消除正向出口处三相短路时的动作死区。 3、采用