功率方向继电器.doc

第二节 电网相间短路的方向性电流保护 一.? 问题的提出 双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。 对电流速断保护：d1处短路， ??????????????? d2处短路， 对过电流保护：d1处短路， d2处短路， 有选择性，但是产生了矛盾。上述矛盾的要求不可能同时满足。 原因分析：反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起误动。 解决办法：加装方向元件——功率方向继电器。仅当它和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源子系统。 保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配?? 合。而保护2、4、6仅反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合，矛盾得以解决。 二、功率方向继电器的工作原理 电流规定方向：从母电流向线路为正。 电流本身无法判定方向，需要一个基准——电压。 d1处短路?????????????????????? d2处短路 ?????????????????? ?????????????????? ?????????????????????? ????????????????? 因此：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。 实现： 1、最大灵敏角：在UJ、IJ幅值不变时，其输出（转矩或电压）值随两者之间的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、????????? 动作范围： 动作方程： ????????? 或 3、????????? 动作特性: 当 线路发生三相短路 所以 4、????????? 死区：当正方向出口短路时， ，GJ不动——电压死区。 消除办法：采用90度接线方式，加记忆回路。 三、幅值比较原理和相位比较原理及其互换关系 对于比较两个电气量的继电器，可按幅值比较原理或相位比较原理来实现。 幅值比较原理： 相位比较原理： 用四边形法则来分析它们之间的关系： ???????????????????????? ???????????????????? ????? 或???? 可见，幅值比较远路与相位比较原理之间具有互换性。 注： 1 必须是同一频率的正弦交流量 2? 相位比较原理的动作边界为 四、LG－11整流型功率方向继电器 它是按幅值比较原理来实现的： 1、????????? 构成： ①?? 电压形成回路：由DKB、YB组成： ? R1、R2——消除潜动、调整平衡。 C1——与YB的励磁电抗形成谐振，使超前90o,其记忆作用用于消除死区，记忆时间为几十毫秒； ②?? 比较回路： 由半导体整流桥BZ1,BZ2组成的环流是比较回路。 ????????????? ③?? 执行元件——极化继电器J,非常灵敏 标记“＊”，当电流从＊端流入时，J动作，反之则不动。 时，J动作； 2、????????? 动作方程： ???? 3、????????? 动作特性： ?????????????? ?? ――内角（由继电器决定） ? 4、????????? 死区： 虽然J的动作功率很小，但 ———最小工作电压。 当出口接地短路时， ，GJ不动作——死区。 在记忆时间内消除死区。 5、????????? 角度特性： 当IJ为常数时，动作电压UJ与φJ之间的关系曲线，以α＝ 30o为例： 当φJ＝－α＝－30o时，继电器的动作电压最小，J最灵敏。 J动作范围：以φJ＝－30o为中心的 90o的区域，即图中阴影区。 6、????????? 潜动： 从理论上讲，当 或?? 时，J不动。 但由于比较回路中各元件参数的不完全对称，可能使得在仅有 或 时，J动作,即潜动。 仅有 时动，叫电压潜动，仅有 时动，叫电流潜动 潜动对保护的影响： 对正方向接地短路时，有利于保护正确动作； 当反方向接地短路时，可能导致GJ误动，使得保护误动； 另外，增大GJ的动作功率，可降低灵敏性； ???????? 消除方法：调R1（电流潜动时），调R2（电压潜动时）。 五、相间短路功率方向继电器的接线方式： 1、????????? 要求：良好的方向性（与故障类型无关）和较高的灵敏性。 2、????????? 90o接线方式： 指系统三相对称且cosφ=1时， 的接线方式。 注：90o接线方式仅为了称呼方便，且仅在定义中成立。 采用该接线方式构成的三相式方向过电流保护的原理接线图参看第40页，图2－37。 提示：三相星形接线且按相启动（指接入同名相电流的测量元件和功率方向元件的结点串联，而后于其他元件相并联后启动逻辑元件。） 3、????????? 相间短路情况下90o接线功率方向继电器动作行为分析： （1）正方向三相短路： 由于三相对称，三只继电器动作情况相同，故以A相为例