第4-5章-方向电流保护和接地保护1203.pptVIP

4.1方向性问题的提出及解决方法 4.2 功率方向继电器 4.3 功率方向继电器的接线方式 4.4 方向电流保护的整定原则 4.1方向性问题的提出及解决方法 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 在两侧电源辐射形电网及单电源环形电网，须考虑保护的方向性问题。 (1)Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降 (2)无法保证Ⅲ段动作选择性 Ⅲ段动作时限采用“阶梯特性”，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选择性。 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” . 以上图中保护P3为例 . 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。 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。 正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组，图中保护可以分为两组：P1、P3、P5为一组，整定动作电流时考虑A侧电源提供的短路电流；P2、P4、P6为另一组，整定时考虑B侧电源提供的短路电流。 双侧电源电网线路方向过流保护时限特性(a)网络图；(b)保护时限特性 加装了方向元件的电流保护叫做方向电流保护。 这样，当双侧电源网络上的电流保护加装了方向元件后，就可以把它们拆开看成两个单侧电源网络的保护，其中保护1~3反应于G1供给的短路电流而动作，保护2~6反应于G2供给的短路电流而动作，这样前面所讲的三段式电流保护的工作原理和整定计算就可应用了。 保护1、3、5为一组，保护2、4、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。当k1点短路时，保护1、3、4、6因短路功率由母线流向线路，故都能起动，其中按动作方向时限最短的保护3和4动作，跳开QF3、4，将wl2切除，保护1、6返回，保证动作选择性。 方向过流保护原理接线图 两相式方向过电流保护接线图（原理图及展开图） 阶段式方向电流保护主要用于双电源辐射形网络和单电源环形网络，作为输电线路相间短路的主保护和后备保护 。 4.2 功率方向继电器 正向故障 反向故障 利用判别短路功率的方向或电流与电压之间的相位关系，就可以判别故障方向。 即用短路功率的正负来判断故障的方向，依此原理构成的继电器称为功率方向继电器（方向元件）。 k1点短路时 k2点短路时 短路功率 所谓短路功率，一般指短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率，在无串联电容也不考虑分布电容的线路上短路时，认为短路功率从电源流向短路点。 由此可见，随着短路电流的方向不同，功率方向继电器感受的功率也不相同。对于正方向的故障，其功率为正值，反方向故障，其功率为负值。因此，根据功率方向继电器的感受功率的正、负来判别短路功率方向即短路电流的方向，并决定保护是否动作于跳闸。这就是功率方向继电器之所以能判别短路电流方向的基本原理 。 功率方向继电器的基本要求 ①应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故障（包括故障点有过渡电阻）时能可靠动作，而在反方向故障时，可靠不动作。 ②故障时功率方向继电器的动作有足够的灵敏度。 一般的功率方向继电器当输入电压和电流的幅值不变时，其输出（转矩或电压）随两者间相位差的大小而改变，输出为最大时的相位差称为方向继电器的最大灵敏角。 功率方向继电器动作方程 功率方向继电器动作方程 功率方向继电器比相式动作方程 功率方向继电器比幅式动作方程 功率方向继电器的构成 相位比较的两相量为: 此时，动作方程为： 比较两电气量相位原理构成的功率方向继电器，称为相位比较式功率方向继电器。 可按比较两电气量的相位原理来构成,也可按幅值比较原理来构成。 (a)θ=90°动作边界 (b) θ90°动作 (c) θ90°不动作 动作情况 相位比较与幅值比较之间的关系 相位比较与幅值比较之间具有互换性。 条件： 均为正弦量。 动作方程满足： IC-11整流型功率方向继电器接线图（幅值比较） 幅值比较回路 循环电流式比较回路接线图 均压式比较回路接线图 1-铁芯；2-永久磁铁；3-衔铁；4-触点；5-右止档；6-左止档 晶体管零指示器 *集成电路型功率方向继电器 构成方向继电器的框图 相位比较回路（用何种方法实现相位差比较？） 目前广泛使用的相位比较方法之一是测量两个电压瞬时值同时为正（或同时为负）的持续时间来进行的，例如当同相位