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第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 1 电网相间短路的方向电流保护 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 2 要求 : 掌握双侧电源线路上方向电流保护工作原理 知识点 : ? 掌握双侧电源线路保护特点 ? 掌握方向电流保护构成 ? 理解方向元件判据 ? 了解方向元件接线方式 ? 了解方向电流保护整定计算方法 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 3 1 电流保护用于双电源线路时的问题 （ 1 ）Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降 A 1QF 2QF 3QF 4QF 5QF 6QF B M N P Q P3 k2 I k b.Ⅰ段还必须躲过 k2 时的短路电流 c.Ⅰ段整定值取 a 、 b 计算结果较大值 a.Ⅰ段躲过 k1 时的短路电流 k1 I k Ⅰ段 : 1.2.1 方向电流保护的工作原理 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 4 A 1QF 2QF 3QF 4QF 5QF 6QF B M N P Q P3 k2 I k b.Ⅱ段还应与P2Ⅰ段配合 c.Ⅱ段整定值取 a 、 b 计算结果较大值 a.Ⅱ段应与P5Ⅰ段配合 k1 I k Ⅱ段 : P5 P2 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 5 （ 2 ）Ⅲ段无法保证动作选择性 A 1QF 2QF 3QF 4QF 5QF 6QF B M N P Q P3 k2 I k k1 I k P2 a.k1 故障时希望 P3 跳闸， t2t3 b.k2 故障时希望 P2 跳闸， t3t2 无法同时保证以上两种情况保护动作具有选择性 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 6 2 方向性保护的概念 A 1QF 2QF 3QF 4QF 5QF 6QF B M N P Q P3 k2 I k 问题在于“反向故障”区域故障时， 电源 B 提供的短路电流对保护 P3 的影响。 反向故障 正向故障：母线指向线路 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 7 解决方法：设置“方向元件”判别故障方向 当故障为“正向故障”时，开放电流保护 当故障为“反向故障”时，闭锁电流保护 KW KA 方向元件 电流元件 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 8 A 1QF 2QF 3QF 4QF 5QF 6QF B M N P Q P3 P1 P2 P4 P5 P6 设置了方向元件，双电源线路电流保护实际分成了 两组方向不同的单电源线路电流保护。 两组保护各自的整定方法与单电源线路电流保护一致。 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 9 1.2.2 功率方向元件 1. 工作原理 方向元件如何判断故障“方向”？ 分析一下两种故障情况母线电压与线路电流的相位关系 M N N P → ← k 正向故障 U I ? cos 0 UI ? ? arg 90 U I ? U I M N P → ← k 反向故障 U I ? cos 0 UI ? ? U I arg 90 U I ? 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 10 结论： 根据母线电压与线路电流的相位关系可以判断故障“方向” 1. 传统功率方向继电器 传统的方向元件也称为功率方向继电器 0 0 cos 0 90 arg 90 U P UI I ? ? ? ? ? ? ? ? ? 正向故障时： 传统功率方向继电器有感应型的 GG-11 、整流型的 LG-11 等。 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 11 （ 1 ） LG-11 动作条件： U K I K 90 arg 90 K U K I ? ? ? 加入继电器的电压 加入继电器的电流 电压变换器变换系数 电抗变压器变换系数 实现时转为比幅动作方程： U K I K U K I K K U K I K U K I ? ? ? 第 4 章 电网相间短路的方向电流保护 12 比相条件与比幅条件的等效关系 U K K U I K K I ? U K I K 90 arg 90 K U K I ? ? ? U K I K U K I K K U K I K U K I ? ? ? ? I K K I U K K U U K I K arg 90 K U K I ? U K I K U K I K K U K I K U K I ? ? ? ? I K K I U K K U U K I K