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1. 方向继电器的基本要求 (1)具有明确的方向性（适应各种可能的故障条件） (2)具有足够的灵敏度。 2. 短路功率：一般指短路时按某点电压与电流（通常是保护安装处）所得到的感性功率，在无串联补偿电容也不考虑分布电容的线路上短路时，感性短路功率从电源点流向短路点。 二、功率方向继电器的工作原理 第六十三页，共一百页，2022年，8月28日 功率方向继电器 3. 直接思路—测量故障相电流、相电压相位关系 正方向短路时，电流落后于电压为一锐角，在反方向短路时为钝角。 动作方程： 正方向： （线路阻抗角），动作； 反方向： 不动作。 第六十四页，共一百页，2022年，8月28日 方向继电器工作原理分析 第六十五页，共一百页，2022年，8月28日 以测量有功方式实现相位判别： , 相位动作方程为： 动作区扩大为Ⅰ、Ⅳ象限 具有明确的方向性; 但不能保证具有足够的灵敏度。 功率方向继电器的输出随 改变。 3.功率方向继电器动作特性（0o接线） 第六十六页，共一百页，2022年，8月28日 功率方向继电器在输出最大时的灵敏角 ，一般设计成常规线路的阻抗角附近： 线路阻抗 ，当 ， ，这实际考虑了短路故障时的过渡电阻。 A相功率方向继电器相位动作方程取： ，动作区逆时针转 电压死区：继电器正方向出口短路时，电压为零，保护拒动。 3.功率方向继电器动作特性（0o接线） 第六十七页，共一百页，2022年，8月28日 功率方向继电器的最灵敏角与动作范围 0o 接线 90o 接线 第六十八页，共一百页，2022年，8月28日 以A相为例 正方向： 反方向： 继电器 A相 B相 C相 4.消除死区的90o接线时的动作特性 第六十九页，共一百页，2022年，8月28日 灵敏角 内角 功率方向继电器（A相）： 一般功率方向继电器取： 或 正常运行方式下，位于送电端的方向继电器在负荷电流作用下，一般是动作的。 第七十页，共一百页，2022年，8月28日 故障后电动机自启动问题 k1故障，保护3、4、5都启动，按选择性，由保护3动作切除故障，保护4、5应立即返回。 k1故障期间，母线电压下降，电动机制动，故障切除后，母线电压恢复，电动机自启动，流经保护4的电流大于正常负荷电流。 第三十一页，共一百页，2022年，8月28日 阶梯式动作时限配合，有多个相邻分支时，应取时限最大的一个，如图3-8中的t4。 缺点：故障越靠近电源端，短路电流越大，而动作时限却越长。因此主要用作后备保护。 2. 按选择性整定过电流保护动作时限 第三十二页，共一百页，2022年，8月28日 近后备 远后备 如果存在多个相邻元件，需要一一校验，如3-8图中保护4的远后备。 同时，越邻近故障点的保护灵敏度应越高，当k1短路时： 当k2短路时（保护1的III段不启动）： 3. 过电流保护的灵敏系数的校验 第三十三页，共一百页，2022年，8月28日 在单侧电源网络中，越靠近电源端，最大负荷电流 越大（下级分支支路越多），定值越高，灵敏度越低，以上要求自然满足。 过电流保护的原理接线图与限时电流速断保护基本相同。 第三十四页，共一百页，2022年，8月28日 定时限过电流保护单相原理接线 第三十五页，共一百页，2022年，8月28日 瞬时电流速断（I段）、限时电流速断（II段）和过电流保护（III段）都是反应于电流升高而动作的保护装置。它们之间的区别主要在于按照不同的原则来选择起动电流，即瞬时速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流而整定。而过电流保护则是按照躲开本线路最大负荷电流来整定。 五、阶段式电流保护的应用及其评价 第三十六页，共一百页，2022年，8月28日 三段式电流保护的功能逻辑框图 第三十七页，共一百页，2022年，8月28日 第三十八页，共一百页，2022年，8月28日 由于瞬时电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择性地切除故障，常常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断加过电流保护，或限时速断加过电流保护，也可以三者同时采用。 第三十九页，共一百页，202