情境六-1：功率方向元件Scenario6-1:PowerDirectionalElement輸配電線路相間短路的電流保護Currentprotectionforinterphaseshortcircuitinpowertransmissionanddistributionlines目錄頁CONTENTSPAGE功率方向元件的原理01功率方向元件的最大靈敏角和動作范圍02功率方向元件的潛動和死區(qū)03功率方向元件的接線方式04按相起動原則05PrincipleofpowerdirectionalelementMaximumsensitivityangleandoperationrangeofpowerdirectionalelementCreepinganddeadzoneofpowerdirectionalelementWiringmethodofpowerdirectionalelementPhase-basedstartingprinciple功率方向元件的原理Principleofpowerdirectionalelement01功率方向元件的原理principleofpowerdirectionalelement01以母線電壓為基準(zhǔn)，當(dāng)短路電流由母線流向線路時，短路功率方向為正。K2K11QF3QF4QF1232QF4NMGG（a）～～KMKNK1點短路時與之間的夾角通過保護3的短路功率kM（b）

φ=φk11Basedonthebusbarvoltage,whentheshort-circuitcurrentflowsfromthebusbartotheline,thedirectionoftheshort-circuitpowerisforward.WhenK1pointisshort-circuited功率方向元件的原理principleofpowerdirectionalelement01K2點短路時與之間的夾角通過保護3的短路功率（c）φk2φ2kN

以母線電壓為基準(zhǔn)，當(dāng)短路電流由母線流向線路時，短路功率方向為正。K2K11QF3QF4QF1232QF4NMGG（a）～～KMKNBasedonthebusbarvoltage,whentheshort-circuitcurrentflowsfromthebusbartotheline,thedirectionoftheshort-circuitpowerisforward.WhenK2pointisshort-circuited功率方向元件的最大靈敏角和動作范圍Maximumsensitivityangleandoperationrangeofpowerdirectionalelement02功率方向元件的最大靈敏角和動作范圍Maximumsensitivityangleandoperationrangeofpowerdirectionalelement02方向元件動作最靈敏時，與之間的夾角，用表示。

最大，方向元件動作最靈敏。一般整定在：－

～－左右。反應(yīng)相間短路的功率方向元件，最大靈敏角,令：則：當(dāng)

時，（1）最大靈敏角MaximumsensitivityangleWhenthedirectionalelementoperatesmostsensitively,theanglebetween

and

isrepresentedbyφs

Maximum,thedirectionalelementoperatesmostsensitively.Themaximumsensitivityangleφsofthepowerdirectionalelementthatrespondstointerphaseshortcircuitisgenerallysetat:-30°~-45°功率方向元件的最大靈敏角和動作范圍Maximumsensitiveangleandoperatingrangeofpowerdirectionalelements02設(shè)某方向元件的最大靈敏角整定在－則該方向元件的動作范圍為：，即（2）動作范圍Operationrange方向元件的動作條件：Operationconditionsofdirectionalelements:動作范圍為：Theoperationrangeis:Supposethemaximumsensitivityangleφsofacertaindirectionalelementissetat-30°Thentheoperationrangeofthedirectionalelementis:02考慮到電流互感器、電壓互感器的角度誤差、計算誤差以及短路電流中非工頻分量等因素對保護的影響，為了防止反方向故障時方向元件誤動作，功率方向元件的實際動作范圍應(yīng)小于180o。動作區(qū)制動區(qū)

r

r

r

rφ=s功率方向元件的最大靈敏角和動作范圍MaximumsensitiveangleandoperatingrangeofpowerdirectionalelementsTakingintoaccounttheimpactoffactorssuchasangleerrorsandcalculationerrorsofcurrenttransformersandvoltagetransformers,aswellasnon-powerfrequencycomponentsinshort-circuitcurrentonprotection,inordertopreventmisoperationofdirectionalelementsduringreversedirectionfaults,theactualoperatingrangeofthepowerdirectionalelementsshouldbelessthan180o.功率方向元件的潛動和死區(qū)Creepinganddeadzoneofpowerdirectionalelement03功率方向元件的潛動和死區(qū)Creepinganddeadzoneofpowerdirectionalelement03在只加電流，沒有加電壓；或只加電壓，沒有加電流的情況下，方向元件有誤動作的現(xiàn)象。潛動/Creeping電流潛動對于只加電流時產(chǎn)生的潛動。整流型功率方向繼電器，通常采用調(diào)整電路元件參數(shù)的方法消除潛動。Whenonlycurrentisappliedbutnovoltageisapplied;oronlyvoltageisappliedbutnocurrentisapplied,thedirectionalelementmaymisoperate.CurrentcreepingForthecreepingproducedwhenonlycurrentisapplied.Forrectifiedpowerdirectionalrelays,creepingisusuallyeliminatedbyadjustingcircuitcomponentparameters.功率方向元件的潛動和死區(qū)Creepinganddeadzoneofpowerdirectionalelement03在只加電流，沒有加電壓；或只加電壓，沒有加電流的情況下，方向元件有誤動作的現(xiàn)象。潛動/Creeping電壓潛動對于只加電壓時產(chǎn)生的潛動。微機型功率方向元件，通常采用軟件判定或調(diào)零漂的方法消除潛動。Whenonlycurrentisappliedbutnovoltageisapplied;oronlyvoltageisappliedbutnocurrentisapplied,thedirectionalelementmaymisoperate.VoltagecreepingForthecreepingproducedwhenonlyvoltageisapplied.Microcomputer-typepowerdirectionalelementsusuallyusesoftwaretodetermineoradjustzerodrifttoeliminatecreeping.功率方向元件的潛動和死區(qū)Creepinganddeadzoneofpowerdirectionalelement03在只加電流，沒有加電壓；或只加電壓，沒有加電流的情況下，方向元件有誤動作的現(xiàn)象。潛動/Creeping當(dāng)靠近保護安裝處正方向發(fā)生相間短路故障時，母線電壓很低，有可能造成方向元件不動作。Whenonlycurrentisappliedbutnovoltageisapplied;oronlyvoltageisappliedbutnocurrentisapplied,thedirectionalelementmaymisoperate.Whenainterphaseshortcircuitfaultoccursintheforwarddirectionclosetotheprotectioninstallation,thebusbarvoltageisverylow,whichmaycausethedirectionalelementtonotoperate.功率方向元件的潛動和死區(qū)Creepinganddeadzoneofpowerdirectionalelement03微機型功率方向元件，在判斷短路功率的方向時，通常取故障前的電壓與故障后的短路電流進行計算，以消除死區(qū)。有可能造成方向元件拒動的區(qū)域，稱為方向元件的死區(qū)。死區(qū)deadzoneTheareathatmaycausethedirectionalelementtorefusetooperateiscalledthedeadzoneofthedirectionalelement.Whenjudgingthedirectionofshort-circuitpowerformicrocomputer-typepowerdirectionalelements,thevoltagebeforethefaultandtheshort-circuitcurrentafterthefaultareusuallycalculatedtoeliminatethedeadzone.功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04接線方式132功率方向元件的接線方式指加入方向元件的電流與電壓的組合方式。對于微機型保護裝置，其功率方向元件的接線方式指保護在進行短路功率方向判別的計算時，所取的電流與電壓的組合方式。對于整流型功率方向繼電器，其接線方式指加在各相方向繼電器電流線圈上的電流與電壓線圈上的電壓的組合方式Forrectifiertypepowerdirectionalrelay,thewiringmethodReferstothecombinationofthecurrentappliedtothecurrentcoiloftherelayineachphasedirectionandthevoltageappliedtothevoltagecoilWiringmethodofpowerdirectionalelementsReferstothecombinationofcurrentandvoltageappliedtothedirectionalelement.Formicrocomputer-basedprotectiondevices,thewiringmethodofthepowerdirectionalelementsReferstothecombinationofcurrentandvoltagetakenwhentheprotectioncalculatesthedirectionofshort-circuitpower.Wiringmode必須保證在各種短路故障情況下，能正確地判斷短路功率的方向Itmustbeensuredthatthedirectionoftheshort-circuitpowercanbecorrectlydeterminedundervariousshort-circuitfaultconditions.使加在方向元件上的電壓Ur與電流Ir值盡可能大MakethevoltageUrandcurrentIrappliedtothedirectionalelementaslargeaspossible功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04功率方向元件接線方式的要求12Requirementsforwiringmethodsofpowerdirectionalelements功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04功率方向元件接線方式的要求3使盡可能接近于最大靈敏角RequirementsforwiringmethodsofpowerdirectionalelementsMakeφrascloseaspossibletothemaximumsensitivityangleφsen功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04方向元件(Directionalelement)U相方向元件(Uphasedirectionalelement)V相方向元件(Vphasedirectionalelement)W相方向元件(Wphasedirectionalelement)接線方式：采用故障相的電流與另外兩相線電壓的組合方式。

90°wiringmethod:thecurrentofthefaultphaseiscombinedwiththeline-to-linevoltageoftheothertwophases功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04

u

W

VW=

r

u=

r

V為什么叫做90度接線方式呢？Whyisitcalled90°wiringmethod?功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04設(shè)：保護安裝處正方向發(fā)生三相短路故障相間短路時，線路的短路阻抗角一般在～左右。對于U相的方向元件ForU-phasedirectionalelements～－左右Assume:Whenathree-phaseshort-circuitfaultoccursintheforwarddirectionoftheprotectioninstallationandainterphaseshortcircuitoccurs,theshort-circuitimpedanceangleφkofthelineisgenerallyaround45°~60°功率方向元件的接線方式Wiringmethodofpowerdirectionalelement04方向元件的最大靈敏角應(yīng)根據(jù)實際線路的短路阻抗角來整定：方向元件的最大靈敏角應(yīng)整定在－當(dāng)在附近時當(dāng)在附近時方向元件的最大靈敏角應(yīng)整定在－Themaximumsensitivityangleφsofthedirectionalelementshouldbesetaccordingtotheshort-circuitimpedanceangleofthe