1、第四章 輸電線路相間短路的方向電流保護(hù),教學(xué)要求：通過(guò)學(xué)習(xí)要求掌握方向過(guò)電流保護(hù)的基本工作原理；功率方向繼電器工作原理及動(dòng)作區(qū)。消除出口三相短路死區(qū)的方法。,雙側(cè)電源供電目的：是為了提高輸電線路供電可靠性。,1、方向性問(wèn)題的提出,當(dāng)K1點(diǎn)短路,保護(hù)1、2動(dòng)作，斷開(kāi)QF1和QF2，接在A、B、C、D母線上的用戶，仍然由A側(cè)電源和D側(cè)電源分別供電，提高了對(duì)用戶供電可靠性。,階段式電流保護(hù)用于雙側(cè)電源的網(wǎng)絡(luò)中，不能完全滿足選擇性要求。,以無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)1為例，保護(hù)的動(dòng)作電流為：,為滿足選擇性要求，定值應(yīng)取大值，若背側(cè)短路電流大于正向，保護(hù)1正向保護(hù)靈敏度降低。,顯然，雙側(cè)電源不同地點(diǎn)故障時(shí)，動(dòng)作

2、時(shí)間的要求是相互矛盾。,顯然單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)利用動(dòng)作時(shí)間是無(wú)法滿足選擇性要求的。,結(jié)論：短路功率方向從母線指向線路時(shí)，保護(hù)動(dòng)作才具有選擇性。,2、方向過(guò)電流保護(hù)工作原理,規(guī)定：短路功率的方向從母線指向線路為正方向。,K1點(diǎn)短路時(shí)，保護(hù)1、2、4、6為正方向；保護(hù)3和5反方向，不應(yīng)起動(dòng)。,為了滿足選擇性要求，保護(hù)1、3、5動(dòng)作時(shí)間需進(jìn)行配合；保護(hù)2、4、6動(dòng)作時(shí)間需進(jìn)行配合。,結(jié)論：相同動(dòng)作方向保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間仍按階梯原則進(jìn)行配合。,單相式方向過(guò)電流保護(hù)原理接線：,由起動(dòng)元件、方向元件、時(shí)間元件和信號(hào)元件組成。,3、功率方向繼電器工作原理,K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，加入保護(hù)3的電壓與電流反映了一次電壓和

3、電流的相位和大小。,通過(guò)保護(hù)3的短路功率為：,0,當(dāng)反方向短路時(shí)，通過(guò)保護(hù)3的短路功率為, 0,功率方向繼電器動(dòng)作條件：,0 動(dòng)作；,0時(shí)不動(dòng)作。,（1）相位比較式原理,實(shí)質(zhì)是判斷母線電壓與電流之間相位角是否在 范圍內(nèi)。,動(dòng)作方程表達(dá)式,事實(shí)上是間接比較保護(hù)安裝處母線電壓與流過(guò)保護(hù)安裝處電流的相位。,當(dāng)加入繼電器電壓為零時(shí)，無(wú)法進(jìn)行比相。,簡(jiǎn)化后的表達(dá)式為：,其中：,稱功率方向繼電器內(nèi)角。,（2）幅值與相位比較間關(guān)系,A稱為動(dòng)作量，B稱為制動(dòng)量。,由上面分析可見(jiàn)，相位比較與幅值比較相互間是可以轉(zhuǎn)換的。,比幅式動(dòng)作方程,從上式可見(jiàn)，當(dāng)加入繼電器電壓為零時(shí)，動(dòng)作量等于制動(dòng)量，繼電器存在動(dòng)作死區(qū)。,

4、4、功率方向繼電器接線,要求：應(yīng)能正確反應(yīng)故障的方向；正向短路故障時(shí)，應(yīng)使方向元件工作在較靈敏的狀態(tài)。,時(shí)，加入繼電器的電流超前電壓 。,動(dòng)作區(qū)畫(huà)法：,動(dòng)作區(qū)：,（1）三相短路,（2）近處兩相短路,（3）遠(yuǎn)處兩相短路,三相短路和近處兩相短路靈敏角變化范圍為：,兩相遠(yuǎn)處短路，B相靈敏角變化范圍：,C相靈敏角變化范圍：,為了使各種相間短路保護(hù)都能動(dòng)作，最大靈敏角范圍：,5、非故障相電流的影響與按相起動(dòng),其中：圖b為正確接線，圖c錯(cuò)誤接線。,6、方向電流保護(hù)的整定計(jì)算,方向過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流可按下列兩條件整定：,(1) 躲過(guò)被保護(hù)線路中的最大負(fù)荷電流 在單電 源環(huán)形電網(wǎng)中，不僅要考慮閉環(huán)時(shí)線路的最大

5、負(fù)荷 電流，還考慮開(kāi)環(huán)時(shí)負(fù)荷電流的突然增加。,(2) 同方向的保護(hù)的靈敏度應(yīng)相互配合，即同方向 保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)從例電源遠(yuǎn)的保護(hù)開(kāi)始，向著電 源逐級(jí)增大。,以保護(hù)4為例，其動(dòng)作電流為,（2）相繼動(dòng)作：?jiǎn)坞娫喘h(huán)形電網(wǎng)中，當(dāng)靠近A母線 近處短路，流過(guò)保護(hù)2的短路電流幾乎為零。只有保 護(hù)1跳開(kāi)QFl后，保護(hù)2才動(dòng)作跳開(kāi)OF2。保護(hù)裝置的 這種動(dòng)作情況，稱為相繼動(dòng)作。相繼動(dòng)作的線路長(zhǎng) 度，稱為相繼動(dòng)作區(qū)域。,3.方向過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn)： 方向過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)，主要取決于電流元件。 其方法與不帶方向元件的過(guò)電流保護(hù)相同，但在環(huán)網(wǎng) 中允許用相繼動(dòng)作的短路電流來(lái)校驗(yàn)靈敏度。,要求：相繼動(dòng)作區(qū)不能動(dòng)大于全長(zhǎng)的50%。,4.助增電流的影響,保護(hù)1限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流為,分支系數(shù)為,小結(jié)：（1）方向電流保護(hù)是為了滿足雙電源線路、單電源環(huán)形網(wǎng)絡(luò)選擇性與靈敏性，在電流保護(hù)的基礎(chǔ)上增加方向元件