07-3高压供电线路的方向过电流保护

供配电技术第七章供配电系统的继电保护第三节高压供电线路的方向过电流保护南京师范大学电气与电子工程学院2004年10月制作线路的方向过电流保护本节主要内容方向电流保护的工作原理功率方向继电器相间短路功率方向继电器接线方式双侧电源网络中电流保护的特点线路的方向过电流保护功率方向继电器的工作原理相位比较式幅值比较式工作特性（角度特性、伏安特性、潜动）工作原理功率方向继电器为什么要装设方向保护保护原理接线图线路的方向过电流保护为什么装设方向保护？k-1点短路时要求：t5t4k-3点短路时要求：t4t5两者矛盾，因此要装方向保护。SASBI＞I＞I＞I＞I＞I＞k-3k-2k-1ttt112345678t2t3t4t6t5△t△t△t△t线路的方向过电流保护保护原理1。双电源系统中过电流保护一定要装设方向保护。规定：短路功率由母线线路：正方向短路功率由线路母线：负方向正方向保护动作，负方向保护不动作2。单方向时限阶梯原则。3。同一母线两侧的开关，时限长的可不要装方向保护，时限相同都要装。线路的方向过电流保护方向保护原理接线图★：只有当功率方向元件和电流元件同时启动时，保护才出口。线路的方向过电流保护线路的方向过电流保护功率方向继电器的工作原理继电器1：继电器2：01111dKKKKKIUIUPcoscos01802222)cos(cosdKKKKKIUIUP线路的方向过电流保护因此继电器的动作范围为：当继电器有内角时，动作范围为：90arg90JJIU90arg90JJIU动作区非动作区φK2φK1kU1kI2kI动作区非动作区φK=-α最大灵敏线αkUkI线路的方向过电流保护动作范围的中线为最大灵敏线，对应的为最大灵敏角。当继电器有内角时，有：KK线路的方向过电流保护相位比较式功率方向继电器（GG-11型）GG—11感应型功率方向继电器结构图内角α：电压线圈阻抗角βu的余角线路的方向过电流保护保护范围图：线路的方向过电流保护幅值比较式功率方向继电器（LG-11型）对于LG-11型功率方向继电器：则：KUUKCKIIKD90jUeKjIeKKIKUIKUKAKIKUIKUKBBA90arg90DC线路的方向过电流保护保护范围图：内角α：电抗变换器的移相角γ的余角动作区非动作区最大灵敏线αγγKUUKKIIKKIKUK线路的方向过电流保护LG-11整流型功率方向继电器的原理接线图：线路的方向过电流保护LG-11型功率方向继电器的原理结构图线路的方向过电流保护工作特性1。角度特性：指当电流维持定值（一般为额定值）时，继电器动作电压与之间的关系。KIKopUKUop.KUopφK0-α-α-90°-α+90°线路的方向过电流保护2。伏安特性：指为常数（一般指最大灵敏角）时继电器的动作电压与电流之间的关系。KKopUKI死区：在线路首端三相短路时，UJ可能很小，如小于，则继电器不会动作，故称为继电器的动作死区。动作死区越小越好。minKopUUop.KIKUopIop.K线路的方向过电流保护3。潜动继电器的潜动是指电压输入为零、只输入电流或电流输入为零、只输入电压时，继电器会动作的现象。可分为：电流潜动和电压潜动。潜动的主要危害是继电器在正、负方向故障时，会出现误动、拒动或灵敏度降低的情况。线路的方向过电流保护相间短路功率方向继电器接线方式要求★90º接线的定义★90º接线的分析★90º接线的评价双侧电源网络中电流保护的特点定时限过电流保护★对方向性电流保护的评价线路的方向过电流保护要求对继电器接线的要求：1）正方向发生任何形式的短路故障时继电器都能动作，反方向都不能动作。2）正方向短路时，加入继电器的UK和IK尽可能大，并使尽可能接近最大灵敏角，以使继电器灵敏动作，减小死区。线路的方向过电流保护90º接线的定义90º接线：在三相对称的情况下,当时，加入继电器的继电器的电流与电压之间的相位是90º。1cosKIKUKIKUIU继电器类别电流电压KPAABCKPBBCAKPCCABUUII功率方向继电器的电流与电压表线路的方向过电流保护90º接线的电流电压向量图功率方向继电器的90º接线接线与向量图线路的方向过电流保护90º接线的分析（1）三相短路（对称短路，以A相为例）1）正向远处短路KAKAKA线路的方向过电流保护将代入中可得：由得：则：KK9090)(900k)(kKA90090KA9090K9002）反向短路。反向短路时电流在第三象限，无论内角怎样变化，继电器都不会动作。3）正向近处短路。如，继电器不动作，有死区。minKopBCKAUUU线路的方向过电流保护（2）同理可分析两相短路和单相接地短路时，正向短路时，只要：继电器均能可靠动作。且没有死区。（3）结论：对所有短路形式，采用90º接线，只要，都能保证正向动作，反向不动作，只有三相短路近处有死区。一般功率方向继电器制造厂提供内角30°和45°两种。60306030线路的方向过电流保护90º接线的评价优点：1。对各种两相短路都无死区；2。适当选择继电器的内角α，对线路上的各种故障都能保证方向性；3。适当选择与φd匹配的内角α，使继电器动作在最大灵敏线附近。缺点：三相近处短路时有死区。（因此，尽可能不装方向保护）线路的方向过电流保护定时限方向过电流保护一、整定方法：1。动作电流：同定时限过电流保护2。动作时限：1)单方向时限阶梯原则2)同一母线两侧开关时限长的可不装方向保护，时限短的一定要装，时限相等也都要装。线路的方向过电流保护二、接线线路的方向过电流保护★按相启动方式不按相启动方式接线一定要遵循“按相启动”原则只有当同一相的功率方向元件和电流元件同时启动时，保护才出口。线路的方向过电流保护对方向性电流保护的评价优点：对单电源环网系统或两个及以上电源系统中，采用方向性保护可以保证动作选择性。缺点：1。元件增加、接线复杂、投资增多。2。存在死区和潜动现象，因此，尽可能不装方向保护。线路的方向过电流保护例：图示双电源供电网络系统，已知断路器7、8、9上的过电流保护的动作时限分别为2s、1.5s、0.5s。问：1.断路器1、2、3、4、、5、6上过电流保护的动作时限各为多少？2.哪些断路器上的过电流保护要装方向元件?线路的方向过电流保护第三节作业7.21