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1、电流保护接线本讲稿第一页，共八十页前情提要：前情提要：定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流段段段段）整定计算整定计算整定计算整定计算1、动作电流整定、动作电流整定2、动作时间整定、动作时间整定3 3、灵敏性校验、灵敏性校验、灵敏性校验、灵敏性校验定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流定时限电流速断保护（电流段段段段）构成构成本讲稿第二页，共八十页保护装置动作时间是保护装置动作时间是保护装置动作时间是保护装置动作时间是从用户到电源逐级增加从用户到电源逐级增加从用户到电源逐级增加从用户到电源逐级增加，越靠
2、近电源，保护动作时，越靠近电源，保护动作时，越靠近电源，保护动作时，越靠近电源，保护动作时间越长。间越长。间越长。间越长。tttnnD+=+max)1(t1t2t3tt本讲稿第三页，共八十页特点：特点：形状象一个阶梯，故称为形状象一个阶梯，故称为阶梯阶梯形形时限特性。时限特性。由于保护由于保护动作时限是固定动作时限是固定的，与短路的，与短路电流大小无关，称电流大小无关，称定时限定时限过电流保护。过电流保护。本讲稿第四页，共八十页在在网网络络中中某某处处发发生生短短路路故故障障时时，从从故故障障点点至至电电源源之之间间所所有有线线路路上上的的电电流流保保护护第第段段的的测测量量元元件件均均可可能
3、能动动作作。例例如如：下下图图中中d d1 1短短路路时时，保保护护1 14 4都都可可能能起起动动。为为了了保保证证选选择择性性，须须加加延延时时元元件件且且其其动动作作时时间间必必须须相相互互配配合。合。t4=1st4=1s本讲稿第五页，共八十页注意注意:动作时间既要与相邻线路配合，动作时间既要与相邻线路配合，也要与其他相邻元件配合。也要与其他相邻元件配合。1s1.5s2st1=2.5s本讲稿第六页，共八十页（5）单相式原理接线与第段相同，只是电流继电器的定值与时间继电器定值不同。构成：构成：本讲稿第七页，共八十页 小结：小结：第第第第段的段的段的段的I Iop比第比第、段的段的I Iop
4、小得多，其灵敏度小得多，其灵敏度比第比第、段更高；段更高；在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时，才能保证选择性；相配合时，才能保证选择性；相配合时，才能保证选择性；相配合时，才能保证选择性；保护范围是本线路和相邻下一线路全长保护范围是本线路和相邻下一线路全长保护范围是本线路和相邻下一线路全长保护范围是本线路和相邻下一线路全长；电网末端第电网末端第电网末端第电网末端第段的动作时间可以是保护中所有元件的段的动作时间可以是保护中所有元件的段的动作时间可以是保护中
5、所有元件的段的动作时间可以是保护中所有元件的固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；固有动作时间之和（可瞬时动作），故可不设电流速断保护；末级线路保护亦可简化（末级线路保护亦可简化（末级线路保护亦可简化（末级线路保护亦可简化（或或或或II+IIIII+III），越接近电源，），越接近电源，），越接近电源，），越接近电源，t t越长，应设三段式保护。越长，应设三段式保护。越长，应设三段式保护。越长，应设三段式保护。本讲稿第八页，共八十页 思考：思考：是不是所有的线路都要装设三
6、段式电流保护？是不是所有的线路都要装设三段式电流保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下过电流保护作为主保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？什么情况下可采用两段组成一套保护？本讲稿第九页，共八十页3.5电流保护接线（教材电流保护接线（教材P16）为了能反映各种类型的相间短路故障，为了能反映各种类型的相间短路故障，应合理选择保护的应合理选择保护的接线方式接线方式。电流保护接线是指电流保护接线是指电流继电器线圈电流继电器线圈与与电电流互感器二次绕组流互感器二次绕组之间的连接方式。之间的连接方式。作为相间短路电流保护有三种基本接线方式。作为相间短路电流保护有三种基本接线方式。本讲稿第十页
7、，共八十页一、三相三继完全星形接线一、三相三继完全星形接线特点特点:三相电流互感器二次绕组与三相电流互感器二次绕组与三三个电流继电器个电流继电器分别按相连接，三个继分别按相连接，三个继电器触点电器触点并联并联。本讲稿第十一页，共八十页适用：适用：大接地电流系统单相接地短路和大接地电流系统单相接地短路和各种相间短路保护各种相间短路保护缺点缺点：费用高且小接地电流系统不适用费用高且小接地电流系统不适用本讲稿第十二页，共八十页二、二、两相两继电器接线两相两继电器接线特点特点:只有只有两相两相装设电流互感器，按相连装设电流互感器，按相连接继电器接继电器,LJ的触点并联（或）的触点并联（或）.（通常接A
8、、C相）可反映可反映各种相间短路各种相间短路及及B相除外的单相接地故障相除外的单相接地故障。本讲稿第十三页，共八十页原因原因：中性点不接地系统，中性点不接地系统，单相接单相接地属于不正常运行，地属于不正常运行，允许继续运行允许继续运行一段时间。一段时间。要求要求：所有线路的电流互感器必须安装在同名相上。应用范围应用范围：中性点不接地系统。：中性点不接地系统。作用作用：可提高供电可靠性。：可提高供电可靠性。本讲稿第十四页，共八十页两种接线方式比较：两种接线方式比较：(1)、对各种相间短路，两种接线方式均能、对各种相间短路，两种接线方式均能正确反映。正确反映。KABKABC本讲稿第十五页，共八十页
9、(2)(2)、在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，一般、在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，一般、在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，一般、在小接地电流系统中，发生异地两点接地时，一般只要求切除一个接地点，而只要求切除一个接地点，而只要求切除一个接地点，而只要求切除一个接地点，而允许带一个接地点继续运行一允许带一个接地点继续运行一允许带一个接地点继续运行一允许带一个接地点继续运行一段时间段时间段时间段时间。a.a.异地两点接地发生在异地两点接地发生在异地两点接地发生在异地两点接地发生在相互串联相互串联的两条线路上：的两条线路上：K K1 1K K2 2为什么？为什么？本讲稿第十六页
10、，共八十页三相星形接线三相星形接线：保护保护保护保护1 1和保护和保护和保护和保护2 2之间有配合关系，之间有配合关系，之间有配合关系，之间有配合关系，100100切除后一线路。切除后一线路。切除后一线路。切除后一线路。本讲稿第十七页，共八十页两相星形接线：两相星形接线：2/3机会切除机会切除NP线。（即线。（即1/3机会无选择性动作）机会无选择性动作）本讲稿第十八页，共八十页b.异地两点接地异地两点接地发生在同一母线的发生在同一母线的两条并行两条并行线路上：线路上：希望先任意切除一条线路希望先任意切除一条线路本讲稿第十九页，共八十页当当当当线路线路线路线路I I和和和和线路线路线路线路II
11、II的的的的过流保护动作时间过流保护动作时间过流保护动作时间过流保护动作时间相同时，保护相同时，保护相同时，保护相同时，保护1 1和保护和保护和保护和保护2 2同时动作，切同时动作，切同时动作，切同时动作，切除线路除线路除线路除线路、。三相星形接线：三相星形接线：本讲稿第二十页，共八十页2/3机会只切一条线路。两相星形接线：两相星形接线：两点接地时保护装置动作情况：两点接地时保护装置动作情况：（设两套保护动作时限相同）（设两套保护动作时限相同）本讲稿第二十一页，共八十页XL-2故障相别 A A B B C CXL-3故障相别 B C A C A BXL-2切除情况 XL-3切除情况KAKBKC
12、KBKCKA停电线路数目停电线路数目121121本讲稿第二十二页，共八十页三、两相三继电器接线三、两相三继电器接线特点：特点：中性线上的电流继电器测量到中性线上的电流继电器测量到B相电流。回路比不完全星形接线多接一只相电流。回路比不完全星形接线多接一只继电器。继电器。本讲稿第二十三页，共八十页采用此接线的目的采用此接线的目的：为了提高为了提高Y Y，d d变压器后变压器后发生两相短路的灵敏度。发生两相短路的灵敏度。因为变压器因为变压器后两相短路后两相短路，电源侧电源侧三相短路电流三相短路电流大小不相等，大小不相等，最大相是最小相的最大相是最小相的2 2倍。倍。若采用两相两继电器接线，有可能无法
13、测量到最若采用两相两继电器接线，有可能无法测量到最大相的电流，保护的大相的电流，保护的灵敏度灵敏度将受到影响。将受到影响。本讲稿第二十四页，共八十页返回 过过电电流流保保护护接接于于降降压压变变压压器器的的高高压压侧侧（Y侧侧）以以作作为为低低压压侧侧（侧侧）线线路路故故障障的的后后备备保保护护时时，不不同同接接线线形形式式的的保保护护有有其其不不同同的特点。的特点。（a）采采用用三三相相星星形形接接线线时时，则则B相相上上继继电电器器中中的的电电流流较较其其它它两两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍相大一倍。因此灵敏系数增大一倍。（b）采采用用两两相相星星形形接接线线时时，使使B相相的的电电流流
14、遗遗失失，不不能能使使保保护护的的灵灵敏敏度度得得到到充充分分提提高高。故故在在两两相相星星形形接接线线的的中中线线上上再再接接入入一一个个继继电电器器，从从而而提高了这个继电器的灵敏度。提高了这个继电器的灵敏度。（c）采采用用两两相相电电流流差差接接线线时时，流流入入继继电电器器的的电电流流为为零零，保保护护不不动动作作。因因此此，这这种种接接线线方方式式不不能能用用来保护变压器。来保护变压器。本讲稿第二十五页，共八十页四两相四两相四两相四两相电电流差接流差接流差接流差接线线 两相两相电流差接流差接线反反应各种各种相间短路时，保护装置一相间短路时，保护装置一般不动作。在实际应用中般不动作。在
15、实际应用中很少作为配电线路的保护。很少作为配电线路的保护。这种接线主要用在这种接线主要用在 6 6 10kV 10kV 中性点不接地系统中，中性点不接地系统中，作为馈电线和较小容量高作为馈电线和较小容量高压电动机的保护。压电动机的保护。本讲稿第二十六页，共八十页五五.各种接线方式的应用范围各种接线方式的应用范围 (1)三三相相星星形形接接线线方方式式能能反反应应各各种种类类型型的的故故障障，用用在在中中性性点点直直接接接接地地电电网网中中，作作为为相相间间短短路路的的保保护护，同时也可保护单相接地。同时也可保护单相接地。(2)两两相相星星形形接接线线方方式式较较为为经经济济简简单单，能能反反应
16、应各各种种类类型型的的相相间间短短路路。主主要要应应用用在在35千千伏伏及及以以下下电电压压等等级级的的中中性性点点直直接接接接地地电电网网和和非非直直接接接接地地电电网网中中，广广泛泛地地采采用它作为相间短路的保护。用它作为相间短路的保护。（3）两两相相电电流流差差接接线线方方式式接接线线简简单单，投投资资少少，但但是是灵灵敏敏性性较较差差，这这种种接接线线主主要要用用在在610千千伏伏中中性性点点不不接接地地系系统统中中，作作为为馈馈电电线线和和较较小小容容量量高高压压电电动动机机的的保护。保护。本讲稿第二十七页，共八十页六、接线系数六、接线系数 正常运行及三相短路AC两相BC、AB两相三
17、相星形接线111两相星形接线111两相电流差接线21接线系数接线系数-反映在不同短路类型下，流过继电器的电反映在不同短路类型下，流过继电器的电流与电流互感器二次侧短路电流之间的不同关系。流与电流互感器二次侧短路电流之间的不同关系。本讲稿第二十八页，共八十页3.6线路相路相间短路的三段式短路的三段式电流保流保护三段式电流保护是由三段式电流保护是由三段式电流保护是由三段式电流保护是由瞬时电流速断瞬时电流速断瞬时电流速断瞬时电流速断保护、保护、保护、保护、限时电流速断保护限时电流速断保护和和定时限过电流定时限过电流定时限过电流定时限过电流保护组成。保护组成。保护组成。保护组成。本讲稿第二十九页，共八
18、十页本讲稿第三十页，共八十页本讲稿第三十一页，共八十页本讲稿第三十二页，共八十页本讲稿第三十三页，共八十页前情提要：前情提要：电流保护的接线方式电流保护的接线方式电流保护的接线方式电流保护的接线方式三段式电流保护的构成三段式电流保护的构成三段式电流保护的构成三段式电流保护的构成接线系数接线系数接线系数接线系数正常运行及三相短路AC两相BC、AB两相三相星形接线111两相星形接线111两相电流差接线21本讲稿第三十四页，共八十页本讲稿第三十五页，共八十页IopI1Iopt1Iopt2一、一、一、一、三段式三段式三段式三段式电电流保流保流保流保护护 的保的保的保的保护护范范范范围围及及及及时时限特
19、性限特性限特性限特性opt1opt2MNOPK2本讲稿第三十六页，共八十页相间短路三段式电流保护的逻辑框图相间短路三段式电流保护的逻辑框图 三段式电流保护常用于中、低压网络作为主保护和后备保护。三段式电流保护常用于中、低压网络作为主保护和后备保护。本讲稿第三十七页，共八十页第第4章章电网相间短路的方向电流保护电网相间短路的方向电流保护1 1、过电流保护的方向性、过电流保护的方向性、过电流保护的方向性、过电流保护的方向性2、工作原理、工作原理3 3、功率方向继电器工作原理、功率方向继电器工作原理、功率方向继电器工作原理、功率方向继电器工作原理4 4、功率方向继电器接线、功率方向继电器接线、功率方
20、向继电器接线、功率方向继电器接线5 5、非故障相电流的影响与按相起动、非故障相电流的影响与按相起动、非故障相电流的影响与按相起动、非故障相电流的影响与按相起动本讲稿第三十八页，共八十页教学要求 通过学习要求掌握方向过电流保护的基通过学习要求掌握方向过电流保护的基本工作原理；功率方向继电器工作原理本工作原理；功率方向继电器工作原理及动作区。功率方向继电器采用及动作区。功率方向继电器采用接接线的目的，消除出口三相短路死区的方线的目的，消除出口三相短路死区的方法。法。采样双电源目的是为了提高输电线路供电可靠性。本讲稿第三十九页，共八十页当当K1点短路点短路,保护保护1、2动作，断开动作，断开QF1和
21、和QF2，接在，接在A、B、C、D母线上的用户，仍然由母线上的用户，仍然由A侧电源和侧电源和D侧电源分别供电，提高了对侧电源分别供电，提高了对用户供电可靠性。用户供电可靠性。4.1 过电流保护的方向性问题双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方式带双侧电源供电可以有效提高供电的可靠性，却给保护方式带来了新的问题，如图。来了新的问题，如图。此时线路两侧均要安装保护此时线路两侧均要安装保护此时线路两侧均要安装保护此时线路两侧均要安装保护。前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不能完前面介绍的阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不能完全满足选择性要求。全满足选择性要求。本讲稿第四十页
22、，共八十页以瞬时电流速断保护以瞬时电流速断保护以瞬时电流速断保护以瞬时电流速断保护1 1为例，保护的动作电流为：为例，保护的动作电流为：为例，保护的动作电流为：为例，保护的动作电流为：同一个保护对象，出现了两个不同的整定值要求，整定麻同一个保护对象，出现了两个不同的整定值要求，整定麻同一个保护对象，出现了两个不同的整定值要求，整定麻同一个保护对象，出现了两个不同的整定值要求，整定麻烦。烦。烦。烦。阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，阶段式电流保护用于双侧电源的网络中，不能完全满足不能完全满足不能完全满足不能完全满足选择性要求选择性要求选择性要求选择性要求。1 1、瞬时电流速断保护的方向问题：、
23、瞬时电流速断保护的方向问题：、瞬时电流速断保护的方向问题：、瞬时电流速断保护的方向问题：要满足选择性要求，保护动作电流要按要满足选择性要求，保护动作电流要按要满足选择性要求，保护动作电流要按要满足选择性要求，保护动作电流要按A A、B B母线短路时流过保护母线短路时流过保护母线短路时流过保护母线短路时流过保护安装处最大短路电流进行整定，若安装处最大短路电流进行整定，若安装处最大短路电流进行整定，若安装处最大短路电流进行整定，若A A母线短路电流大于母线短路电流大于母线短路电流大于母线短路电流大于B B母线，与单侧母线，与单侧母线，与单侧母线，与单侧电源线路相比，保护的整定值将被提高，灵敏度下降
24、电源线路相比，保护的整定值将被提高，灵敏度下降电源线路相比，保护的整定值将被提高，灵敏度下降电源线路相比，保护的整定值将被提高，灵敏度下降本讲稿第四十一页，共八十页K2K1处短路，若处短路，若 ，则保护，则保护3误动误动opKII31K2处短路，若处短路，若，则保护则保护2误动误动opKII22思考：要保证选择性，必然要求动作电流满足什么关系？思考：要保证选择性，必然要求动作电流满足什么关系？思考：要保证选择性，必然要求动作电流满足什么关系？思考：要保证选择性，必然要求动作电流满足什么关系？本讲稿第四十二页，共八十页当在当在当在当在K1K1点短路点短路点短路点短路时，按选择性要求时，按选择性要
25、求时，按选择性要求时，按选择性要求。当当当当K2K2点短路点短路点短路点短路时，要求时，要求时，要求时，要求显然，这两个要求是相互矛盾。显然，这两个要求是相互矛盾。显然，这两个要求是相互矛盾。显然，这两个要求是相互矛盾。2 2 2 2、定时限过流、定时限过流、定时限过流、定时限过流保护保护保护保护：对于定时限过电流保护而言，利用动作时间是无法满足要对于定时限过电流保护而言，利用动作时间是无法满足要对于定时限过电流保护而言，利用动作时间是无法满足要对于定时限过电流保护而言，利用动作时间是无法满足要求的。求的。求的。求的。本讲稿第四十三页，共八十页原因分析原因分析 造成电流保护在双电源线路上应用困
26、难的原因是需要考虑造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反反向故障向故障”。反方向故障时反方向故障时反方向故障时反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起保护误动。对侧电源提供的短路电流引起保护误动。对侧电源提供的短路电流引起保护误动。对侧电源提供的短路电流引起保护误动。本讲稿第四十四页，共八十页 短路功率方向从母线指向线路时，保护动作才具短路功率方向从母线指向线路时，保护动作才具短路功率方向从母线指向线路时，保护动作才具短路功率方向从母线指向线路时，保护动作才具有选择性。有选择性。有选择性。有选择性。K1K1点短路时，按照选择性要求，应该是保护点短路时，按照选择性要求，应该是保护点
27、短路时，按照选择性要求，应该是保护点短路时，按照选择性要求，应该是保护2 2动动动动作，保护作，保护作，保护作，保护3 3不动作；不动作；不动作；不动作；K2K2点短路时，按照选择性要求，点短路时，按照选择性要求，点短路时，按照选择性要求，点短路时，按照选择性要求，应该是保护应该是保护应该是保护应该是保护3 3动作，保护动作，保护动作，保护动作，保护2 2不动作。仔细观察电流方不动作。仔细观察电流方不动作。仔细观察电流方不动作。仔细观察电流方向，得出如下结论：向，得出如下结论：向，得出如下结论：向，得出如下结论：本讲稿第四十五页，共八十页几个基本概念：几个基本概念：几个基本概念：几个基本概念：
28、1 1、短路功率、短路功率、短路功率、短路功率指系统短路时某点电压和电流相乘所得到的感性功率。短路功指系统短路时某点电压和电流相乘所得到的感性功率。短路功指系统短路时某点电压和电流相乘所得到的感性功率。短路功指系统短路时某点电压和电流相乘所得到的感性功率。短路功率从电源流向短路点。率从电源流向短路点。率从电源流向短路点。率从电源流向短路点。2 2、故障方向、故障方向、故障方向、故障方向指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有正向故障和反向故障之分正向故障和反向故障之分正向故障和反向故
29、障之分正向故障和反向故障之分，它，它，它，它实际上是根据短路功率的流向进行区分的。实际上是根据短路功率的流向进行区分的。实际上是根据短路功率的流向进行区分的。实际上是根据短路功率的流向进行区分的。正方向故障：从保护安装处看出去，在正方向故障：从保护安装处看出去，在正方向故障：从保护安装处看出去，在正方向故障：从保护安装处看出去，在“母线指向线路母线指向线路母线指向线路母线指向线路”方向上发生的方向上发生的方向上发生的方向上发生的故障。故障。故障。故障。反方向故障：从保护安装处看出去，在反方向故障：从保护安装处看出去，在反方向故障：从保护安装处看出去，在反方向故障：从保护安装处看出去，在“线路指
30、向母线线路指向母线线路指向母线线路指向母线”方向上发方向上发方向上发方向上发生的故障。生的故障。生的故障。生的故障。本讲稿第四十六页，共八十页解决解决办法法 利用利用方向元件与电流元件方向元件与电流元件方向元件与电流元件方向元件与电流元件结合就构成了方向电流保护。结合就构成了方向电流保护。正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组，图中的保护可以分为两组：正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组，图中的保护可以分为两组：正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组，图中的保护可以分为两组：正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组，图中的保护可以分为两组：P1P1P1P
31、1、P3P3P3P3、P5P5P5P5为一组，整定动作电流时考虑为一组，整定动作电流时考虑为一组，整定动作电流时考虑为一组，整定动作电流时考虑A A A A侧电源提供的短路电流；侧电源提供的短路电流；侧电源提供的短路电流；侧电源提供的短路电流；P2P2P2P2、P4P4P4P4、P6P6P6P6为为另另另另一一一一组组，整定，整定，整定，整定时时考考考考虑虑B B B B侧电侧电源提供的短路源提供的短路源提供的短路源提供的短路电电流。流。流。流。当当当当方方方方向向向向元元元元件件件件和和和和电电电电流流流流测测测测量量量量元元元元件件件件均均均均动动动动作作作作时时时时才才才才启启启启动动动
32、动逻逻逻逻辑辑辑辑元元元元件件件件。这这这这样样样样双双双双侧侧侧侧电源系统保护系统变成针对电源系统保护系统变成针对电源系统保护系统变成针对电源系统保护系统变成针对两个单侧电源两个单侧电源两个单侧电源两个单侧电源的子系统。的子系统。的子系统。的子系统。由于元件由于元件由于元件由于元件动动作具有一定的方向性，可在反向故障作具有一定的方向性，可在反向故障作具有一定的方向性，可在反向故障作具有一定的方向性，可在反向故障时时把保把保把保把保护闭锁护闭锁。正方向故障正方向故障正方向故障正方向故障时时方向方向方向方向电电流保流保流保流保护护才可能才可能才可能才可能动动作，按正方向分作，按正方向分作，按正方
33、向分作，按正方向分组组。本讲稿第四十七页，共八十页 因此，因此，因此，因此，保护保护保护保护3 3的动作时限不需要与保护的动作时限不需要与保护的动作时限不需要与保护的动作时限不需要与保护2 2配合。配合。配合。配合。同理，保护同理，保护同理，保护同理，保护4 4和和和和5 5动作动作动作动作时限也不需要配合。时限也不需要配合。时限也不需要配合。时限也不需要配合。保护保护保护保护4 4与保护与保护与保护与保护2 2的方向相同，为保证选择性，保护的方向相同，为保证选择性，保护的方向相同，为保证选择性，保护的方向相同，为保证选择性，保护4 4动作时间要与保护动作时间要与保护动作时间要与保护动作时间要
34、与保护2 2进行进行进行进行配合。配合。配合。配合。当当1点点短路时：短路时：(1)(1)通过通过通过通过保护保护保护保护2 2的短路功率方向是从的短路功率方向是从的短路功率方向是从的短路功率方向是从母线指向线路母线指向线路母线指向线路母线指向线路，符合规定的动作，符合规定的动作，符合规定的动作，符合规定的动作方向，方向，方向，方向，保护保护保护保护2 2正确动作正确动作正确动作正确动作；(2)通过通过保护保护3的短路功率方向由的短路功率方向由线路指向母线，保护线路指向母线，保护3不动作不动作。按单侧电源线路过电流保护原则整定参数按单侧电源线路过电流保护原则整定参数按单侧电源线路过电流保护原则
35、整定参数按单侧电源线路过电流保护原则整定参数本讲稿第四十八页，共八十页 为了满足选择性为了满足选择性要求，要求，保护保护保护保护1 1 1 1、3 3 3 3、5 5 5 5动作时间需进行配合动作时间需进行配合动作时间需进行配合动作时间需进行配合；保护保护保护保护2 2 2 2、4 4 4 4、6 6 6 6动作时间动作时间动作时间动作时间需进行配合。相同需进行配合。相同动作方向保护的动动作方向保护的动作时间作时间仍按阶梯原则仍按阶梯原则进行配合进行配合。本讲稿第四十九页，共八十页二二、方向过电流保护工作原理、方向过电流保护工作原理规定：规定：短路功率的方向从短路功率的方向从短路功率的方向从短
36、路功率的方向从母线指向线路母线指向线路为为为为正方向正方向正方向正方向。在原有保护上增设一个在原有保护上增设一个功率方向判别元件功率方向判别元件,反向故障时，闭锁保护。反向故障时，闭锁保护。其起动有两个条件：其起动有两个条件：（1）电流超过整定值）电流超过整定值(动作电流动作电流)（2）功率方向符合规定的正方向）功率方向符合规定的正方向本讲稿第五十页，共八十页三、单相式方向过电流保护原理接线：三、单相式方向过电流保护原理接线：三、单相式方向过电流保护原理接线：三、单相式方向过电流保护原理接线：由由由由起动元件、方向元件、时间元件起动元件、方向元件、时间元件起动元件、方向元件、时间元件起动元件、
37、方向元件、时间元件和和信号元件信号元件信号元件信号元件组成。组成。组成。组成。本讲稿第五十一页，共八十页 起动元件起动元件电流继电器电流继电器电流继电器电流继电器 它反应故障时电流增大而动作。它反应故障时电流增大而动作。它反应故障时电流增大而动作。它反应故障时电流增大而动作。方向元件方向元件方向元件方向元件功率方向继电器功率方向继电器功率方向继电器功率方向继电器 判别功率方向，当功率方向由母线流向线路时动判别功率方向，当功率方向由母线流向线路时动判别功率方向，当功率方向由母线流向线路时动判别功率方向，当功率方向由母线流向线路时动作。作。作。作。时间元件时间元件时间元件时间元件时间继电器时间继电
38、器时间继电器时间继电器建立选择性所必需的时限建立选择性所必需的时限t。只有只有只有只有方向元件方向元件方向元件方向元件和和和和电流元件电流元件电流元件电流元件均动作均动作才能去起动才能去起动才能去起动才能去起动时间元件，再经预定的延时后动作于跳闸。时间元件，再经预定的延时后动作于跳闸。时间元件，再经预定的延时后动作于跳闸。时间元件，再经预定的延时后动作于跳闸。本讲稿第五十二页，共八十页四、功率方向继电器工作原理四、功率方向继电器工作原理电电流流规规定定方方向向：从从从从母母母母线线线线流流流流向向向向线线线线路路路路为为为为正方向。正方向。正方向。正方向。电电电电流流流流本本本本身身身身无无无
39、无法法法法判判判判定定定定方方方方向向向向，需需需需要要要要一一一一个个个个基基准准母线电压母线电压。发生短路故障时，加入发生短路故障时，加入保护保护3 3的电压与电流反映了一的电压与电流反映了一的电压与电流反映了一的电压与电流反映了一次电压和电流的次电压和电流的次电压和电流的次电压和电流的相位和大小相位和大小。本讲稿第五十三页，共八十页k1k1处短路处短路 （对保护为对保护为正方向正方向）k2k2处短路（对保护处短路（对保护处短路（对保护处短路（对保护3 3为反为反为反为反方向）方向）方向）方向）11argkkresIUff=o180arg22+=kkresIUff0 0 本讲稿第五十四页，
40、共八十页2.功率方向继电器功率方向继电器动作条件动作条件：0 动作；0时不动作。利用判别利用判别短路功率短路功率方向或电流、电压之间的方向或电流、电压之间的相位关系相位关系，就可以判别发生故障的方向。就可以判别发生故障的方向。实质是判断母线电压与电流之间相位角是实质是判断母线电压与电流之间相位角是否在否在本讲稿第五十五页，共八十页实质是判断加入继电器的电压与电流之间相位差是否在动作范围内(1)(1)(1)(1)最最最最大大大大灵灵灵灵敏敏敏敏角角角角：在在在在U Ur r、I Ir r幅幅幅幅值值值值不不不不变变变变时时时时，其其其其输输输输出出出出（转转转转矩矩矩矩或或或或电电电电压压压压）
41、值值值值随随随随两两两两者者者者之之之之间间间间的的的的相相相相位位位位差差差差的的的的大大大大小小小小而而而而改改改改变变变变。当当当当输输输输出出出出为为为为最最最最大大大大时时时时的的的的相相相相位位位位差差差差称称称称最最最最大大大大灵灵灵灵敏敏敏敏角角角角 。本讲稿第五十六页，共八十页(2)为了在为了在最常见的短路情最常见的短路情况况下使动作最灵敏，下使动作最灵敏，采用采用r=UA，Ir=IA接线的接线的应做成最大灵敏角应做成最大灵敏角=。kf(3)为了保证为了保证正方向故障正方向故障时，在时，在内变化时都能可靠动作，的动作范围为：内变化时都能可靠动作，的动作范围为：kf(4)动动作
42、方程作方程：o90senf oo90arg90-rjrIeUsenf本讲稿第五十七页，共八十页senrrsenIUff+-oo90arg904.动动作方程：作方程：本讲稿第五十八页，共八十页在实际应用中，为适应判别各种正方向短路故障时，功率方向继电器的在实际应用中，为适应判别各种正方向短路故障时，功率方向继电器的在实际应用中，为适应判别各种正方向短路故障时，功率方向继电器的在实际应用中，为适应判别各种正方向短路故障时，功率方向继电器的测量功率最大，具有最好的灵敏性，测量功率最大，具有最好的灵敏性，测量功率最大，具有最好的灵敏性，测量功率最大，具有最好的灵敏性，继电器中应该有可以调整的内角继电器
43、中应该有可以调整的内角继电器中应该有可以调整的内角继电器中应该有可以调整的内角，这时功率方向继电器的动作方程为：这时功率方向继电器的动作方程为：这时功率方向继电器的动作方程为：这时功率方向继电器的动作方程为：用用用用于于于于相相相相间间间间短短短短路路路路的的的的整整整整流流流流功功功功率率率率方方方方向向向向继继继继电电电电器器器器提提提提供供供供了了了了=45=45=45=45 和和和和=30=30=30=30 两两两两种种种种内内内内角，能够满足上述要求角，能够满足上述要求角，能够满足上述要求角，能够满足上述要求。本讲稿第五十九页，共八十页5.5.电压死区：电压死区：电压死区：电压死区：
44、本讲稿第六十页，共八十页 电压变换电压变换器一次器一次器一次器一次绕组绕组等效等效等效等效电电感、感、感、感、电电阻与阻与阻与阻与电电容容容容C1C1串串串串联联后，构成后，构成后，构成后，构成在工在工在工在工频频下下下下谐谐振振振振电电路，如路，如路，如路，如图图示。示。示。示。增加记忆回路增加记忆回路增加记忆回路增加记忆回路当工作电压突然由正常降低为当工作电压突然由正常降低为当工作电压突然由正常降低为当工作电压突然由正常降低为0 0时，进继电器的此回路中的电流并时，进继电器的此回路中的电流并时，进继电器的此回路中的电流并时，进继电器的此回路中的电流并不立刻消失，而是按不立刻消失，而是按不立
45、刻消失，而是按不立刻消失，而是按50HZ50HZ的工频振荡的工频振荡的工频振荡的工频振荡,经过几个周期的振荡才逐渐衰经过几个周期的振荡才逐渐衰经过几个周期的振荡才逐渐衰经过几个周期的振荡才逐渐衰减到减到减到减到0 0，这就给保护提供了时间。，这就给保护提供了时间。，这就给保护提供了时间。，这就给保护提供了时间。我们可以利用此电流或着此电流在电阻上的压降来构成记忆回路。最我们可以利用此电流或着此电流在电阻上的压降来构成记忆回路。最我们可以利用此电流或着此电流在电阻上的压降来构成记忆回路。最我们可以利用此电流或着此电流在电阻上的压降来构成记忆回路。最重要的是此记忆回路中的电流和原来电压的方向是相同
46、的，所以才能进重要的是此记忆回路中的电流和原来电压的方向是相同的，所以才能进重要的是此记忆回路中的电流和原来电压的方向是相同的，所以才能进重要的是此记忆回路中的电流和原来电压的方向是相同的，所以才能进行正确的方向判断行正确的方向判断行正确的方向判断行正确的方向判断.采用采用采用采用90909090 接线方式接线方式接线方式接线方式本讲稿第六十一页，共八十页本讲稿第六十二页，共八十页前情提要：前情提要：为什么要引入方向电流保护？为什么要引入方向电流保护？功率方向继电器功率方向继电器功率方向继电器功率方向继电器方向电流保护的组成方向电流保护的组成方向电流保护的组成方向电流保护的组成本讲稿第六十三页
47、，共八十页功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互感器的功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器、电压互感器的二次绕组之间的连接方式二次绕组之间的连接方式二次绕组之间的连接方式二次绕组之间的连接方式，应满足以下，应满足以下要求：要求：（1）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即）必须保证功率方向继电器具有良好的方向性。即正向发生正向发生正向发生正向发生任何类型的故障都能动作任何类型的故障都能动作任何类型的故障都能动作任何类型的故障都能动作，而反向故障时则不动作。，而反向故障时则不动作。接近接近 （2）尽量使功率方向继电器在正向故障时具有较高的）尽量使功率方向继电器在正向故障时具
48、有较高的灵敏度，灵敏度，4.3功率方向继电器接线功率方向继电器接线本讲稿第六十四页，共八十页方方方方向向向向元元元元件件件件的的的的接接接接线线线线方方方方式式式式主主主主要要要要要要要要求求求求相相相相间间间间短短短短路路路路是是是是有有有有良良良良好好好好的的的的方方方方向向向向性性性性和和和和很很很很高高高高的的的的灵敏度，故相间短路的方向元件一般采用灵敏度，故相间短路的方向元件一般采用灵敏度，故相间短路的方向元件一般采用灵敏度，故相间短路的方向元件一般采用90909090接线方式接线方式接线方式接线方式。所谓所谓所谓所谓9090接线方式，是指系统三相对称且接线方式，是指系统三相对称且接
49、线方式，是指系统三相对称且接线方式，是指系统三相对称且coscos=1=1时，接入方向元时，接入方向元时，接入方向元时，接入方向元件的件的件的件的电流超前所加电压电流超前所加电压电流超前所加电压电流超前所加电压9090的接线。的接线。的接线。的接线。本讲稿第六十五页，共八十页功率方向继电器的功率方向继电器的90度接线度接线：本讲稿第六十六页，共八十页1非故障相电流的影响非故障相电流的影响不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。不对称故障时非故障相仍有的电流，称为非故障相电流。小电流接地系统中非故障相电流为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑接地故障时由于零序小电流接地系统中非故障相电流
50、为负荷电流。大电流接地系统中还应考虑接地故障时由于零序电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故障电流。电流分布系数与正负序电流分布系数不同造成的非故障电流。4.4非故障相电流的影响及按相启动接线非故障相电流的影响及按相启动接线本讲稿第六十七页，共八十页2非按相启动非按相启动 电流继电器触点与功率方向继电流继电器触点与功率方向继电器触点之间的接线时必须考虑电器触点之间的接线时必须考虑非故障相电流的影响。非故障相电流的影响。非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继电器非按相起动接线（上左图）只要由任意一个电流继电器和任意一相的功率方向继电器动作，触点回路就能导通