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1、供配电技术供配电技术第七章 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 南京南自科技发展有限公司南京南自科技发展有限公司 2006年年12月月 制作制作线路的方向过电流保护 本节主要内容本节主要内容方向电流保护的工作原理方向电流保护的工作原理功率方向继电器功率方向继电器相间短路功率方向继电器接线方式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功率方向继电器的工作原理相位比较式相位比较式幅值比较式幅值比较式工作特性工作特性（角度特性、伏安特性、潜动）角度特性、伏安特性、潜动）工工作作原原理理功功
2、率率方方向向继继电电器器为什么要装设方向保护为什么要装设方向保护保护原理保护原理接线图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：t5t4 k-3点短路时要求：t4t5 两者矛盾，因此要装方向保护。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
3、 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：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：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：线路的方向过电流保护 相位比较式功率方向继电器（相位比较式功率方向继电器（GG-11GG-11型）型）GG11感应型功率方向继电器结构图 内角：电压线圈阻抗角u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 保护范围图：内角：电抗变换器的移相角的余角线路的方向过电流保护 工作特性工作特性1。角度特性：指当电流 维持定值（一般为额定值）时，继电器动
4、作电压 与 之间的关系。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。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。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相间短路功率方向继电器接线方式要求要求 9090接线的定义接线的定义 909
5、0接线的分析接线的分析 9090接线的评价接线的评价双侧电源网络中电流保护的特点双侧电源网络中电流保护的特点定时限过电流保护定时限过电流保护 对方向性电流保护的评价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：对继电器接线的要求：1）正正方方向向发发生生任任何何形形式式的的短短路路故故障障时时继电器都能动作，反方向都不能动作。继电器都能动作，反方向都不能动作。2）正正方方向向短短路路时时，加加入入继继电电器器的的UK和和IK尽尽可可能能大大，并并使使尽尽可可能能接接近近最最大大灵灵敏敏角角，以使继电器灵敏动作，减小死区。以使继电器灵敏动作，减小死区。线路的方向过电流保护
6、 9090接线的定义接线的定义90接线接线：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90。继电器类别电流电压KPAA BCKPBB CAKPC C AB功率方向继电器的电流与电压表功率方向继电器的电流与电压表线路的方向过电流保护 90接线的电流电压向量图功率方向继电器的90接线 接线与向量图线路的方向过电流保护 90接线的分析（1）三相短路（对称短路，以A相为例）1）正向远处短路正向远处短路 线路的方向过电流保护 90接线的评价优点优点：1。对各种两相短路都无死区；。对各种两相短路都无死区；2。适当选择继电器的内角。适当选择继电器的内角，对线路对线路上的各种故障都
7、能保证方向性；上的各种故障都能保证方向性；3。适当选择与。适当选择与d匹配的内角匹配的内角，使继使继电器动作在最大灵敏线附近。电器动作在最大灵敏线附近。缺点缺点：三相近处短路时有三相近处短路时有死区死区。（因此，尽可（因此，尽可能不装方向保护）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：一、整定方法：1。动作电流动作电流：同定时限过电流保护：同定时限过电流保护2。动作时限动作时限：1)单方向时限阶梯原则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，时方向保护，时限短的一定要装，时限相等也都要装。限相等也
8、都要装。线路的方向过电流保护 二、接线二、接线线路的方向过电流保护 按相启动方式按相启动方式不按相启动方式不按相启动方式接线一定要遵循“按相启动”原则只有当只有当同一相同一相的功率方向元件和电流元件的功率方向元件和电流元件同时启动时，保护才出口。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优点：对对单电源环网系统单电源环网系统或或两个及以上电源两个及以上电源系统系统中，采用方向性保护可以保证动作中，采用方向性保护可以保证动作选择性。选择性。缺点缺点：1。元件增加、接线复杂、投资增多。元件增加、接线复杂、投资增多。2。存在。存在死区死区和和潜动潜动现象，现象，因此，尽因此，尽可能不装方向保护。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上的过电流保护的动作时限分别为2s、1.5s、0.5s。问：问：1.断路器断路器1、2、3、4、5、6上过电流保护上过电流保护的动作时限各为多少？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哪些断路器上的过电流保护要装方向元件件?