双侧电源网络相间短路保护

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1、3.3双侧电源网络相间短路保护一、双侧电源网络相间短路的功率方向三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析的，各保护都安装在被保护线路靠近电源的一侧，或者说线路的始端。仅利用相间短路后电流幅值增大的特征来区分故障与正常运行状态的，以动作电流的大小和动作时限的长短配合来保证有选择的切除故障。问题的提出在发生故障时，它们都是在短路功率从母线流向被保护线路的情况下，按选择性的条件来协调配合工作的。我们有时讲电流的流向通常是指功率的流向,电流的方向是不定的,而规定功率从母线流向线路称为正方向。现代电力系统都是由许多电源组成的复杂网络。例如：在双侧电源网络接线中,由于两侧均有电源,因此在每条

2、线路的两侧均需装设断路器和保护装置。当某条线路发生短路时，应由线路两侧保护动作跳开断路器以切除故障，这时不会造成停电，这正是双端供电的优点。ACB~~12k2⑴对电流速断保护的影响当k1点短路时,按照选择性的要求,应由保护2和保护6动作切除故障.但由于供给的短路电流也将通过保护1.若保护1采用电流速断且大于保护装置1的起动电流,则保护1的电流速断就要误动(母线上可能挂有其它分支线路)。造成C变电所全部停电。同样的分析其它短路点时，对有关的保护装置也能得出相应的结论。~~78654321k1ABCD(2)对过电流保护的影响~~78654321k1IⅠk1设保护1-8均装设有过电流保护，

3、当线路k1点短路时，由电源提供的短路电流IⅠk1将流过保护8，7，1，6等，这些地方装设的过电流保护均要启动，为保证动作的选择性，需满足：t4>t3>t5>t2>t6>t1>t7>t8k2当线路k2点短路时，由电源提供的短路电流将流过保护4，3，5，2等，这些地方装设的过电流保护均要启动，为保证动作的选择性，需满足：t8>t7>t1>t6>t2>t5>t3>t4k1点短路时要求t7>t8，k2点短路时要求t8>t7，显然矛盾！分析双侧电源供电情况下所出现的这一新矛盾,可以发现,误动的保护均是在自己所保护的线路背后发生故障时,由对侧电源供给的短路电流所引起的。对误动的保护而言,实际短路

4、功率的方向都是由线路流向母线(或者说功率的方向为负)。措施为了消除这种无选择的动作需要在可能产生误动的保护上装设一个功率方向闭锁元件.I++I或该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作，相反则不动作.方向元件的要求定义在正前方发生短路时:计算出的功率为正,方向元件能够动作.在背后发生短路时:计算出的功率为负,方向元件能够可靠不动作.用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角的继电器称为功率方向继电器.方向性电流保护=电流保护+功率方向继电器对保护1而言,当正方向d1点三相短路时,若短路电流给定正方向是从保护安装处母线流向线路,则它滞后于该母线电压一个相角(为从母线至d1点间的线路阻抗

5、角)其值为二、功率方向继电器的工作原理原理~U~21d1.Id1.线路阻抗呈感性，中低压线路阻抗角~。超高压线路阻抗角当反方向d2点短路时,流经1的短路电流是供给的.若仍按规定的正方向观察,则滞后于母线电压的相角将是,其值为如以母线电压为参考向量,并设,则和相差.~~21d2U.I’d2.Id2.故利用判别短路功率方向或电流,电压之间的相位关系便可判别发生故障的方向.2.要求继电保护中对方向元件（继电器）的基本要求:应具有明确的方向性即正前方发生各种故障时，能可靠动作,而在反方向故障时，可靠不动作。故障时继电器的动作有足够的灵敏度。如果按电工技术中测量功率的概念，对A相的功率方向继电

6、器，加入电压(=)和电流(=)，则当正方向d1短路时，继电器中电压、电流之间的相角为:反方向d2短路时:如果取，可画出相量关系3.功率方向继电器的动作特性当输入电压和电流幅值不变时，方向继电器输出值随两者间相位角而变化，输出为最大时的相位角称为继电器的最大灵敏角为了在最常见的短路情况下，使继电器动作最灵敏，最大灵敏角应等于在该情况下输入继电器的电压与电流间的相位角。继电器的内角a其动作方程可表示为：+1+j最大灵敏线或：不动作区由当余弦项和UJ、IJ越大时，其值P也越大，继电器动作的灵敏度越高，而任一项等于零或余弦项为负时，继电器均不能动作。因此，在其正方向出口附近短路接地时，故障相

7、对地的电压很低，使继电器不能动作，这称为方向继电器的“电压死区”。可知：为了减小和消除死区，在实际上广泛采用非故障的相间电压作为接入功率继电器的电压参考量，判别电流的相位。例如对A相的方向继电器加入电流和电压。此时，，当正方向短路时，反方向短路时，在这种情况下继电器的最大灵敏角设计为：习惯上采用，称为功率方向继电器的内角。电流超前电压电流滞后电压正方向短路时，能灵敏动作。除正方向出口附近发生三相短路时，继电器具有很小的电压死区以外,其他故障继电器均无死区。