第2.2章 双侧电源相间短路的方向性电流保护-90接线

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1、一、问题的提出及解决办法二、功率方向继电器的工作原理三、功率方向继电器的90˚接线方式四、方向电流保护的应用特点一、问题的提出及解决办法k1若则保护2误动对电流速断保护:若则保护5误动分析:反方向短路时可能误动k1对过电流保护:k2对过电流保护:分析:保护3误动反方向短路时可能误动解决办法：规定当短路功率方向由母线流向线路(正方向)时保护才能动作，而当短路功率方向由线路流向母线(反方向)时保护不能动作判别短路功率方向的元件—功率方向继电器123456+135246电流保护方向性电流保护功率方向判断元件+二、功率方向继电器的工作原理1.工作原理流过

2、保护的电流短路电流1.工作原理1.工作原理利用判别短路功率的方向或电流与电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。用以判别功率方向或测定电流与电压间相位角的继电器称为功率方向继电器。2.功率方向继电器的动作方程以正方向三相短路时A相的功率方向继电器为例：①四个角度：，取30°或45°为加入继电器的电压和电流的夹角即为短路阻抗角；为最大灵敏角；：继电器内角；②动作方程比相式动作方程：比幅式动作方程推导过程：令令用四边形法则来分析它们之间的关系：不动作动作动作边界DABCDABCDABC比幅式动作方程：3.LG-11整流型功率方向继电器（一）构成

3、：动作最灵敏临界动作（二）功率方向继电器的动作区：设那么最大灵敏角（内角）动作方程功率形式（三）功率方向继电器的动作特性在中，均为变数，为了阐明继电器的动作特性，通常采用固定其中一个变量来分析其它两个变量之间的关系。1.角度特性：当=常数时，的关系曲线。2.伏安特性：伏安特性是当=常数时(一般取)，的关系曲线。1.角度特性：当=常数时，的关系曲线。继电器的动作范围是以为中心的±90°区域内。伏安特性是当=常数时(一般取)，的关系曲线。2.伏安特性：当加入继电器的电压不管Ir多大，继电器都不会动作。从而在保护安装处附近发生三相短路时，由于Ur太低，

4、保护将拒绝动作，使保护装置出现死区。死区（四）死区及其消除办法:GJ记忆作用，记忆时间不小于50ms（五）功率方向继电器的潜动问题功率方向继电器潜动是指继电器仅加入电压或电流一个电量就会动作的现象。只加电流不加电压时所产生的潜动称为电流潜动。只加电压不加电流时所产生的潜动称为电压潜动。产生潜动的原因：形成的电路参数不平衡。消除潜动的办法：调整R1用于消除电流潜动；调整R2用于消除电压潜动潜动对继电保护的影响：可能导致继电保护装置误动作。例如：在保护的反方向断路器附近金属性三相短路时，U≈0，Ir却很大，如果继电器潜动，则会使保护误跳闸，扩大事故。

5、因此，要求功率方向继电器无潜动现象。三、功率方向继电器的90˚接线方式要求：保证选择性和较高的灵敏性。广泛采用：90°接线方式满足选择性为了有较高的灵敏性，应即满足三相短路时动作区不动作区问题:有电压死区功率方向继电器的动作特性三相短路时动作区不动作区功率方向继电器的动作特性功率方向继电器的内角90˚接线方式是指在三相对称且功率因数的情况下，超前90˚的接线方式。KWCKWBKWA继电器这个定义仅仅是为了称呼方便，没有什么物理意义。采用按相起动接线。所谓按相启动接线是指接入同名相电流的测量元件和功率方向元件的接点串联，而后于其他元件相并联后启动逻

6、辑元件。三相式方向过电流保护的原理接线图三相式方向过电流保护的原理接线图对功率方向继电器的接线，必须十分注意继电器电流线圈和电压线圈的极性。为使此时KW动作最灵敏在各种相间短路时的工作情况分析：（1）正方向三相对称短路以KWA为例为使PrA>0在各种相间短路时的工作情况分析：（1）正方向三相对称短路以KWA为例（2）正方向出口BC两相短路KWACBkZSZk（2）正方向出口BC两相短路KWACBkZSZk对KWA：当忽略负荷电流时继电器不动作（2）正方向出口BC两相短路（2）正方向出口BC两相短路对KWB：内角的选择范围：（2）正方向出口BC两相

7、短路对KWC：内角的选择范围：（3）正方向远处BC两相短路KWACBkZSZk（3）正方向远处BC两相短路对KWA：当忽略负荷电流时继电器不动作（3）正方向远处BC两相短路对KWB：内角的选择范围：（3）正方向远处BC两相短路对KWC：内角的选择范围：故障类型继电器三相AB两相BC两相CA两相KWA——KWB——KWC——正方向各种短路时，方向继电器能够正确动作的内角α的范围使方向继电器在正方向任何相间短路情况下能够正确动作的条件：为了减少死区范围，三相短路时应使优点：(1)各种两相短路故障都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相间电压，其值很高

8、。(2)适当选择内角α后，对线路上各种相间故障都保证动作的方向性。缺点：正方向出口三相短路时有死区。三、方向电流保护的应用特点1.电流速