电力网继电保护原理 第2章 电网的电流保护2.2

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1、第二章电网的电流保护第四节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护第五节中性点非直接接地电网中单相接地故障的零序电压、电流及方向保护第三节电网相间短路的方向性电流保护第一节继电保护装置的基本元件和电路第二节单侧电源电网相间短路的电流保护第三节多侧电源电网相间短路的方向性电流保护方向性电流保护的工作原理整流型功率方向继电器相间短路功率方向继电器的接线方式方向电流保护的整定计算对方向电流保护的评价一、方向性电流保护的工作原理1.问题的提出（1）短路点：d1：无法满足要求（2）d1点短路：若Id＞I′OP1，保护1误动。要求t6＜t1d2：要求t1＜t62.解决办法d1

2、点短路：保护1的短路功率由线路指向母线，保护6的短路功率由母线指向线路。d2点短路：保护1的短路功率由母线指向线路，保护6的短路功率由线路指向母线。利用这个特点可构成一种保护，这种保护要求：凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路时（正），保护就起动；凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护就不起动。2.解决办法3.方向过电流保护方向过电流保护:增加了功率方向元件的过电流保护。即是利用功率方向元件与过电流保护配合使用的一种保护装置，其原理接线图下图所示。其起动有两个条件：（1）电流超过整定值(动作电流)（2）功率方向符合规定的正方向三、相间短路功率方向继电器的接

3、线方式对方向继电器的要求：1、正方向任何形式的短路，继电器都能动作；反方向短路，继电器不动作。2、故障以后，加入继电器的电流和电压尽可能大，灵敏度尽可能高。反应相间短路的方向继电器广泛采用90º接线。所谓90º接线是假设三相电压对称cos=1时，加入方向继电器的电流和电压相位相差90º的一种接线方式。三个继电器分别接、，、和、。过电流方向保护原理接线如下图所示。当0º<d<90º时，使方向继电器在一切故障情况下都能动作的条件应为：30°<α<60°90º接线方式的主要优点：(1)对各种两相短路没有死区。（2）适当选择内角α之后，对各种相间短路，都有能保证动作的方向性；

4、且有较高灵敏度。四、方向性电流保护的整定计算1.保护装置的动作电流（1）躲过最大负荷电流（2）躲过非故障相电流IOP=KrelIunf（3）与相邻线路保护装置灵敏度的配合IOP6=KcoIOP52.保护装置的灵敏度校验方向过电流保护电流元件的灵敏度校验方法与不带方向的过电流保护相同。作为本线路的近后备保护时，要求Ksen≥1.25~1.5；作为下一相邻线路的远后备保护，要求Ksen≥1.2。方向过电流保护的方向元件（功率方向继电器）灵敏度较高。故不需校验。3.保护装置的动作时限方向过电流保护动作时限的整定，是将动作方向一致的保护，按逆向阶梯原则进行。装设方向元件以后，

5、可把双电源网络分解为两个单电源辐射网，时限配合仍按阶梯原则。如下图中的保护1、2、3为同一方向动作的保护。保护5、6、7也为同一方向动作的保护。它们的动作时限应为思考：是不是所有的保护都需要加设方向元件？⑴电流速断保护来讲，若从整定值上躲开了反方向的短路，这时可以不用方向元件。（2）若靠延时能保证动作的选择性时，就不需装设方向元件。五、对方向性电流保护的评价优点：方向保护能保证单电源环形网和多电源网各段电流保护之间动作的选择性。缺点：接线复杂，投资增加，且保护出口处三相短路时有死区。第四节中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护一、接地故障时零序电流，零序电压及零

6、序功率的特点（1）故障点的零序电压最高，离故障点越远，零序电压越低。（2）零序电流的分布，决定于线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗及变压器接地中性点的数目和位置，而与电源的数量和位置无关。一、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率的特点（3）故障线路零序功率的方向与正序功率的方向相反，是由线路流向母线的。一、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率的特点（4）某一保护安装地点处的零序电压与零序电流之间的相位差取决于背后元件的阻抗角。一、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率的特点（5）在系统运行方式变化时，正、负序阻抗的变化，引起Ud1、Ud2、Ud0之间电压分配的

7、改变，因而间接地影响零序分量的大小。一、接地故障时零序电流，零序电压及零序功率的特点二、零序电流滤过器为取得零序电流，可以采用三个电流互感器按下图的方式连接，三相电流互感器二次侧此时流入继电器中的电流为接地故障时流入继电器的电流为零序电流，即在正常运行和相间短路时，零序电流过滤器存在一个不平衡电流，即它是由于三个互感器铁心的饱和程度不同，以及制造过程中的某些差别而引起的。当发生相间短路时，铁芯饱和的程度最严重，此时不平衡电流达到最大值。二、零序电流滤过器对于采用电缆引出的送电线路，还广泛采用零序电流互感器接线以获得3I0，如右