第二章电网电流保护和方向性电流保护ppt课件.ppt

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1、第二章电网的电流保护和方向性电流保护5教学目的掌握整流型功率方向继电器的原理教学重点继电器的原理特性2.2.2功率方向继电器二、LG－11型功率方向继电器（一）LG-11型功率方向继电器原理接线及其动作条件反应相间短路的LG－11型功率方向继电器原理接线，如图所示。它是按幅值比较原理构成的整流式功率方向继电器。继电器是由电压形成回路按环流法构成的幅值比较回路两大部分组成。电压变换器YB是一个铁芯带有气隙的谐振变压器。为使YB线圈W1的电抗接近常数，其铁芯带有气隙。一次线圈外串有电容C，其容抗与一次线圈总电抗构成工频串联谐振，故一次侧电流IU与UJ同相位。若忽略铜损、铁损，则磁通f也

2、与IU和UJ同相位。则在二次侧产生的电压KUUJ超前电压出90°即KU的角度jU＝90°。电抗变压器DKB的转移阻抗KI的幅角jI，利用线圈W4上的电阻Rj1和Rj2来调整。选Rj1时，jI＝45°；选用Rj2时，jI＝30°。根据电压形成回路的连接方式，其动作量A和制动量B分别为在忽略U0的理想情况下根据幅值比较和相位比较的互换关系有（二）LG-11型功率方向继电器动作区和最大灵敏角以IJ为参考相量，UJ超前IJ的相角jJ=90°-a或UJ滞后IJ的相角jJ=-（90°-a）范围内，是UJ的动作区。但功率方向继电器的动作区，习惯上常将电压UJ作为参考相量，相对UJ相位变化时，绘出

3、IJ的动作范围如图所示。当电流IJ顺时针旋转落在AB直线上时，jJ=90°-a是继电器动作的下边界，而当IJ逆时针旋转落在直线AB上时，jJ=-（90°-a）是继电器动作的上边界。当IJ落于阴影所示半平面时，则继电器动作，该区域称为功率方向继电器的动作区。当电流IJ落在最大灵敏线上（即jJ=-a时），相量如图所示。由图可知，KUUJ与KIIJ同相位，此时动作量A＝KUUJ+KIIJ最大，制动量B＝KUUJ–KIIJ最小，故方向继电器最灵敏。所以，称为-a为功率方向继电器最大灵敏角jlm。当jJ=jlm时，继电器动作最灵敏，式（2-7）可写为当IJ足够大，即KIIJ＞KUUJ，上

4、式中的绝对值符号可去掉由此式可看出，有一个使功率方向继电器动作的最小电压，称为方向继电器最小动作电压：由于功率方向继电器存在一最小动作电压Udz.min,所以在靠近母线的某一段线路上发生三相短路时，使母线残压小于Udz.min，在这段区域内方向继电器不动作，称这段区域为方向继电器的电压“死区”。由于LG－11型方向继电器的电压变换器YB采用的是谐振变压器，所以在靠近母线处发生三相短路时，UJ突然降为零，但由于谐振回路里还储藏有电场和磁场能量，故这个谐振回路还要以固有频率继续振荡。直到能量耗尽为止，所以YB二次侧的电压还可保持一段时间，因此，这个串联谐振口路又称“记忆”回路，它有助于消除

5、I段的电压“死区”。将电压输入端短接，只通入电流时IJ，或将DKB一次开路，只加入电压UJ时，极化继电器线圈上出现动作电压或动电压的现象，称为方向元件潜动。只加电压时有潜动，称为电压潜动，只加电流时有潜动，称为电流游动。JJ线圈上出现动作电压，称为正潜动；JJ线圈上出现制动电压，称为负游动。无论是电流潜动还是电压潜动，严重时都会造成误动、拒动或降低灵敏度。产生潜动的原因，主要是比较回路中参数不对称。为消除电流潜动可调整电阻R2，为消除电压潜动可调整电阻R1。最后还有一点需提请注意的是，方向继电器中的DKB和YB的一次线圈同名端都标有“*”号，在将继电器分别接入电流互感器和电

6、压互感器二次侧时，必须注意正确连接，否则不能正确判断功率方向。2.2.3功率方向继电器的90°接线方式（1）功率方向继电器的接线方式由于功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，因此对其接线方式提出如下要求。1）正方向任何形式的故障都能动作，而当反方向故障时则不动作。2）故障以后加入继电器的电流和电压应尽可能地大一些。并尽可能使接近于最大灵敏度角，以便消除和减小方向继电器的死区。为了满足以上要求，广泛采用的功率方向继电器接线方式为90°接线方式。所谓90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos=1时，加入继电器的电流和电压相位相差90°。（2）方向过电流保护装置的接线图

7、1）接线图如图所示。电流继电器1、3是起动元件，功率方向继电器2、4是方向元件。各相的电流继电器和功率方向继电器的触点是串联的。时间继电器5使保护获得必要的动作时限，起触点闭合可以跳闸和发出信号2）按相起动原则按相起动原则是指接入同名相电流的电流继电器和方向元件的触点直接串联，而后再接入时间继电器线圈的接线，。3）动作特性功率方向继电器采用90°接线方式的保护装置，主要有两个优点：第一，对各种两相短路都没有死区，因为