电力系统继电保护——2.2电网相间短路的方向性电流保护.ppt

电力系统继电保护原理,主讲教师：范春菊,什么是电流保护,电流保护主要是反应故障时电流量的不正常状态（增大）而动作的 针对相间故障 2.1 单侧电源网络相间短路电流保护 2.2 电网相间短路的方向性电流保护 针对接地故障 2.3 中性点直接接地电网接地短路的电流保护 2.4 中性点非直接接地电网单相接地的电流保护,2.2 双侧电源相间短路的方向性电流保护,2.2.1 存在的问题及解决方法(方向性电流保护) 2.2.2 功率方向继电器的工作原理和动作特性 2.2.4 功率方向继电器的900接线方式 2.2.5 方向性电流保护的整定及评价,2.2.1 双侧电源网络中电流保护存在的问题及解决方法,方向性电流保护的工作原理,电流速断保护存在的问题,分析：短路功率方向与参考方向相反时可能误动,过电流保护存在的问题,分析(1)短路功率方向与参考方向相反时可能误动 (2)误动作的保护的动作时间比较短,讨论：过电流保护安装向元件的必要条件（1）,各个三段保护的多时间如下，1-8的时间分别为2.0S，3.0S，3.5S，0.1S，1.5S，2.5S，3S，0.1S，请给出安装方向元件的保护有哪些？ 保护1,2,4,5,8都需要安装方向元件。,讨论：过电流保护安装向元件的必要条件（2）,各个三段保护的多时间如下，请给出安装方向元件的保护有哪些？ 保护1,2,4,5,8都需要安装方向元件。,讨论：过电流保护安装向元件的必要条件（3）,不安装方向元件的必要条件是：本保护的动作时限比所有背侧的保护的动作时间至少高出一个 安装方向元件的条件是：本保护的动作时限比所有背侧保护的动作时限低或者高一点，但是，高出的时间不到一个 要看短路电流的方向，只有流过同一个短路电流之间才会考虑配合。,讨论：过电流保护安装向元件的必要条件（4）,解决方法:方向性电流保护,方向性电流保护 = 电流保护 + 功率方向继电器,方向性电流保护间的配合关系,2.2.2 功率方向继电器的工作原理 和动作特性,正方向短路时电压电流相位关系,反方向短路时电压电流相位关系,功率方向继电器的工作原理,正方向和反方向故障时的区别 短路功率的方向 母线电压和短路电流之间的相位关系 功率方向继电器：用以判别功率方向或测定电压、电流间相位角的继电器,功率方向继电器的动作方程,当余弦项和输入继电器的电压、电流越大时，继电器动作的灵敏度越高 任一项等于零或余弦项为负时，继电器不动作,最大灵敏角,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,继电器的动作特性,输入继电器的电压、电流为A相电压和A相短路电流 正方向发生三相短路时，输入继电器的电压和电流间的相位角为线路阻抗角,继电器的伏安特性,继电器的“潜动”：在只加入电流或只加入电压的情况下，继电器就能动作的现象。 在反方向出口处三相短路时，潜动现象会导致方向继电器误动,2.2.4 功率方向继电器的900接线方式,存在的问题,输入继电器的电压为母线A相电压 输入继电器的电流为A相短路电流 在保护正方向出口处发生三相短路、A-B或C-A两相接地短路、A相接地短路时，由于A相电压很小（接近零），继电器拒动,功率方向继电器的接线方式,功率方向继电器的接线方式是指接入功率方向继电器的电压和电流的取舍； 功率方向继电器的接线方式的分类： 0度接线方式 90度接线方式 功率方向继电器的基本要求 具有明确的方向性，故障类型，故障点的位置都不影响功率方向继电器的动作特性； 故障时，继电器具有足够的灵敏度,90度接线方式,90接线方式是指在三相对称且功率因数 的情况下， 超前 的接线方式。,这个定义仅仅是为了称呼方便，没什么物理意义。,90度接线方式时的动作特性,A相继电器：,方向继电器接线时的极性,正方向三相短路动作行为分析,正方向BC两相短路动作行为分析,1. 正方向出口BC两相短路,正方向出口BC两相短路向量图,A相继电器动作行为分析,当忽略负荷电流时，,，继电器不动作,B相继电器动作行为分析,C相继电器动作行为分析,正方向BC两相短路动作行为分析,2. 正方向远处BC两相短路,正方向远处BC两相短路向量图,同理，A相继电器不动作,B相继电器动作行为分析,C相继电器动作行为分析,最灵敏：,正方向各种短路时，方向继电器能够正确动作的内角 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,90度接线方式的评价,优点： 各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障相的相间电压，其数值很高 适当选择继电器的内角a后，对线路上发生的各种故障都能保证动作的方向性 缺点：正方向出口三相短路时有死区,2.2.5 方向性电流保护的整定及评价,1. 电流速断保护的整定,电流速断保护的保护范围,两侧不安装方向元件，取两个保护整定值较大的值作为两侧保护的整定值； 弱电源侧安装方向元件，则各自按照躲开本线路末端短路时的最大短路电流来整定。 两者整定方法的区别： 两个保护范围不一样。,2. 限时电流速断保护的整定-助增,助增电流：,2. 限时电流速断保护的整定-外汲,外汲电流：,限时电流速断保护的灵敏度校验,限时电流速断保护只能作为近后备使用，灵敏度校验与单侧电源输电线路相同。,3. 过电流保护的灵敏度的校验,作为远后备灵敏度校验时，需要考虑分支系数的影响：,作为近后备灵敏度校验时，不需要需要考虑分支系数的影响：,4. 对方向性电流保护的评价,在多电源网络中，必须采用方向性保护才能保证选择性 方向性电流保护的整定原则同单侧电源网络的电流保护 接线较复杂，可靠性稍差，且投资增加 出口三相短路时，方向元件有死区，导致整套保护拒动,内容提要和要求,关键概念：功率方向继电器、线路阻抗角、最大灵敏角、方向继