电流电压保护的特殊问题

1、三段式电流保护的一些特殊问题三段式电流保护的一些特殊问题一、电流速断一、电流速断(I段段)保护保护 （1）lmin不满足灵敏度；不满足灵敏度；（2）双端电源及环网情况）双端电源及环网情况）不加方向元件时：不加方向元件时：12.maxIIdzKdIK I21.maxIIdzKdIK I22.maxIIdzKdIK I12maxIIIdzdzKdzIIK I优点：不需装设功率方向元件，无电压死区优点：不需装设功率方向元件，无电压死区缺点：保护范围小缺点：保护范围小加装方向元件时：加装方向元件时：12.maxIIdzKdIK I21.maxIIdzKdIK I实际上，保护实际上，保护1从定值上已经可

2、靠的躲开了反向短路时流过保从定值上已经可靠的躲开了反向短路时流过保护的最大电流值，故此时保护护的最大电流值，故此时保护1可以不装方向元件。可以不装方向元件。二、限时电流速断（二、限时电流速断（II段）保护段）保护 （分支系数问题）（分支系数问题） 其基本其基本 原则仍与与相邻线路原则仍与与相邻线路段配合。但需考虑保护安装点与段配合。但需考虑保护安装点与短路点之间有电源或线路的影响。短路点之间有电源或线路的影响。分两种典型情况：助增，外汲。分两种典型情况：助增，外汲。 助增：分支电路助增：分支电路中有电源，使故中有电源，使故障线路电流增大障线路电流增大的现象的现象 。外汲：分支电路外汲：分支电路

3、为一并联的线路，为一并联的线路，使故障线路电流使故障线路电流减小的现象。减小的现象。BCfzABIKI故障线路流过的短路电流前一级保护所在线路流过的短路电流12IIIIIdzdzKfzIIKK1BCABfzIIK分支系数：分支系数：当仅有助增时：当仅有助增时： 仅有外汲时：仅有外汲时：1BCABfzIIK三、定时限过电流保护三、定时限过电流保护1、动作电流：其动作电流的整定按躲过最大负荷电流及灵敏度、动作电流：其动作电流的整定按躲过最大负荷电流及灵敏度相配合等原则来整定。相配合等原则来整定。2、动作时限：将动作方向一致的保护，各自独立按接替性原则、动作时限：将动作方向一致的保护，各自独立按接替

4、性原则二、几个概念二、几个概念1、短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感、短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率。在无串联电容也不考虑分布电容的线路上发生短路性功率。在无串联电容也不考虑分布电容的线路上发生短路时，认为短路功率从电源流向短路点。时，认为短路功率从电源流向短路点。结论：采用阶段式电流保护将难以满足选择性要求，给动作结论：采用阶段式电流保护将难以满足选择性要求，给动作值的整定和保护动作时限的整定造成困难。值的整定和保护动作时限的整定造成困难。2 2、故障方向：指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有正、故障方向：指故障发生在保护安装处的哪一侧，通常有正向

5、故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进向故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进行区分的。行区分的。正方向故障：从保护安装处看出去，在正方向故障：从保护安装处看出去，在“母线指向线路母线指向线路”方方向上发生的故障。向上发生的故障。反方向故障：从保护安装处看出去，在反方向故障：从保护安装处看出去，在“线路指向母线线路指向母线”方方向上发生的故障。向上发生的故障。 三、原因分析三、原因分析反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起保护误动。反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起保护误动。四、解决办法四、解决办法加装方向元件加装方向元件功率方向继电器。当方向元件和电流测量元功率方

6、向继电器。当方向元件和电流测量元件件均动作均动作时才启动逻辑元件。时才启动逻辑元件。利用方向元件和电流元件结合就构成了方向电流保护。利用方向元件和电流元件结合就构成了方向电流保护。由于元件动作有一定的方向，可在反方向故障时把保护闭锁。由于元件动作有一定的方向，可在反方向故障时把保护闭锁。正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组。正方向故障时方向电流保护才可能动作，按正方向分组。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源的子系统。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源的子系统。保护保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间应相只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间应

7、相互配合。而保护互配合。而保护2、4、6仅反映由右侧电源提供的短路电流，它仅反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合，矛盾得以解决。们之间应相互配合，矛盾得以解决。（一）构成（一）构成方向元件方向元件电流元件电流元件时间元件时间元件（二）工作原理（二）工作原理方向元件和电流元件都必方向元件和电流元件都必须动作后，才能去起动时须动作后，才能去起动时间元件，再经过预定的时间元件，再经过预定的时间后动作于跳闸。间后动作于跳闸。五、方向过流保护的原理接线图五、方向过流保护的原理接线图第二节第二节 电网相间短路的方向性电流保护电网相间短路的方向性电流保护一、问题的提出一、问题的提出为了提高供电可

8、靠性，电力系统中多采用双侧电源供电的辐射为了提高供电可靠性，电力系统中多采用双侧电源供电的辐射形电网或单侧电源环形电网供电，此时简单的电流保护已不能形电网或单侧电源环形电网供电，此时简单的电流保护已不能满足要求。满足要求。 对电流速断保护：对电流速断保护：d1处短路，应要求处短路，应要求 ，否则保护，否则保护3误动，误动，d2处短路，应要求处短路，应要求 ，否则保护，否则保护2误动。误动。 对过电流保护：对过电流保护：d1处短路，要求处短路，要求 ; d2处短路，要求处短路，要求 ，显然是矛盾的。显然是矛盾的。13IddzII22IddzII23tt32tt2.2.2 功率方向继电器的工作原理

9、功率方向继电器的工作原理功率方向继电器：用于判别短路功率方向或测定电压电流之间的功率方向继电器：用于判别短路功率方向或测定电压电流之间的夹角的继电器，简称方向元件。由于正、反向故障时短路功率夹角的继电器，简称方向元件。由于正、反向故障时短路功率方向不同，它将使保护的动作具有一定的方向性。方向不同，它将使保护的动作具有一定的方向性。一、工作原理一、工作原理电流本身无法判定方向，需要一个基准电流本身无法判定方向，需要一个基准母线电压。母线电压。母线电压参考方向为母线电压参考方向为“母线指向大地母线指向大地”，电流参考方向为，电流参考方向为“母线母线指向线路指向线路”利用判别短路功率方向或电流、电压

10、之间的相位关系，就可以判利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。别发生故障的方向。d1短路 （对保护2为正方向） d2短路（对保护2为反方向）111dNAdUIZ l212dNAdUIZ l 11argdAdNAIU180arg21dAdNAIU9002701800cosAAIUP0cosAAIUP 对继电保护中方向继电器的基本要求：对继电保护中方向继电器的基本要求：应有明确的方向性，即在正方向发生各种故障时（包括故障点应有明确的方向性，即在正方向发生各种故障时（包括故障点有过渡电阻的情况时），能可靠动作、而在反方向故障时，可有过渡电阻的情况时），能可靠动作、

11、而在反方向故障时，可靠不动作。靠不动作。故障时继电器的动作有足够的灵敏性。故障时继电器的动作有足够的灵敏性。2.2.6 对方向性电流保护的评价对方向性电流保护的评价评价：评价：在多电源网络及单电源环网中能保证选择性；在多电源网络及单电源环网中能保证选择性；1.快速性和灵敏性同前述单侧电源网络的电流保护；快速性和灵敏性同前述单侧电源网络的电流保护；2.接线较复杂，可靠性稍差，且增加投资；接线较复杂，可靠性稍差，且增加投资；3.出口处发生三相短路时，出口处发生三相短路时，GJ有死区，使保护有死区。有死区，使保护有死区。方向保护的加装原则方向保护的加装原则在保证选择性和灵敏性的情况下，在继电保护中应力求不用方在保证选择性和灵敏性的情况下，在继电保护中应力求不用方向元件向元件1、对电流速断保护来说，若反方向线路出口处短路，由电源供、对电流速断保护来说，若反方向线路出口处短路，由电源供给的最大短路小于本装置的动作电流时，可以不用方向元件。给的最大短路小于本装置的动作电流时，可以不用方向元件。2、对过流保护来说，若反方向的延时小于本保护的动作延时，、对过流保护来说，若反方向的延时小于本保护的动作延时，可以不用方向元件（但反方向的变化必须采用方向元件）。可以不用方向元件（但反方向的变化必须采用方向元件）。例题：如图输电网络，在各断路器上装设有过