电力系统继电保护知识

第三章输电线路电流电压保护三）安装原则（P65-66）接在同一变电所母线上的，动作时限长者可不装方向元件，而动作时限短者和相等者则必须装设方向元件。①并不是所有保护元件都需安方向元件------只有那些在反方向短路时，靠时限不能保证选择性的保护，才需要装方向元件。1.52.533.51353.54单侧电源电线路

-----相间短路电流保护1、保护安装的位置2、短路功率方向3、保护动作原则单侧电源输电线路

-----相间短路电流保护1、保护安装的位置2、短路功率方向3、保护动作原则双侧电源输电线路3.2双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护为切除故障线路，应在线路两侧装QF和保护装置

K1短路，QF1QF2跳闸，母线A、B有电压否？一、电流保护方向性问题的提出K2点短路：3QF、4QF跳闸。但流过保护2、5电流大于其动作电流，保护2、5误动作—母线B、C失电---扩大停电范围。1、对无时限电流速断保护影响：若K2点短路观察流过保护2、3、4、5电流方向有何不同？2、对定时限过电流保护的影响K1点短路：保护2时限小于保护3的时限K2点短路：保护2时限大于保护3的时限无时限电流速断保护和定时限过电流保护在双电源电网中可能会误动作，无法满足选择性要求。结论分析下双电源电网，保护保护动作有何特征3、分析：K1点短路：保护2电流从母线指向线路----保护2动作保护3电流从线路指向母线---保护3不动作①K1点短路：S1S2K2点短路：保护3电流从母线指向线路---保护3动作保护2电流从线路指向母线---保护2不动作②K2点短路：1、解决方法：在电流保护的基础上加装一个功率方向判别元件——功率方向继电器（KW）。2、规定短路功率方向由母线指向线路为正方向。只有当线路中的短路功率方向为正方向时保护才动作。

在双电源电网中如何满足保护选择性要求？什么是方向电流保护？在电流保护的基础上加装方向元件，就构成了方向电流保护。什么是方向电流保护？方向电流保护的工作原理二、方向电流保护的工作原理在过电流保护的基础上加装方向元件，就构成了方向过电流保护（P64）。一）方向过流保护动作时限整定分析每个保护动作正方向？如何配合？如何分组？二）方向过流保护单相原理接线图①正常：KA?KP?②故障：KA?KP?三）安装原则（P65-66）接在同一变电所母线上的，动作时限长者可不装方向元件，而动作时限短者和相等者则必须装设方向元件。①并不是所有保护元件都需安方向元件------只有那些在反方向短路时，靠时限不能保证选择性的保护，才需要装方向元件。例如：1.52.533.51353.54①并不是所有保护元件都需安方向元件-----只有那些在反方向短路时，靠时限不能保证选择性的保护，才需要装方向元件。②同一母线两侧的过电流保护，若两侧的动作时限不等，则时限短的应装方向元件，时限长的不装；若两侧时限相等，则两侧都应加装。二、功率方向继电器（KP）工作原理一）作用：判断短路功率的方向正方向：母线指向线路，KP动作反方向：线路指向母线，KP不动作KP工作电压Ur：保护安装处母线电压二次值KP工作电流Ir：被保护线路电流二次值二）工作原理（1）K1点短路：保护3电压电流相位关系（2）K2点短路：保护3电压电流相位关系功率方向继电器（KP）工作原理（反）（正）PK>0时动作

PK<0时不动作

从而实现其方向性

功率方向继电器（KP）工作原理:功率方向继电器构成原理

三）功率方向继电器构成原理相位比较式原理幅值（绝对值）比较式原理1、相位比较式功率方向继电器判断加入KP的电压Ur和流入KP的电流Ir之间的相位角是否在（-90°90°）（1）直接比较（2）间接比较电抗变换器转移阻抗角功率方向继电器内角--移相绕组幅值（绝对值）比较式功率方向继电器2、幅值（绝对值）比较式功率方向继电器比较两个电气量幅值大小比较两个电气量幅值大小继电器动作继电器不动作动作量制动量动作量>制动量动作量<制动量工作绕组工作绕组移相绕组电抗变换器电压变换器桥式全波整流器桥式全波整流器滤波滤波限流限流UR3、继电器的灵敏角（P68）在电压电流相同情况下，继电器动作量最大，制动量最小时，Ir和Ur间的相位角φr，称为灵敏角。（1）什么是灵敏角φsen？Ir超前Ur–φr—为负

Ir滞后Ur–φr—为正

最大最小φsen

=

φr

=-α

最大灵敏线制动区最大灵敏线：当电流电压间的相位角为灵敏角时，与电流Ir重合的线继电器的动作边界线AB与最大灵敏线垂直AB最大灵敏线制动区AB最大灵敏角KP的接线方式三相系统中继电器的电压和电流的接入方式一)什么是KP的接线方式KW的接线方式要求UrIr四、功率方向继电器（KP）接线二)KP的接线方式的要求1、动作正确性2、动作灵敏性尽可能使φr接近φsen（φsen=-α)。正方向故障动作，反方向故障不动作规定：要求正方向故障时加入继电器的电流电压尽可能的大。流入继电器的电流Ir采用故障相电流Ur尽可能不用故障相电压。规定：90°接线方式三）功率方向继电器（KP）90°接线方式

在系统三相对称、功率因数cosφ=1的情况下，接入继电器的电流Ir超前电压Ur90°的接线方式。

功率方向继电器

IrUr1KPIAUBC2KPIBUCA3KPICUAB电流线圈接入本相电流

电压线圈按一定顺序接其它两相线电压

1、何为90°接线方式？Ir和Ur间的夹角正好是90º，故称90º接线方式3KP电流线圈和电压线圈的极性与相应的KA和KV二次绕组的极性连接必须正确，否则会KP不能正确动作。2KP1KP母线上TV二次侧电压功率方向继电器内角一般以Ur为参考相量，规定Ir滞后Ur时φr为正，Ir超前Ur时角φr为负.Ur、Ir的相量图φr>0φr<0四）KP的动作区和灵敏角

1、灵敏角2、最大灵敏线（1）与时的Ir重合的线，称为最大灵敏线。（2）继电器的动作边界与最大灵敏线垂直3、功率方向继电器内角当继电器在任何正方向故障均能动作，其内角应为4、1、非故障相电流的影响

五）非故障相电流的影响与按相起动两相短路（B、C相），非故障相（A相）流过负荷电流，若接线方式不正确，保护2误动作，必须按相启动。按相起动影响：非故障相中的方向保护的可能误动作方向功率继电器不能单独做保护使用方向电流保护中KA与KP触点应采用按相起动接线二）按相起动1、定义:先把同名相的KA和KP触点串联，再把各串联支路并联，然后与KT的圈串联。

保护2KP-A动作KA-C动作可避免非故障相电流影响而使保护误动作，所以方向电流保护必须采用按相启动接线。采用按相起动的意义：思考题思考题：LG-11KW有二种灵敏角（-30、-45），如何选择？它的选择与线路的阻抗角有关。应使灵敏角尽量接近-（90°-φK）,使其工作在最灵敏状态。1、对于某一具体输电线路，确定其短路的阻抗角φK；如何确定KW的最灵敏工作角？φK+

φr=90º六、方向过电流保护动作电流的整定计算

由于加装方向元件，只考虑同方向的保护之间配合，不考虑反方向故障。同方向的阶段式方向电流保护（Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段）整定原则按单侧电源线路相间短路电流保护中的整定方法进行。1、躲过被保护线路中的最大负荷电流。★环形电网应取开环时的最大负荷电流

与相邻线路过电流保护动作电流配合一）方向过电流保护整定计算2、同方向保护灵敏度配合1QF--3QF-5QF为一组2QF--3QF--6QF为一组动作方向相同的各保护的动作电流应从离电源最远处开始逐级增加。二）保护装置的相继动作

1、什么是相继动作？2、相继动作的线路长度，称为相继动作区域。

相继动作影响3、相继动作影响？延长故障切除时间三）方向过电流保护灵敏系数的校验灵敏系数较高，不需校验灵敏系数。电流元件与不带方向元件的过电流保护相同方向元件方向过电流保护灵敏系数主要取决于电流元件助增电流影响四）助增电流的影响1、什么是助增电流？（P70）使故障线路电流增大的现象称为助增。保护影响？限时电流速断保护方向电流保护双侧电源辐射电网单侧电源环形电网电流元件--KA方向元件--KPKP何时动作？动作正方向？如何接线？功率方向继电器

IrUr1KPIAUBC2KPIBUCA3KPICUABKP采用90°接线方式KP的最大灵敏角？最大灵敏线？最大灵敏线制动区AB最大灵敏角KP的接线方式内角的范围？如何根据线路的阻抗选择KP的内角？五）方向过电流保护动作时限的整定

1、整定原则同一动作方向方向保护，按阶梯原则整定。2、注意事项按阶梯原则整定动作时限，①要与主干线上同一方向的保护配合，②要与对应母线上所有其它出线的保护相配合。

同一动作方向方向保护，按阶梯原则整定。例如：①并不是所有保护元件都需安方向元件---