2019 电力系统继电保护第二章ppt课件.ppt

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1、第二章电网的电流保护仉志华中国石油大学（华东）信息与控制工程学院电气工程系《电力系统继电保护》第二节双侧电源网络相间短路的方向性电流保护（针对双端或者多端供电网络）双电源及多电源系统具有更高的供电可靠性。如下图，即使断路器1、2跳开（无论何原因），则变电站M、N、P、Q的供电情况受到的影响较小。一、问题的提出若按照第一节提出的电流保护整定原则，为保证选择性，在K1点与K2点故障时，保护2和保护3整定值矛盾；在K1点与K2点故障时，保护2和保护3动作时限矛盾；K2发现差异：保护2的方向与的方向相反

2、；保护3的方向与的方向相同。规定继电保护中的“正方向”：由继电保护安装处指向被保护元件。（教材：由母线指向线路——仅针对线路）误动作的保护都是在自己所保护的线路反方向发生故障时，由对侧电源供给的短路电流引起的。为此，如果设计一个方法能够区分“正方向”和“反方向”(差异)，问题就迎刃而解了。双电源问题归结为：如何区分短路的方向？二、方向性电流保护工作原理在原有电流保护基础上增加方向判别元件，反方向故障时把保护闭锁不致误动。无方向元件的电流保护（延时可以为0）有方向元件的电流保护(方向性电流保护)无方

3、向元件有方向元件继电器连接方式的原理图三、功率方向判别元件d1点短路向量图d2点短路向量图因此利用判别短路功率的方向或电流、电压之间的相位关系，判别发生故障的方向。判别功率方向或测定电流电压间相位角的继电器称为功率方向继电器。主要反应加入继电器中电流和电压之间的相位而工作，因此可用相位比较方式来实现。对功率方向继电器的基本要求⑴具有明确的方向性即在正方向发生各种故障(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，可靠不动作。⑵正向故障时可靠动作且有足够的灵敏性。应当比电流元件的灵

4、敏度更高，否则会影响保护的灵敏度反向故障时，电压电流之间的夹角为：功率方向继电器接入电压和电流的幅值不变时，其输出随两者间相位差的大小而改变，输出为最大时的相位差称为继电器的最大灵敏角。也可以按照有功功率表理解该继电器工作原理及最大灵敏角！用表示超前于角度，用功率的形式表示当余弦项和、越大时，其值越大，继电器动作灵敏度越高，任一项等于零或余弦项为负时，不能动作。采用这种特性和接线的继电器时，在其正方向出口附近发生三相短路，A-B或C-A两相接地短路，以及A相接地短路时，由于或数值很小，使继电器

5、不能动作，这称为继电器的“电压死区”。功率方向继电器的主要任务：判断短路功率的方向。接线方式要求：⑴正方向任何型式的故障都能动作，而反方向故障则不动作。⑵故障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灵敏角，以便消除和减小方向继电器的死区。因此，功率方向继电器广泛采用是900接线方式。900接线方式：在三相对称的情况下，当时，加入继电器的电流如和电压相位差900。该接线方式下，线路上发生各种故障时动作情况，讨论：三、相间短路功率方向继电器的接线方式90°接线方式（称呼方便

6、）：三相对称、且cosφ=1时，引入的电流与电压的夹角。即:此时，继电器的最大灵敏角应设计为动作方程为：上式可变为：称为功率方向继电器的内角用功率的形式表示为：对A相的功率方向继电器，表示为：除正方向出口附近发生三相短路时，，继电器具有很小的电压死区外，在其它任何包括A相的不对称短路时，A相电流很大，BC线电压很高，因此继电器不仅没有死区，而且动作灵敏度很高。为了减小和消除三相短路时的死区，可以采用电压记忆回路，并尽量提高继电器动作时的灵敏度。几个角度的含义输入继电器的电压、电流之间的夹角被保

7、护线路的阻抗角，架空线路一般为60°，电缆线路一般为45°最大灵敏角，对应着功率方向继电器动作最为灵敏的角度功率方向继电器的内角A相极性连接示意图注意：1）极性连接。2）按相连接。三相连接示意图（极性、按相）（1）正向发生三相短路故障电力系统中任何电缆或架空线路的阻抗角(包括含有过渡电阻短路的情况)都位于之间，为使方向继电器在任何的情况下均能动作，就必须要求上式始终大于0，为此需要选择一个合适的内角才能满足要求：当时必须选择　　当时必须选择（2）正方向发生两相短路BC两相短路分两种情

8、况进行讨论①短路点位于保护安装地点附近短路阻抗（保护安装处到电源间的系统阻抗），极限时取，短路电流由电势产生，滞后的角度为，电流，短路点电压为：使继电器动作，选择内角为对A相继电器：继电器不动作。对B相继电器：动作条件为：对C相继电器：动作条件为：BC两相短路②短路点远离保护安装地点，且系统容量很大，极限时取，电流仍由电势产生，并滞后一个角度，保护安装地点电压为：BC两相短路BC两相短路Ｂ相继电器：A相继电器：不动作。C相继电器：动作条件：动作条件为：当当EAB综合以上两种极限情况