1、知识点:l掌握双侧电源线路保护特点l掌握方向电流保护构成l理解方向元件判据l了解方向元件接线方式l了解方向电流保护整定计算方法4.1 方向电流保护的工作原理 4.1.1 电流保护用于双电源线路时的问题 4.1.2 方向性保护的概念 4.1.1 电流保护用于双电源线路时的问题（1）、段灵敏度可能下降 k2Ikb.段还必须躲过k2时的短路电流c.段整定值取a、b计算结果较大值a.段躲过k1时的短路电流k1Ik段:k2Ikb.段还应与P2段配合c.段整定值取a、b计算结果较大值a.段应与P5段配合k1Ik段:P5P2（2）段无法保证动作选择性 k2Ikk1IkP2a.k1故障时希望P3跳闸，t2t3
2、 b.k2故障时希望P2跳闸，t3t2 无法同时保证以上两种情况保护动作具有选择性4.1.2 方向性保护的概念 k2Ik问题在于“反向故障”区域故障时，电源B提供的短路电流对保护P3的影响。反向故障正向故障：母线指向线路解决方法：设置“方向元件”判别故障方向当故障为“正向故障”时，开放电流保护当故障为“反向故障”时，闭锁电流保护设置了方向元件，双电源线路电流保护实际分成了两组方向不同的单电源线路电流保护。两组保护各自的整定方法与单电源线路电流保护一致。4.2 功率方向元件1.工作原理方向元件如何判断故障“方向”？分析一下两种故障情况母线电压与线路电流的相位关系结论：根据母线电压与线路电流的相位
3、关系可以判断故障“方向”。1.传统功率方向继电器 传统的方向元件也称为功率方向继电器 00cos090arg90UPUII 正向故障时：传统功率方向继电器有感应型的GG-11、整流型的LG-11等。（1）LG-11动作条件：UKIK90arg90K UK I 加入继电器的电压加入继电器的电流电压变换器变换系数电抗变压器变换系数实现时转为比幅动作方程：UKIKUKIKK UK IK UK I 比相条件与比幅条件的等效关系UKIK90arg90K UK I UKIKUKIKK UK IK UK I UKIKarg90K UK I UKIKUKIKK UK IK UK I UKIKarg90K UK
4、 I UKIKUKIKK UK IK UK I 极化记忆LG-11电路原理图“死区”问题：保护出口短路时，0KU导致功率方向继电器拒动 解决“死区”方法：引入“极化记忆回路”保护出口短路时,不会立即变为零，仍“记忆”约70ms UKK U（2）LG-11动作特性 LG-11动作条件可以改写为 KK90arg90UI继电器内角UIKK LG-11内角有300、450两档可选 以电压为参考相量当电流落在阴影区域时，继电器动作。2.微机保护方向元件（1）传统判据以微机保护算法实现 90arg90GHGHGHcoscossinsin0GHGH（2）新原理方向元件 以电流、电压的工频变化量构成比相判据
5、主要用于220kV纵联保护中，将在第7章详细讨论。4.3 方向电流保护接线方式方向元件采用900接线方式方向元件与电流元件之间采用“按相起动”接线1.方向元件的900接线方式AIBCUBICAUCIABU1.三相短路以KWA为例正向短路反向短路动作区以电压为参考相量画出电流落在动作区内，动作电流不在动作区内，不动作1.两相短路以BC相短路为例分析KWB、KWC行为（1）近处两相短路反向故障KI反向故障KI（2）远处两相短路KWB正确动作KWC正确动作2.非故障相电流的影响及按相起动接线 不对称故障时流过非故障相的电流称为非故障相电流 方向元件额定电流不大，如LG-11额定电流为1A 电力系统正
6、常运行时送电侧功率方向元件会动作 不对称故障时非故障相方向元件动作情况不反映故障方向A相为非故障相，KWA是否动作取决于负荷电流方向为了保证电流保护正确动作，应采用“按相起动”接线非故障相电流元件不动作，方向元件不会导致保护误动4.4 方向电流保护的整定原则 动作电流整定：与单电源线路电流保护一样注意：整定时仅与方向相同的保护进行配合段整定时注意躲过非故障相电流影响方向元件投入问题，并非所有保护均投入方向元件同一母线上动作电流最大的、保护可不投入方向元件同一母线上动作时间最长的保护可不投入方向元件act1act3act5act7IIII1357tttt，act8act6act4act2IIII
7、8642tttt，方向元件是否投入由整定开关决定 方向电流保护逻辑框图 小 结1.电流保护用于双电源线路时不能保证灵敏性、选择性。2.电流元件与方向元件构成了方向电流保护，两者逻辑关系为“与”。3.方向元件利用电流、电压相位关系判别故障方向。母线指向线路为”正向故障，正向故障时方向元件动作，开放方向电流保护；反向故障时方向元件不动作，闭锁方向电流保护。4.保护出口短路时，母线电压很低，可能导致方向元件拒动，产生保护动作“死区”，可以“记忆”故障前母线电压来消除死区。5.功率方向继电器接线应重视极性问题电流参考方向为从标记端流入，电压参考方向由标记端指向非标记端。6.反应相间短路的功率方向继电器采用900接线，电流继电器与功率方向继电器之间接线满足“按相起动”原则。7.方向电流保护的保护区仍受系统运方、故障类型影响，主要应用于10kV、35kV线路。
