1、继电保护原理继电保护原理第四章 电网相间短路的方向电流保护中国电力出版社本次课内容及学习要点中国电力出版社第三节第三节 功率方向继电器的接线方式功率方向继电器的接线方式中国电力出版社功率方向继电器的接线方式1KW1KW2KW2KW3KW3KW图图4-164-16功率继电器功率继电器9090度接线方式的接线图和相量图度接线方式的接线图和相量图（a）功率继电器功率继电器9090度接线方式的接线图和相量图度接线方式的接线图和相量图中国电力出版社功率方向继电器的接线方式rIrUaIbcUbIcaUcIabU表表4-14-1 90接线方式电接线方式电流电压的组合流电压的组合输入电流功率方向 继电器序号
2、输入电压1KW2KW3KW中国电力出版社 一、一、功率方向继电器的接线方功率方向继电器的接线方式式。90Ir=IaUaUcUbUr=Ubc TVTAQF1KM2KM 3KMabc(b)(a)ppp+中国电力出版社一、一、功率方向继电器的接线方功率方向继电器的接线方式式对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，对方向继电器的接线应注意电流线圈和电压线圈的极性，极性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误极性接反了就会造成正方向短路拒动，反方向短路误动的后果。动的后果。9090接线方式的主要优点：接线方式的主要优点：(1)(1)对各种两相短路没有死区。对各种两相短路没有死区。(2)(2)
3、适当选择内角适当选择内角之后，对各种相间短路，都有能保证之后，对各种相间短路，都有能保证动作的方向性；且有较高灵敏度。动作的方向性；且有较高灵敏度。当当0 0 .K K9090时，使方向继电器在一切故障情况下都能时，使方向继电器在一切故障情况下都能动作的条件应为：动作的条件应为：303060PPP1 12 2中国电力出版社大接地电流电网中发生单相接地大接地电流电网中发生单相接地时非故障相电流向量图时非故障相电流向量图 103KAII 1bbUE 1cccaUEU 1abUaE0I 000abcIII rcrbbcbcUEE中国电力出版社保护保护1 1和和2 2各相功率方向继电器所各相功率方向继
4、电器所加电压、电流及相角差加电压、电流及相角差保保护护功率方向功率方向继电器继电器输入电输入电流流IrIr输入电输入电压压UrUr输入角输入角“”动作情动作情况况保护动保护动作行为作行为1 11KW1KWI I0 00 0动作动作能动作能动作2KW2KWI I0 0210210不动作不动作3KW3KWI I0 0150150不动作不动作2 21KW1KW-I-I0 0180180不动作不动作 可能误可能误动作动作2KW2KW-I-I0 03030动作动作3KW3KW-I-I0 0-30-30动作动作 1abU 1caU 1bcU 1abU 1bcU 1caU中国电力出版社零序电流继电器闭锁相间
5、保护的接线零序电流继电器闭锁相间保护的接线 为消除保护2误动作，除采用按相启动外，电流元件的启动电流要躲过非故障相负荷电流的整定。如果由于按躲过非故障相负荷电流的整定而使动作电流过大，不能满足灵敏性要求时，可以采用零序过电流保护闭锁方向过流保护的接线。如图4-22所示。KAZKAZ1KA1KA1KW1KW3KA3KA3KW3KWKTKT方向过流保护的整定计算方向过流保护的整定计算图图4-224-22零序电流继电器闭锁相间保护的接线零序电流继电器闭锁相间保护的接线中国电力出版社零序电流继电器闭锁相间保零序电流继电器闭锁相间保护的接线护的接线p用接地保护中零序电流继电器用接地保护中零序电流继电器K
6、AZKAZ的触点来闭的触点来闭锁相间保护的方向过流保护。锁相间保护的方向过流保护。p当线路发生单相接地时，当线路发生单相接地时，KAZKAZ动作，断开其动动作，断开其动断触点，把相间方向过流保护闭锁。这时，相断触点，把相间方向过流保护闭锁。这时，相间保护中的电流元件动作，动作电流只需躲过间保护中的电流元件动作，动作电流只需躲过非故障相中负荷电流即可。非故障相中负荷电流即可。KAZKAZ1KA1KA1KW1KW3KA3KA3KW3KWKTKT图图4-244-24零序电流继电器闭锁相间保护的接线零序电流继电器闭锁相间保护的接线中国电力出版社功率方向继电器功率方向继电器9090接线的优点接线的优点(
7、1)以上讨论的继电器内角的范围，只是继电器在各种短路情况下，可能动作的条件，而不是动作最灵敏条件，继电器最灵敏条件应按 的条件来考虑，因此对某一已确定了阻抗角的线路，应该根据这个条件来选择适当的内角，以使继电器动作最灵敏。(2)90接线的优点：适当选择最大灵敏角，对于线路上各种相间短路都能正确动作，而且对于各种两相短路都有较高继电器输入电压，保证了有较高的灵敏性。在发生两相和单相接地短路时，没有死区，在三相短路时出现的电压死区较小，有利于用电压记忆回路消除出口短路时的电压死区。co s1ra中国电力出版社第五节第五节 方向过电流保护整定计算方向过电流保护整定计算一、一、中国电力出版社第五节方向
8、过流保护的整定计算第五节方向过流保护的整定计算 1 1、躲开被保护线路中最大负荷电流、躲开被保护线路中最大负荷电流I ILmaxLmax，即，即 （4-284-28）式中式中 I I考虑电动机自启动最大负荷电流。考虑电动机自启动最大负荷电流。2 2、躲过非故障相电流整定、躲过非故障相电流整定在小接地电流电网中，非故障相电流为负荷电流，在小接地电流电网中，非故障相电流为负荷电流，保护装置的动作电流只需按式（保护装置的动作电流只需按式（4-284-28）整定即可。在）整定即可。在大接地电流电网中，非故障相电流大接地电流电网中，非故障相电流I Iunfunf除负荷电流除负荷电流I IL L外，还包括
9、故障电流的零序分量外，还包括故障电流的零序分量3I3I0 0，可用下式计算：，可用下式计算：max1LrerelopIKKI03IKIILunf中国电力出版社第五节方向过流保护的整定计算第五节方向过流保护的整定计算)3(0IkIKIKILrelunfrelop中国电力出版社第五节方向过流保护的整定计算第五节方向过流保护的整定计算l 同方向的保护，它们的灵敏系数应互相配合。方同方向的保护，它们的灵敏系数应互相配合。方向过流保护通常做下一段线路的后备保护，应使向过流保护通常做下一段线路的后备保护，应使前一段线路保护的动作电流大于后一段线路保护前一段线路保护的动作电流大于后一段线路保护的动作电流。即
10、沿着同一保护方向，保护的动作的动作电流。即沿着同一保护方向，保护的动作电流从远离电源最远处开始逐渐增大。即电流从远离电源最远处开始逐渐增大。即。246531;opopopopopopIIIIII中国电力出版社3 3、保护装置的动作时限、保护装置的动作时限l 135ttt642tttt t1 1t t3 3t t5 5t t2 2t t4 4t t6 6图图4-244-24中国电力出版社方向过流保护的整定计算方向过流保护的整定计算按照阶梯原则，保护装置动作时限不仅要按照阶梯原则，保护装置动作时限不仅要与相邻主干线上保护相配合，而且要与被与相邻主干线上保护相配合，而且要与被保护线路对侧母线上，所有
11、出线的保护相保护线路对侧母线上，所有出线的保护相配合。配合。中国电力出版社方向过流保护的整定计算方向过流保护的整定计算中国电力出版社 对对一、对四性的评价一、对四性的评价1)1)选择性：依靠逆向阶梯原则的时限特性和方向元件保证。选择性：依靠逆向阶梯原则的时限特性和方向元件保证。2)2)快速性：动作时限长。快速性：动作时限长。3 3）灵敏性：由电流元件决定，受网络结构和运行方式变化）灵敏性：由电流元件决定，受网络结构和运行方式变化影响，一般具有足够的灵敏系数，但在长距离、大负荷影响，一般具有足够的灵敏系数，但在长距离、大负荷的线路往往不能满足要求。的线路往往不能满足要求。4 4）可靠性：采用继电
12、器及接线简单，可靠性高。）可靠性：采用继电器及接线简单，可靠性高。二、应用二、应用主要应用于主要应用于35kV35kV及以下的两侧电源辐射形网络和单电源环及以下的两侧电源辐射形网络和单电源环形网络。常采用三段式方向电流保护作为相间短路的主形网络。常采用三段式方向电流保护作为相间短路的主保护。保护。中国电力出版社例例4-14-1例4-1 求图示网络方向过电流保护动作时间，时限级差取0.5s。并说明哪些保护需要装设方向元件。解解（1 1）计计算各保算各保护动护动作作时时限限保保护护1 1、2 2、4 4、6 6为为同方向，其同方向，其动动作作时时限限为为：6130.50.51ttts 中国电力出版
13、社6134641240.50.511 0.51.50.50.511.5tttstttstttss 取时限长的t2421121.50.5220.52.52.5tttstttsts 取1211012.50.531 0.51.53tttstttsts 取310535115757127871 0.51.51.50.52.520.522.52.50.530.50.51330.53.5tttstttstttststttstttssttts 取取时限长的t保护保护3 3、5 5、7 7、8 8为同方向，其动作为同方向，其动作时限为：时限为：中国电力出版社例例4-14-19119492920.52.51.50
14、.52.520.52.52.5tttstttstttsts 取2 2、确定应装设方向元件、确定应装设方向元件观察母线观察母线A A由于由于t2t2t1t1，故保护，故保护2 2需要装设方向元件；观察需要装设方向元件；观察B B母母线，线，t3=t4,t3=t4,故保护故保护3 3和保护和保护4 4均应装设方向元件均应装设方向元件t11t11t9,t9,故保故保护护1111应装设方向元件应装设方向元件；观察母线；观察母线C C，t6t6t5,t5,故保护故保护6 6应装设方应装设方向元件；观察母线向元件；观察母线D D，t7t7t8t8，故保护，故保护7 7应装设方向元件。应装设方向元件。中国电力出版社布置作业 1、99页习题4-4，4-5；2、99页习题4-8，4-9 3、补充书外习题:如图输电网络，在各断路器上装有过流保护，已知时限级差为0.5s，为保证动作选择性，要求1）试确定各过流保护的动作时限 G1G1G2G223 31 14 45 57 79 91010111112129 9131314141s1s1.5s1.5s0.5s0.5s1s1s0.5s0.5s0.5s0.5s本章内容结束
