继电保护 第四章相间短路的方向电流保护 密 酸 超
第四章 相间短路的方向电流保护
应用场合：35kV及以下非单电 源供电辐射形电网线路的相间短路保 护。 峦
应用场合：35kV及以下非 单电 源供电辐射形电网 线路的相间短路保 护
方向电流保护定义：在电流保护 基础上加上方向元件，即加上功率方 向继电器（KW)后所构成的保护。 配 杂 本章重点：KW 冠 魔 虚
方向电流保护定义：在电流保护 基础上加上方向元件，即加上功率方 向继电器（KW）后所构成的保护。 本章重点：KW
第一节 方向电流保护的工作原理 第二节功率方向继电器 第三节功率方向继电器的接线方式 第四节非故障相电流的影响及按相起动接线 第五节方向电流保护的整定计算
第二节 功率方向继电器 第三节 功率方向继电器的接线方式 第四节 非故障相电流的影响及按相起动接线 第一节 方向电流保护的工作原理 第五节 方向电流保护的整定计算
第一节 方向电流保护的工作原理 、 电流保护的新问题 上一章所学习的阶段式电流保护是以单电源供电辐射形中的线路为例， 随着电力系统的发展以及用户对供电可靠性要求的提高，电力系统中出现了 非单侧电源供电辐射形电网，如：双侧电源辐射形电网、单侧电源环形电网 等。当阶段式电流保护用在这些非单侧电源辐射形电网的线路时，会出现新 的问题—一方向性问题 复习： (1)单电源供电辐射形中线路电流保护的基本原理： (2)单电源供电辐射形中线路电流保护的问题和解决措施。 以图4-3b)的保护3为例
第一节 方向电流保护的工作原理 一、电流保护的新问题 上一章所学习的阶段式电流保护是以单电源供电辐射形中的线路为例， 随着电力系统的发展以及用户对供电可靠性要求的提高，电力系统中出现了 非单侧电源供电辐射形电网，如：双侧电源辐射形电网、单侧电源环形电网 等。当阶段式电流保护用在这些非单侧电源辐射形电网的线路时，会出现新 的问题——方向性问题 复习：（1）单电源供电辐射形中线路电流保护的基本原理； （2）单电源供电辐射形中线路电流保护的问题和解决措施。 以图4-3(b)的保护3为例
·电流保护的问题：相邻元件CD线路故障时， 电流保护3也有短路电流通过，保护可能会误 动作。 无时限电流速断保护通过提高保护的动作电流实现， 保护的灵敏性比较差； *定时限过电流保护通过提高保护的动作时间实现，保 护的速动性比较差； *限时电流速断保护同时通过动作电流、动作时限的配 合实现，性能介于上述两种保护之间。 电流保护的新问题：相邻元件AB线路故障时， 电流保护3也有短路电流通过，保护也可能会 误动作。一措施：加KW
▪ 电流保护的问题：相邻元件CD线路故障时， 电流保护3也有短路电流通过，保护可能会误 动作。 * 无时限电流速断保护通过提高保护的动作电流实现， 保护的灵敏性比较差； ** 定时限过电流保护通过提高保护的动作时间实现，保 护的速动性比较差； ***限时电流速断保护同时通过动作电流、动作时限的配 合实现，性能介于上述两种保护之间。 ▪ 电流保护的新问题：相邻元件AB线路故障时， 电流保护3也有短路电流通过，保护也可能会 误动作。——措施：加KW
二、保护的正方向、反方向定义 以保护安装处为边界，保护出现两侧。 保护范围所在的这侧，称为保护的正方向，简称正向。在保护的正向发生故障 时，保护能正确工作。 非保护范围所在的那一侧，称为保护的反方向，简称反向。在保护的反方向发 生故障时，保护可能误动作： KW的作用：判断故障发生在保护的哪个方向。故又称之为方向元件。当故障发 生在保护的反方向时，KW不动作，将保护闭锁；而当故障发生在保护的正向时， KW动作，解除对保护的闭锁
保护范围所在的这侧，称为保护的正方向，简称正向。 在保护的正向发生故障 时，保护能正确工作。 二、保护的正方向、反方向定义 以保护安装处为边界，保护出现两侧。 非保护范围所在的那一侧，称为保护的反方向，简称反向。在保护的反方向发 生故障时，保护可能误动作。 KW的作用：判断故障发生在保护的哪个方向。故又称之为方向元件。当故障发 生在保护的反方向时，KW不动作，将保护闭锁；而当故障发生在保护的正向时， KW动作，解除对保护的闭锁
三、方向元件的装设原则（P54) 特别要说明的是，在双侧电源辐射形电网或单侧电源环形电网中，并 不是所有的电流保护在反方向故障时都会误动作。因此，也并不是所有的 电流保护都要装设功率方向元件。 总原则：反方向故障时，可能会误动作的电流保护，才需要装设。 (1)无时限电流速断保护：反方向故障时，若流过保护的最大短路 电流大于保护的动作电流，需要装设。 (2)限时电流速断保护：反方向故障时，若保护范围超过故障元件 速断保护的保护范围，即故障元件速断保护范围末端故障的最大短路电 流大于保护的动作电流，需要装设。 (3)定时限过电流保护：反方向故障时，若故障元件保护的动作时 限大于等于本保护的动作时限，需要装设。推论：除单电源供电环形电 网的电源母线外，对侧有电源的母线两侧保护，当动作时限不等时，小 者装；当动作时限相等时，两者都装
三、方向元件的装设原则 （P54） 总原则：反方向故障时，可能会误动作的电流保护，才需要装设。 （1） 无时限电流速断保护：反方向故障时，若流过保护的最大短路 电流大于保护的动作电流，需要装设。 （2）限时电流速断保护：反方向故障时，若保护范围超过故障元件 速断保护的保护范围，即故障元件速断保护范围末端故障的最大短路电 流大于保护的动作电流，需要装设。 （3）定时限过电流保护：反方向故障时，若故障元件保护的动作时 限大于等于本保护的动作时限，需要装设。推论：除单电源供电环形电 网的电源母线外，对侧有电源的母线两侧保护，当动作时限不等时，小 者装；当动作时限相等时，两者都装。 特别要说明的是，在双侧电源辐射形电网或单侧电源环形电网中，并 不是所有的电流保护在反方向故障时都会误动作。因此，也并不是所有的 电流保护都要装设功率方向元件
四、三段式方向电流保护的原理图 三段式方向电流保护的单相原理框图如图4-4(a)所示。可以看出，为了 提高三段式方向电流保护装置的可靠性，保护装置中每相的I、Ⅱ、Ⅱ段可以 根据需要共用一个功率方向元件。 图4-4(b)为定时限方向过流保护的单相原理接线图，其中KW为功 率方向继电器，KA为电流继电器。由KW判别功率的方向，KA判别电流 的大小。只有在正向范围内故障，KW、KA均动作时，保护才能起动
四、三段式方向电流保护的原理图 图4-4（b）为定时限方向过流保护的单相原理接线图，其中KW为功 率方向继电器，KA为电流继电器。由KW判别功率的方向，KA判别电流 的大小。只有在正向范围内故障，KW、KA均动作时，保护才能起动。 三段式方向电流保护的单相原理框图如图4-4（a）所示。可以看出，为了 提高三段式方向电流保护装置的可靠性，保护装置中每相的I、Ⅱ、Ⅲ段可以 根据需要共用一个功率方向元件
第二节 功率方向继电器 一、作用 二、符号 三、基本原理 根据保护正方向、反方向故障时参数的不同实现。一一短 路电流的方向不同。正向故障时，短路电流的方向总是由断路 器母线侧流向线路侧，简称母线一线路；而反向故障时，短路 电流的方向总是由断路器线路侧流向母线侧，简称线路一母 线。一一通过检测加入KW的电流、电压相位关系实现。如图4 5所示
第二节 功率方向继电器 一、作用 二、符号 三、基本原理 根据保护正方向、反方向故障时参数的不同实现。——短 路电流的方向不同。正向故障时，短路电流的方向总是由断路 器母线侧流向线路侧，简称母线—线路；而反向故障时，短路 电流的方向总是由断路器线路侧流向母线侧，简称线路—母 线。——通过检测加入KW的电流、电压相位关系实现。如图4- 5所示