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1、电力系统继电保护,广东工业大学华立学院,机电工程学部,第五讲,多媒体电子教案,功率方向继电器,二零一二年二-七月,主讲：周展怀,授课日期：2012.04.10/11,第八周 周二/三 5-6/3-4节,4.14.24.3,方向问题的提出及方向电流保护功率方向继电器功率方向继电器的接线方式,第4章,输电线路相间短路的方向电流保护,4.1 方向问题的提出及方向电流保护,4.1.1 方向问题的提出,P8292,当在K1点发生短路时，要求保护3、4动作，断开3、4两个断路器；,双电源辐射形和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。,对保护III而言，在K1点发生短路时，要求：,保护2、3同时动作；,保护4
2、、5同时动作；,实际上：,不能满足选择性要求。,而当在K2点发生短路时，则要求：,4.1.2 解决问题的措施,在原有的电流保护基础上，加装一个能判断故障方向的元件即功率方向继电器.,4.1.2 解决问题的措施,在原有的电流保护基础上，加装一个能判断故障方向的元件即功率方向继电器.,4.1 方向问题的提出及方向电流保护,拆开看成两个单电源辐射网；各装一组同方向的功率方向继电器；,保护方向为由母线流向线路；,方向电流保护单相原理接线图,仅当它和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源子系统。,方向电流保护单相原理接线图,4.1 方向问题的提出及方向电流保护,
3、功率方向继电器,与,KA:判别故障在否保护区内,KW:判别短路故障方向,KT:建立过电流保护的动作时限。,4.2 功率方向继电器,4.2.1 功率方向继电器工作原理,KW:可按比相原理构成；,KW:亦可按比幅原理构成；,1、按相位比较原理构成的过来方向继电器,电流以由母线流向线路为假定正方向；,电压以母线高于地为假定正方向；,g,对于线路PN上的P侧方向过电流保护1中的KW：,当K1点短路时：短路电流为正方向,其短路功率,当K2点短路时：短路电流为负方向,其短路功率,继电器动作,继电器不动作,KW动作条件,4.2 功率方向继电器,4.2.1 功率方向继电器工作原理,1、按相位比较原理构成的过来
4、方向继电器,电流以由母线流向线路为假定正方向；,电压以母线高于地为假定正方向；,g,也可间接比较电压 和 之间的相角：,继电器内角,2、比相与比幅之间的互换性,两相角差：,据平行四边形法则：,据平行四边形法则：,2、比相与比幅之间的互换性,P17,4.2 功率方向继电器,4.2.1 功率方向继电器工作原理,1、按相位比较原理构成的过来方向继电器,也可间接比较电压 和 之间的相角：,继电器内角,2、比相与比幅之间的互换性*,据比相与比幅之间的互换性，有,（4-3）,3、环流法幅值比较回路,4.2 功率方向继电器,4.2.1 功率方向继电器工作原理,1、按相位比较原理构成的过来方向继电器,2、比相
5、与比幅之间的互换性*,3、环流法幅值比较回路,KP极化继电器，执行元件,当动作条件：,继电器动作,其动作电流为 I0,4.2 功率方向继电器,4.2.2 LG-11功率方向继电器,1、LG-11功率方向继电器构成和动作条件,接TV,接TA,KW的当动作条件：,据比相与比幅之间的互换性，有,动作整流桥,制动 整流桥,继电器内角,4.2 功率方向继电器,4.2.2 LG-11功率方向继电器,2、LG-11功率方向继电器动作区和灵敏角,临界动作条件为垂直于最大灵敏线且过原点的直线，动作区在带有阴影的半平面范围，最大灵敏线为超前Ug相角a的一条直线。,继电器内角,4.2 功率方向继电器,4.2.3 整
6、流型功率方向继电器的最小动作电压和最小动作电流,考虑执行元件的动作电压U0，KW的实际动作条件：,1、最小动作电流,在最灵敏状态下，KW的动作电流最小，据（4-8）式有：,2、最小动作电压,4.2 功率方向继电器,4.2.3 整流型功率方向继电器的最小动作电压和最小动作电流,1、最小动作电流,2、最小动作电压,3、最小动作功率,4.2 功率方向继电器,4.2.4 功率方向继电器的潜动问题,功率继电器潜动是指当输入电压或输入电流中只要有一个量输入继电器时，继电器不应动作。实际中，由于比较回路各元件参数不完全对称，继电器可能动作，这称为潜动。潜动分为电压潜动和电流潜动，正向潜动和反向潜动。潜动的危
7、害表现在保护安装处正向出口短路时，继电器可能误动；反向出口短路时，继电器可能拒动或灵敏系数降低。消除电流潜动，调整电阻R2,消除电压潜动，调整电阻R1。,4.3 功率方向继电器的接线方式,4.3.1 功率方向继电器的90接线方式,P8292,对方向继电器的要求：1）正方向任何形式的短路，继电器都能动作；反方向短路，继电器不动作。2）故障以后，加入继电器的电流 和电压 尽可能大，灵敏度尽可能高。反应相间短路的方向继电器广泛采用90接线。所谓90接线是假设三相电压对称cos=1时，加入方向继电器的电流和电压相位相差90的一种接线方式,4.3 功率方向继电器的接线方式,4.3.1 功率方向继电器的90接线方式,P8292,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，反方向短路误动的后果。,90接线方式的主要优点：对各种两相短路没有死区。适当选择内角之后，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。当0 K90时，使方向继电器在一切故障情况下都能动作的条件应为：3060,4.3 功率方向继电器的接线方式,4.3.1 功率方向继电器的90接线方式,P8292,QF,TV,YR,QF,KA,KW,KT,TA,I,P,KS,去,信,号,TV,TA,QF,1KM,2KM,3KM,a,b,c,p,p,p,+,
