第二节电网相间短路的方向性电流保护精选文档.ppt





《第二节电网相间短路的方向性电流保护精选文档.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二节电网相间短路的方向性电流保护精选文档.ppt(47页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二节电网相间短路的方向性电流保护本讲稿第一页,共四十七页双侧电源网络相间短路时的功率方向双侧电源网络相间短路时的功率方向 l三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进三段式电流保护是以单侧电源网络为基础进行分析的,各保护都安装在被保护线路靠近行分析的,各保护都安装在被保护线路靠近电源的一侧,或者说线路的始端。电源的一侧,或者说线路的始端。仅利用相仅利用相间间短路后短路后电流幅值增大的特征电流幅值增大的特征来区分故障与来区分故障与正常运行状态的,以正常运行状态的,以动作电流的大小动作电流的大小和和动作动作时限的长短配合时限的长短配合来保来保证有选择证有选择的切除故障。的切除故障。1.问题的提出问题
2、的提出本讲稿第二页,共四十七页l在发生故障时,它们都是在在发生故障时,它们都是在短路功率从母线流向短路功率从母线流向被保护线路被保护线路的情况下,按选择性的条件来协调配的情况下,按选择性的条件来协调配合工作的。合工作的。l我们有时讲我们有时讲电流的流向通常是指功率的流向电流的流向通常是指功率的流向,电电流的方向是不定的流的方向是不定的,而规定而规定功率从母线流向线路功率从母线流向线路称为正方向称为正方向。本讲稿第三页,共四十七页l现代电力系统都是由许多电源组成的复杂网络。现代电力系统都是由许多电源组成的复杂网络。l例如:例如:在双侧电源网络接线中在双侧电源网络接线中,由于两侧均有电由于两侧均有
3、电源源,因此在每条线路的两侧均需装设断路器和保因此在每条线路的两侧均需装设断路器和保护装置。护装置。当某条线路发生短路时,应由线路两侧保护动作跳当某条线路发生短路时,应由线路两侧保护动作跳开断路器以切除故障,这时不会造成停电,这正是开断路器以切除故障,这时不会造成停电,这正是双端供电的优点双端供电的优点。A AC CB B12k2本讲稿第四页,共四十七页对电流速断保护的影响对电流速断保护的影响q当当k k1 1点短路时点短路时,按照选择性的要求按照选择性的要求,应由应由保护保护2 2和和保护保护6 6动动作切除故障作切除故障.但由于但由于 供给的短路电流供给的短路电流 也将通过也将通过保护保护
4、1 1.若若保护保护1 1采用电流速断且采用电流速断且 大于保护装置大于保护装置1 1的起动电流的起动电流 ,则则保护保护1 1的电流速断就要误动的电流速断就要误动(母线上可能挂有其它分支线路母线上可能挂有其它分支线路)。造成造成C C变电所全部停电。变电所全部停电。q同样的分析其它短路点时,对有关的保护装置也能得出相应同样的分析其它短路点时,对有关的保护装置也能得出相应的结论。的结论。78654321k1ABCD本讲稿第五页,共四十七页(2)(2)对过电流保护的影响对过电流保护的影响78654321k1Ik1设设保护保护1-81-8均装设有均装设有过电流保护过电流保护,当线路,当线路k k1
5、 1点点短路时,由电源短路时,由电源 提供的短路电流提供的短路电流I Ik1k1将流过将流过保护保护8 8,7 7,1 1,6 6等,这些地方装设等,这些地方装设的过电流保护均要启动,为保证动作的选择性,需满足:的过电流保护均要启动,为保证动作的选择性,需满足:t4 t3 t5 t2 t6 t1 t7 t8k2当线路当线路k k2 2点点短路时,由电源短路时,由电源 提供的短路电流提供的短路电流 将流过保护将流过保护4 4,3 3,5 5,2 2等,这些地方装设的过电流保护均要启动,为保证等,这些地方装设的过电流保护均要启动,为保证动作的选择性,需满足:动作的选择性,需满足:t8 t7 t1
6、t6 t2 t5 t3 t4k k1 1点点短路时要求短路时要求t t7 7 t t8 8,k k2 2点点短路时要求短路时要求t t8 8 t t7 7 ,显然矛盾!显然矛盾!本讲稿第六页,共四十七页q分析双侧电源供电情况下所出现的分析双侧电源供电情况下所出现的这一新矛盾这一新矛盾,可以发现可以发现,误动的保护误动的保护均是在自己所保护的线路背后发生均是在自己所保护的线路背后发生故障时故障时,由对侧电源供给的短路电流由对侧电源供给的短路电流所引起的所引起的.对误动的保护而言对误动的保护而言,实际实际短路功率的方向都是由线路流向母短路功率的方向都是由线路流向母线线(或者说功率的方向为负或者说功
7、率的方向为负)本讲稿第七页,共四十七页2.措施措施q为了消除这种无选择的动作需要在可能产生误动为了消除这种无选择的动作需要在可能产生误动的保护上装设一个功率方向闭锁元件的保护上装设一个功率方向闭锁元件.I+I或或q该元件只当短路功率方向由母线流向线路时该元件只当短路功率方向由母线流向线路时动作,相反则不动作动作,相反则不动作.本讲稿第八页,共四十七页3.方向元件的要求方向元件的要求4.定义定义v在在正前方正前方发生短路时发生短路时:它计算出的功率为正它计算出的功率为正,方向元件能够动作方向元件能够动作.v在在背后背后发生短路时发生短路时:它计算出的功率为负它计算出的功率为负,方向元件能够可靠不
8、动作方向元件能够可靠不动作.用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角的继电器称为的继电器称为功率方向继电器功率方向继电器.本讲稿第九页,共四十七页q对保护对保护1而言而言,当正方向当正方向d1点三相短路时点三相短路时,若短路若短路电流电流 给定正方向是从保护安装处母线流向线路给定正方向是从保护安装处母线流向线路,则它滞后于该母线电压则它滞后于该母线电压 一个相一个相角角 (为从母线至为从母线至d1点间的线点间的线路阻抗角路阻抗角)其值为其值为 功率方向继电器的工作原理功率方向继电器的工作原理1.原理原理U21d1.Id1.线路阻抗呈感性,中低压线路阻抗角
9、 。超高压线路阻抗角本讲稿第十页,共四十七页q当反方向当反方向d2点短路时点短路时,流经流经1的短路电流是的短路电流是 供给供给的的.若仍按规定的正方向观察若仍按规定的正方向观察,则则 滞后于母线电压滞后于母线电压 的相角将是的相角将是 ,其值为其值为如以母线电压如以母线电压 为参考向量为参考向量,并设并设 ,则则 和和 相差相差 .2 21 1d2U.Id2.Id2.故利用判别短路功率方向或电流故利用判别短路功率方向或电流,电压电压之间的相位关系便可判别发生故障的方向之间的相位关系便可判别发生故障的方向.本讲稿第十一页,共四十七页4.4.要求要求q继电保护中对方向元件(继电器)的基本要求继电
10、保护中对方向元件(继电器)的基本要求:1)1)应具有明确的方向性应具有明确的方向性2)2)即正前方发生各种故障时,能可靠动作即正前方发生各种故障时,能可靠动作,而而在反方向故障时,可靠不动作。在反方向故障时,可靠不动作。2)2)故障时继电器的动作有足够的灵敏度。故障时继电器的动作有足够的灵敏度。本讲稿第十二页,共四十七页如果按电工技术中测量功率的概念,对如果按电工技术中测量功率的概念,对A A相的功率方向继电器,相的功率方向继电器,加入电压加入电压 (=)(=)和电流和电流 (=)(=),则当正方向,则当正方向d d1 1短路时短路时,继继电器中电压、电流之间的相角为电器中电压、电流之间的相角
11、为:反方向反方向d d2 2短路时短路时:如果取如果取 ,可画出相量关系,可画出相量关系 功率方向继电器的动作特性功率方向继电器的动作特性本讲稿第十三页,共四十七页 一般的功率方向继电器当输入电压和电流的幅值一般的功率方向继电器当输入电压和电流的幅值不变时,其输出不变时,其输出(转矩或电压转矩或电压)值随两者相位差值随两者相位差的的大小而改变。大小而改变。为了在最常见的短路情况下使方向元件动为了在最常见的短路情况下使方向元件动作最灵敏作最灵敏,采用上述接线的功率方向继电器应,采用上述接线的功率方向继电器应做成最大灵敏角做成最大灵敏角 。又为了保证短路点。又为了保证短路点有过渡电阻、线路阻抗角有
12、过渡电阻、线路阻抗角 在在 范围内范围内变化时正方向故障,继电器都能可靠动作,继变化时正方向故障,继电器都能可靠动作,继电器动作的角度应该是一个范围,考虑继电器电器动作的角度应该是一个范围,考虑继电器实现的方便性,这个范围通常取为实现的方便性,这个范围通常取为 。其动作特性在复数平面上是一条直线。其动作特性在复数平面上是一条直线。本讲稿第十四页,共四十七页其动作方程可表示为:其动作方程可表示为:+1+j最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线或:或:不动作区不动作区本讲稿第十五页,共四十七页+1+j最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线不动作区不动作区以电压为参考量,则当电流超前以电压为参考
13、量,则当电流超前电压电压 或滞后电压或滞后电压 继电器继电器均动作均动作以电压为参考量,则当电压超前以电压为参考量,则当电压超前电流电流 时,继电器动作最灵敏时,继电器动作最灵敏本讲稿第十六页,共四十七页由由当余弦项和当余弦项和UJ、IJ越大时,其值越大时,其值P P也越大,继电也越大,继电器动作的灵敏度越高,而任一项等于零或余弦项器动作的灵敏度越高,而任一项等于零或余弦项为负时,继电器均不能动作为负时,继电器均不能动作。因此,在其正方向出口附近短路接地时,故障相因此,在其正方向出口附近短路接地时,故障相对地的电压很低,使继电器不能动作,这称为方对地的电压很低,使继电器不能动作,这称为方向继电
14、器的向继电器的“电压死区电压死区”。可知:可知:本讲稿第十七页,共四十七页为了减小和消除死区,在实际上广泛采用非故障的为了减小和消除死区,在实际上广泛采用非故障的相间电压相间电压作为接入功率作为接入功率继电器的电压参考量,判别电流的相位。例如对继电器的电压参考量,判别电流的相位。例如对A A相的方向继电器加入电相的方向继电器加入电流流 和电压和电压 。此时,。此时,当正方向短路时,当正方向短路时,反方向短路时,反方向短路时,在这种情况下继电器的在这种情况下继电器的最大灵敏角设计为:最大灵敏角设计为:习惯上采用 ,称为功率方向继电器的内角 电流超前电压电流超前电压电流滞后电压电流滞后电压正方向短
15、路时,能灵敏动作。正方向短路时,能灵敏动作。本讲稿第十八页,共四十七页除正方向出口附近发生三相短路时,继电器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以外具有很小的电压死区以外,其他故障继电器其他故障继电器均无死区。均无死区。动作方程为动作方程为:+1+j最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线最大灵敏线以电压为参考,电流超前以电压为参考,电流超前3030度最灵敏度最灵敏 不动作区不动作区本讲稿第十九页,共四十七页集成电路型功率方向继电器集成电路型功率方向继电器1.原理框图原理框图电电压压形形成成滤滤波波移移相相方方波波电电压压形形成成滤滤波波方方波波5206ms5206ms输出同时为正同
16、时为正同时为负同时为负本讲稿第二十页,共四十七页tt10ms10ms55msms相位差为相位差为9090本讲稿第二十一页,共四十七页3)3)经经5050HzHz带通滤波器滤除短路暂态过程中的非周带通滤波器滤除短路暂态过程中的非周期分量和各次谐波分量的影响期分量和各次谐波分量的影响4)4)由过零触发器形成方波由过零触发器形成方波,便于相位比较便于相位比较.2)2)把把 移相移相 角角1)1)加入继电器的电压加入继电器的电压 和电流和电流 经电压形经电压形成回路成回路,产生所需电压信号并与二次回路产生所需电压信号并与二次回路隔离隔离.本讲稿第二十二页,共四十七页5)5)相位比较回路相位比较回路,比
17、较两个电压瞬时值比较两个电压瞬时值,同时为正同时为正(或或同时为负同时为负)的持续时间当的持续时间当 与与 同相位时同相位时,其瞬其瞬时值同时为正的时间等于工频的半个周期时值同时为正的时间等于工频的半个周期,若为若为5050Hz,Hz,则为则为1010msms.当两者相位差当两者相位差 90 90时时,其瞬其瞬时值为正的时间减至时值为正的时间减至1/41/4周波周波,即即5 5msms.故通过故通过比较两个电压瞬时值同时为正的时间比较两个电压瞬时值同时为正的时间,即可比即可比较相位差较相位差.当两者相位差为当两者相位差为9090即同时为正即同时为正的时间的时间55msms,则继电器应动作则继电
18、器应动作,将其信号展宽将其信号展宽到到2020ms,ms,即一个周波即一个周波,即为方向继电器的输出即为方向继电器的输出.本讲稿第二十三页,共四十七页2.动作特性动作特性 当任何一个变化时当任何一个变化时,继电器的起动条件均要随之改变继电器的起动条件均要随之改变,电子器件对电压信号有一定的门坎值电子器件对电压信号有一定的门坎值.1)1)角度特性角度特性:表示当表示当I IJ J固定不变时固定不变时,继电继电器起动电压器起动电压 的关系曲线的关系曲线 其动作范围位于以其动作范围位于以 为中心的为中心的9090以内以内,在此范围内在此范围内,继电器继电器的最小起动电压的最小起动电压 基本上与基本上
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二 节电 相间 短路 方向性 电流 保护 精选 文档

限制150内