电力系统继电保护( 第二章电网的电流保护)

o
o
动作方程为表示
90 arg
o
o
Ur e
j (90o k )
90 k
Ir
90
o
(2.30
)
功率方向继电器的内角
Ur 90o arg 90o Ir
用功率形式表示
(2.31
)
(2.32
U r I r cos(r ) 0
大
A
B
2 1
C
A
1
B
C
A
B 1 2
C
A
B
C
2
1
2.1.8
展开图的绘制
(1) 一般按交流电流回路、交流电压回路、直流操作回 路、信号回路的顺序排列，即先交流、后直流，每一部 分又分成许多行。 (2) 交流回路按A、B、C相序排列，直流回路按保护的 各元件动作顺序由上而下逐行排列。
U BC I A cos(r ) 0
(P39)图2.31 90度接线方式下正方向 发生三相短路时的相量图
(P39)图2.31 90度接线方式下正方向发生 三相短路时的相量图
2.正方向发生两相短路
以B、C两相短路构成的两种极端情况
(1)短路点位于保护安装地点的附近
对于B继电器
U CA I B cos(k 90 ) 0
o
(2)短路点远离保护安装点
对于B相
U CA ECA UCA比U kB 相位 滞后30度 rB k 90o 30o k 120o
继电器动作条件是
0o 120o
对于C相
超Leabharlann Baidu30度
rC k 90o 30o k 60o
(3) 在每一行中各元件的线圈和触点，按实际连顺序排 列。 (4) 在每一回路的右侧，常有文字说明回路，说明各行 或元件的性质和作用。 (5) 在展开图中所有开关电器和继电器触点均按它们的 正常状态表示。所谓正常状态是指开关电器在断路位置 和继电器线圈中没有电流的状态。
三段式电流保护装置的接线图(a) 原理接线图 (b) 展开接线图
U r e jsen o o 90 arg 90 Ir
或
(2.27)
Ur sen 90o arg sen 90o Ir
(2.28)
U r I r cos(r sem ) 0
注意:电压死区
(2.29)
(P36)图2.28 功率方向元件的动作特性 (a)按式(2.28)构成
2.2.5 方向性电流保护的特点
1.电流速断保护可以取消方向元件的情况 例如:
I k 2.max I k1.max
这样整定的结果,虽然保证了选择性,但 使位于小电源的保护2的保护范围缩小
2.限流断保护整定时分支电路的影响 (1)助增电流的影响
(2)外汲电流的影响
2.3.1接地短路时零序电压、电流和功率的分布
U BC I A cos(r ) 0
)
(2.33
)
3.功率方向判别元件的构成框图
潜动
2.2.4 相间短路功率方向判别元件的接线方式
1.接线方式 2.极性问题 (P38)图2.30 功率方向继电器采用90度接线时,三相式方向 过电流保护的原理接线图
1.正方向发生三相短路
三相对称,取A相分析
2.2.1双侧电源网络相间短路的功率方向
(P33)图2.24
2.2.2方向性电流保护的基本原理
(P34)图2.25 方向性电流保护的单相原理接线图
2.2.3 功率方向判断元件
1.对功率方向元件的要求
2.对功率方向元件的动作特性
对A相功率方向元件 正方向短路
反方向短路
如图2.28(a)所示,其动作方程表示为
解决电压死区,加入非故障相电压 如对A相的功率元件加入
U BC
IA
rA arg U BC / I A
正方向短路:
rA k 90 30
o
图2.28 功率方向元件的动作特性 (b)按式(2.31)构成
o
反方向短路:
rA 150
o
最大灵敏角设计
sen k 90 30
M
N
2
1
k
M
灵敏系数流过本线路末端接地短路时的最小零序电流来校验
按照相邻元件末端接地短路时,流过本保护的最小零序电流
A
2 B
1
C
T2
T1 6 5 4 3 2 1
(2)无法保证Ⅲ段动作选择性
Ⅲ段动作时限采用“阶梯特性”，保护P2、P3 的Ⅲ段动作时限分别为t2、 t3，当k1故障时， 保护P2、P3的电流Ⅲ段同时启动，按选择性要 求应该保护P3动作，即要求t3<t2；而k2故障时， 又希望保护P2动作，即要求t3>t2，显然无法同 时满足两种情况下后备保护的选择性。
三段式电流保护的原理接线图
(a) 两侧电源辐射形电网 (b) 单侧电源环形电网
(1)Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降
以P3Ⅰ段为例，整定电流应躲过本线路末端短路时的最大短路电流，除
了躲过P母线处短路时A侧电源提供的短路电流，还必须躲过N母线背侧短 路时B侧电源提供的短路电流。当两侧电源相差较大且B侧电源强于A侧电 源时，可能使整定电流增大，缩短Ⅰ段保护区，严重时丧失保护区；电流保 护Ⅱ段时也有类似的问题，除了与P5的Ⅰ段配合，还须与P2的Ⅰ段配合， 可能导致灵敏度下降。