第4章双侧电源输电线路相间短路方向电流保护
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侧电源输电线路相间短路的电流电压保护
侧电源输电线路相间短路 可能导致停电，影响广大 用户的正常用电。
02
侧电源输电线路相间短路的电流 保护
电流速断保护
总结词
电流速断保护是一种快速切断故障电流的保护措施，用于防止侧电源输电线路相 间短路造成的严重后果。
详细描述
电流速断保护通过实时监测线路中的电流值，一旦检测到电流超过预设的速断值 ，保护装置将立即切断电源，以限制短路电流的继续传播。这种保护方式具有快 速响应和简单可靠的特点，但通常只适用于具有较短线路距离的情况。
欠电压保护
总结词
欠电压保护是一种侧电源输电线路相间短路保护方式，用于检测线路电压降低的情况。
详细描述
欠电压保护与低电压保护类似，也是通过检测线路电压的变化来判断是否发生短路故障。 不同的是，欠电压保护在检测到电压低于预定值时，会触发报警信号，提醒运行人员及 时处理故障，而不是直接切除故障线路。这样可以避免因误动作而造成不必要的停电事
反时限过电流保护
总结词
反时限过电流保护是一种根据故障电流的大小和持续时间来决定切断电源时间的保护措施，用于侧电 源输电线路相间短路的电流保护。
详细描述
反时限过电流保护装置在检测到线路中的电流超过预定值时，会根据电流的大小和持续时间来计算切 断电源的时间。如果故障电流较大或持续时间较长，保护装置将更快地切断电源。这种保护方式具有 较高的灵活性和适应性，但需要更复杂的控制逻辑和计算。
常运行。
案例分析
03
对典型故障案例进行分析，总结经验教训，提高故障处理能力。
THANKS
感谢观看
当输电线路中某两相导线之间的绝缘层被破坏或发生其他故障时，会导致两相导线 直接接触，形成短路。
短路时，电流会迅速增加，电压会急剧下降，对整个输电系统造成严重的影响。
02
侧电源输电线路相间短路的电流 保护
电流速断保护
总结词
电流速断保护是一种快速切断故障电流的保护措施，用于防止侧电源输电线路相 间短路造成的严重后果。
详细描述
电流速断保护通过实时监测线路中的电流值，一旦检测到电流超过预设的速断值 ，保护装置将立即切断电源，以限制短路电流的继续传播。这种保护方式具有快 速响应和简单可靠的特点，但通常只适用于具有较短线路距离的情况。
欠电压保护
总结词
欠电压保护是一种侧电源输电线路相间短路保护方式，用于检测线路电压降低的情况。
详细描述
欠电压保护与低电压保护类似，也是通过检测线路电压的变化来判断是否发生短路故障。 不同的是，欠电压保护在检测到电压低于预定值时，会触发报警信号，提醒运行人员及 时处理故障，而不是直接切除故障线路。这样可以避免因误动作而造成不必要的停电事
反时限过电流保护
总结词
反时限过电流保护是一种根据故障电流的大小和持续时间来决定切断电源时间的保护措施，用于侧电 源输电线路相间短路的电流保护。
详细描述
反时限过电流保护装置在检测到线路中的电流超过预定值时，会根据电流的大小和持续时间来计算切 断电源的时间。如果故障电流较大或持续时间较长，保护装置将更快地切断电源。这种保护方式具有 较高的灵活性和适应性，但需要更复杂的控制逻辑和计算。
常运行。
案例分析
03
对典型故障案例进行分析，总结经验教训，提高故障处理能力。
THANKS
感谢观看
当输电线路中某两相导线之间的绝缘层被破坏或发生其他故障时，会导致两相导线 直接接触，形成短路。
短路时，电流会迅速增加，电压会急剧下降，对整个输电系统造成严重的影响。
方向电流保护
& & EA = U A
要求在任意阻抗角线路上、任意位置、 发生任意故障情况下都可以准确动作。
− 900 − α ≤ ϕ m ≤ 900 − α
ϕ rC = ϕ k − 60o = 0o
满足条件，动作
ϕ mC
ϕk
& & & & EC = U C U kC U kB & & EB = U B
三相短路时： ϕ m = ϕ k − 90
0 m 动作方程为：ϕ k − 180 ≤ arg I ≤ ϕ k & m
& U
动作特性为：
+j
区
& U ϕ k − 180 ≤ arg & m ≤ ϕ k Im
0
内角α 电磁型功率方向继电器：
0 动作方程为：− 90 − α ≤ arg
如何选择功率方向继电器？
动 作
0
作 区
+1
ϕ sen = ϕ k − 90o
& UA & & I A( I m )
& U BC & U CA & U AB
& UC
ϕk
& & U BC (U m )
ϕk − 90o
& UB
& IB & IC
& IB
& UB
& U arg m = ϕ k − 900 & Im
& UC
& & U BC (U m )
三相对称且功率因数 cos ϕ = 1 的情况下， & & I m 超前 U m 90˚。 这个定义仅仅是为了称呼方便，没有什么物理意义。
双向电网短路的方向电流保护PPT学习教案
输出动作量最大，A相功率方向继电器应接成最大灵敏角sen 。应即该当最正大方。向（k1点）发生短路故障时，动作输出量Ur Ir cos
所以当正方向（点k1）短路故障时，应满足：
Ur Ir cos(r k ) Ur Ir cos 0 Ur Ir 这里k sen ，有Ur Ir cos(r k ) Ur Ir cos(r sen )
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
2.2.4 相间短路功率方向
1.判对别接线元方件式的的基接本线要求方式
（1）良好的方向性：正向动， 反向不动。
可能（大2），较并高接的近灵Φs敏ena性argr,gIIrrU：Urr9U00 r 、Ir 尽
以减小或消除死区。
2. 0º和90º接线方式
0º接线: 指系统三相对称且cosφ=1时，垒
怪
吾
弹
臂
褒
诌
秤
械
盈
摩
第6页/共33页
距 俱 吵 纵 所 除 臂 辛
舌
搅
宋
侥
缎
且
猩
戒
衡
翟
阀
腮
睹
炸
双
向
电
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
双
向
电
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
A相功率方向继电器分析
E1 k2 U r 1
Ir
k1 2
E 2
U A
Ur U A, Ir IA
r
arg
U r Ir
正方向（k1点）短路故障
所以当正方向（点k1）短路故障时，应满足：
Ur Ir cos(r k ) Ur Ir cos 0 Ur Ir 这里k sen ，有Ur Ir cos(r k ) Ur Ir cos(r sen )
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
2.2.4 相间短路功率方向
1.判对别接线元方件式的的基接本线要求方式
（1）良好的方向性：正向动， 反向不动。
可能（大2），较并高接的近灵Φs敏ena性argr,gIIrrU：Urr9U00 r 、Ir 尽
以减小或消除死区。
2. 0º和90º接线方式
0º接线: 指系统三相对称且cosφ=1时，垒
怪
吾
弹
臂
褒
诌
秤
械
盈
摩
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距 俱 吵 纵 所 除 臂 辛
舌
搅
宋
侥
缎
且
猩
戒
衡
翟
阀
腮
睹
炸
双
向
电
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
双
向
电
网
短
路
的
方
向
电
流
保
护
A相功率方向继电器分析
E1 k2 U r 1
Ir
k1 2
E 2
U A
Ur U A, Ir IA
r
arg
U r Ir
正方向（k1点）短路故障
电力系统继电保护第四章 4-3,4-4
•
U ca = U c − U a ≈ Ec − Ea = Eca U ab = U a − U b ≈ Ea − Eb = Eab U bc = U b − U c ≈ Eb − Ec = Ebc
当ϕ k 在0 ~ 90 0 变化时， − 120 0 ≤ ϕ g ≤ −30 0
0
• • • • • • • • • • • •
•
•
•
•
•
•
• a
不动作。 不动作 = 0 1KW不动作。
•
2KW： I gb = I b ：
U gb = U ca ≈ E ca
•
•
•
ϕ gb = −(900 + 300 − ϕ k ) = −(1200 − ϕ k )
− 900 ≤ ϕ k − 1200 + α ≤ 900 30 ϕ k = 00 时， 0 ≤ α ≤ 2100
就可使可使继电器处于最灵敏状 态附近。
三相短路时KW KW的电 图4-13 三相短路时KW的电 流、电压向量图
中国电力出版社
（一）三相短路
三相短路时能使继电器动作的内角的取值范围 ϕ g = −(90o − ϕ k ) − (90 0 + α ) ≤ ϕ g ≤ 900 − α
& Ug − 90° − α ≤ arg ≤ 90° − α & I
c b
接入各相继电器的 电压分别为: 电压分别为:
1 • U b = U c = − Ea 2
•
•
中国电力出版社
相
· ·
Uab=1.5Ea
· ·
·
Uab
·
·
Ic φ rc
Ua =Ea
U ca = U c − U a ≈ Ec − Ea = Eca U ab = U a − U b ≈ Ea − Eb = Eab U bc = U b − U c ≈ Eb − Ec = Ebc
当ϕ k 在0 ~ 90 0 变化时， − 120 0 ≤ ϕ g ≤ −30 0
0
• • • • • • • • • • • •
•
•
•
•
•
•
• a
不动作。 不动作 = 0 1KW不动作。
•
2KW： I gb = I b ：
U gb = U ca ≈ E ca
•
•
•
ϕ gb = −(900 + 300 − ϕ k ) = −(1200 − ϕ k )
− 900 ≤ ϕ k − 1200 + α ≤ 900 30 ϕ k = 00 时， 0 ≤ α ≤ 2100
就可使可使继电器处于最灵敏状 态附近。
三相短路时KW KW的电 图4-13 三相短路时KW的电 流、电压向量图
中国电力出版社
（一）三相短路
三相短路时能使继电器动作的内角的取值范围 ϕ g = −(90o − ϕ k ) − (90 0 + α ) ≤ ϕ g ≤ 900 − α
& Ug − 90° − α ≤ arg ≤ 90° − α & I
c b
接入各相继电器的 电压分别为: 电压分别为:
1 • U b = U c = − Ea 2
•
•
中国电力出版社
相
· ·
Uab=1.5Ea
· ·
·
Uab
·
·
Ic φ rc
Ua =Ea
电网相间短路的方向性电流保护课件.ppt
U B C IA c o s(d 9 0 0) 0
要求: 0o d 900
继电器均能够动作
当 d 0 要0 求
当 d 900要求
001800
900900
为使方向继电器在任何 的d 情况下均能动作 在三相短路时，应选择 满足： 00 900
❖在背后发生短路时: 它计算出的功率为负,方向元件能够可靠不动作.
• 定义
用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角 的继电器称为功率方向继电器.
电网相间短路的方向性电流保护课 件
㈡功率方向继电器的工作原理
• 原理 EⅠ
. U
1
d1 2
~
.
EⅡ
~
Id1
对保护1而言,当正方向d1点三相短路时,若短路 电流 Id 1 给定正方向是从保护安装处母线流向线路,
正方向短路时，Jd90o30o
arg U BC IA
，当
反方向短路时，J 1500
U A
在这种情况下继电器 的最大灵敏角设计为：
lmd900300
正方向短路时，能灵敏动作。
UC
6 0 o I d 1 A 电流超前电压
30o
U BC
I d 2 A1 5 0 o
U B
电流滞后电压
习惯上采用 90o d ，称为功率
+1
不动作区
300 . I
以电压为参考量，则当电流超
前电压 3 0 o或滞后电压1 5 0 o
继电器均动作
以电压为参考量，则当电压超前
电网相间电短路流的方向性l m电流时保护，课继电器动作最灵敏
件
.
由
P U JIJco s(Jlm )0
J
arg
要求: 0o d 900
继电器均能够动作
当 d 0 要0 求
当 d 900要求
001800
900900
为使方向继电器在任何 的d 情况下均能动作 在三相短路时，应选择 满足： 00 900
❖在背后发生短路时: 它计算出的功率为负,方向元件能够可靠不动作.
• 定义
用以判别功率方向或测定电流、电压间相位角 的继电器称为功率方向继电器.
电网相间短路的方向性电流保护课 件
㈡功率方向继电器的工作原理
• 原理 EⅠ
. U
1
d1 2
~
.
EⅡ
~
Id1
对保护1而言,当正方向d1点三相短路时,若短路 电流 Id 1 给定正方向是从保护安装处母线流向线路,
正方向短路时，Jd90o30o
arg U BC IA
，当
反方向短路时，J 1500
U A
在这种情况下继电器 的最大灵敏角设计为：
lmd900300
正方向短路时，能灵敏动作。
UC
6 0 o I d 1 A 电流超前电压
30o
U BC
I d 2 A1 5 0 o
U B
电流滞后电压
习惯上采用 90o d ，称为功率
+1
不动作区
300 . I
以电压为参考量，则当电流超
前电压 3 0 o或滞后电压1 5 0 o
继电器均动作
以电压为参考量，则当电压超前
电网相间电短路流的方向性l m电流时保护，课继电器动作最灵敏
件
.
由
P U JIJco s(Jlm )0
J
arg
方向过电流保护
t1 > t3 > t5 t6 > t4 > t2
单相式方向过电流保护原理接线：
信号
接自母线TV
由起动元件、方向元件、时间元件和 信号元件组成。
3、功率方向继电器工作原理
K2
K1
& U res
ϕ k1
& I K1
& Ik2
K1点发生短路故障时，加入保护3的电 压与电流反映了一次电压和电流的相 位和大小。
B
& IC
接自母线TV
（1）引进记忆电路的目的是 消除正向出口三相短路的死区；
消除 死区 方法
90o 接线的目的 （2）采用 是消除两相短路的死区。
动作区画法：
& Ir
最灵敏线
ϕ sen
制动区
动作区
& Ur
动作区： ϕ sen ± 90
o
（1）三相短路
& Ua
ϕk
& Ia
ϕ sen
& Uc
& Ub
小 结
& U bc
ϕ sen = −(90o − ϕ k )
− 90 ≤ ϕ sen ≤ 0
o
o
（2）近处两相短路
& Ua
& Uc
ϕk
& Ub
& Ebc
& Ib
ϕ sen = −(90 − ϕ k )
o
& U ca
− 90 ≤ ϕ sen ≤ 0
o
o
（3）远处两相短路
& U ab
& Ic
& Ecb
ϕk
电力系统继电保护第四章 4-3,4-4
•
•
I KC B
I KC
C
L1
K L2
2.大电流接地电网中发生单相接地时，非故障相中不
仅有负荷电流，还有一部分故障电流，故影响更严重。
2、大接地电流电网中 发生单相接地时，非
故障相中不仅有负荷电流， 还有一部分故障电流，故影
响更严重。
通过 故障点的 短路电流
•(1)
• •(1)
•
IkA3I0， Ik 滞后Ea 相角 900，如取电流指向的 短路点
2.方向电流保护灵敏度，主要取决于电流元件的灵敏度，其校验方法与不带方向
的过流保护相同。即当作本线路主保护时，在本线路末端发生短路时，电流启动元 件的最小灵敏度不应小于1.5，作相邻线路后备保护时，在相邻线路末端短路时最小 灵敏度为1.2。
I
' k
例4-1
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。
U a
Ug超前Ig的相角为， g (90ok)
• 在一般情况下，00 k 900
g的变化范围 900 g 00
K
Ia ( Ig )
g
U B .1
k 700，则g 200,若 300
U C
60 0
U B
就可使可使继电器பைடு நூலகம்处灵于敏状
态附近。
Ubc (U g )
图4-13 三相短路时KW的电 流、电压向量图
Ig Ib
U g U ca
d
g (90ok)
E bc
当k在0 ~ 90 0 变化时， 90 0 g 00
E b
当K 70 0时，
Ib、Ic分别落在最大灵敏线的附近， 继电器接近最灵敏状态
第四章 输电线路的保护与监控
第四章输电线路的保护与监控第一节输电线路的保护与监控配置一、输电线路的故障及其危害1．常见的故障及其后果输电线路运行中最常见和最危险的故障是各种类型的短路（三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路）。
此外也偶尔出现一相断线和两相断线故障。
输电线路发生故障可能引起下列后果：1）短路点通过很大的短路电流，因而引起电弧，使故障进一步扩大。
2）强大的短路电流使短路回路中的电气设备可能遭到破坏。
3）可能造成人身伤亡。
4）可能影响电力系统的稳定运行。
5）使用户的正常供电遭到破坏。
2．输电线路不正常运行的状态输电线路常见的不正常运行状态有过负荷、过电压、频率降低、中性点不接地系统的单相接地等。
短时的不正常状态一般不会造成严重影响，长时间存在不正常状态则可能损坏设备或发展成故障。
因此，对不正常状态必须及时告警、及时消除。
二、输电线路微机保护的配置根据输电线路的电压等级及重要程度，可选用如下保护：①反映相间短路故障的电流保护；②反映接地故障的保护；③反映阻抗变化的距离保护；④反映被保护线路两侧电气量的高频保护、光纤纵差保护。
35kV及以下的小接地电流系统中，线路上应装设反映相间故障和单相接地故障的保护装置。
当发生相间故障或接地故障时，保护装置应保证动作。
对相间故障，一般装设电流保护；对于双侧电源供电，还可设置方向电流保护。
110～220 kV的中性点直接接地系统中，线路上应装设反映相间故障和接地故障的保护装置。
根据不同情况可能设置不同的保护，如单电源辐射型电网中反映相问故障，可装设无时限和带时限的电流保护作主保护，带阶段时限的过流保护作后备保护；当选择性、灵敏性及速动性不满足要求时，则装设距离保护。
双电源线路上，如要求全线速动切除故障时，应装设高频保护或光纤纵差保护作主保护，距离保护作后备保护；对于单相和多相接地短路故障，一般装设带方向性的或不带方向性的零序电流保护等。
330～500kV电力网中对继电保护的配置和技术要求，应考虑以下几个问题：①系统一次接线的特点及装设串联补偿电容器和并联电抗器等设备所带来的影响。
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与母线所有出线Ⅰ段配合，可能使灵敏系数降低 (3)定时限过电流保护(Ⅲ段)保护动作时限无法整定
d1点短路时：t6＜t1 d2点短路时：t6＞t1
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继电保护
3
图4-1 双侧电源供电网络
4
4.1.1 以阶段式电流保护带来的新问题
2.原因：图4-1
某一保护（如保护1）的误动是在所保护的线路（如 CD线路）反方向发生故障时，由另一个电源（如电源EⅡ）
2.特点：
在原有保护上增设一个功率方向判别元件，反向故障时， 闭锁保护。
3.接线：
➢原理接线图
➢展开接线图
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继电保护
7
图4-2 方向电流保护原理接线图
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继电保护
8
4.1.4 方向过电流保护
4.动作原理： 短路（正向）时：KA、KPR均动作,保护动作 短路（反向）时：KA动作，KPR不动闭锁保护装置
5.动作参数的整定： 根据动作方向将保护分成两组。 例：在图4-1将1、2、3、4分成一组；5、6、7、8分成一组
再分别按单侧电源线路过电流保护同样的原则整定参数， 保证动作的选择性。
6.方向元件的装设原则：
对于同一母线两侧的保护：动作时限长者可不装方向元件， 动作时限短和相等者必须装方向元件。
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4.3.1 定义：
是指功率方向继电器与电流互感器和电压互感器 的连接方式,即加入继电器的电压Uj和电流Ij是线(相间) 的还是相的一定组合方式。
4.3.2 要求：
1.能正确反应故障方向：正方向故障,继电器动作
反方向故障继电器不动作
2.灵敏系数高：故障以后加入继电器的电流和电压
应尽可能地大一些 。
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继电保护
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9
§4.2 功率方向继电器
4.2.1 功率方向继电器KPR的原理 1.作用：判断正、反方向故障。 2.要求： （1）应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故
障时，能可靠动作；而在反方向故障时，可靠不动作。 （2）灵敏度高（动作功率小）。 （3）动作时间短 3.接线：
图4-3方向继电器 工作原理的分析
4.方向性电流保护：加装了方向元件的电流保护。
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6
4.1.4 方向过电流保护
1.定义：
是利用功率方向元件与过电流保护配合使用的一种保护装 置，以保证在反方向故障时把保护闭锁起来而不致误动作。 主要由方向元件、电流元件和时间元件组成。只有电流元件 和功率方向元件同时动作时，保护装置才能动作于跳闸。
成串联谐振记忆回路） 缺点：记忆串联方向限时电流速断和过电流保护
6.潜动现象 只加电压时继电器动作——电压潜动 只加电流时继电器动作——电流潜动 原因：比较回路元件参数不对称。 正潜动：误动 负潜动：拒动或灵敏系数降低。 消除：电流潜动/电压潜动
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继电保护
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15
§4.3 功率方向继电器的接线方式
供给的短路电流所引起的，并且这种引起误动的电流是由
线路向母线的，与内部故障时的短路功率方向相反。
保护误动时的短路功率方向是由线路流向母线。
4.1.2 解决方法：
加装方向元件
正方向（正向故障时）：母线→线路——动作
反方向（反向故障时）：线路→母线——不动作
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5
4.1.3 几个概念
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继电保护
2
§4.1 电流保护方向性问题的提出
4.1.1 以阶段式电流保护带来的新问题 1.问题的提出:图4-1 (1)瞬时电流速断保护（Ⅰ段）保护无选择性动作
当d1点短路时，应由保护2和保护6动作切除故障,但
由电源EⅡ供给的短路电流Id1可通过保护1。如果Id1>Idz.1
时，则保护1的电流速断就要误动 (2)限时电流速断保护（Ⅱ段）
3.工作原理： （1）电压形成回路。
转移阻抗角: d
继电器内角:
（谐振电路使超前） ————动作电压 ————制动电压 （2）比较回路。 4.动作区图和灵敏角。 动作条件： 动作区：能使KP动作的与之间的夹角
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继电保护
14
4.2.2 电磁型功率方向继电器
5.电压死区及其消除 电压死区：无法动作 解决方法：在电压回路采用记忆电路。（串接构
1.短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感 性功率。在不考虑串联电容和分布电容在线路上短路时，短 路功率从电源流向短路点。
2.故障方向：指故障发生在保护安装处的那一侧，通常有正 向故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进 行区分的。
3.功率方向继电器：用于判别短路功率方向或测定电压电流 间的夹角的继电器，简称方向元件。由于正反向故障时短路 功率方向不同，它将使保护的动作具有一定的方向性。
继电保护
16
4.3.3 接线方式
功率方向继电器
Ij
90°
Uj 60°
30°
(KWA)GJA (KWB)GJB (KWC)GJC
Ia
Ubc
-Uc
+Uac
Ib
Uca
-Ua
+Uba
Ic
Uab
-Ub
+Ucb
常用90°接线方式:
采用90°接线目的是:消除近处两相短路的动作死区。
第四章 双侧电源线路相 间短路方向电流保护
第四章 双侧电源线路相间短路方向电流保护
教学要求： 掌握方向电流保护的原理，理解功率方向继电器的
工作原理，掌握功率方向继电器的接线，影响其正确动 作的因素及采取的措施，掌握其整定计算的特点。 §4.1 电流保护方向性问题的提出 §4.2 功率方向继电器 §4.3 功率方向继电器的接线方式 §4.4 非故障相电流对功率方向继电器动作行为影响 §4.5 方向电流保护的整定计算
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4.2.1 功率方向继电器KPR的原理
4.原理：正方向故障：动作 反方向故障：不动作
当d1、d2点短路时，保护1所反映的短路功率分别为： ①d1点短路：
②d2点短2.2 电磁型功率方向继电器
1.类型： LG—11：用于相间短路保护。 LG—12：用于接地保护。
2.结构：图4-4
输入：（5、6端子）
（7、8端子）
（5、7为同极性端）
输出：KPR接点（11、12端子）
电压形成回路（电抗变换器UR，电压变换器UV）
比较回路（整流桥1U，2U）
执行元件（极化继电器KPR）
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4.2.2 电磁型功率方向继电器
d1点短路时：t6＜t1 d2点短路时：t6＞t1
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图4-1 双侧电源供电网络
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4.1.1 以阶段式电流保护带来的新问题
2.原因：图4-1
某一保护（如保护1）的误动是在所保护的线路（如 CD线路）反方向发生故障时，由另一个电源（如电源EⅡ）
2.特点：
在原有保护上增设一个功率方向判别元件，反向故障时， 闭锁保护。
3.接线：
➢原理接线图
➢展开接线图
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图4-2 方向电流保护原理接线图
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4.1.4 方向过电流保护
4.动作原理： 短路（正向）时：KA、KPR均动作,保护动作 短路（反向）时：KA动作，KPR不动闭锁保护装置
5.动作参数的整定： 根据动作方向将保护分成两组。 例：在图4-1将1、2、3、4分成一组；5、6、7、8分成一组
再分别按单侧电源线路过电流保护同样的原则整定参数， 保证动作的选择性。
6.方向元件的装设原则：
对于同一母线两侧的保护：动作时限长者可不装方向元件， 动作时限短和相等者必须装方向元件。
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4.3.1 定义：
是指功率方向继电器与电流互感器和电压互感器 的连接方式,即加入继电器的电压Uj和电流Ij是线(相间) 的还是相的一定组合方式。
4.3.2 要求：
1.能正确反应故障方向：正方向故障,继电器动作
反方向故障继电器不动作
2.灵敏系数高：故障以后加入继电器的电流和电压
应尽可能地大一些 。
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§4.2 功率方向继电器
4.2.1 功率方向继电器KPR的原理 1.作用：判断正、反方向故障。 2.要求： （1）应具有明确的方向性，即在正方向发生各种故
障时，能可靠动作；而在反方向故障时，可靠不动作。 （2）灵敏度高（动作功率小）。 （3）动作时间短 3.接线：
图4-3方向继电器 工作原理的分析
4.方向性电流保护：加装了方向元件的电流保护。
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4.1.4 方向过电流保护
1.定义：
是利用功率方向元件与过电流保护配合使用的一种保护装 置，以保证在反方向故障时把保护闭锁起来而不致误动作。 主要由方向元件、电流元件和时间元件组成。只有电流元件 和功率方向元件同时动作时，保护装置才能动作于跳闸。
成串联谐振记忆回路） 缺点：记忆串联方向限时电流速断和过电流保护
6.潜动现象 只加电压时继电器动作——电压潜动 只加电流时继电器动作——电流潜动 原因：比较回路元件参数不对称。 正潜动：误动 负潜动：拒动或灵敏系数降低。 消除：电流潜动/电压潜动
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§4.3 功率方向继电器的接线方式
供给的短路电流所引起的，并且这种引起误动的电流是由
线路向母线的，与内部故障时的短路功率方向相反。
保护误动时的短路功率方向是由线路流向母线。
4.1.2 解决方法：
加装方向元件
正方向（正向故障时）：母线→线路——动作
反方向（反向故障时）：线路→母线——不动作
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4.1.3 几个概念
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§4.1 电流保护方向性问题的提出
4.1.1 以阶段式电流保护带来的新问题 1.问题的提出:图4-1 (1)瞬时电流速断保护（Ⅰ段）保护无选择性动作
当d1点短路时，应由保护2和保护6动作切除故障,但
由电源EⅡ供给的短路电流Id1可通过保护1。如果Id1>Idz.1
时，则保护1的电流速断就要误动 (2)限时电流速断保护（Ⅱ段）
3.工作原理： （1）电压形成回路。
转移阻抗角: d
继电器内角:
（谐振电路使超前） ————动作电压 ————制动电压 （2）比较回路。 4.动作区图和灵敏角。 动作条件： 动作区：能使KP动作的与之间的夹角
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4.2.2 电磁型功率方向继电器
5.电压死区及其消除 电压死区：无法动作 解决方法：在电压回路采用记忆电路。（串接构
1.短路功率：指系统短路时某点电压与电流相乘所得到的感 性功率。在不考虑串联电容和分布电容在线路上短路时，短 路功率从电源流向短路点。
2.故障方向：指故障发生在保护安装处的那一侧，通常有正 向故障和反向故障之分，它实际上是根据短路功率的流向进 行区分的。
3.功率方向继电器：用于判别短路功率方向或测定电压电流 间的夹角的继电器，简称方向元件。由于正反向故障时短路 功率方向不同，它将使保护的动作具有一定的方向性。
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4.3.3 接线方式
功率方向继电器
Ij
90°
Uj 60°
30°
(KWA)GJA (KWB)GJB (KWC)GJC
Ia
Ubc
-Uc
+Uac
Ib
Uca
-Ua
+Uba
Ic
Uab
-Ub
+Ucb
常用90°接线方式:
采用90°接线目的是:消除近处两相短路的动作死区。
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教学要求： 掌握方向电流保护的原理，理解功率方向继电器的
工作原理，掌握功率方向继电器的接线，影响其正确动 作的因素及采取的措施，掌握其整定计算的特点。 §4.1 电流保护方向性问题的提出 §4.2 功率方向继电器 §4.3 功率方向继电器的接线方式 §4.4 非故障相电流对功率方向继电器动作行为影响 §4.5 方向电流保护的整定计算
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4.2.1 功率方向继电器KPR的原理
4.原理：正方向故障：动作 反方向故障：不动作
当d1、d2点短路时，保护1所反映的短路功率分别为： ①d1点短路：
②d2点短2.2 电磁型功率方向继电器
1.类型： LG—11：用于相间短路保护。 LG—12：用于接地保护。
2.结构：图4-4
输入：（5、6端子）
（7、8端子）
（5、7为同极性端）
输出：KPR接点（11、12端子）
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比较回路（整流桥1U，2U）
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