方向电流保护讲解
方向电流保护
保护3、5、7、8为同方向， 其动作时限为：
t3 t10 t 1 0.5 1.5s
t5 t3 t 1.5 0.5 2.5s
t5 t11 t 2 0.5 2s
取t5 2.5s
t7 t5 t 2.5 0.5 3s
t7 t12 t 0.5 0.5 1s
比如B母线上的P2和P3，t2<t3 。
一般来说，接入同一变电所母线上的双侧电源线 路上的过流保护，动作时限长者可不装设方向元件， 而动作时限短者或相等者则必须装设方向元件。
按照阶梯原则，保护装置动作时限不仅要与相邻 主干线上保护相配合，而且要与被保护线路对侧母线 上，所有出线的保护相配合。
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。（P98）
t4 t6 t 1 0.5 1.5s
t4 t12 t 0.5 0.5 1s
取时限长的t 4
1.5s
t2 t4 t 1.5 0.5 2s
t2 t11 t 2 0.5 2.5s 取t2 2.5s
t1 t2 t 2.5 0.5 3s t1 t10 t 1 0.5 1.5s 取t1 3s
保护6与保护4、11、12配合：
t6 t4 t 2 0.5 2.5s
t6 t11 t 1 0.5 1.5s
t6 t12 t 2 0.5 2.5s
取时限长的：t6 2.5s
保护8与保护6、13配合：
t8 t6 t 2.5 0.5 3s t8 t13 t 1 0.5 1.5s
电流保护和方向性电流保护
电流保护和方向性电流保护前言在电路设计中，为了保证电路的安全性和稳定性，电流保护是至关重要的。
电流保护的作用是在电路中的温度和电压超过规定范围时，自动断开电路，以保护电路和电子元件的安全。
而方向性电流保护则是扩展了电流保护的概念，它主要是保护电路中不希望发生反向电流的器件，避免其中的基极被反向激活，并对保护的结果进行非对称的判断。
电流保护电流保护的作用是当电路中所承受的电流超过所允许的最大值时，安全地切断电路，以避免电路受到不可逆的伤害。
电流保护的原理是利用响应电路的电阻特性，产生一定的热量，当电流超过一定范围时，就会将热量转换成温度将电路断开，以达到保护的目的。
电流保护器的分类电流保护器根据其保护范围的不同可分为两种类型：通用电流保护器和专用电流保护器。
通用电流保护器的作用范围比较广泛，它适用于各种类型的电子电路中，其保护范围为0.5A至30A。
专用电流保护器的作用范围比较局限，它主要是针对一些特定的电子器件，如半导体电源等。
其保护范围为0.01A至2A。
电流保护器的保护方式可以分为以下几种：1.热联保护热联保护是指利用热电效应，将电路中消耗的热量和电流值进行比较，当电流值超过保护范围时，就会产生过高的温度，触发热敏保护器，切断电路，保护电路和元器件。
这种保护方式主要应用于回路和电路板和其它电子设备中。
2.电磁式保护电磁式保护是指利用电流在线圈中产生的磁场和电磁绕组的相互作用，当电流超过保护范围时，磁场会引起保护线圈的动作，打开断路器，切断电路。
这种保护方式主要应用于动力电路、电力电路和自动化设备中。
3.脱扣式保护脱扣式保护是指保护器不采用导电保护方式，而是采用非导电保护方式，如磁性断路器和热敏断路器等。
这种保护方式一般应用于低、中、高压电力系统中。
方向性电流保护方向性电流保护主要是针对电路中不希望发生反向电流的装置，比如半导体器件、电极、接头等，它主要是保护这些器件不被反向激活，保证其正常工作和使用寿命。
第二章(2)方向电流保护
（一）方向电流保护的基本原理
? 当K1点短路时：应3、4先动作
t ? t III op .2
III op .3
? 当K2点短路时：应1、2先动作
t ? t III op .2
III op .3
? 当K1点短路时： ? 保护2
短路功率方向为从线路到母线，不应动作； ? 保护3
对于U相的方向元件: I&r ? I&u U&r ? U&vw
? r ? ? (90 o ? ? k ) ? ? 45 o ～－ 30o 左右。
方向元件的最大灵敏角 ? s
应根据实际线路的短路阻抗角来整定：
当 ? k 在 60? 附近时，方向元件的最大灵敏角? s
应整定在－ 30o ；
当 ? k 在 45o附近时，方向元件的最大灵敏角 ? s
短路功率方向为从母线到线路，应该动作。
当K2点短路时： ? 保护3
短路功率方向为从线路到母线，不该动作； ? 保护2
短路功率方向为从母线到线路，应该动作。
? 方向电流保护：加装了用来判断短路功率方 向元件的电流保护；
? 功率方向元件（方向元件）：用来判断短路 功率方向的元件；
? 正方向：规定的方向元件动作的方向。 ? 反映相间短路的电流保护，方向元件动作的
靠系数均取 1.2)
I
L1
K1
K2
? 对于整流型功率方向继电器，其接线方式是指加在 各相方向继电器电流线圈上的电流与电压线圈上的 电压的组合方式。
? 对于微机型保护装置，其功率方向元件的接线方式 是指保护在进行短路功率方向判别的计算时，所取 的电流与电压的组合方式。
方向保护原理
方向保护原理方向保护是一种在电气系统中常见的保护方式，它通过监测电流、电压等参数，对系统中的故障进行检测和定位，从而实现对系统的保护。
在电力系统、工业控制系统等领域都有广泛的应用。
本文将对方向保护原理进行详细介绍。
首先，方向保护的基本原理是基于故障电流的方向来确定故障位置。
在正常情况下，电流的方向是一致的，而在发生故障时，电流的方向会发生改变。
因此，通过监测电流的方向变化，可以判断故障的位置，并采取相应的保护措施。
其次，方向保护的实现需要依靠方向元件。
方向元件是一种能够判断电流方向的装置，常见的方向元件包括电流互感器、电压互感器、相位比较器等。
这些方向元件能够准确地监测电流的方向，并将监测到的信息传递给保护装置。
另外，方向保护的原理还包括故障特征提取和判别。
在监测到电流方向发生变化后，保护装置需要对故障进行特征提取和判别，以确定故障的类型和位置。
这一过程需要依靠一系列的算法和逻辑判断，以确保对故障的准确判别。
此外，方向保护还需要考虑系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，系统可能会受到各种干扰和噪声，因此保护装置需要具有一定的抗干扰能力，以确保在复杂的工作环境下能够正常工作。
同时，方向保护还需要考虑系统的可靠性，保护装置需要能够在最短的时间内对故障进行响应，以最大程度地减小故障对系统的影响。
总的来说，方向保护原理是一种基于电流方向变化的故障保护方式，它依靠方向元件进行电流方向的监测，通过故障特征提取和判别来确定故障位置，并需要考虑系统的稳定性和可靠性。
方向保护在电力系统和工业控制系统中有着重要的应用，对系统的安全运行起着关键的作用。
希望本文能够对方向保护的原理有一个清晰的认识，为相关领域的工程技术人员提供一定的参考和帮助。
《方向过电流保护》课件
2
熔断器
使用金属丝融化来断开电路。熔断器的优点是速度快且廉价，但需要替换。
3
保险丝
在电流过高时断开电路。保险丝的优点是价格低，但需要替换。它们也可能与熔断器类似的 问题。
4
电子保险丝ຫໍສະໝຸດ 使用微电子器件实现，可以控制电流并断开电路。电子保险丝的优点是速度快，但价格较高。
5
箱式电子保险丝
具有精确和短路保护功能，价格也相对较高。它们经常在汽车电路中使用。
方向过电流保护
这里是有关方向过电流保护的PPT课件，你将学到方向过电流保护的一些基 础知识，以及其在不同领域中的应用和选型要点。让我们开始吧！
概述
1 什么是方向过电流保
护？
它是一种电子保护装置， 用于保护电路中的元件免 受方向过电流损害。
2 作用和意义
它可以在电流方向反转时 断开电路，保护负载和元 件。这在许多场合都能起 到至关重要的作用。
选型要点
1 额定电流
选择时要确保保护器的额定电流大于负载的 工作电流。
2 过流保护时间
电路过载的时间长短会影响选择要点。过流 的时间越长，需要保护的级别越高。
3 压降
需要考虑最大压降参数，以确保在最大工作 电流下电路仍能正常工作。
4 工作电压
选择时需要确保保护器的工作电压范围符合 电路的要求。
5 过温保护
总结
作用和意义
方向过电流保护器可以保护电路和元件免受过 电流损害。
选型要点
选择适当的保护器需要考虑许多因素，如额定 电流、过流保护时间、过温保护等。
分类和实现方法
方向过电流保护器通常使用限流型或过流型电 子保护元件实现。
市场现状和未来发展趋势
随着电子设备的普及，方向过电流保护器市场 将继续增长，未来产品将更加智能化和高效化。
方向电流保护及功率方向继电器
方向电流保护及功率方向继电器前言在电路中，一些较大的电流很容易引起故障或损坏。
为了保护电路和设备的安全，我们需要使用电流保护来限制电流大小。
而功率方向继电器可以在电路中实现控制电流的方向，以及对反向电压的保护。
方向电流保护方向电流保护是通过检测电流方向来限制电流大小的一种方法。
当电流方向与允许的方向相同，电路可以正常工作。
但是，如果电流方向与不允许的方向相同，方向电流保护会自动切断电流，以降低电路中的电流大小，保护电路和设备的安全。
方向电流保护通常是通过两种方法实现的：基于磁场的检测和基于电位差的检测。
基于磁场的检测基于磁场的检测依靠一个稳定的磁场和一个铁芯来检测电流方向。
当电流流经铁芯时，会产生一个磁场，方向电流保护通过检测这个磁场的方向来判断电流方向。
如果电流方向与充许的方向相反，方向电流保护会切断电路。
由于基于磁场的检测需要一个铁芯，因此它对于高频电路不太适用，因为铁芯会对高频信号产生损耗。
基于电位差的检测基于电位差的检测依靠一个差动电容来检测电流方向。
当电流流经一个差动电容时，会产生一个电位差，方向电流保护通过检测这个电位差的方向来判断电流方向。
如果电流方向与允许的方向相反，方向电流保护会切断电路。
基于电位差的检测对于高频电路更加适合，因为它不需要铁芯。
功率方向继电器功率方向继电器常用于控制电源或负载的正反向控制，以及对反向电压的保护。
功率方向继电器可以实现控制电流的方向，使电流只流向正方向，同时阻止反向电压的传播。
功率方向继电器有两种主要类型：机械式和电子式。
机械式功率方向继电器机械式功率方向继电器使用一个机械可控开关来实现正反向控制。
当控制信号引脚的电压高于某个门槛电压时，机械可控开关会切换到正向模式，使电流只能流向正向；当控制信号引脚的电压低于某个门槛电压时，机械可控开关会切换到反向模式，使电流只能流向反向。
机械式功率方向继电器适用于一些大型负载电路，但是它有一些缺点：继电器内部的机械可控开关会产生电磁干扰和噪声，同时机械可控开关的寿命有限。
方向性电流保护
保护2、4、6只反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间相互配合，
矛盾得以解决；
20
电流保护
+
功率方向判断元件
方向性电流保护
21
（4）方向性电流保护的原理接线
22
2. 功率方向继电器
23
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。
17
（3）原因分析
规定：短路功率的正方向为从母线流向线路
S EA A
k2
SB S
S
C
S
1
2 3 误动 4 5
S D EB 6
I k2 A
I k2B
结论：误动的保护，其短路电流的 方向总是为反方向。
18
（4）解决方法 —利用方向元件和电流元件结合 就构成了方向性电流保护； —由于元件动作具有一定的方向， 可在反向故障时把保护闭锁； —正方向故障时方向电流保护可 能动作，按正方向分组。
EA A
K1
B
K2
C
K3
D EB
1
2
3
4
5
6
1为正方向；1、3为正方向；1、3、5为正方向；
2、4、6为正方向 4、6为正方向 6为正方向 19
这样，双侧电源系统的保护系统转换为成针对两个单侧电源的子系统
EA A
B
C
D EB
1
2
3
4
5
6
A
EA A
B
2
C
4
+
B
C
6 D EB
D
方向电流保护
900接线
QF
信号
I
KA 1
KW 1
I
KA 2
KW 2
I
KA 3
KW 3
t
KT
KS
a b TV 二次来 c
功率方向继电器动作行为分析
分析思路(从运行角度分析) 从运行角度分析)
根据短路类型,找出所要分析的某相KW 根据短路类型,找出所要分析的某相 某相 按照接线方式写出加入KW的电压和电流 的电压和电流的表达式 按照接线方式写出加入KW的电压和电流的表达式 画短路向量图,找出加入KW的电压向量,并以该 的电压向量, 画短路向量图,找出加入 的电压向量 电压为参考方向,画出KW的动作区 电压为参考方向,画出 的动作区 找出加入KW的电流向量,判断其是否落在动作区 的电流向量, 找出加入 的电流向量 从而说明KW的动作行为 的动作行为. 内,从而说明 的动作行为
I loa I ′ KB I ′ KC
1
I
P
I loa I ′′ KB I ′′ KC
N
L1
K
L2
图4 15两相短路时非故障相电流的影响
按相起动:
1KA 2KA 3KA
1KW 2KW 3KW
KT
�
第一节 方向问题的提出及方向电流保护
M
I
I
P
I
K1
I
Q
I
K2
I
N
1QF
2QF
3QF
4QF
5QF
6QF
I KM
I KN
解决方法
根据区内与区外短路, 根据区内与区外短路,靠近短路点的保护所流过的短 路功率方向不同, 路功率方向不同,引入方向元件来判别短路功率的方 从而区别区内或区外短路. 向,从而区别区内或区外短路. (以母线电压为参考方向 规定电流从母线流向线路为 以母线电压为参考方向,规定电流从母线流向线路为 以母线电压为参考方向 正)
方向电流保护的整定
方向电流保护的整定方向电流爱护的整定有两个方面的内容：一是电流部分的整定，即动作电流、动作时间与灵敏度的校验；二是方向元件是否需要装设（投入）。
1.电流部分的整定对于其中电流部分的整定，其原则与前述的三段式电流爱护整定原则基本相同。
不同的是与相邻爱护的定值协作时，只需要与相邻的同方向爱护的定值进行协作。
在两端供电或单电源环形网络中，Ⅰ段、Ⅰ段电流部分的整定计算可根据一般的不带方向的电流Ⅰ段、Ⅰ段整定计算原则进行。
而第Ⅰ段整定原则如下：①Ⅰ段爱护动作电流Ⅰ段动作电流需躲过被爱护线路的最大负荷电流，即：其中IL.max为考虑故障切除后电动机自启动的最大负荷电流。
Ⅰ段动作电流还需要躲过非故障相的电流Iunf，即：在小接地电流电网中，非故障相电流为负荷电流，只需根据式进行整定对于大电流接地系统，非故障相电流除了负荷电流IL外，还包括零序电流I0，则根据下式整定动作电流：式中K为非故障相中的零序电流与故障相电流的比例系数，明显，对于单相接地故障K为1/3。
②Ⅰ段爱护动作时间方向电流爱护Ⅰ段动作时间根据同方向阶梯原则整定，即前一段线路爱护的爱护动作时间比同方向后一段线路爱护的动作时间长。
③爱护的灵敏度协作方向电流爱护的灵敏度，主要由电流元件打算，其电流元件的灵敏度校验方法与不带方向性的电流爱护相同。
对于方向元件，一般由于方向元件的灵敏度较高，故不需要校验灵敏度。
如上图所示电网为例来说明方向过流爱护的整定。
在图中标明白各个爱护的动作方向，其中1、3、5、7为动作方向相同的一组爱护，即同方向爱护，2、4、6、8为同方向爱护，于是它们的动作电流、动作时间的协作关系应为：2.方向元件的装设Ⅰ段动作电流大于其反方向母线短路时的电流，不需要装设方向元件；Ⅰ段动作电流大于其同一母线反方向爱护的Ⅰ段动作电流时，不需要装设方向元件；对装设在同一母线两侧的Ⅰ段来说，动作时间最长的，不需要装设方向元件；除此以外反向故障时有故障电流流过的爱护必需装设方向元件。
线路零序方向电流保护原理
线路零序方向电流保护原理线路零序方向电流保护是一种用于保护电力系统中的电力线路的重要保护装置，主要用于检测并保护线路的零序故障。
在电力系统中，零序故障是指线路上出现了对地短路或线路与地之间存在接地故障，这会导致线路电流中出现非零序成分。
为了提高电力系统的可靠性和稳定性，就需要对线路的零序电流进行准确地检测和保护。
线路零序方向电流保护主要基于配电线路中的零序电流的方向差异来实现。
一般来说，正常情况下线路上的零序电流是相互抵消的，即电流从供电侧流向负载侧，然后再经过负载返回到供电侧。
但是一旦出现了零序故障，例如线路发生了对地短路，那么线路上的零序电流将无法达到平衡状态，即存在了电流的不对称性。
线路零序方向电流保护的原理基于对线路上电流方向的检测。
实际上，电力线路上的电流都是交流电流，其方向会随着时间变化。
因此，线路零序方向电流保护装置利用线路上电流的变化特点，通过检测线路上电流的角度和变化率，来判断线路上是否存在零序故障。
具体来说，线路零序方向电流保护装置一般采用微处理器作为中央处理单元，通过电流传感器来监测线路上的电流。
当线路存在零序故障时，线路上的电流会出现不对称的情况，即线路上的电流相位和振幅会发生变化。
通过对电流的采样和处理，线路零序方向电流保护装置能够判断线路上电流的方向是否正常。
一般来说，线路零序方向电流保护装置会将电流的相位角转换成数字信号，并进行比较和判断。
当线路上电流的相位角偏离一定的范围时，线路零序方向电流保护装置会发出报警信号，并进行相应的保护动作，例如切断或隔离故障线路。
线路零序方向电流保护装置的设计和配置需要考虑诸多因素，例如线路的类型和电流的变化范围等。
同时，为了提高保护的精度和可靠性，一般会采用多种保护元件和技术，并配合其他保护装置一起使用，例如过电流保护、重合闸保护等。
总之，线路零序方向电流保护是一种重要的电力系统保护装置，通过对线路上电流方向的检测，可以判断线路是否存在零序故障，并采取相应的保护措施。
讲解方向过电流保护
功率方向继电器 KP1 KP3 KP3
电流
IA I
电压
U BC U CA U AB
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
90 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
sen
制动区
动作区
Ur
动作区： sen 90
（1）三相短路
Ua
k
Ia
sen
Uc
Ub
U bc
sen (90 k )
90 sen 0
（2）近处两相短路
Ua
Uc
k
Ub
Ebc
Ib
sen (90 k )
动作方程表达式
Ur arg 90 ≤ I r ≤ 90
事实上是间接比较保护安装处母线电 压与流过保护安装处电流的相位。
90
KuvU r arg ≤ 90 ≤ Kur I r
当加入继电器电压为零时，无法进行 比相。
简化后的表达式为：
Ur 90 ≤ arg ≤ 90 Ir
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、方向率方向继电器工作原理
K2
K1
U res
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。
K1
方向电流保护的工作原理
方向电流保护的工作原理嘿，咱今天来唠唠方向电流保护的工作原理哈！你想啊，电流就像一群调皮的小孩子，在电路这个大游乐场里跑来跑去。
而方向电流保护呢，就像是游乐场里的管理员，专门看着这些“小孩子”有没有乱跑乱闯。
它主要是通过判断电流的方向来起作用的哦！就好比你知道一个人是从左边来的还是从右边来的。
当电流按照规定的方向流动时，方向电流保护就会很淡定，觉得一切正常。
可要是电流突然“调皮”了，不按套路出牌，朝着相反的方向跑，那可不得了啦，这时候方向电流保护就会立刻行动起来，大喊一声：“嘿，你可不能这么跑！”然后迅速采取措施，把这个“捣蛋鬼”给抓住。
比如说，在一个电网中，正常情况下电流应该是从这边流向那边的。
如果突然有个地方出了问题，电流开始倒流了，方向电流保护马上就能察觉到，“哎呀呀，这可不行，得赶紧管管！”它会快速地切断电路或者发出警报，让人们知道这里出状况啦。
你说这是不是很神奇？就好像有一双敏锐的眼睛，时刻盯着电流的一举一动呢！而且啊，它还特别可靠，不会轻易被那些小小的干扰给骗到。
它就像是一个经验丰富的老警察，任何小把戏都逃不过它的法眼。
再想想看，如果没有方向电流保护，那电流不就乱套啦？整个电路可能就会变得乱七八糟，一会儿这里出问题，一会儿那里出故障。
那我们的生活可就要受大影响啦，家里的电灯可能会一闪一闪的，电器也可能会突然坏掉。
哎呀，那可太糟糕啦！所以说啊，方向电流保护可真是个大功臣呢！它默默地守护着电路的安全，让我们能安心地用电。
我们可得好好感谢它呀！总之呢，方向电流保护就是这么厉害，这么重要！它就像一个默默守护我们的英雄，时刻保障着电路的正常运行，让我们的生活更加美好、更加便利！你说是不是呀？。
方向电流保护
一、方向性电流保护的工作原理
为满足选择性，在电流保护中增加功率方 向元件用以判别短路功率方向。
方向电流保护的定义：附加判断短路功率 方向元件的电流保护。
功率方向元件作用：判别短路功率方向， 功率方向为正时动作，反之不动作。
等效
一、方向电流保护的原理接线图
一、方向电流保护的原理
组成：
一、方向性电流保护的工作原理
规定短路功率方向：母线流向线路为正，
反之为负.
一、方向性电流保护的工作原理
原因分析：反方向故障时对侧电源提供 的短路电流引起保护误动。 不同地点短路时，该动的近故障点保护功率
方向为正，不该动的保护功率方向为负。
解决办法：利用方向元件与电流元件结 合就构成了方向电流保护。
不同之处：按正方向下一级电流Ⅰ配合；
方向过电流保护：动作电流：按躲开线路最大负
荷电流整定；动作时限：同方向过电流按阶梯原
则确定。
方向过电流保护的动作时限配合
电流保护加装方向元件后，只要同方向的过电 流动作时限需按阶梯形原则配合。
方向过电流保护方向元件装设原则 同一母线两侧保护：
动作时限短者必须加方向元件；
引性要求保护3 跳闸，保护2不应动作，t2＞ t3；
保护4、5起动，选择性要求保护4跳闸，保护 5不应动作，t5＞ t4
引入：方向电流保护
K2短路：保护2、3均起动，选择性要求保护2 跳闸，保护3不应动作，t3＞ t2； 可见，不同地点短路，为满足选择性，对保护2 和保护3的动作时限要求不同，是矛盾的。如何 解决？
（1）电流继电器：起动元件，用以判
断线路是否短路；
（2）功率方向继电器：方向元件，用
以判断线路的短路功率方向。 起动条件：正方向范围内故障，即电流 继电器和功率方向继电器均动作。
相间短路的方向性电流保护
相间短路的方向性电流保护什么是相间短路？相间短路，也叫做线与线之间的短路，是电网中常见的故障之一。
它是指电力系统中两个或多个电源、负载或线路之间发生非预期的短路现象。
在短路时，电流将沿着短路路径流动，通过短路路径形成放电弧，产生高温、高压和大气压力等影响，严重时会损坏设备、造成电网停运。
相间短路引起的问题相间短路可能会瞬间造成电压下降、电网不稳定、设备损坏、停运等影响。
因此，及时采取措施进行保护至关重要。
方向性电流保护方向性电流保护是一种在电力系统中防止短路或过流的保护方式。
其原理是根据电流的方向来判断故障的位置和类型。
因为电流在短路故障时的流向会发生改变，因此根据电流的方向可以确定故障地点。
在电力系统中，为了保护系统免受相间短路的影响，我们通常会采用方向性电流保护技术。
这种保护方式可用来保护电力系统的各种设备，例如变压器、杆塔及电缆等。
方向性电流保护的实现方向性电流保护主要分为电机保护、发电机保护、变压器保护、线路保护和母线保护等。
这些保护设备通常包含一个电流变压器和一个保护继电器。
在保护装置中，电流变压器用于测量电流，而保护继电器会根据电流方向和大小判断故障类型和位置。
在方向性电流保护中，保护继电器是核心部件。
保护继电器的工作原理是通过对电流、电压等信号进行计算和检测，判断电力系统是否正常，实现故障检测和保护的功能。
在电力系统中，方向性电流保护必须能够快速而准确地检测故障，并尽快地进行保护操作。
这种保护方式不仅能够减少设备故障，还可以确保电力系统的稳定性和可靠性。
结论相间短路是电力系统中常见的故障之一，它会给电网带来很大的影响，甚至会导致设备损坏和电网停运。
为了解决这一问题，我们通常采用方向性电流保护技术。
这种技术可以在电力系统中保护各种设备，并根据电流方向来判断故障的位置和类型。
方向性电流保护是电力系统的核心保护技术，它能够确保电力系统的稳定性和可靠性。
方向电流保护
一、方向性电流保护的工作原理1、1、问题的提出2.解决办法d1点短路：保护1的短路功率由线路指向母线，保护6的短路功率由母线指向线路。
d2点短路：保护1的短路功率由母线指向线路，保护6的短路功率由线路指向母线。
利用这个特点可构成一种保护，这种保护要求：凡是流过保护的短路功率是由母线指向线路时（正），保护就起动；凡是流过保护的短路功率是由线路指向母线时（负），保护就不起动。
d1点短路：保护2、3、6、7、起动，根据阶梯时限原则t2 ＜t3，t6 ＜t7 ,保护2和6动作，保护3、7返回，从而保证有选择地切除故障d2点短路：保护1、2、3、7起动，t1 ＜t2 ＜t3 ，故保护1和7起动，保护2、3返回，判断短路功率方向，一般采用功率方向继电器。
d1 点短路时：Pd1 =UId1 cos ϕ1 为正值，功率方向继电器动作。
d2 点短路时：Pd2 =UId2 cos ϕ 2 为负值，功率方向继电器不动作。
式中ϕ为电压U与电流I之间的夹角3.方向过电流保护方向过电流保护:增加了功率方向元件的过电流保护。
即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，其原理接线图下图所示。
二. 整流型功率方向继电器 组成：电压形成回路、比较回路、执行元件1. 电压形成回路电压形成回路把输入的交流电压或电流以及它们的相位，经过小型中间变压器或电抗变压器转换成便于测量的电压，该电压经整流滤波后变成与变流量成正比的直流电压，然后送到比较回路进行比较，以确定继电器是否动作，最后由执行元件表示继电器的工作状态（动作或返回）。
（1）、电抗变换器（TX ）作用：将输入的一次侧较大电流量按比例地变换成二次侧的较低电压U2 。
k j j I e I K U ϕ..=2（2）电压变换器（TM ）作用：将一次侧的强电压成比例地变换成二次侧的弱电压。
式中 KU 为电压变换器的变换系数。
a.相位比较式：设以电网对地电压为基准且为正，电流由母线流向线路为电流的正方向。
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2.2.3 功率方向判别元件（功率方向继电器）
对功率方向继电器的基本要求是： 1．具有明确的方向性。即正方向发生任何故障（k1点）都 能够动作，而反方向故障（k2点）时不动作。 2．足够的灵敏性。
2.2.1 双侧电源网络相间短路时的功率方向
不带方向的三段式电流保护一般只应用于单侧电源线路。
E1 4 3
2
1
K
单侧电源线路中K点发生短路故障时，短路电流的实际方 向都是从电源指向短路点，即～从母线指向线路。
通过功率的方向来定义电流的方向：
定义：有功功率 P UI cos ，是U超前I的角度
电压的正方向：相→地
规定流出母线 功率为正，流
入为负
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E1
克服方法：
52
I
' k1
k1 6
I ' 2
I '' k1
实际方向 功率正方向
负方向 功率实际方向
在k1点短路时，闭锁电流保护1，同时保证电流保护6正确动作 的措施是找出k1点短路时，电流保护1和6之间的差别。
E 2
U A
Ur U A, Ir IA
r
arg
U r Ir
正方向（k1点）短路故障：
rA k 60
反方向（k2点）短路故障：
也可以说U，C
60 30
Ik1A
U BC
Ik 2 A
U B
当 Ur Ir cosr 0 时，认
为故障发生在正方向。
rA 180 k 240
当 Ur Ir cosr 0 时，认
措施：增设功率方向元件，构成方向性电流保护。 跳闸条件：①短路电流大于整定值；②短路功率方向为正。 当增设方向元件后，可以把线路上方向性电流保护拆开看 成两个单侧电源网络的保护，即1～4，5～8两组，分别按 单侧电源系统来整定。两组方向性保护之间不需配合。
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功率的正方向：母线→线路
电流的正方向：母线→线路
当 P 0 时，功率方向为正。 当 P 0 时，功率方向为负。
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E1 4 3
5 2 k1 6 1
7 8 E2
E1 4 3
I
' k1
I '' k1
为故障发生在反方向。
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若功率方向继电器的输入电压和电流幅值不变，输出动 作量随电压和电流之间的相角变化。
Pr Ur Ir cosr随着r的大小变化而变化。
为了在最常见正方向短路情况下使继电器动作最灵敏，即让输
出动作量最大，A相功率方向继电器应接成最大灵敏角 se。n 即
当正方向（k1点）发生短路故障时，动作输出量 最大。
Ur Ir 应co该s
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 )
电力系统继电保护
主讲人：刘雪莉
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几个基本概念
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A相功率方向继电器分析
E1 k2 U r 1
Ir
k1 2
最大灵敏角sen：功率方向继电器输入电压、电流幅值不变，
其输出动作量随两者间相位差的大小而改变，输出最大时的
相位差称为最大灵敏角。即 r sen 时，输出动作量最大。 电气工程与自动化学院(School of Electrical Engineering & Automation)
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2.2.2 方向性电流保护的基本原理
原理：在原有电流保护基础上加装功率方向判别元件， 反方向故障时把保护闭锁不致误动。
方向性电流保护的动作条件： （必须同时满足） （1）电流大于起动电流整定值；（2）功率方向为正； （3）短路电流持续时间超过动作时限。
在k1点短路时保护1和6之间的差别：短路功率方向不同。
实际短路功率的方向等于实际电流的方向。 假设短路功率的正方向：母线→线路。 在k1点短路时，电流保护1的实际功率方向为负方向； 在k1点短路时，电流保护6的实际功率方向为正方向。
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52
61
k2 7
8 E2
I
' k
2
I '' k2
双侧电源线路：保护－安装于线路两侧；
母线 → 线路 功率方向可能 －线路 → 母线
k1短路
I '' k1
I
' set
.1
,
1电流速断保护误动
k2短路
I
' k
2
I
' set
.6
,
6电流速断保护误动
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