输电线路的方向保护
输电线路电力设施保护措施
输电线路电力设施保护措施输电线路电力设施保护措施是确保输电线路安全运行，保护电力设施不受损坏的重要措施。
以下是针对输电线路电力设施保护的一些常见措施：1. 跨越保护：输电线路通常会经过道路、铁路、河流等地形，为防止人造物或自然物与输电线路直接接触，需要进行跨越保护。
常用的跨越保护设施包括隔离开关、避雷针、避雷器和防护网等。
2. 防雷保护：由于输电线路处于室外环境中，容易遭受雷击。
为保护设施免受雷击损害，会使用避雷器对线路进行保护。
避雷器通常由非线性电阻器和间隙两部分组成，当线路电压超过设定值时，避雷器会放电，将过电压分流到大地，从而保护线路设备。
3. 过流保护：输电线路可能会发生过电流事故，这会对设备造成严重损坏。
为了防止过电流损害电力设施，可以使用过流保护装置。
过流保护装置可以及时检测到过电流情况，并切断电路来保护设备。
4. 接地保护：接地是保护线路安全运行的重要措施之一。
输电线路系统中使用接地装置将线路的金属部分或设备与大地连接起来，避免电流滞留在设备中，造成设备损坏或安全隐患。
5. 温度监测与保护：线路设备在工作过程中可能会因为负荷过大、环境热量等因素导致温度升高，为防止设备烧毁，需要进行温度监测与保护。
可以通过温度传感器及时感知到设备超温情况，并采取相应的措施，如降低负荷等。
6. 振动监测与保护：线路设备在运行过程中可能会受到外部振动的影响，这会导致设备松动或损坏。
为了保护线路设备，可以安装振动传感器进行振动监测，并根据监测结果采取相应的保护措施。
7. 检修与维护：定期的检修与维护是保护输电线路电力设施的重要手段。
检修与维护包括设备的清洁、紧固件的检查、电气元件的检测等，以确保设备正常运行，减少故障发生的可能性。
输电线路电力设施保护措施涉及跨越保护、防雷保护、过流保护、接地保护、温度监测与保护、振动监测与保护以及定期的检修与维护等方面，通过这些措施可以确保输电线路安全运行，保护电力设施不受损坏。
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。
输电线路保障措施
输电线路保障措施输电线路是电力系统中非常重要的组成部分，它承载着电能的传输和分配任务。
为了确保电力系统的稳定运行和公众的安全，需要采取一系列的安全措施来保障输电线路的正常运行。
本文将从环境保护、设备维护、安全防范和事故应急等方面展开讨论，详细阐述输电线路保障措施。
一、环境保护1. 选择合适的输电线路走向：在规划和设计输电线路时，应综合考虑地理条件、环境保护要求等因素，选择合适的输电线路走向，避免对生态环境造成破坏。
2. 林地保护：若输电线路需要穿越林地，应最大程度减少砍伐树木的数量，保护林地生态系统的稳定。
同时，应在林地周围设置合适的防火带，减少因输电线路引起的火灾风险。
3. 河流和湿地保护：在穿越河流和湿地等水域地区时，应采取适当的保护措施，避免对水域生态系统造成破坏。
例如，使用绝缘材料包裹输电线路，防止漏电等情况。
二、设备维护1. 定期巡检输电线路：建立定期巡检制度，对输电线路进行全面、系统的检查，及时发现和解决潜在的故障和问题，确保输电线路的正常运行。
2. 清洁绝缘子：输电线路上的绝缘子容易受到灰尘、污染物等的影响，造成绝缘性能下降。
定期对绝缘子进行清洁，保持其正常工作状态，提高输电线路的抗污能力。
3. 检修绝缘子串：绝缘子串是输电线路中重要的设备之一，其正常工作对于保障输电线路的安全运行至关重要。
定期检查绝缘子串的接触电阻、绝缘电阻等指标，确保其性能符合要求。
三、安全防范1. 防雷措施：在输电线路的设计和建设过程中，应加强防雷措施。
采取合适的避雷设备，减少雷击对输电线路的影响。
2. 防火措施：输电线路穿越林地等易燃区域时，应设置防火带、灭火器等设备，减少可能引发火灾的危险。
3. 安全警示标志：在重要的输电线路设备和区域周围设置安全警示标志，提醒行人和施工人员注意安全并遵守相关规定。
四、事故应急1. 建立应急预案：针对输电线路可能出现的事故情况，建立专门的应急预案，明确责任分工和处置措施，提高事故发生时的应对能力。
4输电线路继电保护
P UICOS
(2) 接线方式
① 零度接线
对A相的功率方向继电器，加入电压UK ( U A)和电
流 IK ( IA)，则当正方向短路时
KA
arg
U A Ik1A
k1
反方向短路时，KA
arg
k
U A Ik2A
180 k2
Krel Kss K re
I lm ax
(4-12)
式中 Krel ——可靠系数，一般采用1.15~1.25；
K—ss 自起动系数，数值大于1； K—re —电流继电器的返回系数，一般采用0.85。
(2) 按选择性的要求整定过电流保护的动作时限
k2
k1
图4-8 单侧电源放射形网络中过电流保护动作时限选择说明
在一般情况下，距离保护装置由以下元件组成，其逻辑
关系
如图4-21 起动
所示。
Z
Z
t
≥1
&
出口
跳闸
Z
t
图4-21 三段式距离保护的组成元件和逻辑框图
4.3 双侧电源网络相间短路保护
在线路两侧都装上阶段式电流保护(因为两侧均有 电源)，则误动的保护都是在自己保护线路的反方向发 生故障时，由对侧电源供给的短路电流所致。
set
情况，此时为负值，如图4-13所示。
set k set
k
k set
set k
set k
k set
k set
set
k
k set
图4-11测量阻抗在圆内 图4-12 测量阻抗在圆外 图4-13 ZK超前于Zset的向量关系
图9-20 距离保护的作用原理 (a) 网络接线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(b) 时限特性
方向保护原理
方向保护原理方向保护是一种常见的电气保护方式，它主要用于保护输电线路和变电站设备，以防止电力系统发生故障时造成更大的损失。
方向保护原理是指利用电力系统中电压和电流的相位关系，通过对故障信号进行检测和判断，实现对故障点的定位和隔离，从而保护电力系统的安全稳定运行。
方向保护原理的实现依赖于电力系统中电压和电流的相位关系。
在正常情况下，电压和电流的相位关系是固定的，而在发生故障时，由于故障点的存在，电压和电流的相位关系会发生变化。
方向保护利用这种相位关系的变化，通过对故障点处电压和电流的相位差进行检测和判断，确定故障点的位置和方向，从而实现对故障的快速定位和隔离。
方向保护原理的实现主要包括两个方面，一是对故障信号的检测和采集，二是对故障信号的处理和判断。
在电力系统中，通常会设置各种传感器和保护装置，用于对电压和电流进行实时监测和采集。
当系统发生故障时，这些传感器会将故障信号传输给保护装置，保护装置会对这些信号进行处理和判断，确定故障点的位置和方向，并发送信号给断路器或隔离开关，实现对故障的隔离和保护。
方向保护原理的实现还需要考虑故障信号的可靠性和灵敏度。
在电力系统中，由于存在各种干扰和噪声，故障信号往往会受到影响，因此保护装置需要具有较高的抗干扰能力，能够准确地判断故障信号，并及时地对故障进行保护。
同时，保护装置还需要具有较高的灵敏度，能够对微小的故障信号进行检测和判断，以确保对系统的全面保护。
总的来说，方向保护原理是一种基于电压和电流相位关系的保护方式，它通过对故障信号的检测和判断，实现对电力系统的快速定位和隔离，保护系统的安全稳定运行。
在实际应用中，需要根据电力系统的特点和要求，选择合适的方向保护装置，并对其进行合理的配置和调试，以确保系统能够在发生故障时得到有效的保护。
输电线路的保护
通道类型
• 电力线载波通道。 信号频率是50～400KHz。这种频率在通信上属 于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频 通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保 护。高频频率的信号只能有线传输，所以输电 线路也作为高频通道的一部份。 载波通道存在的主要问题：①通道拥挤。所以 构成分相式的纵联保护存在困难。②输电线路 上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。 ③容易受到电磁干扰。
ZK
U OP U IZ set IZ S IZ set I Z S Z set U I Z Z F S m
正向短路动作特性
• 代入动作方程得到
Z S Z set Z S Z m
• 转换成相位比较动作方程
工频变化量阻抗继电器工作原理
• 正向短路
U OP U IZ set IZ S IZ set I Z S Z set U I Z Z S K F
• 正向区内短路 Z K Z set
S
F
UF
Y
R
UOP
UOP U F
A B C M
U A = U kA + I A1 Z L lk + I A2 Z L lk I A0 Z L lk = U kA + [I A1 + I A2 I A0 3 I A0
(1)
接地阻抗继电器的基础理论
Z 0 - Z1 ]ZL lk 3Z1
• 反方向短路时,姑且把从短路点到保护安装处的阻抗 Z K (含过渡电阻附加阻抗在内)称做工频变化量阻抗继电器 的测量阻抗的负值 Z m ，即 Z m Z K 则上两式成为：
3.2 输电线路相间短路的方向电流保护详解
➢ 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。 ➢ 在常规保护中，方向元件有电磁型、感应型、整流型、晶 体管型、集成电路型等，常用的是整流型和晶体管型。
➢ 母线电压参考方向为“母线指向大地”，电流参考方向为 “母线指向线路”。
其之输间出的（相转位UC矩差或的电大压小24）而00 值改随变两。U者当B
输出为最大时的相位差称为最大
灵敏角。
arg
U K IK
Network Optimization Expert Team
k23
U
1
EI
Ik 2
k1处短路（对保护1为正方向）
U Ik1 Z1lk1
U
Ik1
k1
0 k1 90
第三章 电网的相间电流、电压保护 和方向性相间电流、电压保护
一、单侧电源网络的相间电流、电压保护 二、电网相间短路的方向性电流、电压保护
2021/4/6
1
问题的提出
2
1
A
B
C
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电源的一侧，或 者说线路的始端。
仅利用相间短路后电流幅值增大的特征来区分故障 与正常运行状态的，以动作电流的大小和动作时限的 长短配合来保证有选择地切除故障。
动作范围： senmax 900 ∵ 过渡电阻、线路阻抗角会变化， k最大0灵~敏90线
+j ∴ 功率方向继电器在正方向故障时，动作的角度应该是一个
范围。
动作区 .
考虑实现的方便性，这个角度通常U 取为：
双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护原理电子教材(精)
项目五：电网相间短路的方向电流保护任务1方向电流保护的工作原理一、方向电流保护的工作原理1.电流保护用于双电源线路时的问题为了提高电力系统供电可靠性，大量采用两侧供电的辐射形电网或环形电网，如图 l所示。
在双电源线路上，为切除故障元件，应在线路两侧装设断路器和保护装置。
线路发生故障时线路两侧的保护均应动作，跳开两侧的断路器，这样才能切除故障线路，保证非故障设备继续运行。
在这种电网中，如果还采用一般过电流保护作为相间短路保护时，主保护灵敏度可能下降，后备保护无法满足选择性要求。
图 1 双侧电源供电网络示意图（1）Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降以保护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，关键是除了躲过P母线处短路时A侧电源提供的短路电流，还必须躲过N母线短路时B侧电源提供的短路电流，见图 2。
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段保护的保护区，严重时可以导致Ⅰ段保护丧失保护区。
整定电流保护Ⅱ段时也有类似的问题，除了与保护P5的Ⅰ段配合，还必须与保护P2的Ⅰ段配合，可能导致灵敏度下降。
M N P图 2 保护P3主保护整定示意图（2）无法保证Ⅲ段动作选择性Ⅲ段动作时限采用“阶梯特性”，距电源最远处为起点，动作时限最短。
现在有两个电源，无法确定动作时限起点。
图 3中保护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。
MNk1故障时流过保护P3的短路电流图 3保护P3后备保护整定示意图2．方向性保护的概念我们再深入分析一下，造成电流保护在双电源线路上应用困难的原因是需要考虑“反向故障”。
以图4中保护P3为例，阴影中发生故障时B 侧电源提供的短路电流流过保护P3，而如果仅存在电源A，阴影部分发生故障时则没有短路电流流过保护P3，不需要考虑。
第4章双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护
第4章双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护第4章双侧电源输电线路相间短路的方向电流保护在电力系统中，双侧电源输电线路是非常常见的一种拓扑结构。
然而，在运行过程中，由于各种原因，可能会出现相间短路故障。
为了保护电力系统的正常运行，需要对这种故障进行准确的判断，并及时采取措施保护系统。
双侧电源输电线路相间短路故障是指两个电源之间的相线发生短路。
当这种故障发生时，电流会沿着线路的各个分支流动，同时流向短路点，形成环流。
由于环流的存在，会对电力系统带来很大的危害，如引发设备的过电流、电压波动等问题，对系统的稳定性和安全性构成威胁。
为了解决这个问题，需要在电源侧进行方向电流保护。
方向电流保护是指通过检测电流方向，判断故障点的位置，并采取保护措施，以限制短路故障的影响范围。
方向电流保护的基本原理是通过检测电流的相位差来确定故障的位置。
当相间短路发生时，电流的相位差会随着故障点的位置而改变。
通过测量电流的相位差，就可以判断故障点是在哪一侧，并采取相应的保护措施。
常用的方法包括差动保护和方向元件保护。
差动保护是利用差动电流进行方向电流保护。
差动电流是指同一线路两端电流的差值，通过比较差动电流的幅值和相位差，可以判断故障点的位置。
如果差动电流的幅值超过设定值，并且相位差在某个范围内，就说明故障点在保护的覆盖范围内，此时保护动作。
差动保护具有快速、精确的特点，广泛应用于电力系统。
另一种常用的方向电流保护方法是采用方向元件。
方向元件是指能够根据电流方向进行判断的装置，常见的方向元件有方向比较器、方向继电器等。
这些装置通过检测电流的相位差，判断故障点的位置，并根据判断结果发出保护信号，实现保护动作。
除了差动保护和方向元件保护之外，还可以利用数字保护装置进行方向电流保护。
数字保护装置具有运算速度快、精度高的特点，可以通过相间短路电流的特征进行方向电流保护。
数字保护装置通过采样和计算电流波形，判断故障点的位置，并根据判断结果进行保护动作。
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。
第4章双侧电源输电线路相间短路方向电流保护
d1点短路时：t6＜t1 d2点短路时：t6＞t1
泸州职业技术学院
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
泸州职业技术学院
继电保护
7
图4-2 方向电流保护原理接线图
泸州职业技术学院
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。
泸州职业技术学院
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 。
第十四讲方向高频保护
3、如图所示为电流启动的高频闭锁方向保护的 原理框图。试说明： （1）I及I´两个电流元件的灵敏度如何配合才 能保证保护的正确动作？ （2）框图中为什么要设置两个时间元件？
第3题图
三、功率方向元件的选择
要求：不准误动—重负荷、系统振荡时不准误动 不准拒动—不能有死区，灵敏度足够，对各种故障
均能反应
GJ----90°,有死区，振荡、重负荷时会误动 GJ0---无死区，振荡、重负荷时不会误动；相间故障不 动作。
方向阻抗继电器---无死区，振荡时闭锁，重负荷时 不误动，相间、接地要分开，接线复杂
高频闭锁方向保护构成框图
3、记忆元件t1，0.5s
当外部故障切除后，B侧S+返回慢，C侧S-返回快，C 侧停止发闭锁信号，C侧一停闭锁信号，B侧就跳闸，造成 误动。
4、否门，由于记忆元件t1的作用，当内部故障又有干扰 信号时，使S-误动，使保护延时0.5s，为此应增加否门。
5、S-应较S+灵敏 为防止区外故障时保护误动
第十四讲第十四讲输电线路的方向高频保护输电线路的方向高频保护主要内容1掌握高频闭锁方向保护的工作原理和构成2掌握高频闭锁方向保护各元件的作用3了解高频闭锁方向保护的启动方式和方向元件的选择一工作原理高频闭锁方向保护的作用原理s动作起动发信机反应反方向故障s动作起动保护跳闸反应正方向故障方向元件起动的高频闭锁向保护的方框原理图a方框原理图的动作区二高频保护的构成及各元件的作用1s正功率方向元件动作保护动作准备跳闸无高频信号时跳闸s负功率方向元件动作起动发信机发闭锁信号闭锁保护2延时元件t416ms12004800km当区外故障时b侧s动作快c侧s动作慢b侧在收到高频闭锁信号前已经跳闸造成b侧误动
f—至高频通道；g—跳闸
线路各保护的原理及保护范围介绍
中海油新能源玉门风电场
谢 谢！
中海油新能源玉门风电场
4、电流限时限速断保护(II段) • 切除本线路速断范围以外的故障，保护 本线路的全长 • 作为速断的后备 动作原理： • 保护范围延伸到下一条线路 •为保证选择性，必须使保护的动作带有 一定的时限 •为了使动作时限尽量缩短，考虑使它的 保护范围不超出下一条线路速断保护的 范围
中海油新能源玉门风电场
1.2、为什么要配置纵联保护 仅反映线路一侧的电气量的保护， 如距离保护、零序保护等，不可能区 分本线末端和对侧母线（或相邻线始 端）的故障。 为了保证选择性，距离保护I段只 能保线路全长的70%~80%，这是距离 保护的局限性。为了满足电网稳定运 行的。
中海油新能源玉门风电场
电力电缆是传输和分配电能的一种特 殊电线；主要有电缆线芯、绝缘层和保护 层三部分组成。 1)、电缆线芯：由铜或铝绞线组成，其截 面形状有圆形、弓形和扇形等几种；
2）、绝缘层：作为相间及对地的绝缘， 材料有油浸纸、塑料、橡皮等；
3）、保护层：其作用是避免电缆受到机 械损伤，防止绝缘受潮和绝缘油流出；
中海油新能源玉门风电场
要求，有选择性地快速切除全线故障， 于是220kV级以上线路一般要求要配置 纵联保护。 1.3电流差动保护 电流差动保护动作逻辑简单、可靠、 动作速度快，在故障电流超过额定电 流时，确保跳闸时间小于25ms。 电流差动保护可以借助光纤通道传 输两路远传及一路远跳信号。利用两 侧电气量进行双端测距等。
t1 t3 t5
t6 t4 t2
2-4 线路的方向过电流保护
保
Uop
护
——
第
Uop.K
二
Iop.K
IK
章 死区：在线路首端三相短路时，UK可能很小，如
小于 UopK ，则继电器不会动作，故称为继电器的
动作死区。动作死区越小越好。
3。潜动
继 电
继电器的潜动是指电压输入为零、只输入
保 电流或电流输入为零、只输入电压时，继电器会
护 动作的现象。
——
可分为：电流潜动和电压潜动。
k2点短路时要求：t3>t2
第 二 章
两者矛盾，因此要装 方向保护。
方向电流保护的原理
继 电 保 护
第 二 章
——
方向电流保护的原理
1. 规定：
继 短路功率由母线
线路：正方向
电 保
短路功率由线路
母线：负方向
护 正方向保护动作，负方向保护不动作
2. 单方向时限阶梯原则。
第 3. 同一母线两侧的开关，时限长的可不要装方向 二 保护，时限相同都要装。 章
——
继
电
保
护
A C D
第 二
B C D
章 90 90
90
arg
C D
90
A B
——
LG-11整流型功率方向继电器的原理接线图：
继 电 保 护
第 二 章
整流型（LG-11）功率方向继电器的原理结构图
继 电 保 护
第 二 章
——
对于LG-11型功率方向继电器：
继 电
则：
C KUU K
保 电器设有内角α。
护
动作区
——
第 二
90 arg UIKK 90
4.1线路零序保护
2、构成多段式的保护的两个条件 （1）能区分正常运行和短路故障两种运行状态。 （2）能区分短路点的远近，以便在近处短路时以较短的延时切除故 障而在远处短路时以较长的延时切除故障，以满足选择性的要求。
M
ZMK0
K
N
Z NK 0
ZR0
I 0 C0 I F 0
ZS0
I0
I F0
U K0
零序分支系数
C0
Z MK
I
－电流基准值
P
TP－时间常数
(二）影响流过保护的零序电流大小的诸因素 1、零序电流大小与接地故障的类型有关
单相接地和两相接地短路时流过短路点的零序电流为
(1)
I F0
UF0
2Z1 Z0
(1,1)
I F0
UF0
Z1 2Z0
因为零序电流与故障类型有关，所以在校验零序电流保护的灵敏度时， 就要选择在零序电流比较小的一种故障类型来进行计算。
2、零序电流大小非但与零序阻抗有关而且与正序阻抗有关。
3、零序电流大小与保护背后系统和对端系统中性点接地的变压器多少密 切相关
ES ZS
ZMK
ES ZS
ZMK
系统中变压器中性点接地越多，Z0越小，零序电流越大
(三）零序方向继电器的原理、实现方法
1、零序方向元件的设置 如零序I段不加方向元件就在躲过保护背后母线发生接地短路时的最大 零序电流，如加方向元件可能降低零序电流的定值，也可以不考虑与反 方向元件配合的问题。
2、零序方向继电器的原理
M
ZMK0
K
N
Z NK 0
ZR0
M K
Z NK 0
N ZR0
ZS0
I0
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
教学 要求
通过学习要求掌握方向过电流保护的基 本工作原理；功率方向继电器工作原理 及动作区。功率方向继电器采用 90 接 线的目的，消除出口三相短路死区的方 法。
采样双电源目的
是为了提高输电线路 供电可靠性。
K1
当K1点短路,保护1、2动作，断开QF1 和QF2，接在A、B、C、D母线上的用 户，仍然由A侧电源和D侧电源分别供 电，提高了对用户供电可靠性。
（1）三相短路
Ua
Ia
k
Uc
sen
Ub
Ubc
sen (90 k )
90 sen 0
功率方向继电器的动流的影响
❖ 不对称故障时非故障相仍有电流，称为非故 障相电流。 小电流接地系统中非故障相电流为负荷电 流。 大电流接地系统中还应考虑接地故障时由 于零序电流分布系数与正负序电流分布系数 不同造成的非故障电流。
电流保护用于双电源线路时的问题
❖ 为提高供电可靠性可采用双电源或单电源环 形电网供电更可靠,但却带来新问题:
❖ （1）Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降 ❖ （2）无法保证Ⅲ段动作选择性
阶段式电流保护用于双侧电源的网络 中，不能完全满足选择性要求。
以瞬时电流速断保护1为例，保护的 动作电流为：
II op1
K II rel kB.max
K2
K1
Ures
k1 IK1
Ik 2
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。
通过保护3的短路功率为：
Pk1 Ures Ik1 cosk1 ＞0
当反方向短路时，通过保护3的短路功率为
Pk2 UresIk2 cosk1 ＜ 0
功率方向继电器动作条件：
Pk ＞0 动作；
如上图所示：保护反向发生BC相短路时，A相功率方向继电器 流过非故障电流，A相功率方向继电器流过非故障电流，动作与 否取决与故障前潮流的方向，不反应于故障方向 。
按相起动
功率方向继电器接线
90接线定义
cos 1 时，加入继电器的电流超 前电压 90。
功率方向继电器 KP1 KP3 KP3
电流 IA IB IC
电压
UBC UCA UAB
接自母线TV
消除 死区 方法
（1）引进记忆电路的目的是 消除正向出口三相短路的死区；
（2）采用 90接线的目的 是消除两相短路的死区。
原因是需要考虑“反向故障”。
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。
K1
K2
结论：短路功率方向从母线指向线路时， 保护动作才具有选择性。
方向过电流保护工作原理
K1
规定：短路功率的方向从母线指向线路 为正方向。 K1点短路时，保护1、2、4、6为正方 向；保护3和5反方向，不应起动。
为了满足选择性要求，保护1、3、5 动作时间需进行配合；保护2、4、6动 作时间需进行配合。
结论：相同动作方向保护的动作时间 仍按阶梯原则进行配合。
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。
功率方向继电器工作原理
II op1
K II rel kA.max
Ⅰ、Ⅱ段灵敏度可能下降
K1
K2
对过电流保护，当在K1点短路时，
要求
t2 ＞ t3 。
当K2点短路时，要求 t3 ＞ t2
显然，这两个要求是相互矛盾。
K1
K2
对于定时限过电流保护而言，利 用动作时间是无法满足要求的。
❖ 原因分析 造成电流保护在双电源线路上应用困难的
Pk＜0时不动作。
LG-11型功率方向继电器
动作方程
死区、动作特性、灵敏角
动作区画法：
制动区
Ir
最灵敏线
sen
Ur
动作区
动作区： sen 90
方向电流保护的接线
❖ 功率方向继电器的接线方式:继电器与电流互 感器和电压互感器之间的连接方式。 应满足如下要求： （1）必须保证功率方向继电器具有良好的 方向性。即正向发生任何类型的故障都能动 作，而反向故障时则不动作。 （2）尽量使功率方向继电器在正向故障时 具有较高的灵敏度，φ k接近φ sen 。