方向电流保护及功率方向继电器剖析
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当 K sen 时 , K U U K 和 K I I K 同相位
KUUK KI I K K I I K KUUK U0
5.死区 母线近处发生 k ，母线电压低 于最小动作电压，继电器不动。 措施：TV一次侧串联电容C1
(3)
U op .min
U0 2 KU
电力系统继电保护
6.潜动
方向电流保护
只通入电流或电压一个量， 继电器能否动作？
K U U K K I I K K U U K K I I K U0
电流潜动、电压潜动 原因：比较回路中参数不对称 危害：误动、拒动、灵敏度下降 措施：调R2消除电流潜动 调R1消除电压潜动 电压是什么？ 电流是什么？
方向电流保护
1.构成
电压形成回路
幅值比较回路 执行元件
电力系统继电保护
2.动作条件
方向电流保护
U A KU U K K I I K
U B KU U K K I I K
3.动作区和最大灵敏角
U A U B U0
90 arg
UK IK
最大灵敏线
90
(90 )
当 K sen 时
sen UK
K U U K 和 K I I K 同相位
90
电力系统继电保护
4.最小动作电压
方向电流保护
K U U K K I I K K U U K K I I K U0
M A1 k2 2 B 3 k1 4 C N
~
分析： k1短路 保护2功率方向为线路 保护3功率方向为母线 k2短路 保护2功率方向为母线 保护3功率方向为线路 母线 线路 线路 母线
~
结论：正方向母线
线路,反方向线路
母线
电力系统继电保护
3.工作原理
电流元件+方向元件
判断线路 是否发生 短路故障
方向电流保护
便于 分析原理
电力系统继电保护
方向电流保护
KW的实质
判别母线电压和流入 线路电流间相位角是 否在-90°~90°之间
如何实现？
动作条件:
90 arg
UK IK
90
电力系统继电保护
方向电流保护
UK IK
KW的实现： 90 arg
90
令 U C K U U K —用TV实现
电力系统继电保护
方向电流保护
差磁法 3.幅值比较回路 均压法
环流法
电力系统继电保护
方向电流保护
注意：
极化继电器存在动 作电压U0，实际上 应为
U A U B U0
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护
二、LG-11型功率
方向继电器
判断短路故障是 否为正方向
方向电流保护
分组：保护1、3、5一组 t1>t3>t5 保护2、4、6一组 t6>t4>t2
结论：位于同一母线两侧的保护，时限大的一侧可
不装设方向元件。
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护 补充——变换器
作用：
方向电流保护
变换电量：将TA二次5A、TV二次100V转成弱电。
令 U D K I I K —用TL实现
90 arg KU U K KI IK
90 arg UK IK
90 arg
UC UD
90
90
arg
KU KI
U I
90
继电器内角
电力系统继电保护
2.幅值比较原理
方向电流保护
令 U A U C U D K U U K K I I K ——动作量 令 U B U C U D K U U K K I I K ——制动量
动 作 条 件？
U 来自百度文库 UB
KU U K K I I K KU U K K I I K
U 2 K I I1
转移阻抗 或 模拟阻抗
注意： U 2 与 I1 相位不同（0~90 ）
改变线圈W3中电阻，可改变该角度。
电力系统继电保护
方向电流保护
第二节 功率方向继电器KW （directional relay）
一、工作原理 幅值比较原理（比幅原理） 两种 相位比较原理（比相原理） 1.相位比较原理 电流为母线 线路 正方向 电压为母线高于大地 便于实 现
隔离电路：将交直流电流隔离，起屏蔽作用。
调节定值：改变线圈抽头，即改变继电器的定值。
种类：
电压变换器（TV、YB） 电流变换器（TA、LB）
电抗变换器（TL、DKB）
电力系统继电保护
（1）电压变换器TV 作用：按比例降低输入电压的幅值
方向电流保护
U 2 KU U1
W2 KU W1
电力系统继电保护
方向电流保护
第二章
1.问题的提出 M
电网相间短路的方向电流保护
第一节 方向电流保护工作原理
A1
k2 2
B 3
k1 4
C
N
~
只研究保护2和3的过电流保护（Ⅲ段）：
~
矛盾
k1：要求t3<t2 k2：要求t3>t2
问题：背后故障时，电流保护可能误动。
电力系统继电保护
方向电流保护
2.问题的解决 ——加装功率方向元件
注意： U 2 与U1 同相位
电力系统继电保护
（2）电流变换器TA
方向电流保护
作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压
U 2 K LI
R KL KTA
1
注意： U 2 与 I1 同相位
电力系统继电保护
（3）电抗变换器TL
方向电流保护
作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压
KUUK KI I K K I I K KUUK U0
5.死区 母线近处发生 k ，母线电压低 于最小动作电压，继电器不动。 措施：TV一次侧串联电容C1
(3)
U op .min
U0 2 KU
电力系统继电保护
6.潜动
方向电流保护
只通入电流或电压一个量， 继电器能否动作？
K U U K K I I K K U U K K I I K U0
电流潜动、电压潜动 原因：比较回路中参数不对称 危害：误动、拒动、灵敏度下降 措施：调R2消除电流潜动 调R1消除电压潜动 电压是什么？ 电流是什么？
方向电流保护
1.构成
电压形成回路
幅值比较回路 执行元件
电力系统继电保护
2.动作条件
方向电流保护
U A KU U K K I I K
U B KU U K K I I K
3.动作区和最大灵敏角
U A U B U0
90 arg
UK IK
最大灵敏线
90
(90 )
当 K sen 时
sen UK
K U U K 和 K I I K 同相位
90
电力系统继电保护
4.最小动作电压
方向电流保护
K U U K K I I K K U U K K I I K U0
M A1 k2 2 B 3 k1 4 C N
~
分析： k1短路 保护2功率方向为线路 保护3功率方向为母线 k2短路 保护2功率方向为母线 保护3功率方向为线路 母线 线路 线路 母线
~
结论：正方向母线
线路,反方向线路
母线
电力系统继电保护
3.工作原理
电流元件+方向元件
判断线路 是否发生 短路故障
方向电流保护
便于 分析原理
电力系统继电保护
方向电流保护
KW的实质
判别母线电压和流入 线路电流间相位角是 否在-90°~90°之间
如何实现？
动作条件:
90 arg
UK IK
90
电力系统继电保护
方向电流保护
UK IK
KW的实现： 90 arg
90
令 U C K U U K —用TV实现
电力系统继电保护
方向电流保护
差磁法 3.幅值比较回路 均压法
环流法
电力系统继电保护
方向电流保护
注意：
极化继电器存在动 作电压U0，实际上 应为
U A U B U0
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护
二、LG-11型功率
方向继电器
判断短路故障是 否为正方向
方向电流保护
分组：保护1、3、5一组 t1>t3>t5 保护2、4、6一组 t6>t4>t2
结论：位于同一母线两侧的保护，时限大的一侧可
不装设方向元件。
电力系统继电保护
方向电流保护
电力系统继电保护 补充——变换器
作用：
方向电流保护
变换电量：将TA二次5A、TV二次100V转成弱电。
令 U D K I I K —用TL实现
90 arg KU U K KI IK
90 arg UK IK
90 arg
UC UD
90
90
arg
KU KI
U I
90
继电器内角
电力系统继电保护
2.幅值比较原理
方向电流保护
令 U A U C U D K U U K K I I K ——动作量 令 U B U C U D K U U K K I I K ——制动量
动 作 条 件？
U 来自百度文库 UB
KU U K K I I K KU U K K I I K
U 2 K I I1
转移阻抗 或 模拟阻抗
注意： U 2 与 I1 相位不同（0~90 ）
改变线圈W3中电阻，可改变该角度。
电力系统继电保护
方向电流保护
第二节 功率方向继电器KW （directional relay）
一、工作原理 幅值比较原理（比幅原理） 两种 相位比较原理（比相原理） 1.相位比较原理 电流为母线 线路 正方向 电压为母线高于大地 便于实 现
隔离电路：将交直流电流隔离，起屏蔽作用。
调节定值：改变线圈抽头，即改变继电器的定值。
种类：
电压变换器（TV、YB） 电流变换器（TA、LB）
电抗变换器（TL、DKB）
电力系统继电保护
（1）电压变换器TV 作用：按比例降低输入电压的幅值
方向电流保护
U 2 KU U1
W2 KU W1
电力系统继电保护
方向电流保护
第二章
1.问题的提出 M
电网相间短路的方向电流保护
第一节 方向电流保护工作原理
A1
k2 2
B 3
k1 4
C
N
~
只研究保护2和3的过电流保护（Ⅲ段）：
~
矛盾
k1：要求t3<t2 k2：要求t3>t2
问题：背后故障时，电流保护可能误动。
电力系统继电保护
方向电流保护
2.问题的解决 ——加装功率方向元件
注意： U 2 与U1 同相位
电力系统继电保护
（2）电流变换器TA
方向电流保护
作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压
U 2 K LI
R KL KTA
1
注意： U 2 与 I1 同相位
电力系统继电保护
（3）电抗变换器TL
方向电流保护
作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压