第六节 方向性电流保护
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。
2-2 方向性保护
X AB
X BC.M
I AB.M
X 2s
I BC.M
M
115 115 ( X AB X 1s ) I AB.M X 2 s ( I BC .M I AB.M ) 3 3
I BC .M X AB X1s X 2 s K fz I AB.M X 2s
4 3 5 2 6 1 7 8
E1
A
B I'
d1
d1
'' I d1 C
D
E2
I dz.3 I dz.2 I dz.1
I dz.7 I dz.6 I dz.5
I dz.7 K ph I dz.6 1.1 ~ 1.15I dz.6
？
目的：保证选择性，防止越级跳闸。
动作时限：将动作方向一致的保护，按逆向 阶梯原则进行。
例 1：
解：
1、对保护1进行限时电流速断的整定
1）动作电流
•求 I dz.3
Kk I dz.1 I dz.3 K fz.min
115 3
A
B
X 1s.min
115 3
X AB
X BC
X min ( X AB X 1s.min ) // X 2 s.min (0.4 20 2) 15 6() 0.4 20 2 15
d1
d1
'' I d1 C
D
E2
误动产生的原因：是由所保护线路反方向发生 故障，由对侧电源供给电流引起的。 特点 该电流由线路流向母线
与线路故障时短路功率方向（由母线到 线路）相反 解决方法 ——加设一个功率方向闭锁元件 由母线到线路，动作 该元件 由线路到母线，不动作
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。
方向电流保护
为什么要加功率方向继电器？
为了保证保护动作的选择性。 瞬时电流速断在什么情况下加方向元件？ 定时限过电流保护在什么情况下加方向元 件？ 限时电流速断在什么情况下加方向元件？
方向元件与电流继电器接点关系
串联（具有“与”的关系）
功率方向判别元件特性
灵敏角 死区 动作区
作功率方向继电器的动作区
评价 接线方式 整定计算 展开图 适用范围Leabharlann 分支电路 对电流保护计算的影响
助增网 外汲网
助增网
外汲网
助增网
外汲网
结论：
对第一段：没有影响 对第二段：灵敏度有影响。在整定计算 中考虑。 对第三段：对近后备没有影响。对远后 备进行灵敏度校验时，要考虑分支电路 的影响。
0， =70
φsen
0 =-30
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
保护安装处发生AB相故障
UA
UK.A UK.B
UC
UB
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
UA UBC
UK.A UK.B
UB UC
二相短路故障时继电器动作分析
φk=700， φsen=-300
功率方向判别元件的内角
定义：α=900-φk 300≤ α ≤ 600 φsen=-α
900接线
所谓900接线方式是指系统三相对称， COSφ=1时，加入继电器的电流超前电 压900。
接线图
测量电压、灵敏线、灵敏角、 动作区之间的关系
动作区 灵敏线
灵敏角 Um
三相短路故障时继电器动作分析
φk
作正常运行时的电压相量图。 作故障时的电压相量图。 根据灵敏角作灵敏线。 作灵敏线的垂线，指向灵敏线方向的为 动作区。当电流在动作区内时，功率方 向继电器动作。
《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。
方向电流保护的基本原理
方向电流保护的基本原理咱先说说电流保护。
电流保护其实就是根据电路里电流的大小来判断是不是出问题了。
你想啊，正常的时候电流就该在一个合适的范围里溜达，就像人正常走路速度是有个大概范围的。
要是电流突然变得老大或者老小，那可能就是电路里有啥故障了，比如说短路了电流就会突然变得特别大，像洪水猛兽一样。
这时候电流保护就该发挥作用啦，它就像个小警察，发现电流不正常就赶紧采取措施，比如切断电路，不让故障进一步扩大。
但是呢，单纯的电流保护有时候会有点迷糊。
为啥这么说呢？因为在一些复杂的电网里，电流的变化可能不是那么单纯的因为故障。
比如说有一些电流的分流啊之类的情况。
这时候就需要方向电流保护来帮忙啦。
方向电流保护呢，它除了看电流大小，还会看电流的方向。
这就好比小卫士不仅要看进来的人数量对不对，还要看这些人是从哪个方向来的。
在电路里，电流是有它正常的流向的。
当有故障的时候，电流的流向可能就会发生变化。
比如说在一条线路的某一处发生了短路故障，正常情况下电流从电源流向负载，这时候故障点就像个大磁铁，把电流吸引得往它那儿跑，电流的方向就改变了。
方向电流保护装置就能敏锐地察觉到这个电流方向的变化。
它里面有一些特殊的元件，就像小触角一样，能感受电流的方向。
如果电流的方向不符合正常的运行情况，再加上电流大小也不正常，那这个保护装置就会判定是发生了故障，然后果断地采取行动，比如把故障线路给断开，保护其他正常的线路和设备。
你可以想象成一个大的电路家族，每个线路都是家族里的一员。
方向电流保护就像是家族里的智慧长者，它时刻盯着电流这个小家伙的一举一动，既看它的数量，又看它的走向。
要是电流这个小家伙调皮捣蛋，乱跑乱闯，不符合家族的规矩，智慧长者就会出手，把这个捣乱的线路隔离开，让整个电路家族继续平稳地运行下去。
而且啊，方向电流保护还很有团队精神呢。
在一个大的电网里，有很多个方向电流保护装置分布在不同的地方。
它们就像一群小伙伴，各自守护着自己的小地盘。
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
方向电流保护及功率方向继电器
操作后应检查设备是否正常运行 ，如有异常应立即停机检查并联
系专业人员进行维修。
04
THANKS
感谢观看
功率方向继电器的定义与作用
定义
功率方向继电器是一种用于检测 和判断功率方向的继电器，它可 以根据电流的方向和大小来控制 电路的通断。
作用
在电力系统中，功率方向继电器 主要用于方向电流保护，防止因 电流反向而引起的设备损坏和安 全事故。
工作原理与结构
工作原理
功率方向继电器通过比较输入电流和电压之间的相位关系，判断功率方向，从而控制触 点的通断。当电流和电压同相时，继电器判定为正向功率；当电流和电压反相时，继电
03
CATALOGUE
方向电流保护的配置与整定
方向电流保护的配置原则
独立性
确保方向电流保护的独立性，避免与其他保 护装置相互干扰。
选择性
确保方向电流保护具有选择性，只切除故障 线路，避免误动作影响其他线路。
可靠性
选用高质量的继电器和设备，确保保护装置 在故障时能够可靠动作。
速动性
要求保护装置在故障发生时快速动作，减小 故障对系统的影响。
加强维护与保养
对保护装置进行定期维护和保养，确保其长期稳 定运行。
ABCD
注意系统的运行方式
在运行过程中，应密切关注系统的运行方式和负 荷变化，及时调整保护装置的定值。
配合其他保护装置使用
在复杂系统中，方向电流保护应与其他保护装置 配合使用，提高系统的安全性和可靠性。
04
CATALOGUE
功率方向继电器的应用与选型
检查接线端子
确保接线端子紧固，无松动或腐蚀现象。
测试功能
定期进行功能测试，确保继电器在正常工作状态下运行良好。
方向电流保护课件
保护3与保护5、11、12配合：
t1 t1 0 t 1 .5 0 .5 2 s
t3 t5 t 1 .5 0 .5 2 s 取时限长的： t1 3 s
t3 t1 1 t 1 0 .5 1 .5 s t3 t1 2 t 2 0 .5 2 .5 s
取时限长的： t3 2.5s
保护7与保护1、9配合：
t7 t1 t 3 0 .5 3 .5 s t7 t9 t 0 .5 0 .5 1 s
取时限长的： t7 3.5s
保护8、6、4、2为同方向，计算动作时限。
保护2与保护9配合：
t2 t9 t 0 .5 0 .5 1 s
保护4与保护2、10配合：
t6 t1 1 t 1 0 .5 1 .5 s t6 t1 2 t 2 0 .5 2 .5 s
观察母线A，由于t2＜t1，故保护2需要装设方向元件；
观察B母线，t3=t4,故保护3和保护4均应装设方向元件；
观察C母线，t6＜t5,故保护6应装设方向元件；
观察D母线，t7＜t8，故保护7应装设方向元件。
无时限电流速断保护在原理上用于双侧电源线路时， 其动作电流要按同时躲过线路首端和末端短路的最 大短路电流，才能保证动作的选择性。
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）
第一节第一节方向电流保护的工作原理方向电流保护的工作原理第二节第二节功率方向继电器功率方向继电器第三节第三节相间短路保护中功率继电器的接线方式相间短路保护中功率继电器的接线方式第四节第四节功率方向继电器的按相启动功率方向继电器的按相启动第五节第五节方向电流保护的整定计算方向电流保护的整定计算第六节第六节电网相间短路方向电流保护的评价及应电网相间短路方向电流保护的评价及应用用互相矛盾一为什么在电流保护中装设方向性元件
第六节工厂供电系统的保护
采用专用的零序电流互感器获取零序电流时
其不平衡电流很小，可以忽略。因此其动作电流
其灵敏度系数
Iop.r Krel 3I0 / KTA
Ks.min (3I0.min / KTA ) / Iop.r 1.25
1.6 方向电流保护
以保护装置2和保护装置3的定时限过电流保护的动作时间 为例进行分析。
电动机的额定电流
来整定：
I op.r
K rel KTA
I NM
电动机的纵差保护接线图
3.2 电动机的电流速断保护与过负荷保护
两相电流差接线
两相两继电器不完全星形接线
I op.r
Krel Kcon KTA
I st
过负荷保护的接线与速断相同，其动作电流为：
I op.r
Krel Kcon Kre KTA
线路上发生相间短路时，短路功率从电源流向短路点。
二、 工厂供电系统变压器及母线的保护 2.1 变压器的过电流保护
1、组成及原理： 与线路的保护相同。 2、整定计算（动作电流、动作时间及灵敏度校验）： 动作电流：躲过变压器一次侧最大负荷电流。
I op
K rel KW K re K i
(1.5 ~ 3) I1NT
1.4 低电压保护
系统发生故障时，往往伴随着电压的降低甚至消失，这将引起电动机的 转速下降。
当故障切除后，系统电压恢复时，由于电动机要恢复转速而吸收比额定 大几倍的自启动电流，致使系统的电压损失增大，母线电压太低，会影响重 要电动机的重新工作。
因此对于某些不重要的电动机可装设低电压保护，当系统电压降低到 一定程度时，首先将他们从系统中切除，从而保证重要电动机的启动。
I K I 衡电流Idsp.max。 op(d )
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。
方向电流保护.43页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特Fra bibliotek方向电流保护.
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
方向电流保护课件
电力系统中的应用
方向电流保护在电力系统中主要用于线路保护和变 压器保护，能够快速、准确地检测和隔离故障，保 障电力系统的安全稳定运行。
方向电流保护在电力系统中具有广泛的应用，尤其 在高压输电线路和重要电力设备中，是保障电力系 统安全的重要手段之一。
方向电流保护的配置和整定需要考虑电力系统的实 际情况，包括电压等级、线路长度、负荷情况等因 素，以确保保护装置的正确动作。
方向电流保护的整定值需要根据输电线路的参数和运行情况进行计算，以确保保护 装置的正确动作。
05
方向电流保护的发展趋势与展望
数字化变电站中的方向电流保护
数字化变电站是未来电力系统的 发展方向，其具有信息交互数字
化、设备操作智能化等特点。
在数字化变电站中，传统的模拟 式电流保护已无法满足要求，需 要采用基于数字信号处理技术的
THANK YOU
感谢聆听
方向电流保护。
数字化变电站中的方向电流保护 具有更高的灵敏度和可靠性，能 够更好地适应电力系统的发展需
求。
基于人工智能的方向电流保护研究
随着人工智能技术的不断发展， 将其应用于方向电流保护已成为
研究的热点。
基于人工智能的方向电流保护能 够自适应地识别和应对各种复杂 的电力系统故障，提高保护的可
靠性和准确性。
方向电流保护的整定值需要考虑变电站的实际情况，包括负荷情况、线路长度、短路容量等 因素，以确保保护装置的正确动作。
案例三：某输电线路的电流保护配置与整定
某输电线路采用方向电流保护对线路进行保护，配置了主保护和后备保护两套装置 。
主保护采用差动保护作为主保护，能够快速切除线路内部故障；后备保护采用过流 保护，能够在线路外部故障时提供后备保护。
节相间短路的方向性电流保护资料课件
故障分析
经过排查，发现短路是由于线路老化、绝缘性能下降所致。通过更 换线路和加强线路维护，最终解决了问题。
解决方案
定期对输电线路进行检查和维护，加强线路的绝缘性能监测，及时 发现并处理潜在的故障隐患。
05
节相间短路的方向性电流保护未 来发展
故障现象
某电厂在运行过程中，发现两相 之间出现短路现象，导致设备跳
闸，电力供应中断。
故障分析
经过检查，发现短路是由于设备老 化、绝缘性能下降所致。通过更换 绝缘材料和加强设备维护，最终解 决了问题。
解决方案
定期对设备进行检查和维护，加强 设备的绝缘性能监测，及时发现并 处理潜在的故障隐患。
案例二：某变电站节相间短路故障处理
保护策略实施
01
02
03
硬件配置
根据所选保护策略，配置 相应的电流互感器、测量 元件和执行元件。
软件实现
编写相应的软件程序，实 现保护逻辑的运算和控制 。
调试与测试
对所配置的保护装置进行 调试和测试，确保其正常 工作并具备预期的保护性 能。
04
节相间短路的方向性电流保护案 例分析
案例一：某电厂节相间短路故障分析
应用场景
应用范围
适用于高压输电线路、大型发电机组 、变压器等高压电力设备的节相间短 路保护。
优势体现
能够快速准确地检测和隔离节相间短 路，减少故障对整个电力系统的影响 ，提高电力系统的稳定性和可靠性。
02
节相间短路的方向性电流保护装 置
装置类型
相间短路方向性电流保护装置
01
用于检测和判断相间短路故障，通过方向元件判断故障方向，
方向电流保护
3.2
方向过电流保护的工作原理
如图所示，当Ｋ1点短路时通过保护2的短路功率方向是从母线指 向线路，符合规定的动作方向，保护2正确动作；而通过保护3的短路 功率方向由线路指向母线，与规定的动作方向相反，保护3不动作。因 此，保护3的动作时限不需要与保护2配合。 同理，保护4和5动作时限也不需要配合。但是，保护4与保护2的 方向相同，为保证选择性，保护4动作时间要与保护2进行配合。 对双侧电源的网络，可将各保护按其动作方向分为两组，动作时 间按阶梯原则进行配合，逐级增加0.5S。
三、分析： 在双侧电源网络中，短路电流是分别从2个电源指向短路点，短路电 流流经保护时有方向，如：线路L1的Ｋ1点发生短路时，右侧电源流经保 护2的短路功率方向是由母线指向线路，而流经保护3 的短路功率是由线 路指向母线；当线路L2的Ｋ2点发生短路时，左侧电源流经保护2的短路 功率方向是由线路指向母线，而流过保护3的短路功率方向是由母线指向 线路。 若规定短路功率方向是由母线指向线路时，才能允许保护动作的话， 则前叙的方向问题就可解决。可将该类网络视为2个独立的单电源供电网 络，在保护的配合上不再考虑方向的影响。 四、结论： 从分析可看出，只有当短路功率的方向从母线指向线路时，保护动 作才是有选择性的。若在过电流保护的基础上加装一个功率方向判别元 件——功率方向元件, 并且规定短路功率方向由母线指向线路为正方向。 只有当线路中的短路功率方向与规定的正方向相同，保护才允许动作。
非故障相电流的影响与按相起动：
按相起动是指：同名相电流元件与功率方向元 件的常开触点串联后再与其他相别回路并联。
3.5
功率方向继电器的检验
一、检验的项目与技术要求 除了继电器通用的一般检验项目外，功率方向继电器还应进行以下 项目的检验。 1、执行元件动作电流和返回电流检验； 执行元件动作电流不大于0.8mA，返回系数不小于0.5。 2、潜动检验（电流潜动和电压潜动）； 应无潜动现象。 3、动作区和最大灵敏角检验； 在额定电压和电流的情况下，动作区不小于155°，最大灵敏角 与厂家规定相差不超过±10°。 4、动作电压检验； 若发现动作电压过大，则应检查谐振回路电感线圈，有否短路匝 存在。在电压回路加100V电压时，电感线圈上电压应达到80～90V。 5、记忆特性检查。 此项检验目的是模拟突然短路，因电流大，需拆除相位表。 要求：在灵敏角下突然加0.5倍额定电流和10倍额定电流，电压 自100V突然降到零，继电器应可靠动作。
方向电流保护流程
方向电流保护流程方向电流保护是电力系统中非常重要的一种保护方式呢。
一、什么是方向电流保护。
方向电流保护呀，简单来说就是在电流保护的基础上增加了方向判别元件。
为啥要有这个方向判别呢？你想啊，在电力系统这个大网络里，电流可不是只朝着一个方向流的。
有时候故障电流可能会从多个方向过来，如果没有方向判别，保护装置可能就会“晕头转向”，搞不清到底是哪里出问题了。
就好比一群人在一个大迷宫里找出口，要是没有个明确的方向指示，那得多乱套呀。
这个方向判别元件就像是一个小导航，告诉保护装置故障电流是从哪个方向来的，这样就能更精准地确定故障位置啦。
二、方向电流保护的基本构成。
1. 电流互感器。
这可是方向电流保护里的一个小“眼睛”呢。
它的作用就是把大电流变成小电流，这样我们的保护装置才能测量和处理。
就像你看一个超级大的东西，直接看肯定看不全，得有个东西把它缩小了，你才能看清楚细节。
电流互感器就是干这个的，它把电力系统中的大电流按照一定的比例缩小，然后送给保护装置去分析。
2. 方向判别元件。
这个就像前面说的小导航。
它主要是根据电流和电压的相位关系来判断电流的方向。
这就有点像我们看太阳辨别方向一样，通过一些特定的关系来确定。
这个元件可聪明啦，它能准确地分辨出故障电流是流入保护区域还是流出保护区域。
如果是流入，那可能就是保护区内出故障了，要是流出，那就可能是保护区外的情况，就不用自己这边的保护装置动作啦。
3. 继电器。
继电器就像是一个小“传令兵”。
当方向判别元件判断出故障在保护区内，而且电流也达到了动作值的时候，继电器就会收到信号，然后它就会动作，去跳开相应的断路器。
这个过程就像一个小部队，方向判别元件是侦察兵，发现情况告诉给继电器这个传令兵，然后传令兵就去执行命令，断开电路，保护设备不受更大的损害。
三、方向电流保护的工作流程。
当电力系统正常运行的时候呢，电流互感器一直在监测电流，方向判别元件也在时刻准备着。
这时候，一切都是很平静的，就像大家都在自己的岗位上安静地工作。
电网相间短路的方向电流保护
电网相间短路的方向电流保护
电网相间短路的方向电流保护
方向性电流保护的工作原理：当网络中任意线路发生短路时，短路功率（指短路时某点电压与电流所得的感性功率）只有一个方向，即从母线指向线路，各保护按照选择性的条件协调配合工作，总能保护离故障点最近的保护
优先动作跳闸，停电范围尽量缩小。
功率方向判别元件称为功率方向继电器。
动作条件：当短路功率方向由母线指向线路时动作，而当
短路功率方向由线路指向母线时不动作。
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第六节方向性电流保护
本节主要讲方向性电流保护工作原理以及中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护。
一、方向性电流保护工作原理
前面所讲的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，在发生故障时，它们都是在短路功率从母线流向被保护线路的情况下，按照选择性的条件和灵敏性的配合来协调工作的。
短路功率：一般指短路时某点电压与电流相乘所得到的感性功率，在无串联电容也不考虑分布电容的线路上短路时，认为短路功率从电源流向短路点。
目前双侧电源供电较为普遍。
在下图的双侧电源网络接线中，由于两侧都有电源，则在每条线路的两侧均需装设断路器和保护装置。
假设断路器8断开，电源不存在，则发生短路时，保护1、2、3、4的动作情况和由电源单独供电是一样的，它们之间的选择性是能够保证的。
如果电源不存在，则保护5、6、7、8由电源单独供电，此时它们之间也同能够保证动作的选择性。
图2-29 双侧电源网络接线
如果两个电源同时存在，当点短路时，按照选择性的要求，应该由距故障点最近的保护2、
6动作切除故障。
但由电源供给的短路电流也将通过保护1，如果保护1采用电流速断且
大于保护装置的起动电流，则保护1的电流速断就要误动作；如果保护1采用过电流保护且其动作时限，则保护1的过电流保护也将误动作。
（b）中k2点短路时，本应由保护1和7动作切除故障，但是由电源供给的短路电流将通
过保护6，如果，则保护6的电源速断要误动作；如果过电流保护的动作时限，则保护6的过电流保护也要误动作。
其他亦如此。
图2-30 方向过电流保护的原理接线图
方向性继电保护的主要特点就是在原有保护的基础上增加一个功率方向判别元件，以在反方向故障时保证保护不致误动作。
原理图如上图所示，主要由方向元件、电流元件和时间元件组成，方向元件和电流元件必须都动作之后，才能去起动时间元件，再经过预定的延时后动作于跳闸。
二、中性点直接接地电网中接地短路的零序电流及方向保护
图2-31
当中性点直接接地的电网（或称大接地电流系统）中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，因此利用零序电流来构成接地短路的保护，具有显著优点。
在电力系统中发生接地短路时（图a），可以利用对称分量的方法将电流和电压分解为正序、负序和零序分量，并利用复合序网来表示它们之间的关系。
短路计算的零序等效网络如图b所示，零序电流可以看成是在故障点出现一个零序电压而产生的，它必须经过变压器接地的中性点构成回路。
零序电流的方向仍然采用母线流向故障点为正，而对零序电压的方向，是线路高于大地的电压为正，如图b中的“↑”所示。
零序分量的参数特点：
（1）故障点的零序电压最高，系统中距离故障点越远处的零序电压越低，零序电压的分布如图c所示。
（2）当忽略回路的电阻时，按照规定的正方向画出零序电流和电压的矢量图。
而当计算回路电阻时，如取零序阻抗角为80度。
（3）对于发生故障的线路，两端零序功率的方向与正序功率的方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。
（4）在电力系统运行方式变化时，如果送电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络是不变的。
零序电压过滤器：
为了取得零序电压，通常采用图a所示的三个单相式电压互感器或图b所示的三相五柱式电压互感器，其一次绕组接成星形并将中性点接地，其二次绕组接成开口三角形，这样从m、n端子上得到的输出电压。
而对正序或负序分量的电压，因三相相加后等于零，没有输出。
所以这种接线实际上就是零序电压过滤器。
另外，当发电机的中性点经电压互感器或消弧线圈接地时，图c给出从它的二次绕组中取得的零序电压。
在集成电路和微机保护中，由电压形成回路取得三个相电压后，利用加法器将三个相电压相加，也可以从内部合成零序电压。