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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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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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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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。
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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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