方向电流保护

本科生课程设计（论文）

辽 宁 工 业 大

学

电力系统继电保护课程设计（论文）

题目：输电线路方向电流保护设计（5）

院（系）：

专业班级：

学 号：

学生姓名：

指导教师： （签字）

起止时间： 2012.12.31—2013.01.11

本科生课程设计（论文）

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化

学 号 学生姓名 专业班级

课程设计（论文）题目 输电线路方向电流保护设计（5）

课程设计（论文）任务 系统接线图如图：

课程设计的内容及技术参数参见下表

设计技术参数 工作量

,20,3/1151GXkVE

,12,1232GGXX

L1=L2=60km,L3=50km,LB-C=40km,

LC-D=50km,LD-E=20km,线路阻抗0.4/km,

2.1IrelK,relK15.1relK,

最大负荷电流IB-C.Lmax=360A,

IC-D.Lmax=210A,

ID-E.Lmax=110A,

电动机自启动系数Kss=1.5，电流继电器返回系数Kre=0.85。最大运行方式：三台发电机及线路L1、L2、L3同时投入运行；最小运行方式：G2、L2退出运行。 1.等值电抗计算、短路电流计算。

2. 整定保护4、5的电流速断保护定值，并尽可能在一端加装方向元件。

3．确定保护5、7、9限时电流速断保护的电流定值，并校验灵敏度。

4．确定保护4、5、6、7、8、9过电流保护的时间定值，并说明何处需要安装方向元件。

5．绘制方向过电流保护的原理接线图。并分析动作过程。

6、采用MATLAB建立系统模型进行仿真分析。

B A G1 2 3

L LLE D C GG9 8

7 6

谈谈对于极性和方向保护的理解

以电流互感器为例，我们常说要以减极性方式接线，为什么要这样规定呢

所谓减极性接线就是在某一个瞬间(因为交流电方向随着时间变化，但某一个时刻还是具备明确的方向性的)电流互感器一次侧感受到的电流方向如果是流入，那么二次侧应该是流出；一次侧如果是流出，那么二次侧就是流入。

为什么一次电流和二次侧电流要相反呢

其实这个相反是针对电流互感器而言的，再想一想二次侧电流要接到哪个装置保护装置！

这样当电流互感器一次侧感受到电流流入，二次侧则流出，那么对于保护装置又是流入了！！

因此，减极性的接法的目的是要保证二次设备(例如保护装置)感受到的电流方向要与一次电流方向一致！！

减极性具体接线接线

具体来 说比方说当流变P1侧指向母线，则二次上应该将三根S1 和 短接三根S2成为一根后 总计4根线接入保护装置。

当流变P2侧指向母线，则二次上应该将三根S2 和 短接三根S1成为一根线后 总计4根线接入保护装置。

对于电压互感器而言

也存在一个极性问题，采用减极性接线的目的也是要保证二次设备感受到的电压要和一次电压相一致。

再说说方向保护

对于方向过电流保护，一次侧感受到的电流电压之间的相位关系具有明显的规律性：

当正方向故障时 一次侧 电压超前电流30°左右

当反方向故障时 一次侧 电流超前电压150°左右(150°=180°-30°)

既然流变和压变均采用减极性接法，也就是说它们能够原封不动地将一次侧的相位关系搬到二次侧，那么保护装置就可以利用一次侧的电流电压相位关系来对方向进行判断了！

再想一想，如何才能够原封不动地将一次侧的电流电压关系照搬到二次侧我们必须遵循一定的规范，这个规范就是减极性接法！！

如果一旦流变或压变二次接线接错了，那么保护装置判断为正方向的可能实际是反方向，判断为反方向其实为正方向，那么就乱了套了！

这就再一次印证了我们经常说的

对于方向性保护，一定要注意二次接线，极性不要搞错了

旗开得胜

读万卷书 行万里路 1 方向电流保护

一、选择题

1. 方向电流保护是在电流保护的基础上，加装一个（C）

A：负荷电压元件 B：复合电流继电器 C：方向元件 D：复合电压元件

2、相间短路保护功率方向继电器采用90°接线的目的是（B）

A、消除三相短路时方向元件的动作死区

B、消除出口两相短路时方向元件的动作死区

C、消除反方向短路时保护误动作

D、消除正向和反向出口三相短路保护拒动或误动

3、功率方向继电器的电流和电压为abccaabU,U,UbcIII、、、时，称为（A）

A：90°接线 B：60°接线 C：30°接线 D：0°接线

4、所谓功率方向继电器的潜动，是指（B）的现象。

A：只给继电器加入电流或电压时，继电器不动作；

B：只给继电器加入电流或电压时，继电器动作；

C：加入继电器的电流与电压反相时，继电器动作；

D：与电流、电压无关。

5、相间方向过电流的按相启动接线方式是将（B）

A：各相的电流元件触点并联后，再串入各功率方向继电器的触点；

B：同名相的电流和功率方向继电器的触点串联后再并联；

C：非同名相的电流元件触点和方向元件的触点串联后再并联；

D：各相功率方向继电器的触点和各相电流元件触点分别并联后再串联 旗开得胜

读万卷书 行万里路 1 二、判断题

1. 方向过流保护动作的正方向是短路功率从母线流向线路。（√）

2、双电源幅射形网络中，输电线路的电流保护均应加方向元件才能保证选择性。（×）

3．功率方向继电器采用900接线方式时，接入电压和电流的组合为相电压和相电流。（×）

三、填空题

1．在两电气量之间进行比较的继电器可归纳为(幅值)比较和(相位)比较两类。

2．在电网中装带有方向元件的过流保护是为保证动作的(选择性)。

3.为了确保方向过流保护在反向两相短路时不受(非故障)相电流的影响，保护装置应采用(按相)起动的接线方式。

变压器方向过流保护是指在变压器的任何绕组上，如出现短路或电路过载时，流过的电流方向和电压为预定方向相反，以致三相电流的绝对值之和大于额定值，从而导致变压器故障。因此，为保护变压器不受损坏，需要采取方向过流保护：

该保护的基本原理是在三相电流的任何绕组中测量电流，并比较电流的方向和预定的方向。如果电流方向相反，则判定为方向过流，激发控制电路。该保护主要由互感器、比率电流变压器和继电器等组成。主要包括如下几个步骤：

1. 测量电流：变压器电流互感器可以测量出电流值。

2.

信号比较：将测量到的电流信号和与之相应的信号进行比较。常用的比较方法有电流方向比较和量值比较。这些信号来自于比率电流变压器，可将主绕组电流二次侧信号降低到相应的变比，再作为保护装置的输入。

3.

继电器的动作判断：当测量到的电流方向违反预定的方向时，通过比较电流的幅值和阈值，判断出存在方向过流。

4.

继电器动作信号：一旦判断为方向过流，将激发继电器瞬时动作，进而将变压器的主开关切断，以保护变压器。

总之，变压器方向过流保护能够实时检测变压器绕组是否存在方向过流现象，如果检测到方向过流现象，则能够迅速切断电路，有效地保护变压器避免由于方向过流引起的故障风险和更严重的损害。