电流保护和方向性电流保护

电力系统继电保护辅导资料二主题：课件第二章电网的电流保护第1-2节——单侧电源网络相间短路的电流保护、电网相间短路的方向性电流保护学习时间：2013年10月7日－10月13日内容：我们这周主要学习第二章的第1-2节，单侧电源网络相间短路的电流保护和电网相间短路的方向性电流保护的相关内容。

希望通过下面的内容能使同学们加深电网电流保护相关知识的理解。

一、学习要求1．掌握三段式电流保护的配合原则、整定计算，会阅读三段式电流保护的原理图；2．理解方向性电流保护中方向元件的作用，能正确按动作方向分组配合、整定计算。

二、主要内容（一）单侧电源网络相间短路的电流保护1．继电器（1）基本原理能自动地使被控制量发生跳跃变化的控制元件称为继电器。

当输入信号达到某一定值或由某一定值突跳到零时，继电器就动作，使被控制电路通断。

它的功能是反应输入信号的变化以实现自动控制和保护。

继电器的继电特性：(也称控制特性)继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。

图1 继电特性继电器的返回系数r K ：返回值r X 与动作值op X 的比值。

即r r opX K X 过量继电器：反应电气量增加而动作的继电器。

其返回系数小于1，不小于0.85。

欠量继电器：反应电气量降低而动作的继电器。

其返回系数大于1，不大于1.2。

（2）继电保护装置的基本分类● 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。

● 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。

● 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。

Y Y min 0（3）过电流继电器动作电流(I op )：使继电器动作的最小电流。

返回电流(I re )：使继电器由动作状态返回到起始位置时的最大电流。

2.单侧电源网络相间短路时电流量值特征正常运行：负荷电流短路：三相短路、两相短路k k s E I K Z Z ϕϕ=+式中，E ϕ——系统等效电源的相电动势；s Z ——保护安装处至系统等效电源之间的阻抗；k Z ——短路点至保护安装处之间的阻抗；K ϕ——短路类型系数（三相短路取１，两相短路取2）。

继电保护—方向过电流保护原理解析（四）一、方向过电流保护简述在电力系统中，两侧电源或单相环网的输电线路，在这样的电网中，为切除线路上的故障，线路两侧都装有断路器和相应的保护，如装设过流保护将不能保证动作的选择性。

为解决选择性的问题，在原来的电流保护的基础上装设了方向原件（功率方向继电器）。

规定：功率的方向由母线流向线路为正，由线路流向母线为负。

由功率方向继电器加以判断，当功率方向为正时动作，反之不动。

二、方向过电流保护动作分析当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。

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：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。

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。

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。

三、方向过电流保护工作原理规定：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>t23.1单相式方向过电流保护原理接线由起动元件、方向元件、时间元件和信号元件组成。

3.2功率方向继电器工作原理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：＞0当反方向短路时，通过保护3的短路功率为功率方向继电器动作条件：动作方程表达式事实上是间接比较保护安装处母线电压与流过保护安装处电流的相位。

当加入继电器电压为零时，无法进行比相。

继电保护——电⽹的电流保护和⽅向性电流保护⼀．电流继电器1．定义：电流继电器是实现电流保护最基本的元件，也是反应于⼀个电⽓量（单激励量）⽽动作的简单继电器的典型。

它的⼯作原理是⾮常简单的，就是电磁感应原理，因此不准备多讲，下⾯讲四个基本概念。

2 .四个基本概念：（1）起动电流—能使电流继电器动作的最⼩电流值，称为继电器的起动电流。

这⾥要特别关注最⼩两个字，因为电流继电器是反应电流增加⽽动作的，是增量动作的继电器。

如果是低电压继电器，是⽋量动作的继电器，应该是能使电压继电器动作的最⼤电压值，称为起动电压。

（2）返回电流—能使继电器返回原位的最⼤电流称为继电器的返回电流。

这⾥特要别关注最⼤两个字，理由同前。

如果是低电压继电器的返回电压，应该是继电器返回原位的最⼩电压值，称为返回电压。

（3）继电特性—⽆论起动和返回，继电器的动作都是明确⼲脆的，它不可能停留在某⼀个中间位置，这种特性我们称之为'继电特性'。

（4）返回系数—返回电流与起动电流的⽐值称为继电器的返回系数，可表⽰为 Kh=jdzjhII..。

增量动作的继电器其返回系数⼩于 1，⽋量动作的继电器其返回系数⼤于 1。

以上这四个基本概念不仅是适合于电流继电器和电压继电器，对所有的继电器或保护装置都是适⽤的，但⾸先要搞清楚是增量动作的还是⽋量动作的。

如果是增量动作的，就按照电流继电器的原则去套，如果是⽋量动作的，就按照低电压继电器的原则去套。

⼆．电流速断保护 A B C1．定义：反应于电流增⼤⽽瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。

顾名思义 d1 d2电流速断保护应该侧重于速动性。

2．动作特性分析： İd以图 2-1 来分析电流速断保护的动作特性。

II Ⅰ假定在每条线路上均装有电流速断保护， I'dz.2则当线路 A—B 上发⽣故障时，希望保护 2能瞬时动作，⽽当 B—C 上发⽣故障时，希望保护 1 能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本线路全长的 100%。

第一章绪论习题1-1在图1-1所示的网络中,设在d点发生短路，试就以下几种情况评述保护1和保护2对四项基本要求的满足情况:（1）保护1按整定时间先动作跳开1DL,保护2起动并在故障切除后返回；（2）保护1和保护2同时按保护1整定时间动作并跳开1DL和2DL；（3）保护1和保护2同时按保护2整定时间动作并跳开1DL和2DL；（4）保护1起动但未跳闸,保护2动作跳开2DL；（5）保护1未动，保护2动作并跳开2DL;（6）保护1和保护2均未动作图1-1 习题1-1图第二章电网的电流保护和方向性电流保护一、三段式相间电流保护例题例题2.1欲在图2—1所示的35KV中性点不接地电网中变电所A母线引出的线路AB上，装设三段式电流保护，保护拟采用两相星形接线。

试选择电流互感器的变比并进行I段、II 段、III段电流保护的整定计算，即求I、II、III段的一次和二次动作电流（I'dz、I’dz·J、I’’dz、I’'dz·J、I dz、I dz·J）、动作时间（t’、t'’、t)和I段的最小保护范围l min％，以及II段和III段的灵敏系数K’’lm、K lm(1)、K lm(2)。

对非快速切除的故障要计算变电所母线A的残余电压.已知在变压器上装有瞬动保护，被保护线路的电抗为0.4Ω/km,可靠系数取K’k=1.3,K’’k=1。

1，K k=1.2，电动机自启动系数K zq=1。

5,返回系数K h＝0。

85，时限阶段△t=0.5s，计算短路电流时可以忽略有效电阻。

其他有关数据按3种方案列于表1中。

图2-1 例题2。

1图表1 三种方案解参见图2—1。

已知X s=0。

3Ω,l =10km，S B=2×10 MV A，U d％=7.5，S fh=15MV A，t10＝2.5s。

1 求电流I段定值（1) 动作电流I'dzI’dz＝K'k×Ｉd·B·max＝1.3×4.97＝6.46（kA）其中Ｉd·B·max＝E S/（X s＋X AB)＝（37/）/（0.3＋10×0。

相间短路的方向性电流保护什么是相间短路？相间短路，也叫做线与线之间的短路，是电网中常见的故障之一。

它是指电力系统中两个或多个电源、负载或线路之间发生非预期的短路现象。

在短路时，电流将沿着短路路径流动，通过短路路径形成放电弧，产生高温、高压和大气压力等影响，严重时会损坏设备、造成电网停运。

相间短路引起的问题相间短路可能会瞬间造成电压下降、电网不稳定、设备损坏、停运等影响。

因此，及时采取措施进行保护至关重要。

方向性电流保护方向性电流保护是一种在电力系统中防止短路或过流的保护方式。

其原理是根据电流的方向来判断故障的位置和类型。

因为电流在短路故障时的流向会发生改变，因此根据电流的方向可以确定故障地点。

在电力系统中，为了保护系统免受相间短路的影响，我们通常会采用方向性电流保护技术。

这种保护方式可用来保护电力系统的各种设备，例如变压器、杆塔及电缆等。

方向性电流保护的实现方向性电流保护主要分为电机保护、发电机保护、变压器保护、线路保护和母线保护等。

这些保护设备通常包含一个电流变压器和一个保护继电器。

在保护装置中，电流变压器用于测量电流，而保护继电器会根据电流方向和大小判断故障类型和位置。

在方向性电流保护中，保护继电器是核心部件。

保护继电器的工作原理是通过对电流、电压等信号进行计算和检测，判断电力系统是否正常，实现故障检测和保护的功能。

在电力系统中，方向性电流保护必须能够快速而准确地检测故障，并尽快地进行保护操作。

这种保护方式不仅能够减少设备故障，还可以确保电力系统的稳定性和可靠性。

结论相间短路是电力系统中常见的故障之一，它会给电网带来很大的影响，甚至会导致设备损坏和电网停运。

为了解决这一问题，我们通常采用方向性电流保护技术。

这种技术可以在电力系统中保护各种设备，并根据电流方向来判断故障的位置和类型。

方向性电流保护是电力系统的核心保护技术，它能够确保电力系统的稳定性和可靠性。