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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。
负序功率方向保护调试方法摘要：一、引言二、负序功率方向保护的原理1.负序功率的定义2.负序功率方向保护的重要性三、负序功率方向保护的调试方法1.调试前的准备工作2.调试步骤及注意事项3.调试结果的评估与分析四、负序功率方向保护的实用意义1.提高系统稳定性2.减少故障损失五、结论正文：一、引言随着电力系统的快速发展，对电力系统稳定性的要求越来越高。
负序功率方向保护作为一种有效的保护措施，在电力系统中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍负序功率方向保护的调试方法，以期为电力系统运行维护提供参考。
二、负序功率方向保护的原理1.负序功率的定义负序功率是指三相电力系统中，负序分量所对应的功率。
负序分量是由于系统中的不对称故障（如断线、接地故障等）引起的。
2.负序功率方向保护的重要性负序功率方向保护的作用在于及时检测系统中的不对称故障，并采取相应的保护措施，以防止故障扩大和系统崩溃。
负序功率方向保护具有较高的灵敏度和可靠性，可以有效降低故障损失。
三、负序功率方向保护的调试方法1.调试前的准备工作在进行负序功率方向保护调试前，应确保以下准备工作已完成：（1）设备及保护装置的检查和试验（2）保护定值的整定（3）相关人员的安全培训和技术交底2.调试步骤及注意事项（1）检查保护装置的接线正确无误，各元件功能正常。
（2）进行模拟试验，验证保护装置的动作性能。
（3）在实际运行中，观察保护装置的动作情况，确保其可靠性和准确性。
（4）如发现异常，应及时分析原因，并进行相应的调整和处理。
3.调试结果的评估与分析（1）保护装置的动作时间是否满足要求。
（2）保护装置的动作准确性是否达到预期。
（3）系统在故障模拟条件下的稳定性表现。
四、负序功率方向保护的实用意义1.提高系统稳定性负序功率方向保护能够及时发现和切除系统中的不对称故障，有效降低故障对系统稳定性的影响。
2.减少故障损失负序功率方向保护可以快速切除故障设备，减小故障范围，降低故障损失。
功率方向继电器的工作原理
功率方向继电器，也叫PDR（Power Directional Relay），是一种
常用于电力系统中的保护设备，用于检测电源电流的方向，以确保电流在
特定方向上流动，而不是相反方向。
它起到了保护电力系统的作用，通常
用于防止电源电流的逆流，从而保护发电机和传输线路等关键设备。
首先，功率方向继电器中的运算电路会从发电机或电力系统中采集电
流的信号，并通过放大和滤波等处理，将其转换为有效的电压信号。
其次，比较电路将这个电流信号与设定的参考方向进行比较。
一般来说，比较电路使用的是一个放大器和一个相位补偿电路。
放大器对电流信
号进行放大处理，而相位补偿电路则对电流信号进行相位的调整，以便比
较的准确性。
然后，对于检测到的电流方向与参考方向相同的情况，继电器的输出
电路将保持关闭状态，不会触发任何动作。
因为电流是以期望的方向流动，不需要进行保护动作。
而对于电流逆向的情况，继电器的输出电路将触发
动作，进行相应的保护措施。
例如，通过触发断路器或切断电源，以防止
电流逆流对系统造成损害。
通常，功率方向继电器还会包含一些额外的功能，例如故障识别和报警。
当继电器检测到异常电流逆向或其他故障情况时，会触发相应的报警
信号，提醒操作员采取相应的措施。
需要注意的是，功率方向继电器的工作性能和准确性对电力系统的正
常运行至关重要。
因此，在选择和应用功率方向继电器时，需要根据实际
情况进行严格的设计和测试。
此外，定期的维护和校准也是确保功率方向
继电器正常工作的关键。
功率方向电流保护实验一、实验目的1．熟悉相间短路功率方向电流保护的电路结构和工作原理。
2．掌握功率方向电流保护的基本特性和整定试验方法。
二、预习与思考1．为什么在多电源形式电网或单电源环形电网中，功率方向电流保护才能确保切除故障网络动作的选择性和动作的可靠性。
2．功率方向电流保护在多电源网络中什么情况下称为正方向？什么情况下称为反方向？为什么它可以只按正方向保证选择性的条件选择动作电流？3．方向电流保护是否存在死区？死区可能在什么位置发生？如何从功率方向继电器特性实验的参数结合本实验进行分析？4．功率方向电流保护广泛应用在电压为35KV及以下的电网中和110KV ~220KV的电网中分别作为什么保护？三、原理说明1．为什么需要功率方向闭锁在单侧电源辐射形网络中，各断路器和保护装置都是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，按选择性的条件来协调配合工作的。
这里所讲的短路功率，一般指短路时某点电压与电流相乘所得到的感应功率，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。
随着电力系统的发展和用户对供电可靠性的提高，现代的电力系统实际上都是由多电源组成的复杂网络。
对此，上述简单保护方式，已不能满足系统运行的要求。
图5-1所示为双侧电源网络，图中“→”表示短路时电源流向短路点的短路电流及短路功率的方向。
在该网络中，由于两侧都有电源，因此在每条线路的两端均需装设断路器和保护装置。
假设电源E B 不存在，则发生短路时，保护1、2、3、4、A就是一个由电源E A 供电的单侧电源辐射式电网，它们之间的选择性是能够满足的。
其过电流保护按图中t = f( L )时限特性实线部分配合工作。
如电源E A不存在，保护5、6、7、8、B同样也能保证动作的选择性，此时它们由电源E B供电。
其过流保护按图中阶梯时限特性的虚线部分配合工作。
图5-1 两侧电源供电网络当两个电源同时存在，d-1点发生短路时，按照选择性的要求，应由距故障点最近的保护3和7动作切除故障。
发电机组逆功率保护的定义、用途、原理用户作为发电机组的拥有者和使用者应该对发电机组的各个方面有所了解，这样能掌握发电机组的操作使用方法。
下面华全动力就给用户介绍一下发电机组弄功率保护是什么？一、什么是发电机逆功率保护？发电机逆功率保护又称功率方向保护。
一般而言，发电机的功率方向应该为由发电机流向母线，但是当发电机失磁或其它某种原因，发电机有可能变为电动机运行，即从系统中吸取有功功率，这就是逆功率。
当逆功率达到一定值时，发电机的保护动作，或动作于发信号或动作于跳闸。
二、用途：并网运行的汽轮发电机，在汽轮机的主汽门关闭之后，便作为同步电动机运行：吸收有功功率而拖着汽轮机转动，可向系统发出无功功率。
由于汽轮机主汽门已关闭，汽机尾部叶片与残留蒸汽产生摩擦而形成鼓风损耗，长期运行过热而损坏。
燃气轮机和水轮机也主要是对原动机的损害。
发电机逆功率保护主要保护汽轮机不受损害。
三、原理：当发电机出现逆功率（外部功率指向发电机，也就是发电机变成电动机工况），逆功率保护动作断路器跳闸。
需要采集三相电压和二相电流信号。
由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。
利用水利资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；由于水库容量和水头落差高低不同，可以制成容量和转速各异的水轮发电机。
利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机(3000rpm)。
华全动力介绍太阳能、风能、原子能、地热、潮汐、生物能等能量的各类发电机。
此外，又分作直流发电机，异步发电机和同步发电机。
在广泛使用的大型发电机都是同步发电机。
四、逆功率和程序逆功率的区别保护含义是指汽机打闸后，系统功率到送。
由于汽轮机不允许这种方式运行，特设此保护。
逆功率和程序逆功率的区别：1、定值不同：程序逆功率定值一般比逆功率高。
2、判别方式不同程序逆功率一般要加判断路器位置3 、动作结果相同都是作用于全停五、发电机组功率受哪些环境因素的影响1、湿度，高度以及温度等环境因素都会对柴油发电机组的运行产生影响，在实际运用时情况会要复杂得多，并且另外一些因素也会影响柴油发电机组的正常工作。
功率方向继电器工作原理
功率方向继电器是一种用于实现电路中的电能传输方向控制的电器元件。
它通常由一个电磁铁和一对接点组成。
其工作原理如下：
1. 当电能传输方向需要改变时，电路中的控制信号将被传送至功率方向继电器的控制端。
2. 控制信号将激活电磁铁，使其产生磁场。
3. 产生的磁场将吸引接点，使其从原来的位置移动至另一位置。
4. 接点的移动改变了电路中的连接关系，从而改变了电能的传输方向。
5. 当控制信号消失时，电磁铁的磁场消失，接点返回到初始位置，恢复到原来的传输方向。
通过不断地控制电磁铁的磁场，功率方向继电器可以实现反复、可靠地改变电路中的电能传输方向。
这对于实现电能的双向传输以及实现电路的保护和控制非常重要。
功率方向继电器的工作原理
1.工作原理
方向元件的作用是判别故障方向，如下图所示：由母线电压、线路电流判别故障方向。
图中母线电压参考方向为“母线指向大地”，电流参考方向为“母线指向线路”，依据相位关系我们可以判别故障方向。
即用功功率的正负可以用来推断故障的方向，依此原理构成的方向元件也称为功率方向继电器。
2．动作特性
(1)LG-11功率方向继电器结构，如下图所示：
（2）动作实现：
① 电压形成回路：由DKB、YB组成：
R1、R2：消退潜动、调整平衡。
C1：与YB的励磁电抗形成谐振，使超前90o,其记忆作用用于消退死区，记忆时间为几十毫秒；
② 比较回路：
由半导体整流桥BZ1,BZ2组成的环流是比较回路。
③ 执行元件：极化继电器J,特别灵敏
标记“＊”，当电流从＊端流入时，J动作，反之则不动。
时，J动作；
（3）动作方程：
（4）动作特性：
（5）死区：
虽然J的动作功率很小，但：最小工作电压。
当出口接地短路时，，GJ不动作：死区。
在记忆时间内消退死区。
功率方向继电器的工作原理功率方向继电器（Power Directional Relay）是一种用于保护电力系统的继电器，它主要用于检测电力系统中的电流方向，并根据电流方向的变化来实现电力系统的保护控制。
功率方向继电器的工作原理是基于其内部的电流传感器来检测电流方向。
下面将详细介绍功率方向继电器的工作原理。
1.电流检测：功率方向继电器的电流检测是通过电流变流器（Current Transformer，CT）来实现的。
CT将电流信号变换为相应的低电压信号，然后传送给电流整流器进行整流。
电流整流器将交流信号转换为直流信号，以便进行后续的电流比较和判断。
2.电流方向判断：通过电流方向判断，功率方向继电器可以实现对电流方向的监测和保护。
一般来说，当传入电路的电流方向与设定的方向一致时，继电器的触点闭合，实现信号的传递；而当传入电路的电流方向与设定的方向相反时，继电器的触点断开，起到断电保护的作用。
在电流方向判断方面，功率方向继电器主要使用电流比较器来实现。
电流比较器将输入的电流信号与设定的方向进行比较，从而判断电流的方向。
电流比较器通常包含一个比较器和一个参考电流源。
比较器将输入电流信号与参考电流信号进行比较，并根据比较结果控制触点的状态。
当电流方向与参考电流方向一致时，比较器输出高电平信号，触点闭合；当电流方向与参考电流方向相反时，比较器输出低电平信号，触点断开。
除了电流检测和电流方向判断，功率方向继电器还需要传输电流方向报警信号，并对外界的干扰进行抑制。
传输电流方向报警信号一般通过触点实现，当电流方向发生变化时，继电器触点的状态也会相应发生变化，从而传输报警信号。
为了保证继电器的准确性和可靠性，功率方向继电器还需要进行一些抑制措施，如对温度、湿度等环境因素进行补偿。
总结起来，功率方向继电器的工作原理是通过电流传感器检测电流方向，并通过内部的电流比较器判断电流方向是否正确，从而实现对电力系统的保护控制。
方向元件为了提高供电可靠性，对于电力系统的重要变电所，往往采用双侧电源供电或环形电网供电的方式，而这类电网中要保证继电保护动作的选择性，一般采用方向元件来实现。
方向元件是利用短路时功率的方向，也就是利用被保护线路的电流和母线电压之间的相位关系来判别是正向短路与反向短路。
HL-9661电流保护中的方向元件可以由软压板（即控制字）来选择。
当功率是由母线到线路为正向，由线路到母线为反向。
为了保证在各种相间短路故障时，方向元件能可靠且灵敏地动作。
HL-9661的方向元件的接线方式仍然采用900接线方式，最大灵敏角为300，对于线路上发生的各种相间短路都能正确动作。
150°°-90°）U C °)I CA(150°)A 相短路B 相短路C 相短路注：图中虚线部分为保护动作区，超过此区域保护闭锁，不动作。
IA -150< <30U BC-90FZAIB IC U CAU ABFZBFZC90<<-90-30<<15030150图5-4 方向元件角度区域图与逻辑图5.1.5 反时限过流保护定时限过流保护在电流起动后，它的动作时间长短决定于时间定值的大小，即与电流大小无关。
反时限过流保护是一个热量积累的过程，当热量达到一定值时，反时限过流保护动作。
电流越大，热量积累得越快。
其动作方程如下： I>I e-12)(I A t=I e式中，I : 为动作电流； I e 为额定电流定值；A 为反时限时间常数。
反时限过流动作特性曲线如下：tI图5-5 反时限过流保护动作曲线图反时限过流保护原理逻辑图如下：启动重合闸IC IBIAI e图5-6 反时限过流保护原理逻辑图。
功率方向电流保护实验
实验目的：
1. 学习功率方向电流保护的基本原理；
2. 掌握功率方向电流保护实验的操作方法；
3. 理解变压器的工作原理。
实验器材：
1. RTU-440功率方向电流保护实验装置；
2. 三相变压器；
3. AC220V电源；
4. 示波器。
实验原理：
在变压器的二次侧，如果出现故障导致电流流向与正常电流方向不同，那么就会引起变压器、线路及负载的损坏，甚至引起火灾事故。
功率方向电流保护器可以在检测到电流方向异常时，及时切断电路，起到保护设备的作用。
实验步骤：
1. 将三相变压器的一次侧接到AC220V电源上，二次侧接到RTU-440功率方向电流保护实验装置的“PWM control”端口上；
2. 将RTU-440功率方向电流保护实验装置的“Current Input”端口接到变压器的二次侧，示波器的探头接到“IA”端口上；
3. 打开电源，设置变压器的二次侧电压调节旋钮，调整输出电压；
4. 设置示波器的时间基和电压刻度，观察电流波形；
5. 改变变压器二次侧负载的接法，观察电流波形的变化；
6. 短路变压器二次侧，观察电流波形。
实验结果：
1. 改变二次侧负载接法，观察到电流波形的变化；
2. 短路二次侧，观察到电流波形的剧烈变化；
3. 实验装置准确判断电流方向异常，并及时切断电路。
功率方向电流保护器可以准确的判断电流反向，并及时切断电路，达到保护设备的作用。
在日常生产中，可以广泛应用在电动机、变压器等设备中，起到预防故障的作用，提高设备的可靠性和安全性。
功率方向保护原理
功率方向保护原理正文：
一、引言在电力系统中，功率方向保护是一项非常重要的技术，用于检测电力系统中功率流动的方向，并在检测到反向功率流时采取相应的保护措施，以保证电力系统的稳定和安全运行。
本文将介绍功率方向保护的原理、作用以及在电力系统中的应用。
二、功率方向保护的原理功率方向保护的原理基于能量守恒定律。
在电力系统中，发电机供给的电能经过输电线路传输到负载上，形成正向功率流。
而在某些情况下，负载上会产生反向功率流，例如，负载端具有发电功能、有源滤波器等。
功率方向保护的原理就是通过检测功率流的方向，发现反向功率流存在时，及时采取措施阻止反向电流继续流动，以保护电力系统的安全稳定运行。
三、功率方向保护的作用功率方向保护主要用于以下几个方面：1. 防止电站发电系统产生倒送电：当电站产生的电力
超过负载需要时，会产生倒送电现象。
这样会导致电站设备过热、损坏，甚至引发事故。
功率方向保护可以检测到这种倒送电情况，并采取相应的措施，防止倒送电的发生。
2. 防止输
电线路的逆流：在输电线路上，由于各种故障或其他原因，可能会造成逆向电流的产生。
逆向电流不仅会损害输电线路设备，而且对电力系统的稳定运行产生负面影响。
功率方向保护可以检测到输电线路上的逆流情况，并及时对其进行控制。
3. 防
止电力系统运行模式错误：电力系统中，不同的运行模式对应着不同的功率流动方向。
如果电力系统运行模式设置错误，可能会导致功率流方向错误，影响电力系统的运行效率和安全性。
功率方向保护可以检测到错误的功率流方向，并及时进行修正，确保电力系统正常运行。
四、功率方向保护在电力系统中的应用功率方向保护是电力系统中一项重要的防护技术，广泛应用于发电厂、变电站和电力输配电系统中。
在发电厂中，功率方向保护通常用于控制电力系统的倒送电、防止逆流和保护输电线路的安全。
在变电站中，功率方向保护用于监测变压器的电流方向，防止倒送电和过量电流流入变压器以及输出侧的输电线路。
在输配电系统中，功率方向保护可防止逆流，并对电流方向进行监测和控制，确保电力系统的安全运行。
五、总结功率方向保护是电力系统中的一项重要技术，它通过检测功率流的方向，及时采取措施保护电力系统的安全稳定运行。
功率方向保护可以防止电力系统中的倒送电、逆流和错误的功率流方向，确保电力系统的运行效率和安全性。
在电力系统的发电厂、变电站和输配电系统中广泛应用功率方向保护技术，保证电力系统的正常运行。
随着电力系统的发展，功率方向保护技术将继续提升，以应对更多复杂的电力系统运行场景，确保电力系统的高效、稳定、安全运行。
