第二节电网相间短路的方向性电流保护一.问题的提出双电源多电源和环形电网供电更可靠,但却带来新问题。对电流速断保护：d1处短路，d2处短路，对过电流保护：d1处短路，d2处短路，有选择性，但是产生了矛盾。上述矛盾的要求不可能同时满足。原因分析：反方向故障时对侧电源提供的短路电流引起误动。解决办法：加装方向元件——功率方向继电器。仅当它和电流测量元件均动作时才启动逻辑元件。这样双侧电源系统保护系统变成针对两个单侧电源子系统。保护1、3、5只反映由左侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合。而保护2、4、6仅反映由右侧电源提供的短路电流，它们之间应相互配合，矛盾得以解决。二、功率方向继电器的工作原理电流规定方向：从母电流向线路为正。电流本身无法判定方向，需要一个基准——电压。d1处短路d2处短路因此：利用判别短路功率方向或电流、电压之间的相位关系，就可以判别发生故障的方向。实现：1、最大灵敏角：在UJ、IJ幅值不变时，其输出（转矩或电压）值随两者之间的相位差的大小而改变。当输出为最大时的相位差称最大灵敏角。2、动作范围：动作方程：或3、动作特性:当线路发生三相短路所以4、死区：当正方向出口短路时，，GJ不动——电压死区。消除办法：采用90度接线方式，加记忆回路。三、幅值比较原理和相位比较原理及其互换关系对于比较两个电气量的继电器，可按幅值比较原理或相位比较原理来实现。幅值比较原理：相位比较原理：用四边形法则来分析它们之间的关系：或可见，幅值比较远路与相位比较原理之间具有互换性。注：1必须是同一频率的正弦交流量2相位比较原理的动作边界为四、LG－11整流型功率方向继电器它是按幅值比较原理来实现的：1、构成：①电压形成回路：由DKB、YB组成：R1、R2——消除潜动、调整平衡。C1——与YB的励磁电抗形成谐振，使超前90o,其记忆作用用于消除死区，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,非常灵敏标记“＊”，当电流从＊端流入时，J动作，反之则不动。时，J动作；2、动作方程：3、动作特性：――内角（由继电器决定）4、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。在记忆时间内消除死区。5、角度特性：当IJ为常数时，动作电压UJ与φJ之间的关系曲线，以α＝30º为例：当φJ＝－α＝－30º时，继电器的动作电压最小，J最灵敏。J动作范围：以φJ＝－30º为中心的90º的区域，即图中阴影区。6、潜动：从理论上讲，当或时，J不动。但由于比较回路中各元件参数的不完全对称，可能使得在仅有或时，J动作,即潜动。仅有时动，叫电压潜动，仅有时动，叫电流潜动潜动对保护的影响：对正方向接地短路时，有利于保护正确动作；当反方向接地短路时，可能导致GJ误动，使得保护误动；另外，增大GJ的动作功率，可降低灵敏性；消除方法：调R1（电流潜动时），调R2（电压潜动时）。五、相间短路功率方向继电器的接线方式：1、要求：良好的方向性（与故障类型无关）和较高的灵敏性。2、90º接线方式：指系统三相对称且cosφ=1时，的接线方式。注：90º接线方式仅为了称呼方便，且仅在定义中成立。采用该接线方式构成的三相式方向过电流保护的原理接线图参看第40页，图2－37。提示：三相星形接线且按相启动（指接入同名相电流的测量元件和功率方向元件的结点串联，而后于其他元件相并联后启动逻辑元件。）3、相间短路情况下90º接线功率方向继电器动作行为分析（1）正方向三相短路：由于三相对称，三只继电器动作情况相同，故以A相为例分析：从图中可见，φJA＝φJd－90º①为使功率方向继电器动作最灵敏②为使PJA>0一般当，当，所以,在三相短路时,选择,可保证GJ动作。（2）正方向两相短路，以BC两相短路为例,且空载运行.有两种极限情况:出口和远处①出口短路GJA:,不动作；GJB：，同三相短路；GJC：，同三相短路。所以应选择，使得时GJ能动作注：出口BC两相短路，、幅值很大，B、C相功率方向继电器动作。该接线方式可消除各种两相短路的死区。②远处短路GJA:,不动作；GJB：，所以应选择，使得B相GJ能动作；GJC：...
