科技论坛 ・９３・ 电网的方向电流保护分析 巩胜利 （安达市电业局，黑龙江安达１５１４００） 重要摘 ：电 在现代社会各方面起着重大的作用，没有电力的支持，社会生活和生产根本就无法正常进行基于电力在现代社会中的 性ｔａ对电网的保护就显得尤为重要。本文主要对电网的方向电流保护进行分析 关键词：电网；方向电流；保护 。，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， — ｆ — ＾—』 一 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， ＱＦ３ Ｑ ‘ＱＦ，口Ｆｔ 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 ｌＩ 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 ● － Ｉ 方向继电器加以判断，当功率方向为正时动作，反之不动。 Ｉ １方向电流保护的基本原理 Ｊ在电网中，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。当线路发生故障时，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。随着电力 系统网络的发展和用户对供电可靠性要求的提高，现代电力系统实 际上都是由多电源组成的复杂网络。此时，上述简单的保护方式已 不能满足系统运行的要求。例如在图１所示双侧电源网络接线中， 由于两侧都有电源，因此，在每条线路的两侧均装设断路器和保护 装置。当ｋ 点短路时，对Ｂ侧电源来说，为保证选择性，要求ｔ ＞ｔ４， 而当ｋ：点短路时，又要求ｔｓ＜ｈ，这两种要求显然是矛盾的。 为了解决上述矛盾，在每个断路器的电流保护中增加一个功率 方向测量元件，并规定该元件只有当短路功率从母线流向线路ｆ为 正）时动作，而当短路功率从线路流向母线（为负）时不动作，从而使 图２方向过电流保护的单相原理接线图 继电保护的动作具有一定的方向性。当双侧电源网络上的电流保护 装设方向元件后，就可以把它们拆开成两个单侧电源网络的保护， 单电源环形网络时，在保护构成、整定、相互配合等问题上还有以下 图中保护ｌ、３、５是一个系统，它负责切除由电源Ａ供给的短路功 特点。（１）在保护构成中应加功率方向测量元件，并与电流测量元件 率；保护２、４、６是另一个系统，它负责切除由电源Ｂ供给的短路功 共同判别是否在保护线路的正方向发生故障。（２）由于装设了方向 率。这样，保护４和保护５的过电流保护动作时间已不再需要进行 元件，第１段方向电流保护的动作电流可不必躲过反方向外部最大 配合，而仅需要功率方向相同的过电流保护动作时间进行配合，按 短路电流，只需校正方向短路计算即可。（３）第１ＩＩ段方向电流保护 阶梯原则应满足ｔｌ＞ｔ，＞ｔ５和ｔ￣＞ｔ４＞ｔ：。由以上分析可知，方向过电 的动作电流除按式（１）计算外，海英考虑躲过反方向不对策短路时， 流保护就是在原有保护的基础上，增设一个方向闭锁元件，以保证 流过非故障相的电流Ｉｎｋ，即 在反方向故障时将保护闭锁起来，防止发生误动作；方向过电流保 护的单相原理接线图如图２所示，它主要由方向元件、电流元件、时 ｆ： Ｋ ， ，．、 间元件和信号元件等组成。图中方向元件和电流元件的触点串联， 式中，Ｋｒｅｌ为可靠系数，取１．２—１．３；Ｉｎｋ为非故障相电流，它等于 只有当两个元件都动作时，保护才能动作跳闸。 非故障相短路电流与负荷电流的相量和。（４）为了保证选择性，在环 ２功率方向继电器的工作原理 网和双电源网中，功率方向相同的各线路保护第１ＩＩ段的动作电流 功率方向继电器简称功率继电器或方向继电器、其作用是判断 和动作时间应相互配合。需要指出，并非线路的所有电流保护都要 功率的方向。对于正方向的故障，其功率为正值，功率方向继电器动 装设方向元件，而仅在用动作电流、动作时间不能保证选择性时才 作；对于反方向的故障，其功率为负值，功率方向继电器不动作。目 需加装方向元件。（５）为了保证方向电流保护不会因为反方向不对 前电力系统中的功率方向继电器有感应型、整流型、晶体管型和集 称短路时非故障相电流测量元件动作和功率方向元件误动作而发 成电路型等几种不同型式，但就其构成原理米说，主要有相值比较 生保护误跳闸，方向电流保护必须采用按相起动接线方式。 和幅值比较两种。 参考文献 ３功率方向继电器的接线方式 ［１】程光政．对３５千伏电网方向过电流保护接线方式的意见【Ｊ］．继电 功率方向继电器的接线方式是指它与电流互感器和电压互感 器．１９８０（０２）． 器之间的连接方式，对接线方式的要求是它在短路时有良好的方向 【２】张建曙．电流互感器原理与使用研究［Ｊ】．科技促进发展（应用版）， 性和有较高的灵敏度，故相间短路的功率方向继电器，一般用９Ｏ。 ２０１０（１２）． 接线方式。所谓９０。接线方式，是指系统在三相对称且功率因数为 【３】曾方明．电力系统备用电源自投装置实施方案研究ｆＪ１．自动化应 １的情况下，接人功率方向继电器的电流超前电压９０。的接线，功 用．２０１ １（０７）． 率方向继电器采用接线方式后，适当选择继电器的内角，对线路上 发生的各种相间故障，都能保证正确判断短路功率方向，不致误动 作；对于各种两相短路均大电压死区，因加在继电器电压线圈上的 电压为非故障相电压，其数值较高。 ４三段式方向性电流保护的特点 三段式方向性电流保护在作用原理、整定计算原则等方面与无 方向三段式电流保护基本相同，但方向电流保护用于双电源网络和 Ｉ ｆ ｉ ０
