方向电流保护
第二节 功率方向继电器KW （directional relay）
一、工作原理
两种
幅值比较原理（比幅原理） 相位比较原理（比相原理）
1.相位比较原理
正方向
电流为母线 线路 电压为母线高于大地
便于实 现
便于 分析原理
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KW的实质 判别母线电压和流入 线路电流间相位角是 否在-90°~90°之间
arg KU U I
KI
继电器内角
IK
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2.幅值比较原理
令U A U C U D K U U K K I I K ——动作量
令U B U C U D K U U K K I I K ——制动量
动 作 条 件？
UA UB
KU UK KI IK KU UK KI IK
调R1消除电压潜动
电压是什么？ 电流是什么？
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如何实现？
动作条件:
90 arg UK 90 IK
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KW的实现： 90 arg UK 90
IK
令U C K U UK —用TV实现 令 U D K I IK —用TL实现
90 arg UC 90 UD
90 arg KU UK 90 KI IK
90 arg UK 90
方向电流保护
判断短路故障是 否为正方向
判断线路 是否发生 短路故障
分组：保护1、3、5一组 t1>t3>t5 保护2、4、5一组 t6>t4>t2
结论：位于同一母线两侧的保护，时限大的一侧可
不装设方向元件。
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方向电流保护
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作用：
补充——变换器
变换电量：将TA二次5A、TV二次100V转成弱电。 隔离电路：将交直流电流隔离，起屏蔽作用。 调节定值：改变线圈抽头，即改变继电器的定值。
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第二章 电网相间短路的方向电流保护
第一节 方向电流保护工作原理
1.问题的提出
M A1
~
k2 2 B 3
k1 4 C N
~
只研究保护2和3的过电流保护（Ⅲ段）： 矛盾
k1：要求t3<t2 k2：要求t3>t2
问题：背后故障时，电流保护可能误动。
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3.幅值比较回路
差磁法 均压法 环流法
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注意： 极化继电器存在动 作电压U0，实际上 应为
UA UB U0
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二、LG-11型功率 方向继电器
1.构成
电压形成回路 幅值比较回路 执行元件
种类： 电压变换器（TV、YB） 电流变换器（TA、LB） 电抗变换器（TL、DKB）
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（1）电压变换器TV 作用：按比例降低输入电压的幅值
U 2 KU U1
KU
W2 W1
注意：U 2 与U1 同相位流变换器TA 作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压
U 2 KL I1 R
K L KTA
注意：U 2 与 I1 同相位
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（3）电抗变换器TL 作用：按一次电流变换为与之成正比的二次电压
U 2 KI I1
转移阻抗 或 模拟阻抗
注意：U 2 与 I1 相位不同（0~90）
改变线圈W3中电阻，可改变该角度。
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2.问题的解决 ——加装功率方向元件
M A1
~
k2 2 B 3
k1 4 C N
~
分析：k1短路 保护2功率方向为线路 母线 保护3功率方向为母线 线路
k2短路 保护2功率方向为母线 线路 保护3功率方向为线路 母线
结论：正方向母线 线路,反方向线路 母线
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3.工作原理 电流元件+方向元件
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4.最小动作电压
KU U K K I I K KU U K K I I K U0
当K sen 时 , K U U K 和 K I I K 同相位
KUUK KI IK KI IK KUUK U0
5.死区
母线近处发生 k (3)，母线电压低
于最小动作电压，继电器不动。
措施：TV一次侧串联电容C1
U op .min
U0 2KU
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6.潜动
只通入电流或电压一个量， 继电器能否动作？
KU U K K I I K KU U K K I I K U0
电流潜动、电压潜动
原因：比较回路中参数不对称 危害：误动、拒动、灵敏度下降 措施：调R2消除电流潜动
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2.动作条件
UA KU UK KI IK
UB KU UK KI IK
3.动作区和最大灵敏角
90 arg UK 90
IK 当K sen 时
K U U K 和 K I I K 同相位
UA UB U0
最大灵敏线
(90 ) sen
UK 90