方向电流保护的基本原理解析

上一节所讲的电流保护都是以单侧电源辐射形网络为基础进行分析的。在这种网络中，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。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，现代的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6-23所示双侧电源供电网络中，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。当点短路时，为保证选择性，要求，而当点短路时，又要求，这两种要求显然是矛盾的。

为了解决上述矛盾，在每个断路器的过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（为正）时动作，而当短路功率从线路流向母线（为负）时不动作，从而使继电保护的动作具有一定的方向性。当双侧电源网络上的过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。图6-23中，保护1、3、5是一个系统，它负责切除由电源A供给的短路功率；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，按阶梯原则应满足和

图6-23　双侧电源供电网络(www.xing528.com)

由以上分析可知，方向过电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6-24所示，它主要由方向元件、电流元件、时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，只有当两个元件都动作时，保护才能动作跳闸。

图6-24　方向过电流保护的单相原理接线图