如何实现电力系统功率方向的保护？

在三相电路中，相间功率方向保护一般设置有三个方向元件，采用90°接线方式。下面以A相方向元件为例介绍相间功率方向保护的检验方法。

1.最大灵敏角及动作区的检验

检验使用继电保护试验装置，试验装置输出电流信号和电压信号，变量为电流信号和电压信号的相位角。

输入相间功率方向保护的电流信号幅值和电压信号幅值为额定值，电流信号和电压信号间的相位角在规定范围内缓慢变化，并由起始值逐步增大到终止值，再由终止值逐步减小到起始值；在变化过程中测量相间功率方向动作区的动作边界角φ₁、φ₂。根据动作边界角可计算最大灵敏角和动作区，即

最大灵敏角：；

动作区：φ=φ₁-φ₂

检验时，功率方向保护的动作区应小于180°。相间功率方向保护最大灵敏角和动作区检验原理框图如图7-42所示。

图7-42 相间功率方向保护最大灵敏角和动作区检验原理框图

2.动作电压及相位特性的检验

在电流信号和电压信号间的相位角为最大灵敏角的条件下，输入相间功率方向保护电流回路的电流信号幅值为额定值，在保持不变的条件下，试验装置输入相间功率方向保护电压回路的BC线电压信号幅值按设置的变化步长变化。

当电压信号的幅值由初始值逐步减小到终止值，在减小过程中，检验相间功率方向保护的动作电压值；然后，电压信号的幅值逐步增大至初始值。

设置电流回路的电流与电压回路的电压间的相位角φ，分别为±5°，±10°，±20°，±30°，±45°，±60°，±90°等。在每一相角下重复检验动作电压，可作出相位特性曲线U=f（φ）。

3.动作伏安特性的检验

在电流信号和电压信号间的相位角为最大灵敏角条件下，在电流回路为不同的电流幅值时，检验相间功率方向保护动作电流，可作出相间功率方向保护的伏安特性。

4.动作时间及动作特性的检验(www.xing528.com)

在电流信号和电压信号间的相位角为最大灵敏角条件下，电流信号幅值和电压信号幅值采用突然变化的方式，检验相间功率方向保护动作时间值。

试验装置输出的电流、电压信号由初始状态突变到可靠动作状态，并启动时间测量仪，当相间功率方向保护的出口触点动作后，停止计时。

设置电压信号为不同的电压值，在不同的电压值下测量相间功率方向的动作时间，可测量动作时间特性。动作时间检验原理接线如图7-43所示。

5.电流潜动的检验

三相间功率方向保护电压回路的线圈经阻值为20Ω（或产品要求值）的电阻短接时，在电流信号和电压信号的相位角为最大灵敏角条件下，电流回路突然施加或切除额定电流（或10倍额定电流）信号，观察相间功率方向保护是否动作。原理接线如图7-44所示。

图7-43 相间功率方向保护动作时间检验原理接线图

图7-44 相间功率方向保护潜动电流检验原理接线图

6.电压潜动的检验

当相间功率方向保护电流回路开路，在电流信号和电压信号的相位角为最大灵敏角条件下，电压回路突然施加或切除额定电压信号，观察相间功率方向保护是否动作。原理接线如图7-45所示。

图7-45 相间功率方向保护电压潜动检验原理接线图

零序功率方向与相间功率方向元件检验方法基本相同，只要将移相回路的输出电流和电压当作零序量即可。