方向过电流继电保护directional overcurrent relay protection

由功率继电器、电流继电器和辅助继电器构成的保护。在双电源供电的线路中，发生短路故障时，使电路电流增长达到规定值，且电流方向符合规定方向时，保护动作瞬时或延时发出跳闸指令，切除故障线路(图1)。从保护安装处的母线通向线路的电流方向，为电流的规定正方向(图2.c)。只有按规定正方向通过的电流才能使功率方向继电器启动。方向过流保护可以防止反方向保护误动，保证继电保护动作的选择性，易于实现保护的时限配合。当在d-1点短路时，1、2、3和6、7保护启动，由于保护3比4、7比6的动作时限长(图2.d)，保护2、6先发出跳闸指令，将故障切除，而保护1和5均不动作。

图1 方向过电流保护的原理接线图

功率方向继电器采用90°接线方式时三相式方向过电流保护的原理接线图如图3.a，其输入量分别为I_A、U_BC,I_B、U_CA和I_C、U_AB。当cosφ=1，继电器的电流、电压输入量的相位差为90°(图3.b)，故名为90°接线方式。线路阻抗角φ_d满足0<φ_d<90°时，为了使功率方向继电器在三相短路和两相短路（保护安装点近端或远端）时正确动作，其内角α应满足：30°<α<60°，一般α=30°或α=45°，能使继电器可靠动作。

图2 双侧电源网络接线及保护动作方向的规定

(a)d-1点短路时的电流分布； (b)d-2点短路时电流分布； (c)保护动作方向的规定； (d)方向过电流保护的阶梯型时限特性

(a)采用90°接线时，三相式方向过流保护的原理接线图

(b)cos＝1时的相量图

图3 相间短路功率方向继电器的接线方式

当在保护安装点附近正方向发生三相短路时，由于母线电压降为零，方向元件失去判别相位的依据，使保护拒动而出现“死区”。因此，若能保证继电保护动作的选择性，应力求不用方向元件。