功率方向保護是指利用電壓和電流的乘積判明電流流向（相位）的繼電保護。用於多側電源的系統。其主要元件是功率方向繼電器，由電流互感器和電壓互感器取得電流、電壓信號，以判明短路故障位於保護裝置處的正向或反向。
基本介紹
- 中文名：功率方向保護
- 外文名：power direction protection
- 學科：電力工程
- 領域：能源
- 範圍：多側電源的系統
- 主要元件：功率方向繼電器
功率保護介紹,不平衡電流,優越性,動作情況分析,
功率保護介紹
隨著電力綜合自動化技術在電力生產中的大量套用，使電力設備的運行管理水平發生了質的飛躍。電力變壓器是電力系統內一類重要的變配電設備，在國民經濟建設中起著重要的作用。傳統的繼電保護和現代微機保護都將差動保護作為電力變壓器繞組和引出線相間短路的主保護。實際上現代微機保護幾乎都是沿襲傳統繼電保護的理論，用程式來替代常規的保護元器件。由於二者都是採用同一種保護方式，雖然微機保護的性能較常規保護優越許多，也不能擺脫因採用同一種保護模式帶來的遺留問題。
功率方向繼電器的接入必須十分注意電流、電壓接線端子的極性，以免造成系統繼電保護的大面積誤動或拒動。並非所有多側電源的保護都要裝功率方向繼電器。母線兩側的兩相鄰保護，其時限大者不必裝設方向元件。若反向短路電流大於起動元件的動作值，也不需裝設方向元件。
不平衡電流
理論和事實上引起差動保護誤動作的主要原因是不平衡電流。不平衡電流可以分為穩態不平衡電流和暫態不平衡電流。
引起穩態不平衡電流的原因有：
(1)變壓器各側的電流互感器型號不同，即各側電流互感器的飽和特性和勵磁電流不同而引起的不平衡電流，它必須滿足電流互感器的10%誤差曲線的要求。
(2)實際電流互感器的變比和計算變比不同而引起的不平衡電流。
(3)由改變變壓器分接頭引起的不平衡電流。
產生暫態不平衡電流的主要原因有：
(1)短路電流的非同期分量主要為電流互感器的勵磁電流，使其鐵芯飽和誤差增大，引起不平衡電流。
(2)變壓器空載合閘產生的勵磁涌流，引起不平衡電流。
已有的差功保護靠提高其整定值來躲過空載合閘時的勵磁涌流以及?>變壓器各側電流互感器飽和特性和勵磁電流不同產生的不平衡電流。採用諧波制動來防止變壓器勵磁涌流引起差動保護誤動作。對變壓器各側電流互感器特性不同採取的措施，即必須採用D級電流互感器，由於無法保證各台電流互感器的特性相同，所以因電流互感器的特性不同產生的不平衡電流只有通過提高整定值來躲過。
優越性
綜上所述，功率方向保護作為主變內部相間短路的主保護，較差動保護有如下優越性:
(1)功率方向保護不對用於保護的電流互感器的型號、飽和特性、勵磁電流作嚴格一致的要求，這對電流互感器生產廠家就降低了要求。
(2)不會因電流互感器變比和計算變比不同產生的不平衡電流而引起保護誤動，而且也沒有繁瑣的整定值計算，減輕了繼電保護工作者的工作量，也不會出現因整定計算產生的誤差引起保護誤動。
(3)因為電流數值的大小不再作為保護的直接判據，所以任何引起不平衡電流的因素都不會對功率方向保護產生任何影響。
(4)功率方向保護已經是一種成熟的保護模式，將其移植作為電力變壓器主保護的可能性和可行性是存在的。
動作情況分析
要準確掌握方向元件在電力系統中的正常運行、兩相短路、三相短路時的動作情況，需要明確以下幾點：
(1) 確定方向元件反映的是哪一相電流和哪一相電壓線相間電壓的相位關係，即方向元件的接線方式。該接線方式在微機保護中由其軟、硬體決定，一般不能進行改變。
(2) 實驗測定方向元件的動作區和最大靈敏角。
(3) 由負載的線路阻抗角分析當發生相間或三相短路時加入方向元件的電流;電壓的相位關係是否接近或等於最大靈敏角。
