自动重合闸

DH－3型三相一次自动重合闸装置实验

一、实验目的

1、熟悉三相一次重合闸装置的电气结构和工作原理。

2、理解三相一次重合闸装置内部器件的功能和特性，掌握其实验操作及调整方法。

二、预习与思考

1、电容式重合闸装置主要组成元件是什么？各起什么作用？ 2、电容式的重合闸装置为什么只能重合一次？ 3、重合闸装置ZJ两个触点为什么串联使用？ 4、重合闸装置中充电电阻能否任意更换？为什么？ 5、重合闸装置不动作的内部原因是什么？ 6、电秒表使用时应注意什么？

三、原理说明

DH-3型三相一次重合闸装置用于输电线路上实现三相一次自动重合闸，它是重要的保护设备。重合闸装置内部结线见图18-1。装置由一只DS-22时间继电器（作为时间元件）、一只电码继电器（作为中间元件）及一些电阻、电容元件组成。装置内部的元件及其主要功用如下：

1、时间元件SJ：该元件由DS-22时间继电器构成，其延时调整范围为1.2-5S，用以调整从重合闸装置起动到接通断路器合闸线圈实现断路器重合的延时，时间元件有一对延时常开触点和一对延时滑动触点及两对瞬时切换触点。

2、中间元件ZJ：该元件由电码继电器构成，是装置的出口元件，用以

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接通断路器的合闸线圈。继电器线圈由两个绕组组成：电压绕组ZJ（V），用于中间元件的起动；电流绕组ZJ（I），用于在中间元件起动后使衔铁继续保持在合闸位置。

3、电容器C：用于保证装置只动作一次。 4、充电电阻4R：用于限制电容器的充电速度。

5、附加电阻5R：用于保证时间元件SJ的线圈热稳定性。

6、放电电阻6R：在需要实现分闸，但不允许重合闸动作（禁止重合闸）时，电容器上储存的电能经过它放电。

7、信号灯XD：在装置的接 线中，监视中间元件的触点ZJ1、

31ZJ2IZJ2CZJ112ZJ3134R14ZJ2、和控制按钮的辅助触点是 否正常。故障发生时信号灯应 熄灭，当直流电源发生中断时， 信号灯也应熄灭。

64VZJSJ26R1517R5ZJ4165RTSJ1SJ178、附加电阻17R：用于 降低信号灯XD上的电压。

在输电线路正常工作的 情况下，重合闸装置中的电 容器C经电阻4R已经充足 电，整个装置处于准备动作

107SJ318819920212211状态。当断路器由于保护动 作或其它原因而跳闸时，断 图18－1 自动重合闸装置内部接线图 路器的辅助接点起动重合闸装置的时间元件SJ，经过延时后触点SJ2闭合，

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电容器C通过SJ2对ZJ（V）放电，ZJ（V）起动后接通了ZJ（I）回路并自保持到断路器完成合闸。如果线路上发生的是暂时性故障，则合闸成功后，电容器自行充电，装置重新处于准备动作的状态。如线路上存在永久性故障，此时重合闸不成功，断路器第二次跳闸，但这一段时间远远小于电容器充电到使ZJ（V）起动所必须时间（15～25S）,因而保证装置只动作一次。

R1800Ω +-220V-S1VR2R3ZJA1ZJ1IZJ212ZJ3213C3800Ω800Ω 电秒表14R144ZJVSJ26R1517RXP16 5ZJ4IIIIII65RtSJ2SJ17718SJ3 819 电秒表2S210IIIIII112221920 图18-2 DH-3型重合闸装置试验接线图

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四、实验设备

序号 1 2 3 4 5 设备名称 ZB03 ZB19 ZB43 ZB31 DZB01 使 用 仪 器 名 称 数字式电秒表及开关组件 DH－3重合闸继电器 可调800Ω电阻 直流数字电压、电流表 直流操作电源 数量 1只 1只 3个 各1只 1路 五、实验步骤和操作方法

1、DH-3型自动重合闸装置实验接线见图18-2，按图接线完毕后首先进行自检，然后请指导教师检查，确定无误后，接入直流操作电源进行调试。

2、时间继电器动作电压、返回电压的测定

（1）合上开关S1，调节R1使直流电压调至装置的额定值，检查各元件有无异常现象，投入后15～25秒指示灯应发光。

（2）合上S1、S2，调节R1逐步提高输入电压，读取SJ铁芯可靠吸合的最小动作电压。

（3）上述SJ动作后，向反方向调节R1 ，逐步降低输入电压，读取SJ返回的最高电压。

3、中间元件的自保持电流测试

（1）合上S1后，调节R1使电压等于装置的额定电压，用手按中间元件ZJ的衔铁，使常开接点闭合，调整R2，使流过ZJ线圈的电流略低于0.9倍的额定电流时，然后将手松开，ZJ应能自保持。断开S1，使ZJ复归。

（2）再合上S1，待电容充电15～25秒后，投入S2，使SJ线圈励磁，经过某一整定延时时间，ZJ动作并自保，此时断开S2，ZJ不应返回。

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（3）重复上述步骤,调整R2测出中间元件ZJ的最小保持电流。 4、中间元件电压线圈的动作电压测定

在重合闸继电器接线端子○5与○17之间连接一导线，合上S1，调节R1， 从零伏逐渐升高电压，测出使中间元件衔铁能被可靠吸住的最小动作电压。一般对于额定电压为220伏的中间元件ZJ动作电压为50伏左右，本项测定完毕应拆除连接导线。

5、充电时间的测定

仍按图18-2接线，在额定电压下合上S1对C充电，经15～25秒后再投入S2，中间元件ZJ应能可靠地动作并自保持。这时电秒表1所记录的时间即为充电时间。

重复测定充电时间时，应先断开S1，后断开S2，以保证电容器的放电状态。并将电秒表1回零，再重复以上操作，进行第二次试验。

如充电时间不符合要求，应检查充电电阻、电容器是否良好，是否参数变值，若变值需更换C或4R使之达到所需的充电时间。调整完毕，应再次测量中间元件的动作电压和自保持电流。

6、保证只动作一次测定

在额定电压下合上S1，充电60秒后，瞬间短接○3 ○15两端子，使电容器放电，然后合上S2，此时中间元件不应动作。

7、重合闸装置动作时间整定试验

见图18-2先将S1合上，观察电秒表1，当给电容器C充电25秒后，再合上S2，此时电秒表2所记录的就是重合闸装置的动作时间。

这一接线方式的特点是：当合上S2，起动重合闸装置的同时起动了电秒表2，停止了电秒表1，并以中间元件ZJ常开接点的闭合停止电秒表2计时，

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所以电秒表2可测得重合闸继电器起动到实现断路器重合的时间。电秒表1记录了电容器C的充电时间。

重合闸装置动作时间的整定可以通过改变时间元件的整定时间来实现。

六、技术数据

1、额定工作电压直流220V。

2、中间元件电流绕组ZJ（I）的额定保持电流为直流0.25A。 3、在额定电压下，当环境温度为20±5℃，相对湿度不大于70%时，电容器充电到中间元件动作电压的时间（装置准备下一动作时间）在15～25S范围内。

4、在70%额定电压下，环境温度为20±5℃，相对湿度不大于70%时，装置应保证可靠动作，此时电容器充电到使中间元件动作的时间，允许增加到2S。

5、当中间元件电压绕组去掉电压，在电流绕组流过额定电流时，衔铁应保持在吸合位置。

6、中间元件的电流绕组ZJ（I）允许流过3倍的额定电流历时1S。 7、中间元件的触点ZJ1、ZJ2串联后，在额定电压下能接通8A的电流,历时5S。

8、在额定电流下，中间元件电流绕组ZJ（I）的功率消耗应不大于1.35W。 9、时间元件的延时调整范围为1.2～5S。

10、时间元件的线圈串联附加电阻后，能长期经受110%的额定电压。

七、注意事项

在操作试验前必须熟悉实验电路，认真按照操作规程的要求，正确接线，

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细心操作，特别要注意在电流保持回路中，不能误接入电压信号，变阻器R2串入保持回路的阻值必须从最大位置慢慢减小，同时注意观察毫安表的指示，不应大于装置的额定保持电流。每个操作试验环节要确保其正确性和安全性。

八、实验报告

对重合闸继电器的动作特性，起动条件，实验操作进行总结，结合上述思考题写出实验实验报告。

表18－1 名 称 型 号 额定电压 额定电流 测 SJ最小起动电压 试 ZJ最小动作电压 数 1 2 3

SJ最高返回电压 ZJ最小保持电流 ZCH重合时间 1 2 3 据 C充电时间

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附1、自动重合闸前加速保护实验

一、 实验目的

1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理接线。

2、理解自动重合闸前加速保护的组成型式，技术特性，掌握其实验操作方法。

二、预习和思考

1、图19-2中各个继电器的功用是什么？

2、在重合闸动作前是由哪几个继电器及其触点共同作用，实现前加速保护。

3、重合于永久性故障，保护再次起动，此时由哪几个继电器及其触点共同作用，恢复有选择性地再次切除故障的？

4、为什么加速继电器要具有延时返回的特点？

5、在前加速保护电路中，重合闸装置动作后，为什么JSJ继电器要通过1LJ的常开触点、JSJ自身延时返回的常开触点进行自保持？

6、在输电线路重合闸电路中，采用前加速时，JSJ是由什么触点起动的？ 7、请分析自动重合闸前加速保护的优缺点。

三、原理说明

重合闸前加速保护是当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作使断路器跳闸，而后再借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。

重合闸前加速保护的动作原理可由图19-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路X-2上装有过流保护4，ZCH仅装在靠近电源的线路X-1上。无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端

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短路时的短路电流来整定，动作不带延时。过流保护2、4的动作时限按阶梯原则整定，即t2＞t4。

II1～1QFIt2ZCH3IIIt4X-24QFIII

2QF 3QF图 19-1 自动重合闸前加速保护原理说明图

当任何线路、母线（I除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所I的无选择性电流速断保护1总是首先动作，不带延时地将1QF跳开，而后ZCH动作再将1QF重合，若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ZCH的动作退出工作，因此，此时只有各过流保护再次起动，有选择性地切除故障。

图19-2示出了ZCH前加速保护的原理接线图。其中1LJ是电流速断，2LJ是过流保护。从该图可以清楚地看出，线路X-1故障时，首先速断保护的1LJ动作，其接点闭合，经JSJ的常闭接点不带时限地动作于断路器

使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸继电器，将断路器重合。重合闸动作的同时，起动加速继电器JSJ，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因JSJ的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2LJ及SJ带时限有选择性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。

自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ZCH的优点。其缺点是增加了1QF的动作次数，一旦1QF或ZCH拒绝动作将会扩大停电范围。

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LHX-1+2LJITQQF-+tSJ-+1LJIJSJ-由ZHC来QF+信号XJ-+BCJ图 19-2 自动重合闸前加速保护原理接线图

四、实验设备

序号 1 2 设备名称 ZB01 DZB01－1 变流器 使 用 仪 器 名 称 断路器触点及控制回路模拟箱 复归按钮 单相自耦调压器 交流电源 可调电阻R1 12.6Ω 数量 1只 1只 1只 1只 1路 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1路 1只 3 4 5 6 7

ZB03 ZB11 ZB16 DZB01 ZB04 数字式电秒表及开关组件 DL－24C/6电流继电器 DZB－12Β出口中间继电器 DXM－2A信号继电器 DL－24C/2电流继电器 DS－21时间继电器 DZS－12Β返回延时继电器 直流操作电源 手动开关 55

五、实验步骤和操作方法

1、根据过电流保护的要求整定2LJ的动作电流值，和SJ的动作时限（例：取2LJ动作电流为1A，SJ为1.5S）。

2、根据速断保护的要求整定1LJ的动作电流（例：取1LJ动作电流为3A）。

3、根据时间继电器、加速继电器、保护出口继电器的技术参数选择相应的操作电源。

4、按图19-2自动重合闸前加速保护原理接线图分别绘制展开图和安装图，然后进行安装接线。

5、检查“前加速保护”接线的正确性，确定无误后，接入相应直流操作电源。

6、此时重合闸装置未启动，加速继电器JSJ未动作。调节交流电流回路，给电流继电器输入一个大于整定值的电流，模拟线路XL-1故障，观察前加速动作情况，加速跳闸后重合闸启动，图19-3中用开关S1闭合模拟ZCH出口接点ZJ3的闭合来起动JSJ，JSJ常闭触点打开。

7、模拟故障继续存在，但由于JSJ常闭触点已经打开，所以只能由过电流保护2LJ和SJ带时限有选择性地进行跳闸，切除故障。

六、注意事项

在操作试验前必须理解自动重合闸前加速保护的电路原理，在操作过程中要集中思想进行正确接线，严格按照操作规程的要求，加入试验电流，进行动作试验，要确保实验中每一环节的正确性和安全性。

七、实验报告

分析前加速保护动作特性，结合上述思考题写出报告。

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QF0~5A A12.6Ω5A K ~220V 220V(+)220V(-)直流操作电源JSJ XJBCJ1LJI

无时限电流速断保护SJ

SJ 2LJ过流保护保护

JSJ操JSJ由ZCH来前加速继电器起作 动回路及信 S1模拟起动前加速号 1GPXJ动回

自动重合闸作指示路S2

QFTQ保护出口及电动BCJ 分闸回路 信号继电器指示 XJ 灯回路SBR

V信号继电器复归XJ 回路XJ 2GP 过电流保护动作 指示

图19—3 自动重合闸前加速保护实验接线图

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交1LJ2LJ流QA电流回路数字式电秒表QFIIIIII1LJ2LJ表19－1 I＝

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 代 号 1LJ 2LJ SJ XJ BCJ JSJ TQ GP 数字型号规格 实验整定值或 线圈SB按额定工作值 接法 下时 SB断开时 用途

9 秒表 10 R 58

附2、自动重合闸后加速保护实验

一、实验目的

1、熟悉自动重合闸后加速保护的接线原理。

2、理解自动重合闸后加速保护的组成形式、技术特性，掌握其实验操作方法。

二、预习与思考

1、图20-2中各个继电器的功用是什么？

2、当线路发生故障时，由哪几个继电器及其触点首先按正常的继电保护动作时限有选择性地作用于断路器跳闸？

3、重合于持续性故障时，保护再次起动，此时由哪几个继电器及其触点共同作用，实现后加速？

4、在输电线路重合闸电路中，采用后加速时，加速回路中接入了JSJ的什么触点？为什么？

5、请分析自动重合闸后加速保护的优缺点？

三、原理说明

重合闸后加速保护是当线路上发生故障时，首先按正常的继电保护动作，带时限有选择性地动作于断路器跳闸，然后ZCH动作将断路器重合，同时ZCH的动作将过流保护的时限解除。这样,当断路器重合于永久性故障线路时，电流保护将无时限地作用于断路器跳闸。

实现后加速的方法是，在被保护各条线路上都装设有选择性的保护和自动重合闸装置，见图20-1。ZCH后加速保护的原理接线见图20-2。

线路故障时，由于延时返回继电器JSJ尚未动作，其常开触点仍断开，

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～IItZCHIIItZCHX-2III

图20－1 自动重合闸后加速保护原理说明图

电流继电器LJ动作后，起动时间继电器SJ，经一定延时后，其接点闭合，起动出口中间继电器BCJ，使QF跳闸。QF跳闸后，ZCH动作发出合闸脉冲。在发出合闸脉冲的同时，重合闸出口元件ZJ3的常开触点闭合。起动继电器JSJ，见图20-2，JSJ动作后，其触点闭合。若故障为持续性故障，则保护第二次动作时，经JSJ的触点直接起动BCJ而使断路器瞬时跳闸。

TQ信号XJ+tSJ--

QF-QF++BCJ+LJI+JSJ-由ZHC的ZJ3触点起动 图20－2 自动重合闸后加速保护原理接线图

自动重合闸后加速保护可以防止事故扩大，但第一次保护动作仍有时限，因而也影响了ZCH的动作效果，另外后加速必须在每条线路上都装设一套ZCH装置，投资较大。

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四、实验设备

序号 1 2 3 设备名称 ZB01 ZB03 ZB11 使 用 仪 器 名 称 断路器触点及控制回路模拟箱 数字式电秒表及开关组件 DL－24C/6电流继电器 DZB－12Β出口中间继电器 DXM－2A信号继电器 数量 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1路 1只 1路 1只 1只 4 5 ZB16 DZB01－1 DS－21时间继电器 DZS－12Β返回延时继电器 变流器 复归按钮 单相自调压器 交流电源 可调电阻R1 12.6Ω 6 7 8 DZB01 ZB35 ZB04 直流操作电源 存储式智能真有效值交流电流表 手动开关 五、实验步骤和操作方法

1、根据过流保护的要求整定LJ的动作电流和SJ的动作时限。 2、由加速继电器、保护出口继电器和时间继电器的参数选择相应的操作电源。

3、按图20-3自动重合闸后加速保护实验接线图进行安装接线。 4、检查“后加速保护”接线的正确性，确定无误后，接入相应直流操作电源。

5、模拟线路故障，给电流继电器LJ加入一个大于整定值的电流，此时加速继电器JSJ未起动，因此LJ起动SJ，SJ经过一定时限后起动BCJ，使

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断路器跳闸，同时经XJ发信号。

~220VKQF5A12.6Ω0~5AALJ交流电流回QA

220V(+)220V(-)直流操作电源SJLJ过流保护路

SJLPXJJSJIBCJ后加速保过流保护护操

XJS1JSJZCH后加速继电器起动回路作及信模拟起动后加速1GP自动重合闸动作 指示TQ号回路

SBXJBCJQF保护出口及电动 分闸回路信号继电器指示 灯回路

XJV2GPXJ信号继电器复归 回路过电流保护动作 指示图20－3 自动重合闸后加速保护实验接线图

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6、断路器跳闸后，重合闸发出合闸脉冲的同时，由出口元件触点ZJ起动JSJ（图20-2中用开关S1闭合替代ZCH出口接点ZJ的闭合起动JSJ），JSJ动作后其延时断开的常开触点闭合，实现后加速。

7、模拟持续性故障，观察后加速动作情况。

六、注意事项

在操作前必须熟悉自动重合闸后加速保护的电路原理，在操作过程中要进行正确的安装接线，严格按照操作规程的要求，加入试验电流，进行动作试验，要确保实验过程的安全正确。

七、实验报告

分析后加速保护的动作特性，结合上述思考题写出实验报告。

表20－1 I＝ 序 代 实验整定值或型号规格 号 号 额定工作值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 LJ SJ XJ BCJ JSJ TQ GP 数字秒表 线圈SB按接法 下时 SB断开时 用途 R

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