供配电技术实验指导书 - 图文
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供配电技术
实验指导书
重庆科技学院电子信息工程学院
自动化教研室
实验台简介
1.试验台的主要特点
DJZ-Ⅲ型电气控制与继电保护试验台是专为熟悉各种继电器特性实验,变压器常规和微机差动保护实验,模拟线路电流电压常规保护和微机保护实验以及常规距离保护和微机距离保护实验设计的装置,试验台上设有各种常规电磁式继电器和线路模型、变压器和微机型继电保护装置等组成。试验台的主要特点有:
(1)试验台上装有漏电保护,确保实验进程安全。
(2)试验台配置齐全,既有常规的各种电磁式继电器、常规和微机的电流电压保护和距离保护又有线路模型,还可以完成常规和微机的变压器差动保护。学生可以自行设置短路点,真实模拟线路故障情况,学生还可以自行设计保护接线,提高动手能力和分析能力。
(3)试验台的微机保护含有电流、电压保护、阻抗保护、变压器差动保护三种功能,可以分别做三种保护实验。
(4)试验台的微机保护,具有良好的自诊断功能、事故记录和事件顺序记录功能。能显示各种信息,调试方便,有利于教学活动。
(5)试验台的微机保护可以进行现场手动跳、合闸操作,当配置上位机和我们研究所的有关软件包时,可实现遥测、遥信和遥控功能,可远程监测和修改下位机的整定值设置。(此功能作为附加功能,要求实现此功能必须在产品订货合同里加以注明。)
装置外形图见图1-1。 一次系统图见图1-2。 面板布置图见1-3。
图1-1 DJZ-Ⅲ电气控制及继电保护试验台外形图
TB RS 2,4,5? 继电保护 移相器 区外 最小 K3 2KO PT测量 2CT 1R K1 2? 区内 Rd DX 2R 1KO 测量孔 1 1CT 220/127V 最大 10? 45? 3KO 图1-2 DJZ-Ⅲ一次系统图
2.试验台面板布置
DJZ-Ⅲ型电气控制及继电保护试验台ONOFF防跳开关ON动作信号灯电压线圈*闪光灯操作开关21微机出口常规出口单相电源指示灯三相电源指示灯直流电源指示灯OFF重合闸投切前后不加速加速方式选择单相电源开关三相电源开关直流电源开关复位按钮abc1A1B微机CT11C2A2B微机CT22C合闸13721012微机PT输入合闸PT测量A相负载2AB相负载电流测量A相1A*电流线圈两相制动极化继电器制动电流*分闸电流测量C相1B2BC相负载交流电压表交流电流表交流电流表直流电流表1C区内区外分闸2C*531动作电流3本相制动21输入Ⅰ输入Ⅱ公共端+220V-a电压输入oa电流输入bco+-可调大电流ao电流继电器电流继电器电流继电器中间继电器时间继电器信号继电器电压线圈1电压线圈2*AB移 相 器C电流继电器电流继电器电流继电器电压继电器小时间继电器大信号继电器短路最大正常最小A相系统阻抗切换B相C相**Ⅰ段Ⅱ段电流线圈1电流线圈2调压器TY1调压器TY2短路电阻调节图1-3 DJZ-III型试验台面板布置图
本实验指导书中所介绍的实验内容涉及到的部分设备,其符号代号及作用定义如下: DX1 动作信号 DX2 闪光灯
DX3 单相电源指示灯 DX4 三相电源指示灯 DX5 直流电源指示灯 DX6 手动合闸光字牌 DX7 手动分闸光字牌 DX8 故障动作光字牌 DX9 重合闸动作光字牌
DX10 模拟断路器2KO合闸信号灯 DX11 模拟断路器2KO合闸信号灯 DX12 模拟线路A相负载指示灯 DX13 模拟线路B相负载指示灯 DX14 模拟线路C相负载指示灯 BK 操作开关
DK 单相电源开关 SK 三相电源开关 ZK 直流电源开关 FTK 防跳开关 CHK 重合开关
JSK 加速方式选择开关(有前加速,不加速,后加速) GLJ 功率方向继电器 CDJ 差动继电器 ZKJ 方向阻抗继电器 FDJ 负序电压继电器
CHJ 电磁式三相一次重合闸继电器 KA 电流继电器 KV 电压继电器 KT 时间继电器 KS 信号继电器 KM 中间继电器
GC1 交流220V电源(单相调压器TY1)输出接线柱(a,o) GC2 三相交流电源输出接线柱(a,b,c,o) GC3 直流220V电源输出接线柱(+,-)
GC4 交流220V电源(单相调压器TY2)输出接线柱(a,o) GC5 移相器输出接线柱(A,B,C) GC6 电流、电压量测试孔 GC7 1CT二次侧测试孔 GC8 PT测试孔
GC9 2CT二次侧测试孔
LP1 微机保护出口投退连接片 LP2 常规保护出口投退连接片 1SK 模拟断路器1KO的合闸按钮 1SKP 模拟断路器1KO的分闸按钮 2SK 模拟短路开关
SA、SB、SC分别是A、B、C三相模拟短路选择开关
K1 模拟变压器差动保护区内、区外故障转换开关,设有“区内”、“区外”、“线路”
三个选择档
K2 手动跳合闸及信号控制开关,设有“合闸”、“分闸”二档,中间为自恢位点 K3 模拟系统阻抗切换开关,设有“最大”、“正常”、“最小”三个选择档 ZNB-Ⅱ型智能式多功能表(其使用方法见附录1中的说明) WB 微机保护箱(其使用方法见附录2的说明) 1KO、2KO 分别为线路段两个模拟断路器 3KO 故障模拟断路器
Rd 线路段三相模拟电阻,阻值分别为每相10欧 R1 限流电阻,阻值为每相2欧
Rs 系统模拟阻抗,Rs.min=2欧,Rs.n=4欧,Rs.max=5欧 TY 三相自耦调压器 YX 移相器
3.试验台使用注意事项
1.DJZ-III型电气控制与继电保护教学试验台的工作电流和工作电压不得超过允许值。实验电流较大时,不得长期工作。
2.实验前检查所有刀闸应在断开位置,电源信号灯均熄灭,此时才能接线。 3.接线过程中密切注视刀闸位置,以防误操作引起事故。 4.接线完毕,要由另一人检查线路。 5.实验中不允许带电改接线路。
6.实验过程中没有使用的CT,其二次侧应该短路。
实验一 常规继电器特性实验
一、 实验目的
1、了解继电器基本分类方法及其结构。
2、熟悉几种常用继电器,如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3、学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。 4、测量继电器的基本特性。
5、学习和设计多种继电器配合实验。
二、继电器的类型与原理
继电器是电力系统常规继电保护的主要元件,它的种类繁多,原理与作用各异。 1、继电器的分类
继电器按所反应的物理量的不同可分为电量与非电量的两种。属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等;反应电量的种类比较多,一般分类如下:
(1)按结构原理分为:电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等。 (2)按继电器所反应的电量性质可分为:电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等。
(3)按继电器的作用分为:起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。
近年来电力系统中已大量使用微机保护,整流型和晶体管型继电器以及感应型、电磁型继电器使用量已有减少。
2、电磁型继电器的构成原理 继电保护中常用的有电流继电器、电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电方向继电器、差动继电器等。下面仅就常型继电器的构成及原理作简要介绍。
(1)电磁型电流继电器
电磁型继电器的典型代表是电磁型电器,它既是实现电流保护的基本元件,也
图2-1 DL系列电流继电器
1 2 7 6 3 IKA 压继电器、功率
? 4 5 用的电磁
? 流继电是反应故
障电流增大而自动动作的一种电器。
下面通过对电磁型电流继电器的分析,来说明一般电磁型继电器的工作原理和特性。图2-1为DL系列电流继电器的结构图,它由固定触点1、可动触点2、线圈3、铁心4、弹簧5、转动舌片6、止挡7所组成。
当线圈中通过电流IKA 时,铁心中产生磁通Φ ,它 通过由铁心、空气隙和转动舌片组成的磁路,将舌片磁化,产生电磁力Fe,形成一对力偶。由这对力偶所形成的电磁转矩,将使转动舌片按磁阻减小的方向(即顺时针方向)转动,从而使继电器触点闭合。电磁力Fe与磁通Φ 的 平方成正比,即
Fe?K1Φ2
其中 ? =IKANKARC 所以
222 Fe?K1IKANKARC式中,NKA —─ 继电器线圈匝数;RC—─ 磁通Φ 所经过的磁路的磁阻。 分析表明,电磁转矩Me 等于电磁力Fe与转动舌片力臂lKA的乘积,即
Me?FelKA?K1lKA2NKA2Rc22 IKA?K2IKA (2-1)
式中, K2 为与磁阻、线圈匝数和转动舌片力臂有关的一个系数,
K2?K1lKA2NKA。 2RC从式(2-1)可知,作用于转动舌片上的电磁力矩与继电器线圈中的电流IKA的平方成正比,因此,Me不随电流的方向而变化,所以,电磁型结构可以制造成交流或直流继电器。除电流继电器之外,应用电磁型结构的还有电压继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器。
为了使继电器动作(衔铁吸持,触点闭合),它的平均电磁力矩Me必须大于弹簧及摩擦的反抗力矩之和(Ms+M)。所以由式(2-1)得到继电器的动作条件是:
Me?lKAK12NKA2RC2IKA?MS?M
(2-2)
当IKA达到一定值后,上式即能成立,继电器动作。能使继电器动作的最小电
流称为继电器的动作电流,用IOP表示,在式(2-2)中用IOP代替IKA并取等号,移项后得:
IOP?RCNKAMS?MK1lKA (2-3)
从式(2-3)可见,IOP可用下列方法来调整: (1)改变继电器线圈的匝数NKA; (2)改变弹簧的反作用力矩Ms; (3)改变能引起磁阻RC变化的气隙?。
当 IKA减小时,已经动作的继电器在弹簧力的作用下会返回到起始位置。为使继电器返回,弹簧的作用力矩M?s必须大于电磁力矩M?e及摩擦的作用力矩M?。继电器的返回条件是:
??Me??M??K2?lKA MS2NKA?2RC2IKA?M? (2-4)
当 IKA减小到一定数值时,上式即能成立,继电器返回。能使继电器返回的最大电流称为继电器的返回电流,并以Ire表之。在式(2-4)中,用Ire代替IKA并取等号且移项后得:
Ire??RCNKA??MS?M???lKAK2 (2-5)
返回电流Ire与动作电流IOP的比值称为返回系数Kre,即Kre=Ire/IOP。反应电流增大而动作的继电器IOP>Ire,因而Kre<1。对于不同结构的继电器,Kre不相同,且在0.1~0.98这个相当大的范围内变化。
(2)电磁型电压继电器
电压继电器的线圈是经过电压互感器接入系统电压Us的,其线圈中的电流为
Ir?UrZr
式中:Ur—加于继电器线圈上的电压,等于Us/npT(npT为电压互感器的变比);Zr
—继电器线圈的阻抗。
继电器的平均电磁力Fe?KIr2?K?Us2,因而它的动作情况取决于系统电压Us。
我国工厂生产的DY系列电压继电器的结构和DL系列电流继电器相同。它的线圈是用温度系数很小的导线(例如康铜线)制成,且线圈的电阻很大。
DY系列电压继电器分过电压继电器和低电压继电器两种。过电压继电器动作时,衔铁被吸持,返回时,衔铁释放;而低电压继电器则相反,动作时衔铁释放,返回时,衔铁吸持。亦即过电压继电器的动作电压相当于低电压继电器的返回电压;过电压继电器的返回电压相当于低电压继电器的动作电压。因而过电压继电器的Kre<1;而低电压继电器的Kre>1。DY系列电压继电器的优缺点和DL系列电流继电器相同。它们都是触点系统不够完善,在电流较大时,可能发生振动现象。触点容量小不能直接跳闸。 (3)时间继电器特性
时间继电器是用来在继电保护和自动装置中建立所需要的延时。对时间继电器的要求是时间的准确性,而且动作时间不应随操作电压在运行中可能的波动而改变。
电磁型时间继电器由电磁机构带动一钟表延时机构组成。电磁起动机构采用螺管线圈式结构,线圈可由直流或交流电源供电,但大多由直流电源供电。
其电磁机构与电压继电器相同,区别在于:当它的线圈通电后,其触点须经一定延时才动作,而且加在其线圈上的电压总是时间继电器的额定动作电压。
时间继电器的电磁系统不要求很高的返回系数。因为继电器的返回是由保护装置起动机构将其线圈上的电压全部撤除来完成的。
(4)中间继电器特性
中间继电器的作用是:在继电保护接线中,用以增加触点数量和触点容量,实现必要的延时,以适应保护装置的需要。
它实质上是一种电压继电器,但它的触点数量多且容量大。为保证在操作电源电压降低时中间继电器仍能可靠地动作,因此中间继电器的可靠动作电压只要达到额定电压的70%即可,瞬动式中间继电器的固有动作时间不应大于0.05秒。
(5)信号继电器特性
信号继电器在保护装置中,作为整组装置或个别元件的动作指示器。按电磁原理构成的信号继电器,当线圈通电时,衔铁被吸引,信号掉牌(指示灯亮)且触点闭合。失去电源时,有的需手动复归,有的电动复归。信号继电器有电压起动和电流起动两种。
三、实验内容
1)电流继电器特性实验
电流继电器动作、返回电流值测试实验。 实验电路原理图如图2-2所示:
图2-2 电流继电器动作电流值测试实验原理图
~220V TY1 A 30? 5A 2A + KA ?
实验步骤如下:
(1)按图接线,将电流继电器的动作值整定为1.5A,使调压器输出指示为0V,滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
(2)查线路无误后,先合上三相电源开关(对应指示灯亮),再合上单相电源开关和直流电源开关。
(3)慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高,记下继电器刚动作(动作信号灯XD1亮)时的最小电流值,即为动作值。
(4)继电器动作后,再调节调压器使电流值平滑下降,记下继电器返回时(指示灯XD1灭)的最大电流值,即为返回值。
(5)重复步骤(2)至(4),测三组数据。
(6)实验完成后,使调压器输出为0V,断开所有电源开关。
(7)分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
(8)计算整定值的误差、变差及返回系数。 误差=[ 动作最小值-整定值 ]/整定值
变差=[ 动作最大值-动作最小值 ]/动作平均值 ? 100% 返回系数=返回平均值/动作平均值
表2-1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
1 2 3 平均值 误差 变差 动作值/A 返回值/A 整定值Izd 返回系数 2)电流继电器动作时间测试实验
电流继电器动作时间测试实验原理图如图2-3所示:
图2-3 电流继电器动作时间测试实验电路原理图
~220V TY1 A KA 停止 多功能表 启动 实验步骤如下:
(1)按图接线,将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输入2”和“公共线”,将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”,使调压器输出为0V,将电流继电器动作值整定为1.5A,滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。
(2)检查线路无误后,先合上三相电源开关,再合上单相电源开关。 (3)打开多功能表电源开关,使用其时间测量功能(对应“时间”指示灯亮),工作方式选择开关置“连续”位置,按“清零”按钮使多功能表显示清零。
(4)慢慢调节调压器使其输出电压匀速升高,使加入继电器的电流为1.5A。 (5)先拉开刀闸(BK),复位多功能表,使其显示为零,然后再迅速合上BK,多功能表显示的时间即为动作时间,将时间测量值记录于表2-2中。
(6)重复步骤(5)的过程,测三组数据,计算平均值,结果填入表2-2中。
表2-2 电流继电器动作时间测试实验数据记录表
1.5A I 1 T/ms 2 3 平均 1 1.8A 2 3 平均 1 2.4A 2 3 平均 1 2.7A 2 3 平均 (7)先重复步骤(4),使加入继电器的电流分别为1.8A、2.4A、2.7A,再重复步骤(5)和(6),测量此种情况下的继电器动作时间,将实验结果记录于表2-2。
(8)实验完成后,使调压器输出电压为0V,断开所有电源开关。 (9)分析四种电流情况时读数是否相同,为什么?
3)电压继电器特性实验
电压继电器动作、返回电压值测试实验(以低电压继电器为例)。 低电压继电器动作值测试实验电路原理图如下图2-4所示:
~220V TY1 V 150V + KV ?
图2-4 低电压继电器动作值测试实验电路原理图
实验步骤如下:
(1)按图接线,检查线路无误后,将低电压继电器的动作值整定为60V,使调压器的输出电压为0V,合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关(对应指示灯亮),这时动作信号灯XD1亮。
(2)调节调压器输出,使其电压从0V慢慢升高,直至低电压继电器常闭触点打开(XD1熄灭)。
(3)调节调压器使其电压缓慢降低,记下继电器刚动作(动作信号灯XD1刚亮)时的最大电压值,即为动作值,将数据记录于表2-3中。
表2-3 低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表 1 2
动作值/V
返回值/V 3 平均值 误差 变差 整定值Uset 返回系数 (4)继电器动作后,再慢慢调节调压器使其输出电压平滑地升高,记下继电器常闭触点刚打开,XD1刚熄灭时的最小电压值,即为继电器的返回值。
(5)重复步骤(3)和(4),测三组数据。分别计算动作值和返回值的平均值,即为低电压继电器的动作值和返回值。
(6)实验完成后,将调压器输出调为0V,断开所有电源开关。 (7)计算整定值的误差、变差及返回系数。
4)时间继电器特性测试实验
时间继电器特性测试实验电路原理接线图如图2-5所示:
+ 220V KT 停止 多功能表 启动 - 图2-5 时间继电器动作时间测试实验电路原理图
实验步骤如下:
(1)按图接好线路,将时间继电器的常开触点接在多功能表的“输入2”和“公共线”,将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”,调整时间整定值,将静触点时间整定指针对准一刻度中心位置,例如可对准2秒位置。
(2)合上三相电源开关,打开多功能表电源开关,使用其时间测量功能(对应“时间”指示灯亮),使多功能表时间测量工作方式选择开关置“连续”位置,按“清零”按钮使多功能表显示清零。
(3)断开BK开关,合上直流电源开关,再迅速合上BK,采用迅速加压的方法测量动作时间。
(4)重复步骤(2)和(3),测量三次,将测量时间值记录于表2-4中,且第一次动作时间测 量不计入测量结果中。
表2-4 时间继电器动作时间测试
T/ms 整定值 1 2 3 平均 误差 变差 (5)实验完成后,断开所有电源开关。 (6)计算动作时间误差。
4.思考题
(1)如何调整电流继电器、电压继电器的返回系数? (2)电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关?
实验二DCD-5型差动继电器特性实验
(一)实验目的
掌握具有磁力制动特性的DCD-5差动继电器的工作原理、结构特点及实验方法,了解其调试方法。
(二)DCD-5型差动继电器简介
DCD-5型差动继电器用于电力变压器的差动保护。由于继电器带有一个制动绕组,当被保护变压器外部故障不平衡电流较大时,能产生制动作用。
这两部分磁通分别在W2的两部分绕组中感应出电势,该电势达一定值时(视执行元件的动作电压而定),执行元件就动作。制动绕组Wres的作用是加速两侧边柱的饱和,从而使得W2与Wd,Wpl、Wp2间的相互作用减弱。从图3-1(a)中可以看出,在一侧边柱内,差动绕组中电?产生的磁通??产生的磁通??和制动绕组中电流I?相加,而在另一侧边柱内,??和流Iddresresd?相减,因而每侧边柱内的合成磁通等于这两个磁通的向量和。令?表示工作电流和制动电?res?、??绝对值的和或差;而流间的相位角,当?=0?或180?时,两边柱内的合成磁通分别为?dres在?=90?或270?时,两边柱内的合成磁通相等。由此看出,继电器的动作电流(即Wd内的电流)不仅与Wres内的大小有关,而且还与二者之间的相位有关。当二者间的相位一定时,继电器的动作电流随Wres内电流的增减而增减,这就是继电器具有制动特性的概念。
Wp1,Wp2和Wd的绕向一致,所以平衡绕组产生的磁通起着增强或削弱差动绕组产生的磁通作用(两绕组内电流方向相同时起增强作用,方向相反时起削弱作用)。由于变压器各侧电流互感器的变比不能完全配合,在变压器正常运行时,Wd中有不平衡电流Iunb流过。当平衡绕组接入后,如果平衡绕组的匝数选得适当,就能完全或几乎完全使Iunb得到补偿使得变压器在正常运行时,W2内完全或几乎完全没有Iunb感应电势,从而提高了保护装置的可靠性。当保护区内部发生故障时,流过平衡绕组内的电流所产生的磁通与差动绕组内电流所产生的磁通方向一致,于是就增加了使继电器动作的安匝数,从而提高了保护装置的灵敏度,此即Wd、Wpl、Wp2三个绕组绕向一致的原因。
I 1 2 W 1 2 W Id Wd Wp1 1
2 Wres Wp2 1 2 Wres
Wres 2 9 7 Wp1 16 12 8 4 0 0 1 2 3 Ⅰ Ⅲ Ⅱ 1 2 3 4 5 6 8 11 14 3 0 1 2 3 Wd 1 5 6 8 10 13 20 5 16 12 8 4 0 Wp2 DL-1 6 8 10 12 4 W2 图3-1 DCD-5差动继电器原理与内部接线
除W2外,其余的绕组都有一定数量的抽头,抽头的引出线都接在饱和变流器前面的面板上。面板上有插孔,孔下有标号。除制动绕组插孔下的标号是指一侧边柱的匝数外,其它各绕组插孔下的标号均系实际匝数。利用螺丝插头插在不同的孔中,就能得到相应的匝数。应特别注意:每个平衡绕组具有两组抽头(0、1、2、3)和(0、4、8、12、16),两个螺丝插头必须分别插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的孔中。若螺丝插头同时都插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的两孔中,将在平衡绕组中造成短路和开路现象,这将会引起保护装置误动作和使电流互感器开路。这一点在3-1(b)中看得很清楚。继电器引出端子名称匝数选择见表3-1。
表3-1 线圈代表符号 Wd Wp1 Wp2 W2 Wres 线圈名称 差动线圈 平衡线圈Ⅰ 平衡线圈Ⅱ 二次线圈 制动线圈 总匝数 20 19 19 14 (三)实验内容
1.熟悉DCD-5差动继电器的结构原理和内部接线图,认真阅读DCD-5差动继电器的原理图(图3-1)。
2.执行元件的检验:
(1) 实验接线如图3-2所示:
K TY1 A R ~220V V 执行 元件 图3-2 DCD-5执行元件试验接线图
(2) 实验方法与步骤:
本实验是对执行元件单独进行实验。应特别注意,执行元件的动作电压是指执行元件起动后再用非磁性物体把舌片卡在未动作位置的电压值。动作电压应满足1.5~1.56V,动作电流满足220~230mA,返回系数为0.7~0.85。测量应重复三次,填入表3-2中,其离散值不大于?3%,否则应检查原因。 表3-2
Ipu(mA) If(mA) Kf Upu(V) 如果实验时电源频率不是50Hz,应按每偏差?1Hz电压值改变?2%进行修正。 3.动作安匝检验:(无制动时起始动作安匝) (1)实验接线如图3-3所示:
K TY A R ~220V Wd 执行 元件 W2
图3-3 DCD-5型动作安匝试验接线图
(2)实验方法与步骤:
Wp1、Wp2都插入0匝,Wd先插入20匝。合上电源K,调节TY的电流使DL-1继电器动作,记下此时电流即为动作电流,动作电流乘以使用的动作安匝即为动作安匝A ? Wd。动作安匝符合60?4,以此值为基准,然后改变Wd为13匝、10匝,用上述实验方法测动作电流,填入表3-3中。 表3-3
Wd(匝) Ipu(A) Ipu?Wd 20 13 10 如果动作安匝距离要求相差不大时,可采用将执行元件动作值适当增减(在要求范围内)的办法和稍许改变速饱和变流器铁芯压紧螺丝松紧程度的办法使之符合要求。如果相差较大,则必须用改变变流器铁芯组合方式的方法进行调整。
(四)思考题
如果差动保护的动作电流经计算为5.2A,理论上Wd的匝数为11.5匝,那么实际上应选多大?是11匝还是12匝,为什么?
三、输电线路电流电压常规保护实验
(一)实验目的
1.了解电磁式电流、电压保护的组成。
2.学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、时间整定值的调整方法。 3.研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。 4.分析三段式电流、电压保护动作配合的正确性。
(二)基本原理
1.试验台一次系统原理图
试验台一次系统原理图如图3-1所示。
1KO 测量孔 1CT 1 移相器 电流、电压保护 DX TB RS 2,4,5? 区外 最小 K3 2KO 2CT PT测量 1R K1 2? 区内 Rd 2R 10? 45? 3KO 220/127V 最大 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图
2.电流电压保护实验基本原理
1)三段式电流保护
当网络发生短路时,电源与故障点之间的电流会增大。根据这个特点可以构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护(简称I段)、带时限速断保护(简称II段)和过电流保护(简称III段)。下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。
(1) 无时限电流速断保护(I段)
单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。短路电流的大小Ik和短路点至电源间的总电阻R?及短路类型有关。三相短路和两相短路时,
短路电流Ik与R?的关系可分别表示如下:
Ik(3)?EsEs ?R?Rs?R0lIk(2)?Es3 *2Rs?R0l式中, Es——电源的等值计算相电势;Rs—— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻;R0—— 线路单位长度的正序电阻;l —— 短路点至保护安装处的距离。
由上两式可以看到,短路点距电源愈远(l愈长)短路电流Lk愈小;系统运行方式小(Rs愈大的运行方式)Ik亦小。Ik与l的关系曲线如图3-2曲线1和2所示。曲线1为最大运行方式(Rs最小的运行方式)下的IK = f(l)曲线,曲线2为最小运行方式(Rs最大的运行方式)下的IK = f(l)曲线。
线路AB和BC上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护,则当线路AB上发生故障时,希望保护KA2能瞬时动作,而当线路BC上故障时,希望保护KA1能瞬时动作,它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。但是这种愿望是否能实现,需要作具体分析。
以保护KA2为例,当本线路末端k1点短路时,希望速断保护KA2能够瞬时动作切除故障,而当相邻线路BC的始端(习惯上又称为出口处)k2点短路时,按照选择性的要求,速断保护KA2就不应该动作,因为该处的故障应由速断保护KA1动作切除。但是实际上,k1和k2点短点时,从保护KA2安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的,因此,希望k1点短路时速断保护KA2能动作,而k2点短点时又不动作的要求就不可能同时得到满足。
O l min l max Iop Ik B max l 2 1 3 A KA2 I > B KA1 I > C ~ k1 I k2 图3-2 单侧电源线路上无时限电流速断保护的计算图
为了获得选择性,保护装置KA2的动作电流Iop2必须大于被保护线路AB外部(k2点)短路时的最大短路电流Ik max。实际上k2点与母线B之间的阻抗非常小,因此,可以认为母线B上短路时的最大短路电流Ik B max=Ik max。根据这个条件得到:
1Iop2?KrelIkBmax
1式中,Krel——可靠系数,考虑到整定误差、短路电流计算误差和非周期分量
的影响等,可取为1.2~1.3。
由于无时限电流速断保护不反应外部短路,因此,可以构成无时限的速动保护(没有时间元件,保护仅以本身固有动作时间动作)。它完全依靠提高整定值来获得选择性。由于动作电流整定后是不变的,在图3-2上可用直线3来表示。直线3与曲线1和2分别有一个交点。在曲线交点至保护装置安装处的一段线路上短路时,Ik>Iop2保护动作。在交点以后的线路上短路时,Ik 无时限电流速断保护的灵敏度用保护范围来表示,规程规定,其最小保护范围一般不应小于被保护线路全长的15%~20%。实验时可调节滑线电阻,找寻保护范围。 电流速断保护的主要优点是简单可靠,动作迅速,因而获得了广泛应用。它的缺点是不可能保护线路AB的全长,并且保护范围直接受系统运行方式变化影响很大,当被保护线路的长度较短时,速断保护就可能没有保护范围,因而不能采用。 (a) (b) (c) t tⅠAA I IAB B I IBC C ~ I 2 3 IⅠopAIⅡopAlⅡA?ⅡtAtⅡAlⅠBk 1 4 IⅠopBl tⅠBO tⅡB图3-3 带时电流速断保护计算图 l (a)网络图 (b)Ik=f(l)关系及保护范围 (c)延时特性 IIII 图中:1—Ik=f(l)关系;2—IopA线;3—IopA线;4—IopB线 由于无时限电流速断不能保护全长线路,即有相当长的非保护区,在非保护区短路时,如不采取措施,故障便不能切除,这是不允许的。为此必须加装带时限电流速断保护,以便在这种情况下用它切除故障。 (2)带时限电流速断保护(Ⅱ段) 对这个新设保护的要求,首先应在任何故障情况下都能保护本线路的全长范围,并具有足够的灵敏性。其次是在满足上述要求的前提下,力求具有最小的动作时限。正是由于它能以较小的时限切除全线路范围以内的故障,因此,称之为带时限速断保护。带时限电流速断保护的原理可用图3-3来说明。 由于要求带时限电流速断保护必须保护本线路AB的全长,因此,它的保护范围必须伸到下一线路中去。例如,为了使线路AB上的带时限电流速断保护A获得选择性,它必须和下一线路BC上的无时限电流速断保护B配合。为此,带时限电流速断保护A的动作电流必须大于无时限电流速断保护B的动作电流。若带 II时限电流速断保护A的动作电流用IopA表示,无时限电流速断保护B的动作电流I用IopB表示,则 IIIIIIopA?KrelIopB (3-1) II式中,Krel——可靠系数,因不需考虑非周期分量的影响,可取为1.1~1.2。 保护的动作时限应比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段,此时间阶段以?t表示。即 II保护的动作时间tA。 ??t(?t一般取为0.5s) II带时限电流速断保护A的保护范围为lA(见图3-3)。它的灵敏度按最不利情 况(即最小短路电流情况)进行检验。即 IIIIKsen?Ikmin/IopA (3-2) 式中,Ik min——在最小运行方式下,在被保护线路末端两相金属短路的最小短 IIII路电流。规程规定Ksen应不小于1.3~1.5。Ksen必须大于1.3的原因是考虑到短路 电流的计算值可能小于实际值、电流互感器的误差等。 由此可见,当线路上装设了电流速断和限时电流速断保护以后,它们的联系工作就可以保证全线路范围内的故障都能够在0.5s的时间内予以切除,在一般情况下都能够满足速动性的要求。具有这种性能的保护称为该线路的“主保护”。 带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护(简称近后备),即故障时,若无时限电流速断保护拒动,它可动作切除故障。但当下一段线路故障而该段线路保护或断路器拒动时,带时限电流速断保护不一定会动作,故障不一定能消除。所以,它不起远后备保护的作用。为解决远后备的问题,还必须加装过电流保护。 (3)定时限过电流保护(Ⅲ段) 过电保护通常是指其启动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它在正常运行时不应该启动,而在电网发生故障时,则能反应电流的增大而动作。在一般情况下,它不仅能够保护本线路的全长范围,而且也能保护相邻线路的全长范围,以起到远后备保护的作用。 为保证在正常运行情况下过电流保护不动作,它的动作电流应躲过线路上可能出现的最大负荷电流IL max,因而确定动作电流时,必须考虑两种情况: 其一,必须考虑在外部故障切除后,保护装置能够返回。例如在图3-4所示的接线网络中,当k1点短路时,短路电流将通过保护装置5、4、3,这些保护装置都要启动,但是按照选择性的要求,保护装置3动作切除故障后,保护装置4和5由于电流已经减小应立即返回原位。 其二,必须考虑当外部故障切除后,电动机自启动电流大于它的正常工作电流时,保护装置不应动作。例如在图3-4中,k1点短路时,变电所B母线电压降低,其所接负荷的电动机被制动,在故障由3QF保护切除后,B母线电压迅速恢复,电动机自启动,这时电动机自启动电流大于它的正常工作电流,在这种情况下,也不应使保护装置动作。 A B 1 M k1 C ~ 3 5 4 3QF 2 图3-4 选择过电流保护启动值及动作时间的说明 考虑第二种情况时,定时限过电流保护的整定值应满足: IIIIop?KssILmax 式中,Kss——电动机的自启动系数,它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大负荷电流之比。当无电动机时Kss=1,有电动机时Kss≥1。 考虑第一种情况,保护装置在最大负荷时能返回,则定时限过电流保护的返回值应满足 Ire?KssILmax (3-3) III考虑到Ire?Iop,将式(3-3)它改写为 IIIIre?KrelKssILmax (3-4) III式中,Krel——可靠系数,考虑继电器整定误差和负荷电流计算不准确等因 素,取为 1.1~1.2。 考虑到Kre=Ire/Iop,所以 III Iop?1III(KrelKssILma)x (3-5) Kre为了保证选择性,过电流保护的动作时间必须按阶梯原则选择(如图3-5)。两个相邻保护装置的动作时间应相差一个时限阶段?t。 III过电流保护灵敏系数仍采用式(3-2)进行检验,但应采用Iop代入,当过电流 保护作为本线路的后备保护时,应采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流进行校验,要求Ksen?1.3~1.5;当作为相邻线路的后备保护时,则应采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流进行校验,此时要求Ksen?1.2。定时限过电流保护的原理图与带时限过电流保护的原理图相同,只是整定的时间不同而已。 A B tA t tA ?t tB t?B tB ?t o tC l C tC ~ 图3-5 过电流保护动作时间选择的示意图 2) 电流、电压联锁保护的作用原理 当系统运行方式变化很大时,电流保护(尤其电流速断保护)的保护区可能很小,往往不能满足灵敏度要求,为了提高灵敏度可以采用电流、电压联锁保护。 电流、电压联锁保护可以分为电流、电压联锁速断保护,带时限电流、电压联锁速断保护和低电压起动的过电流保护三种。由于这种保护装置较为复杂,所以只有当电流保护灵敏度不能满足要求时才采用。 下面主要介绍电流、电压联锁速断保护和低电压起动的过电流保护,带时限电流、电压联锁速断保护,由于实际上很少采用,故不讨论。 (1)电流电压联锁速断保护的工作原理 电流、电压联锁速断保护工作原理可以用图3-6来说明。保护的电流元件和电压元件接成“与”回路,因此,只有当电流、电压元件都同时动作时保护才能动作跳闸。 1 IpuI V< 跳闸 ~ l1 L I 1 2 3 4 5 6 8 9 7 Ipu l? l? l1 Upu 图3-6 无时限电流电压联锁速断保护的计算图 1、2、3——分别为在最大、正常和最小运行方式下的IK=f(l)关系曲线; 4、5、6——分别为在最大、正常和最小运行方式下的UK=f(l)关系曲线; 保护的整定原则和无时限电流速断保护一样,躲开被保护线路外部故障。由于它采用了电流和电压测量元件,因此,在外部短路时,只要有一个测量元件不动作,保护就能保证选择性。保护的具体整定方法有几种。常用的是保证在正常运行方式下有较大的保护范围作为整定计算的出发点。整定方法:在图3-6中设被保护线路的长度为L。为保证选择性,在正常运行方式时的保护区为 l1?L?0.75 L Krel式中,Krel——可靠系数,取为1.3~1.4。 因此,电流继电器的动作电流为 Ipu=Es/(Rs + R0l1) 式中Es——系统的等效相电势;Rs——正常运行方式下,系统的等值电阻;R0——线路单位长度的电阻。 Ipu就是在正常运行方式下,保护范围末端(K点)三相短路时的短路电流。由于在K点三相短路时,低电压继电器也应动作,所以它的动作电压为 Upu?3IpuR0l1 Upu就是在正常运行方式下,保护范围末端三相短路时,母线A上的残余电压。在此情况,两个继电器的保护范围是相等的。动作电流Ipu和动作电压Upu分别用直线7和8表示在图3-6上。该图上的曲线1、2和3分别表示在最大、正常和最小运行方式下,短路电流IK和l的关系曲线。曲线4、5和6则分别表示在最大、正常和最小运行方式下,母线A的残余电压UK和l的关系曲线。直线9表示无时 I限电流速断保护的动作电流Ipu,从图上可以看到,如果线路上采用无时限电流速 断保护,则它的最小保护范围为l?。如果采用无时限电流电压联锁速断保护,则其最小保护范围为l?(由电流元件决定)。显然l?>l?。由此可见,采用电流电压联锁速断保护大大提高了灵敏度。由图可见,在被保护线路以外短路时,保护不会误动作。在较正常运行方式更大的运行方式下,保护的选择性由低电压继电器来保证,因为在此情况,母线A上的残余电压UK大于Upu,低电压元件不会动作。在较正常运行方式更小的运行方式下,保护的选择性由电流继电器来保证,因为在 此情况下短路电流IK小于Ipu,电流元件不会动作. (2)低电压起动的过电流保护 这种保护只有当电流元件和电压元件同时动作后,才能启动时间继电器,经预定的延时后,启动出口中间继电器动作于跳闸。 低电压元件的作用是保证在电动机自启动时不动作,因而电流元件的整定值就可以不再考虑可能出现的最大负荷电流,而是按大于额定电流整定,即 Iop?KrelIN Kre低电压元件的动作值小于在正常运行情况下母线上可能出现的最低工作电压,同时,外部故障切除后,电动机启动的过程中,它必须返回。根据运行经验通常采用 Uop=0.7UN 式中,UN——额定电压。 低电压元件灵敏系数的校验,按下式进行 Ksen?UopUkmax 式中,Uk max——在最大运行方式下,相邻元件末端三相金属性短路时,保护安装处的最大线电压。 注意:当电压互感器回路发生断线时,低电压继电器会误动作。因此,在低电压保护中一般应装设电压回路断线的信号装置,以便及时发出信号,由运行人员加以处理。 保护的延时特性以及各段保护的保护范围示于图3-7。必须指出,在有些情况下,例如:当主保护(Ⅰ段)能保护线路全长时,可以只采用两段保护(如Ⅰ、Ⅲ段或Ⅱ、Ⅲ段). o tIA lIA A A B C B C ~ t tIIIA tIIA tIIB tIIIB tIB lIIIA l lIIA 图3-7 三段式电流保护的延时特性和保护范围 3) 复合电压启动的过电流保护 复合电压起动的过电流保护原理图参阅图2-3所示,复合电压起动的过电流保护,在不对称短路时,靠负序电压起动低电压继电器,而在对称性故障时,也是靠短时的负序电压起动低电压继电器,靠继电器的返回电压较高来保持动作状态的。因此,其灵敏度是比较高的。 复合电压起动的过电流保护的整定办法除负序电压继电器的整定外,其余都与前述相同。负序电压继电器的动作电压可按躲开正常运行时的最大不平衡电压来整定,通常取 U2pu?0.06UN 保护装置的灵敏度的校验应按相同的原始条件,分别求出保护装置的电流元件和电压元件的灵敏系数。通常要求,在远后备保护范围末端短路校验的灵敏度应不小于1.2。这种保护方式,不但灵敏度比较高,而且接线比较简单,因此,应用比较广泛。 3.保护的整定值计算 电流电压保护整定值计算 图3-1中若取电源线电压为100V(实际为变压器副方输出线电压为100V),系统阻抗分别为Xs.max=2Ω、XS.N=4Ω、Xsmin=5Ω,线路段的阻抗为10Ω。线路中串有一个2Ω的限流电阻,设线路段最大负荷电流为1.2A。无时限电流速断保护可靠系数KⅠ=1.25,带时限电流速断保护可靠系数为KⅡ=1.1,过电流保护可靠系数K Ⅲ =1.15,继电器返回系数Kre=0.85,自启动系数Kzq=1.0。 根据上述给定条件: (1)理论计算线路段电流保护各段的整定值计算: I(3)Ipu?KI?I末?1.25??max1003?1?5.16(A) 2?2?10IIIpu?111001(3)?I????2.78(A) 末?min1.22?5?10K?3 IIIIpu?(KIII?K2qKre)?Imax?(1.15?1.0)?1.2?1.62(A) 0.85II=0.5'' tpuIII=1'' tpu(2)理论计算线路段低压闭锁的电流速断保护的整定值计算 为保证速断保护的选择性,在正常运行方式下的保护区设定为: LI?L?0.75L Krel式中Krel=1.3~1.4。各元件的整定值为 Upu?3?Ipu?7.5?56(V) Ipu?ES(RS?R0L1)?1003?1?4.3(A) 2?4?7.5(3)复合电压启动的过电流保护整定值计算 根据上述给定条件,理论计算线路段保护各元件的整定值为: L1?L?0.75L KrelUpu?3?Ipu?XILI?3?ES10031003?1?7.5?56(V) 4?2?7.5Ipu?(RS?R0L1)??1?4.3(A) 2?4?7.5U2pu?0.06UN?0.06?100?6(V) 4.常规电流保护的接线方式 电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种,如图3-8所示。 电流保护一般采用三段式结构,即电流速断(Ⅰ段),限时电流速断(Ⅱ段),定时限过电流(Ⅲ段)。但有些情况下,也可以只采用两段式结构,即Ⅰ段(或Ⅱ 段)做主保护,Ⅲ段作后备保护。下图示出几种接线方法,供接线时参考。 a KS b KA1 A B c KA2 KT KA3 KA4 KA5 KA6 KS KAM2 C o (a)完全星形两段式接线图 a b A c o KA B C KA KT KS KAM (b)不完全星形接线 a b c A B o KA KA KA KS KAM C (c)在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线 图3-8 电流保护常用的几种接线 (三)实验内容 DJZ-Ⅲ试验台的常规继电器都没有接入电流互感器和电压互感器,在实验之前 应参阅图3-1的一次系统图,设计好保护接线图,并接好线后才能进行实验。 1.正常运行方式实验 (1)三相调压器输出为0V。 (2)系统运行方式置于“正常”位置。 (3)按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线,根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。 (4)合上三相电源开关,调节调压器输出,使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。 (5)合上直流电源开关。 (6)合上变压器二侧的模拟断路器。 此时,负荷灯泡亮,模拟系统即处于正常运行状态。 (7)实验结束后,使调压器输出回零,最后断开实验电源。 2.短路故障方式实验 (1)三相调压器输出为0V。 (2)选择系统运行方式为最小运行方式。 (3)将模拟线路电阻可移动头放置在中间(50%)位置。 (4)按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线,根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。 (5)退出所有出口连接片。 (6)合上三相电源开关,调节调压器的输出,使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。 (7)合上直流电源开关,合上变压器二侧的模拟断路器,此时负荷灯泡亮(与正常运行方式相同)。 (8)合上短路模拟开关(二相或三相均可)。 (9)合上故障模拟断路器,模拟系统发生短路故障。 此时,根据短路类型,负荷灯泡全部熄灭或部分熄灭。电流表指示数值较大。模拟系统即处于短路故障方式。短路故障发生后,应立即断开短路操作开关,以免短路电流过大烧坏设备。断开短路操作开关。即可切除短路故障。 (10)实验结束后,将故障模拟断路器断开,调压器输出调回零,最后断开实验电源。 3.三相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验 在不同的系统运行方式下,做三段式常规电流保护实验,找出Ⅰ段电流保护的最大和最小保护范围,具体实验步骤如下: (1)按前述完全星形实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接,调Ⅰ段三个电流继电器的整定值为5.16A,Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A,或者III段整定值为1.62A。 (2)系统运行方式选择置于“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置。 (3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档(“区内”、“区外”是对变压器保护而言的,在线路保护中不使用)。 (4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (5)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止。 (6) 合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (7)合上模拟断路器,负载灯全亮。 (8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片LP1退出。 (9)合上短路选择开关SA、SB、SC。 (10)模拟线路段不同处做短路实验。先将短路点置于100%的位置(顺时针调节短路电阻至最大位置),合上故障模拟断路器,检查保护Ⅰ段是否动作,如果没有动作,断开故障模拟断路器,再将短路电阻调至90%处,再合上故障模拟断路器,检查保护Ⅰ段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置,直至保护Ⅰ段动作,然后再慢慢调大一点短路电阻值,直至Ⅰ段不动作,记录最后能够使Ⅰ段保护动作的短路电阻值于表3-1中。 (11)分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将Ⅰ段保护动作时的短路电阻值记录在表3-1中。 (12)实验完成后,将调压输出调为0V,断开所有电源开关。 (13)根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。 表3-1 三相短路实验数据记录表 短路电阻/? 运行方式 最大 最小 正常 4.两相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验 在系统运行方式为最小时,做三段式常规电流保护实验,找出Ⅰ段电流保护的最小保护范围,具体实验步骤如下: (1)按前述完全星型实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。调整I段三个电流继电器的整定值为5.16A,Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A或者Ⅲ段整定值为1.62A。 (2)系统运行方式选择置于“最小”。 (3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。 (4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (5)缓慢调节调压器输出,使并入的线路中的电压数显示值从0V上升到100V为止。 (6)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (7)合上模拟断路器,负载灯全亮。 (8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片退出(断开LP1)。 (9)合上短路选择开关SA、SB、SC按钮中任意二相,如AB相。 (10)模拟线路段不同处做短路实验,先将短路电阻置于100%的位置,合上故障模拟断路器,检查Ⅰ段保护是否动作,如果没有动作,则断开故障模拟断路器,再将短路点调至90%处,合上故障模拟断路器,检查Ⅰ段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置直至Ⅰ段保护动作,再慢慢调大一点短路电阻值,直至Ⅰ段保护不动作,记录能使保护Ⅰ段动作的最大短路电阻值于表3-2中。 表3-2 两相短路实验数据记录表 短路电阻/? 运行方式 最大 最小 正常 AB相短路 BC相短路 CA相短路 (11)分别将系统运行方式置于“最大”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将能够使Ⅰ段保护动作的最大短路电阻值记录在表3-2中。 (12)实验完成以后,将调压器输出调为0V,断开所有电源。 (13)分别将短路选择开关设为AC或BC相,重复步骤(2)至(12),将实验数据记录于表3-2中。 (14)根据实验数据,分析出无时限电流速断保护最小保护范围。 5.电流电压联锁保护实验 低电压闭锁的电流速断保护实验步骤如下: (1)将变压器原方CT的二次侧短接,按前面介绍的原理接线图完成实验接线,再接好电压继电器,调整Ⅰ段三个电流继电器的整定值为4.3A,电压继电器整定值为56V。 (2)重复实验3(三相短路实验)中步骤(2)至(12),将实验数据记录于表3-3中。 (3)根据实验数据求出低压闭锁速断保护的最大范围,比较低电压闭锁的速断保护和无时限电流速断保护的保护范围,分析低电压闭锁电流速断保护的灵敏度。 表3-3 低电压闭锁电流速断保护实验数据记录表 短路电阻/? 运行方式 最大 最小 正常 6.复合电压启动的过电流保护实验 参见图2-8实验原理接线图。 具体实验步骤如下述: (1)将变压器原方CT的二次侧短接,串入负序电压和低电压继电器, 调整Ⅰ段三个电流继电器的整定值为4.3A。电压继电器整定值为56V,负序电压继电器整定值为6V。 (2)重复实验3(三相短路实验)中步骤(2)至(12),将实验数据记录于3-4中。 (3)根据实验数据求出复合电压启动的过电流保护的最大保护范围,分析复合电压启动的过电流保护的敏感性,并与低压闭锁速断保护、无时限电流速断保 护的范围进行比较。 表3-4 复合电压启动的过电流保护实验数据记录表 短路电阻/? 运行方式 最大 最小 正常 7.保护动作配合实验 (1)按完全星形接线图完成实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。 (2)将三段式电流继电器的整定值整定: I=5.16A,tIpu=0秒 IpuII=2.78A,tIIIpupu=0.5秒 III=1.62A,tIIIIpupu=1秒 (3)系统运行方式选择为“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置,转换开关选择在“线路”。退出连接片,使保护动作后不能够跳闸。 (4)合三相电源开关,调节调压器输出,使线路上的线电压不超过100V,合上模拟断路器,负载灯亮。 (5)根据前面实验所介绍的方法产生三相短路或两相短路故障。 (6)检查保护动作情况。保护应按Ⅰ段—Ⅱ段—Ⅲ段顺序动作。 (7)实验结束,将调压器输出调为0V,断开所有电源开关。 注意:由于保护出口连接片已退出(断开),保护动作后不能使模拟断路器分断,所以故障持续时间不易太长,即要在故障开始后,当所有保护均已经动作时,人为断开故障模拟断路器。 (四)思考题 1.比较分析三段式电流保护和电压电流联锁保护,以及复合电压启动的过电流保护的灵敏性。 2.电流保护和电流、电压联锁保护的整定值计算方法,有什么不同? 护的范围进行比较。 表3-4 复合电压启动的过电流保护实验数据记录表 短路电阻/? 运行方式 最大 最小 正常 7.保护动作配合实验 (1)按完全星形接线图完成实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。 (2)将三段式电流继电器的整定值整定: I=5.16A,tIpu=0秒 IpuII=2.78A,tIIIpupu=0.5秒 III=1.62A,tIIIIpupu=1秒 (3)系统运行方式选择为“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置,转换开关选择在“线路”。退出连接片,使保护动作后不能够跳闸。 (4)合三相电源开关,调节调压器输出,使线路上的线电压不超过100V,合上模拟断路器,负载灯亮。 (5)根据前面实验所介绍的方法产生三相短路或两相短路故障。 (6)检查保护动作情况。保护应按Ⅰ段—Ⅱ段—Ⅲ段顺序动作。 (7)实验结束,将调压器输出调为0V,断开所有电源开关。 注意:由于保护出口连接片已退出(断开),保护动作后不能使模拟断路器分断,所以故障持续时间不易太长,即要在故障开始后,当所有保护均已经动作时,人为断开故障模拟断路器。 (四)思考题 1.比较分析三段式电流保护和电压电流联锁保护,以及复合电压启动的过电流保护的灵敏性。 2.电流保护和电流、电压联锁保护的整定值计算方法,有什么不同?
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