【正文】 實驗一 610KV 線路過流保護實驗一．實驗?zāi)康?．掌握過流保護的電路原理，深入認(rèn)識繼電器保護自動裝置的二次原理接線圖和展開接線圖。2．進行實際接線操作，掌握過流保護的整定調(diào)試和動作試驗方法。二．預(yù)習(xí)與思考1．為什么要選定主要繼電器的動作值，并且進行整定？2．過電流保護中哪一種繼電器屬于測量元件？三．原理說明 電力自動化與繼電保護設(shè)備稱為二次設(shè)備，二次設(shè)備經(jīng)導(dǎo)線或控制電纜以一定的方式與其他電氣設(shè)備相連接的電路稱為二次回路，或叫二次接線。二次電路圖中的原理接線圖和展開接線圖是廣泛應(yīng)用的兩種二次接線圖。它是以兩種不同的型式表示同一套繼電保護電路。 線圖 圖11 6～10KV線路的過電流保護原理接線圖 原理接線圖用來表示繼電保護和自動裝置的工作原理。所有的電器都以整體的形式繪在一張圖上，相互聯(lián)系的流回路、電壓電路和直流回路都綜合在一起，為了表明這種回路對一次回路的作用，將一次回路的有關(guān)部分也畫在原理接線圖里，這樣就能對這個回路有一個明確的整體概念。圖11表示6～10KV線路的過電流保護原理接線圖，這也是最基本的繼電保護電路。圖12 線路過電流保護展開圖從圖11中可以看出，整套保護裝置由五只繼電器組成，電流繼電器KA2．KA1的線圈接于A、C兩相電流互感器的二次線圈回路中，即兩相兩繼電器式接線。當(dāng)發(fā)生三相短路或任意兩相短路時，流過繼電器的電流超過整定值，其常開觸點閉合，接通了時間繼電器KT的線圈回路，直流電源電壓加在時間繼電器KT的線圈上，使其起動，經(jīng)過一定時限后其延時觸點閉合，接通信號繼電器KS和保護出口中間繼電器KM的線圈回路、二繼電器同時起動，信號繼電器KS觸點閉合，發(fā)出6～10KV過流保護動作信號并自保持，中間繼電器KM起動后把斷路器的輔助觸點和跳閘線圈YR二者串聯(lián)接到直流電源中，跳閘線圈YR通電，跳閘電鐵磁勵磁，脫扣機構(gòu)動作，使斷路器跳閘，切斷故障電路，斷路器QF跳閘后，輔助觸點分開，切斷跳閘回路。原理接線圖主要用來表示繼電保護和自動裝置的工作原理和構(gòu)成這套裝置所需要的設(shè)備，它可作為二次回路設(shè)計的原始依據(jù)。由于原理接線圖上各元件之間的聯(lián)系是用整體連接表示的，沒有畫出它們的內(nèi)部接線和引出端子的編號、回路的編號；直流僅標(biāo)明電源的極性，沒有標(biāo)出從何熔斷器下引出；信號部分在圖中僅標(biāo)出“至信號”，無具體接線。因此，只有原理接線圖是不能進行二次回路施工的，還有其他一些二次圖紙配合才可，而展開接線圖就是其中的一種。展開接線圖是將整個電路圖按交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分別畫成幾個彼此獨立的部分，儀表和電器的電流線圈、電壓線圈和觸點要分開畫在不同的回路里，為了避免混淆，屬于同一元件的線圈和觸點采用相同的文字符號。展開接線圖一般是分成交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等幾個主要組成部分。每一部分又分成若干行，交流回路按a、b、c的相序，直流回路按繼電器的動作順序各行從上至下排列。每一行中各元件的線圈和觸點按實際連接順序排列，每一回路的右側(cè)標(biāo)有文字說明。展開接線圖中的圖形符號和文字符號是按國家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號和文字符號來表示的。二次接線圖中所有開關(guān)電器和繼電器的觸點都按照它們的正常狀態(tài)來表示，即指開關(guān)電器在非動作狀態(tài)和繼電器線圈斷電的狀態(tài)。因此，所謂的常開（動合）觸點就是繼電器線圈不通電時，該觸點斷開，常閉（動斷）觸點則相反。圖112是根據(jù)111所示的原理接線圖而繪制的展開接線圖。左側(cè)是保護回路展開圖，右側(cè)是示意圖。從中可看出，展開接線圖由交流電流回路、直流操作回路和信號回路三部分組成。交流電流回路由電流互感器TA的二次繞組供電，電流互感器又裝在A、C兩相上，其二次繞組各接入一個電流繼電器線圈，然后用一根公共線引回構(gòu)成不完全星形接線。直流操作回路中，畫在兩側(cè)的豎線表示正、負(fù)電源。橫線條中上面兩行為時間繼電器起動回路，第三行為信號繼電器和中間繼電器起動回路，第四行為信號指示回路，第五行為跳閘回路。四．實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL01C斷路器及觸點控制回路13EPL41電阻盤I14EPL04繼電器（一）—DL21C電流繼電器15EPL05繼電器（二）—DS21時間繼電器16EPL06繼電器（四）—DZ31B中間繼電器17EPL07繼電器（五）—DX8信號繼電器18EPL12B光示牌19EPL17A三相電源110EPL11直流電源及母線111EPL20A變壓器及單相可調(diào)電源1五．實驗內(nèi)容1．選擇電流繼電器的動作值（確定線圈接線方式）和時間繼電器的動作時限。2．對電流繼電器和時間繼電器進行元件參數(shù)整定調(diào)試。3．按圖13過流保護實驗接線圖接線。KA分別采用EPL04的DL21C電流繼電器，KM采用DZ31B中間繼電器，4．接通電源，電壓從0V增大，直至保護動作，并認(rèn)真觀察動作過程，做好記錄，深入理解多個繼電器在保護電路中的作用和動作次序。圖13a 線路過電流保護交流回路接線圖圖13b 線路過電流保護直流回路接線圖六．實驗報告1．試驗結(jié)束后要認(rèn)真進行分析總結(jié)，按實驗報告要求及時寫出過電流保護的實驗報告。2．?dāng)⑹鲞^電流保護整定試驗的操作步驟。3．分析說明過電流保護裝置的實際應(yīng)用和保護范圍。4．書面解答本實驗的思考題。表11序號代號型號規(guī)格實驗整定值線圈接法整定范圍過電流時的工作狀態(tài)1KA2KT3KS4KM實驗二 低電壓閉鎖過電流保護實驗一．實驗?zāi)康?．掌握低電壓閉鎖過電流保護的電路原理，保護范圍和整定原則。2．理解保護電路中各繼電器的功用和整定方法。二．預(yù)習(xí)與思考1．圖21保護裝置中的電壓繼電器，電流繼電器、中間繼電器、信號繼電器等在電路中各起到什么作用？2．電路中各個繼電器的參數(shù)是根據(jù)什么原則整定的？3．假如電流繼電器的線圈接入了交流電壓會出現(xiàn)什么嚴(yán)重后果？誤接入直流操作電壓是否也會出現(xiàn)嚴(yán)重后果？三．原理說明在線路過電流保護的電流繼電器KA的常開觸點回路中，串入低電壓繼電器KV的常閉觸點，而KV經(jīng)過電壓互感器TV接至被保護線路的母線上。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運行時，母線電壓接近于額定電壓，因此電壓繼電器KV的常閉觸點是斷開的。因此這時的電流繼電器KA即使由于過負(fù)荷而誤動作，使其觸點閉合，斷路器QF也不致誤跳閘。正因為如此，凡裝有低電壓閉鎖的過電流保護動作電流（也包括返回電流），而只需按躲過線路的計算電流I30來整定，即 圖21 低電壓閉鎖過電流保護裝置Iop=I30 （21）式中，Krel為保護裝置電流整定的可靠系數(shù)，對DL型繼電器，取Krel=；Kw為保護裝置的接地系數(shù)，對兩相兩繼電器接線為1，對兩相一繼電器接線為；Ki為電流互感器的變流比，保護裝置的返回系數(shù)為Kre。由于其Iop的減小，能有效地提高過電流保護的靈敏度。上述低電壓繼電器KV的動作電壓按躲過母線正常最低工作電壓Umin來整定，同時返回電壓也應(yīng)躲過Umin。因此低電壓繼電器動作電壓的整定計算公式為Uop=≈ （22）式中，Umin為母線最低工作電壓，取(～)UN；UN為線路額定電壓；Krel為保護裝置的可靠系數(shù)，；Kre為低電壓繼電器的返回系數(shù)，；Ku為電壓互感器的變壓比。低電壓閉鎖過電流的動作過程：在圖21所示低電壓閉鎖過電流保護裝置中，按正常運行時母線電壓為額定值，所以給低電壓繼電器加入額定交流電壓，此時低電壓繼電器KV的 常閉觸點是打開的，電流繼電器KA1．KA2觸點也處于斷開位置。在保護范圍內(nèi)相間短路時，交流電壓回路的電壓降低至整定值，交流電流回路的電流升高至動作值，相應(yīng)的低電壓繼電器與電流繼電器均動作，接點閉合，由相應(yīng)的低電壓繼電器起動時間繼電器KT觸點，KT觸點連通KS線圈和KM線圈所組成的回路，使后者動作，發(fā)出跳閘脈沖使斷路器跳閘。當(dāng)其他線路故障時，母線電壓下降，使電壓繼電器動作，但因電流繼電器KA1．KA2均未動作，故不會起動KM。四．實驗設(shè)備 序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1控制屏12EPL01C斷路器及觸點控制回路13EPL41電阻盤I14EPL04繼電器（一）—DL21C電流繼電器15EPL05繼電器（二）—DS21時間繼電器 —DY28C電壓繼電器16EPL06繼電器（四）—DZ31B中間繼電器17EPL07繼電器（五）—DX8信號繼電器18EPL11交流電壓表19EPL11交流電流表110EPL12B光示牌111EPL17A三相電源112EPL11直流電源及母線113EPL20A變壓器及單相可調(diào)電源1五．實驗內(nèi)容1．根據(jù)教學(xué)要求確定低電壓繼電器的速斷動作電壓和過電流繼電器的閉鎖動作電流。在本實驗中，可設(shè)定UN=28V，I30=； 2．根據(jù)中間繼電器和信號繼電器的技術(shù)參數(shù)選擇操作電源電壓（本實驗裝置選用直流220V）。3．按圖22a和圖22b實驗接線圖進行安裝接線。電壓繼電器采用EPL05的DY28C，同時接一交流電壓表（量程為200V檔）把各按鈕、開關(guān)的初始位置設(shè)定如下：三相調(diào)壓器旋鈕置于逆時針到底位置。4．檢查上述接線的正確性，確定無誤后，合上漏電斷路器和線路電源綠色按鈕開關(guān)及直流電源船形開關(guān)。圖22a 低電壓閉鎖過電流保護交流回路接線圖用EPL20A模擬過電流,，注意觀察交流電壓表的讀數(shù)至28V時,低電壓繼電器的動作情況；合上SB1按紐，逆時針調(diào)節(jié)故障點設(shè)置旋鈕，注意觀察過電流繼電器的動作情況。圖22b 低電壓閉鎖過電流保護直流回路接線圖六．實驗報告根據(jù)低電壓閉鎖過電流保護的工作特性，詳述保護裝置的具體動作過程，分析在最大和最小運行方式下，為什么均能滿足保護動作的選擇性，結(jié)合思考題寫出實驗報告。表21序號代號型號規(guī)格實驗整定值或額定工作值線圈接法整定范圍過電流時的工作狀態(tài)交流電路斷開時1KV2KA13KA24KT5KS6KM七．實驗思考如果設(shè)定UN=40V，試根據(jù)已知實驗現(xiàn)象分析低電壓繼電實驗三 功率方向繼電器實驗一．實驗?zāi)康?．學(xué)會運用相位測試儀測量電流和電壓之間相角的方法。2．掌握功率方向繼電器的動作特性，接線方式及動作特性的試驗方法。3．研究接入功率方向繼電器的電流、電壓的極性對功率方向繼電器的動作特性的影響。二．LG11型功率方向繼電器簡介1．LG11整流型功率方向繼電器的工作原理LG11型功率方向繼電器是目前廣泛應(yīng)用的整流型功率方向繼電器，其比較幅值的兩電氣量動作方程為：繼電器的接線圖如圖31所示，其中圖（a）為繼電器的交流回路圖，也就是比較電氣量的電壓形成回路，加入繼電器的電流為，電壓為。電流通過電抗變壓器DKB的一次繞組W1，二次繞組W2和W3端鈕獲得電壓分量，它超前電流的相角就是轉(zhuǎn)移阻抗的阻抗角jk，繞組W4用來調(diào)整jk的數(shù)值，以得到繼電器的最大靈敏角。電壓經(jīng)電容C1接入中間變壓器YB的一次繞組W1，由兩個二次繞組W2和W3獲得電壓分量，超前的相角為90度。DKB和YB標(biāo)有W2的兩個二次繞組的聯(lián)接方式如圖所示，得到動作電壓，加于整流橋BZ1輸入端；DKB和YB標(biāo)有W3的二次繞組的聯(lián)接方式如圖所示，得到制動電壓，加于整流橋BZ2輸入端。圖（b）為幅值比較回路， 它按循環(huán)電流式接線，執(zhí)行元件采用極化繼電器JJ。繼電器最大靈敏度的調(diào)整是利用改變變壓器DKB第三個二次繞組W4所接的電阻值來實現(xiàn)的。繼電器的內(nèi)角a=jk，當(dāng)接入電阻R3時，阻抗角jk =，a=；當(dāng)接入電阻R4時，jk =， a=。因此，繼電器的最大靈敏度，并可以調(diào)整為兩個數(shù)值，一個為，另一個為。當(dāng)在保護安裝處于正向出口發(fā)生相間短路時，相間電壓幾乎將降為零值，這時功率方向繼電器的輸入電壓，動作方程為=，即。由于整流型功率方向繼電器的動作需克服執(zhí)行繼電器的機械反作用力矩，也就是說必須消耗一定功率（盡管這一功率的數(shù)值不大）。因此，要使繼電器動作，必須滿足的條件。所以在的情況下，功率方向繼電器動作不了。因而產(chǎn)生了電壓死區(qū)。圖31 LG11功率方向繼電器原理接線圖 為了消除電壓死區(qū)，功率方向繼電器的電壓回路需加設(shè)“記憶回路”，就是需要電容C1與中間變壓器YB的繞組電感構(gòu)成對50Hz串聯(lián)諧振回路。這樣當(dāng)電壓Um突然降低為零時，該回路中電流Im并不立即消失，而是按50Hz諧振頻率，經(jīng)過幾個周波后，逐漸衰減為零。而這個電流與故障前電壓Um同相，并且在諧振衰減過程中維持相位不變。因此，相當(dāng)于“記住了”短路前的電壓的相位，故稱為“記憶回路”。由于電壓回路有了“記憶回路”的存在，當(dāng)加于繼電器的電壓時，在一定的時間內(nèi)YB的二次繞組端鈕有電壓分量存在，就可以繼續(xù)進行幅值的比較，因而消除了在正方向出口短路時繼電器的電壓死區(qū)。