【正文】 實(shí)驗(yàn)一 610KV 線路過(guò)流保護(hù)實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握過(guò)流保護(hù)的電路原理，深入認(rèn)識(shí)繼電器保護(hù)自動(dòng)裝置的二次原理接線圖和展開(kāi)接線圖。2．進(jìn)行實(shí)際接線操作，掌握過(guò)流保護(hù)的整定調(diào)試和動(dòng)作試驗(yàn)方法。二．預(yù)習(xí)與思考1．為什么要選定主要繼電器的動(dòng)作值，并且進(jìn)行整定？2．過(guò)電流保護(hù)中哪一種繼電器屬于測(cè)量元件？三．原理說(shuō)明 電力自動(dòng)化與繼電保護(hù)設(shè)備稱(chēng)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(chēng)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(kāi)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(hù)電路。 線圖 圖11 6～10KV線路的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖 原理接線圖用來(lái)表示繼電保護(hù)和自動(dòng)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(duì)一次回路的作用，將一次回路的有關(guān)部分也畫(huà)在原理接線圖里，這樣就能對(duì)這個(gè)回路有一個(gè)明確的整體概念。圖11表示6～10KV線路的過(guò)電流保護(hù)原理接線圖，這也是最基本的繼電保護(hù)電路。圖12 線路過(guò)電流保護(hù)展開(kāi)圖從圖11中可以看出，整套保護(hù)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(shí)，流過(guò)繼電器的電流超過(guò)整定值，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通了時(shí)間繼電器KT的線圈回路，直流電源電壓加在時(shí)間繼電器KT的線圈上，使其起動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)限后其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，接通信號(hào)繼電器KS和保護(hù)出口中間繼電器KM的線圈回路、二繼電器同時(shí)起動(dòng)，信號(hào)繼電器KS觸點(diǎn)閉合，發(fā)出6～10KV過(guò)流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)并自保持，中間繼電器KM起動(dòng)后把斷路器的輔助觸點(diǎn)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(lì)磁，脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使斷路器跳閘，切斷故障電路，斷路器QF跳閘后，輔助觸點(diǎn)分開(kāi)，切斷跳閘回路。原理接線圖主要用來(lái)表示繼電保護(hù)和自動(dòng)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(jì)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(méi)有畫(huà)出它們的內(nèi)部接線和引出端子的編號(hào)、回路的編號(hào)；直流僅標(biāo)明電源的極性，沒(méi)有標(biāo)出從何熔斷器下引出；信號(hào)部分在圖中僅標(biāo)出“至信號(hào)”，無(wú)具體接線。因此，只有原理接線圖是不能進(jìn)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(kāi)接線圖就是其中的一種。展開(kāi)接線圖是將整個(gè)電路圖按交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分別畫(huà)成幾個(gè)彼此獨(dú)立的部分，儀表和電器的電流線圈、電壓線圈和觸點(diǎn)要分開(kāi)畫(huà)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(diǎn)采用相同的文字符號(hào)。展開(kāi)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(hào)回路等幾個(gè)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(dòng)作順序各行從上至下排列。每一行中各元件的線圈和觸點(diǎn)按實(shí)際連接順序排列，每一回路的右側(cè)標(biāo)有文字說(shuō)明。展開(kāi)接線圖中的圖形符號(hào)和文字符號(hào)是按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)來(lái)表示的。二次接線圖中所有開(kāi)關(guān)電器和繼電器的觸點(diǎn)都按照它們的正常狀態(tài)來(lái)表示，即指開(kāi)關(guān)電器在非動(dòng)作狀態(tài)和繼電器線圈斷電的狀態(tài)。因此，所謂的常開(kāi)（動(dòng)合）觸點(diǎn)就是繼電器線圈不通電時(shí)，該觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉（動(dòng)斷）觸點(diǎn)則相反。圖112是根據(jù)111所示的原理接線圖而繪制的展開(kāi)接線圖。左側(cè)是保護(hù)回路展開(kāi)圖，右側(cè)是示意圖。從中可看出，展開(kāi)接線圖由交流電流回路、直流操作回路和信號(hào)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(gè)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(huà)在兩側(cè)的豎線表示正、負(fù)電源。橫線條中上面兩行為時(shí)間繼電器起動(dòng)回路，第三行為信號(hào)繼電器和中間繼電器起動(dòng)回路，第四行為信號(hào)指示回路，第五行為跳閘回路。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)使 用 儀 器 名 稱(chēng)數(shù)量1控制屏12EPL01C斷路器及觸點(diǎn)控制回路13EPL41電阻盤(pán)I14EPL04繼電器（一）—DL21C電流繼電器15EPL05繼電器（二）—DS21時(shí)間繼電器16EPL06繼電器（四）—DZ31B中間繼電器17EPL07繼電器（五）—DX8信號(hào)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．選擇電流繼電器的動(dòng)作值（確定線圈接線方式）和時(shí)間繼電器的動(dòng)作時(shí)限。2．對(duì)電流繼電器和時(shí)間繼電器進(jìn)行元件參數(shù)整定調(diào)試。3．按圖13過(guò)流保護(hù)實(shí)驗(yàn)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(hù)動(dòng)作，并認(rèn)真觀察動(dòng)作過(guò)程，做好記錄，深入理解多個(gè)繼電器在保護(hù)電路中的作用和動(dòng)作次序。圖13a 線路過(guò)電流保護(hù)交流回路接線圖圖13b 線路過(guò)電流保護(hù)直流回路接線圖六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．試驗(yàn)結(jié)束后要認(rèn)真進(jìn)行分析總結(jié)，按實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及時(shí)寫(xiě)出過(guò)電流保護(hù)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2．?dāng)⑹鲞^(guò)電流保護(hù)整定試驗(yàn)的操作步驟。3．分析說(shuō)明過(guò)電流保護(hù)裝置的實(shí)際應(yīng)用和保護(hù)范圍。4．書(shū)面解答本實(shí)驗(yàn)的思考題。表11序號(hào)代號(hào)型號(hào)規(guī)格實(shí)驗(yàn)整定值線圈接法整定范圍過(guò)電流時(shí)的工作狀態(tài)1KA2KT3KS4KM實(shí)驗(yàn)二 低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)的電路原理，保護(hù)范圍和整定原則。2．理解保護(hù)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(hù)裝置中的電壓繼電器，電流繼電器、中間繼電器、信號(hào)繼電器等在電路中各起到什么作用？2．電路中各個(gè)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(huì)出現(xiàn)什么嚴(yán)重后果？誤接入直流操作電壓是否也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果？三．原理說(shuō)明在線路過(guò)電流保護(hù)的電流繼電器KA的常開(kāi)觸點(diǎn)回路中，串入低電壓繼電器KV的常閉觸點(diǎn)，而KV經(jīng)過(guò)電壓互感器TV接至被保護(hù)線路的母線上。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，母線電壓接近于額定電壓，因此電壓繼電器KV的常閉觸點(diǎn)是斷開(kāi)的。因此這時(shí)的電流繼電器KA即使由于過(guò)負(fù)荷而誤動(dòng)作，使其觸點(diǎn)閉合，斷路器QF也不致誤跳閘。正因?yàn)槿绱?，凡裝有低電壓閉鎖的過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流（也包括返回電流），而只需按躲過(guò)線路的計(jì)算電流I30來(lái)整定，即 圖21 低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)裝置Iop=I30 （21）式中，Krel為保護(hù)裝置電流整定的可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器，取Krel=；Kw為保護(hù)裝置的接地系數(shù)，對(duì)兩相兩繼電器接線為1，對(duì)兩相一繼電器接線為；Ki為電流互感器的變流比，保護(hù)裝置的返回系數(shù)為Kre。由于其Iop的減小，能有效地提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度。上述低電壓繼電器KV的動(dòng)作電壓按躲過(guò)母線正常最低工作電壓Umin來(lái)整定，同時(shí)返回電壓也應(yīng)躲過(guò)Umin。因此低電壓繼電器動(dòng)作電壓的整定計(jì)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(hù)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(guò)電流的動(dòng)作過(guò)程：在圖21所示低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)裝置中，按正常運(yùn)行時(shí)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(shí)低電壓繼電器KV的 常閉觸點(diǎn)是打開(kāi)的，電流繼電器KA1．KA2觸點(diǎn)也處于斷開(kāi)位置。在保護(hù)范圍內(nèi)相間短路時(shí)，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(dòng)作值，相應(yīng)的低電壓繼電器與電流繼電器均動(dòng)作，接點(diǎn)閉合，由相應(yīng)的低電壓繼電器起動(dòng)時(shí)間繼電器KT觸點(diǎn)，KT觸點(diǎn)連通KS線圈和KM線圈所組成的回路，使后者動(dòng)作，發(fā)出跳閘脈沖使斷路器跳閘。當(dāng)其他線路故障時(shí)，母線電壓下降，使電壓繼電器動(dòng)作，但因電流繼電器KA1．KA2均未動(dòng)作，故不會(huì)起動(dòng)KM。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)使 用 儀 器 名 稱(chēng)數(shù)量1控制屏12EPL01C斷路器及觸點(diǎn)控制回路13EPL41電阻盤(pán)I14EPL04繼電器（一）—DL21C電流繼電器15EPL05繼電器（二）—DS21時(shí)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(hào)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．根據(jù)教學(xué)要求確定低電壓繼電器的速斷動(dòng)作電壓和過(guò)電流繼電器的閉鎖動(dòng)作電流。在本實(shí)驗(yàn)中，可設(shè)定UN=28V，I30=； 2．根據(jù)中間繼電器和信號(hào)繼電器的技術(shù)參數(shù)選擇操作電源電壓（本實(shí)驗(yàn)裝置選用直流220V）。3．按圖22a和圖22b實(shí)驗(yàn)接線圖進(jìn)行安裝接線。電壓繼電器采用EPL05的DY28C，同時(shí)接一交流電壓表（量程為200V檔）把各按鈕、開(kāi)關(guān)的初始位置設(shè)定如下：三相調(diào)壓器旋鈕置于逆時(shí)針到底位置。4．檢查上述接線的正確性，確定無(wú)誤后，合上漏電斷路器和線路電源綠色按鈕開(kāi)關(guān)及直流電源船形開(kāi)關(guān)。圖22a 低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)交流回路接線圖用EPL20A模擬過(guò)電流,，注意觀察交流電壓表的讀數(shù)至28V時(shí),低電壓繼電器的動(dòng)作情況；合上SB1按紐，逆時(shí)針調(diào)節(jié)故障點(diǎn)設(shè)置旋鈕，注意觀察過(guò)電流繼電器的動(dòng)作情況。圖22b 低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)直流回路接線圖六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)低電壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)的工作特性，詳述保護(hù)裝置的具體動(dòng)作過(guò)程，分析在最大和最小運(yùn)行方式下，為什么均能滿足保護(hù)動(dòng)作的選擇性，結(jié)合思考題寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。表21序號(hào)代號(hào)型號(hào)規(guī)格實(shí)驗(yàn)整定值或額定工作值線圈接法整定范圍過(guò)電流時(shí)的工作狀態(tài)交流電路斷開(kāi)時(shí)1KV2KA13KA24KT5KS6KM七．實(shí)驗(yàn)思考如果設(shè)定UN=40V，試根據(jù)已知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析低電壓繼電實(shí)驗(yàn)三 功率方向繼電器實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會(huì)運(yùn)用相位測(cè)試儀測(cè)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(dòng)作特性，接線方式及動(dòng)作特性的試驗(yàn)方法。3．研究接入功率方向繼電器的電流、電壓的極性對(duì)功率方向繼電器的動(dòng)作特性的影響。二．LG11型功率方向繼電器簡(jiǎn)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(dòng)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(guò)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(lái)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(gè)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(gè)二次繞組的聯(lián)接方式如圖所示，得到動(dòng)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(dòng)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(gè)二次繞組W4所接的電阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。繼電器的內(nèi)角a=jk，當(dāng)接入電阻R3時(shí)，阻抗角jk =，a=；當(dāng)接入電阻R4時(shí)，jk =， a=。因此，繼電器的最大靈敏度，并可以調(diào)整為兩個(gè)數(shù)值，一個(gè)為，另一個(gè)為。當(dāng)在保護(hù)安裝處于正向出口發(fā)生相間短路時(shí)，相間電壓幾乎將降為零值，這時(shí)功率方向繼電器的輸入電壓，動(dòng)作方程為=，即。由于整流型功率方向繼電器的動(dòng)作需克服執(zhí)行繼電器的機(jī)械反作用力矩，也就是說(shuō)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(dòng)作，必須滿足的條件。所以在的情況下，功率方向繼電器動(dòng)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(duì)50Hz串聯(lián)諧振回路。這樣當(dāng)電壓Um突然降低為零時(shí)，該回路中電流Im并不立即消失，而是按50Hz諧振頻率，經(jīng)過(guò)幾個(gè)周波后，逐漸衰減為零。而這個(gè)電流與故障前電壓Um同相，并且在諧振衰減過(guò)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(chēng)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(shí)，在一定的時(shí)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(jìn)行幅值的比較，因而消除了在正方向出口短路時(shí)繼電器的電壓死區(qū)。