【正文】 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。圖22a 低電壓閉鎖過電流保護(hù)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。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）。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(hù)裝置中，按正常運(yùn)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。正因為如此，凡裝有低電壓閉鎖的過電流保護(hù)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(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DL型繼電器，取Krel=；Kw為保護(hù)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(hù)裝置的返回系數(shù)為Kre。2．理解保護(hù)電路中各繼電器的功用和整定方法。2．?dāng)⑹鲞^電流保護(hù)整定試驗的操作步驟。2．對電流繼電器和時間繼電器進(jìn)行元件參數(shù)整定調(diào)試。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。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。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。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。圖11表示6～10KV線路的過電流保護(hù)原理接線圖，這也是最基本的繼電保護(hù)電路。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。實驗一 610KV 線路過流保護(hù)實驗一．實驗?zāi)康?．掌握過流保護(hù)的電路原理，深入認(rèn)識繼電器保護(hù)自動裝置的二次原理接線圖和展開接線圖。它是以兩種不同的型式表示同一套繼電保護(hù)電路。圖12 線路過電流保護(hù)展開圖從圖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。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，而展開接線圖就是其中的一種。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。圖112是根據(jù)111所示的原理接線圖而繪制的展開接線圖。直流操作回路中，畫在兩側(cè)的豎線表示正、負(fù)電源。3．按圖13過流保護(hù)實驗接線圖接線。3．分析說明過電流保護(hù)裝置的實際應(yīng)用和保護(hù)范圍。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(hù)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(hù)線路的母線上。由于其Iop的減小，能有效地提高過電流保護(hù)的靈敏度。在保護(hù)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。3．按圖22a和圖22b實驗接線圖進(jìn)行安裝接線。圖22b 低電壓閉鎖過電流保護(hù)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(hù)的工作特性，詳述保護(hù)裝置的具體動作過程，分析在最大和最小運(yùn)行方式下，為什么均能滿足保護(hù)動作的選擇性，結(jié)合思考題寫出實驗報告。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。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。當(dāng)在保護(hù)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。因而產(chǎn)生了電壓死區(qū)。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”。最大靈敏線是超前為a角的一條直線。當(dāng)jk =時，=，理想情況下動作范圍位于以為中心的177。在理想情況下，該曲線平行于兩個坐標(biāo)軸，如圖34所示，只要加入繼電器的電流和電壓分別大于最小起動電流和最小起動電壓繼電器就可以動作。所謂電壓潛動，就是功率方向繼電器僅加入電壓時產(chǎn)生的動作。產(chǎn)生電流潛動的原因是由于電抗變壓器DKB兩個二次繞組W2．W3的電壓分量不等，當(dāng)W2電壓分量大于W3端電壓分量（也就是動作電壓大于制動電壓）時，就會產(chǎn)生電流潛動現(xiàn)象。圖35 （1）正方向任何形式的故障都能動作，而當(dāng)反方向故障時則不動作。接線方式是指在三相對稱情況下，當(dāng)時，加入繼電器的電流如和電壓相位差90176。三．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12EPL09繼電器（七）功率方向繼電器13EPL11交流電壓表14EPL11交流電流表15EPL12B電秒表、相位儀16EPL17A三相電源17EPL11直流電源及母線18EPL20A變壓器及單相可調(diào)電源1四．實驗內(nèi)容本實驗所采用的實驗原理接線如圖36所示。圖中用虛線特別標(biāo)明。調(diào)節(jié)桌面上的三相調(diào)壓器對電壓回路加入110V電壓 ，用萬用表測量極化繼電器KP兩端之間電壓（EPL10面板的9．10端），則說明無電壓潛動。(1) 順時針調(diào)節(jié)EPL20A的單相調(diào)壓器，使電流表的讀數(shù)為1A，并在以后的實驗中保持不變。(4) 改變接線方式，斷開⑦、⑧和T1變壓器1．2端的連接，分別將⑦、⑧和T1變壓器3．4端的連接。(5) 保持電流為1A不變，通過移相器改變j角，測量不同j角情況下，使繼電器動作（光示牌由不亮變亮）的最小動作電壓，并填入表32中。(1) 搖動移相器的手柄，使=(j11+j2)/2，并保持不變。表33 伏安特性Upu=f(Ir)實驗數(shù)據(jù)Upu(V)100805030201052Ir五．思考題1．功率方向繼電器為什么會有死區(qū)？應(yīng)如何消除死區(qū)？2．用相量圖分析加入功率方向繼電器的電壓、電流極性發(fā)生變化對動作特性的影響？3．LG11整流型功率方向繼電器的動作是否等于180176。額定電壓：100V。3．在靈敏度下通入額定電流時繼電器的動作電壓不大于2V。7．功率消耗：電流回路不大于6VA，電壓回路不大于20VA。11．繼電器的絕緣強(qiáng)度應(yīng)耐受交流50Hz電壓2kV歷時1min的耐壓試驗而無擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。調(diào)好極化繼電器后將極化繼電器插上，進(jìn)行電氣性能檢查，先進(jìn)行潛動檢查，電壓回路經(jīng)20Ω短路，電流回路通入額定電流，測量極化繼電器線圈上，即（9）（10）端子上的電壓調(diào)整R1使電壓為零，然后在電壓回路加電壓100V，電流回路開路測量極化繼電器線圈電壓，調(diào)整R2使為零，反復(fù)調(diào)整電壓電流潛動，使極化繼電器線圈線圈電壓為零，然后在上述條件下突然加入及切除10倍額定電流或100V電壓，繼電器觸點不應(yīng)有鳥啄現(xiàn)象。實驗四 LZ21方向阻抗繼電器特性實驗一．實驗?zāi)康?. 熟悉整流型LZ21型方向阻抗繼電器的原理接線圖，了解其動作特性。二．LZ21型方向繼電器簡介1．距離（阻抗）保護(hù)的作用在電力系統(tǒng)日益擴(kuò)大，電壓水平越來越高，以及系統(tǒng)運(yùn)行方式多變的情況下，電流、電壓保護(hù)難于滿足電網(wǎng)對保護(hù)的要求。所謂距離保護(hù)，就是指反應(yīng)保護(hù)安裝處至短路故障點的距離，并根據(jù)這一距離的遠(yuǎn)近而確定是否動作的保護(hù)裝置。因此，距離保護(hù)實際上是一種低動作量的阻抗保護(hù)。圖中，若K點三相短路，短路電流為Ik，由TV回路和TA回路引至比較電路的電壓分別為測量電壓U?m和整定電壓U?set，那么 （41）式中： —電壓互感器和電壓變換器的變比 Zk —母線至短路點的短路阻抗當(dāng)認(rèn)為比較電路的阻抗無窮大時，則： （42）式中：ZI —人為給定的模擬阻抗圖101 阻抗繼電器的構(gòu)成原理說明圖1—比較電路 2—輸出比較式（41）和式（42）可見，若假設(shè)，則短路時，由于線路流過同一電流Ik，因此在比較電路上比較U?set和U?m的大小，就等于比較 ZI 和Zm 的大小。在此是一個具有阻抗量綱的量，當(dāng)改變DKB原方繞組的匝數(shù)或其他參數(shù)時，可以改變的大小。例如：當(dāng)時，若要整定阻抗為，則YB 抽頭可選10匝。由TV引入的電壓接于電壓變換器YB的原方端子27．29．31，用于引入電壓UA、UB、UC，YB 副方每一定匝數(shù)就有一定抽頭，改變抽頭的位置即可改變，也可改變Zset的大小。當(dāng)34．36連通時，I段通，當(dāng)34．38連通時，II段通。Uk=KkIcL與測量電流成一定比例關(guān)系（轉(zhuǎn)動一定角度）的電壓，Kk具有阻抗量綱，為電抗變壓器的轉(zhuǎn)移阻抗。在R、X坐標(biāo)軸上的矢量圖見圖44。圖44 LZ21阻繼電器的特性圖交流形成回路：1） 極化電壓UJ=KJUCL取自電感LJ和電容CJ組成的諧振回路中電阻RJ上的壓降。2）電壓UY=KYUCL經(jīng)變壓器T與繼電器端子電壓準(zhǔn)確地保持一定比例關(guān)系，并且相位一致，變壓器T的次級有若干抽頭，用來改變變比，以獲得不同的整定值，T整定板有兩組，可獨(dú)立地選取不同的整定值。在電流大時二極管導(dǎo)通，相當(dāng)于二極管未接入一樣，所以正常情況下最大靈敏角不受影響。當(dāng)YB保持不變，改變聯(lián)接片的位置可使動作阻抗減小，最小可減至基礎(chǔ)阻抗的十分之一，次級繞組中點有抽頭（改變QP片位置）可成倍減小整定阻抗。這一電路的等效電路如圖（b），圖中 ， 正半周時，和分別產(chǎn)生電流和，并分別通過電阻RJJ1和RJJ2；負(fù)半周時，和分別產(chǎn)生電流和，并分別通過電阻RJJ1和RJJ2；輸出電壓為:相敏整流電路輸出電壓Umn平均值的大小和極性與輸入端電壓、的相位有關(guān)。（4）LZ21型方向阻抗繼電器的死區(qū)及消除辦法方向阻抗繼電器在保護(hù)安裝處正向正向出口發(fā)生金屬性短路時，其測量電壓值小于繼電器的最小動作電壓，繼電器將拒絕動作，這一不動作區(qū)通常稱之為方向阻抗繼電器的死區(qū)，方向阻抗繼電器必須消除死區(qū)才能正確工作。LZ21方向阻抗繼電器引入的電路如圖48所示：圖48 通過高值電阻接于第三相電壓的原理接線圖和向量圖圖48（a）為AB相阻抗繼電器通過高值電阻R6接于第三相電壓獲取極化電壓的原理接線圖。若電網(wǎng)頻率f與諧振頻率f0 相等，的相位維持不變，使阻抗繼電器動作。3．LZ21方向阻抗繼電器的特性（1）LZ21阻抗繼電器的特性前述分析可知LZ21型方向阻抗繼電器的動作特性方程為：其中： 圖49阻抗繼電器的特性圖此為過原點的圓方程如圖49實線所示，由圖可見方向阻抗繼電器的動作特性圓點的圓經(jīng)過原點，由于特性圓的圓內(nèi)是動作區(qū)，圓外是不動作區(qū)。 從這一關(guān)系曲線可以說明表征阻抗繼電器的幾個主要技術(shù)指標(biāo)?？紤]到在保護(hù)范圍末端短路時，流經(jīng)保護(hù)的最大短路電流一般小于以及在被保護(hù)線路始端短路時，流經(jīng)保護(hù)的短路電流值較大，雖然阻抗繼電器的起動阻抗減小，但總是可以動作的。還與電抗變壓器的轉(zhuǎn)移阻抗值成反比，因此，在實際工作中，如果測量阻抗繼電器的精確工作電流大于指標(biāo)要求，則可以適當(dāng)增加DKB鐵心磁路空氣隙的坡莫合金片，增加補(bǔ)償租用，提高值，使精確工作電流指標(biāo)合格。（1）短接繼電器端子34．36使方向阻抗繼電器切換在距離I段，整定變壓器選I段粗調(diào)整定在40%。緩慢調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕，注意觀察EPL11交流電壓表的讀數(shù)至100V；緩慢調(diào)節(jié)自偶調(diào)壓器旋鈕，使交流電流表的讀數(shù)為1A；（5）緩慢調(diào)節(jié)EPL14的雙聯(lián)可調(diào)電阻，改變輸入阻抗繼電器的電壓值，使EPL11交流電壓表的讀數(shù)為10V；（6）調(diào)節(jié)移相器改變電流和電壓的相位角，使Φ自向方向增大，讀取使繼電器動作（由燈不亮到燈亮）的角度。2．測量方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性，（接第三相電壓）（1）. 保持上述接線及阻抗繼電器的整定值不變，調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器，使繼電器加入的電流為1A并維持不變，再調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，使相位儀的工作電壓為100V。（4）改變輸入電流，重復(fù)上述操作，測量結(jié)果填入表42中；（5）繪制方向阻抗繼電器靜態(tài)特性的曲線；（6）在特性曲線上確定最小精工電流和最小動作電流表41 方向阻抗繼電器靜態(tài)特性測試（V）（V）