【正文】 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。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。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）。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。正因?yàn)槿绱耍惭b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。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^(guò)電流保護(hù)整定試驗(yàn)的操作步驟。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。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。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。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。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。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。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。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。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(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。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。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。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。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(guò)流保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線圖接線。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。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。由于其Iop的減小，能有效地提高過(guò)電流保護(hù)的靈敏度。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。3．按圖22a和圖22b實(shí)驗(yàn)接線圖進(jìn)行安裝接線。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)合思考題寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。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。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(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。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(shí)，=，理想情況下動(dòng)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(gè)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(dòng)電流和最小起動(dòng)電壓繼電器就可以動(dòng)作。所謂電壓潛動(dòng)，就是功率方向繼電器僅加入電壓時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)作。產(chǎn)生電流潛動(dòng)的原因是由于電抗變壓器DKB兩個(gè)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(dòng)作電壓大于制動(dòng)電壓）時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電流潛動(dòng)現(xiàn)象。圖35 （1）正方向任何形式的故障都能動(dòng)作，而當(dāng)反方向故障時(shí)則不動(dòng)作。接線方式是指在三相對(duì)稱情況下，當(dāng)時(shí)，加入繼電器的電流如和電壓相位差90176。三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)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(duì)電壓回路加入110V電壓 ，用萬(wàn)用表測(cè)量極化繼電器KP兩端之間電壓（EPL10面板的9．10端），則說(shuō)明無(wú)電壓潛動(dòng)。(1) 順時(shí)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(shí)驗(yàn)中保持不變。(4) 改變接線方式，斷開(kāi)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(guò)移相器改變j角，測(cè)量不同j角情況下，使繼電器動(dòng)作（光示牌由不亮變亮）的最小動(dòng)作電壓，并填入表32中。(1) 搖動(dòng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Upu(V)100805030201052Ir五．思考題1．功率方向繼電器為什么會(huì)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(duì)動(dòng)作特性的影響？3．LG11整流型功率方向繼電器的動(dòng)作是否等于180176。額定電壓：100V。3．在靈敏度下通入額定電流時(shí)繼電器的動(dòng)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(shí)1min的耐壓試驗(yàn)而無(wú)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(dòng)檢查，電壓回路經(jīng)20Ω短路，電流回路通入額定電流，測(cè)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(kāi)路測(cè)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(dòng)，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(diǎn)不應(yīng)有鳥啄現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)四 LZ21方向阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)一．實(shí)驗(yàn)?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(dòng)作特性。二．LZ21型方向繼電器簡(jiǎn)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(lái)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(duì)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(diǎn)的距離，并根據(jù)這一距離的遠(yuǎn)近而確定是否動(dòng)作的保護(hù)裝置。因此，距離保護(hù)實(shí)際上是一種低動(dòng)作量的阻抗保護(hù)。圖中，若K點(diǎn)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(cè)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(diǎn)的短路阻抗當(dāng)認(rèn)為比較電路的阻抗無(wú)窮大時(shí)，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(shuō)明圖1—比較電路 2—輸出比較式（41）和式（42）可見(jiàn)，若假設(shè)，則短路時(shí)，由于線路流過(guò)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(gè)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(shí)，可以改變的大小。例如：當(dāng)時(shí)，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(shí)，I段通，當(dāng)34．38連通時(shí)，II段通。Uk=KkIcL與測(cè)量電流成一定比例關(guān)系（轉(zhuǎn)動(dòng)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(jiàn)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(jí)有若干抽頭，用來(lái)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(shí)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(dòng)作阻抗減小，最小可減至基礎(chǔ)阻抗的十分之一，次級(jí)繞組中點(diǎn)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(shí)，和分別產(chǎn)生電流和，并分別通過(guò)電阻RJJ1和RJJ2；負(fù)半周時(shí)，和分別產(chǎn)生電流和，并分別通過(guò)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(shí)，其測(cè)量電壓值小于繼電器的最小動(dòng)作電壓，繼電器將拒絕動(dòng)作，這一不動(dòng)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(guò)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(guò)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(dòng)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(dòng)作特性方程為：其中： 圖49阻抗繼電器的特性圖此為過(guò)原點(diǎn)的圓方程如圖49實(shí)線所示，由圖可見(jiàn)方向阻抗繼電器的動(dòng)作特性圓點(diǎn)的圓經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，由于特性圓的圓內(nèi)是動(dòng)作區(qū)，圓外是不動(dòng)作區(qū)。 從這一關(guān)系曲線可以說(shuō)明表征阻抗繼電器的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)?？紤]到在保護(hù)范圍末端短路時(shí)，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(shí)，流經(jīng)保護(hù)的短路電流值較大，雖然阻抗繼電器的起動(dòng)阻抗減小，但總是可以動(dòng)作的。還與電抗變壓器的轉(zhuǎn)移阻抗值成反比，因此，在實(shí)際工作中，如果測(cè)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(dòng)作（由燈不亮到燈亮）的角度。2．測(cè)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(cè)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(dòng)作電流表41 方向阻抗繼電器靜態(tài)特性測(cè)試（V）（V）