電流閉鎖電壓速斷保護實驗作業(yè)指導(dǎo)書

1、電流閉鎖電壓速斷保護實驗作業(yè)指導(dǎo)書一、實驗?zāi)康?、掌握電流閉鎖電壓速斷保護的電路原理，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。3、訓(xùn)練電流閉鎖電壓速斷保護的電路接線和實驗操作技能。二、預(yù)習(xí)與思考1、圖16-2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、圖16-2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誤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？4、為什么電流繼電器在電路中既可借以判斷線路故障，同時在電壓回路斷線時能起到閉鎖作用？三、原理說明電流閉鎖電壓速斷保護是由電壓

2、速斷保護和電流閉鎖裝置兩部分組成。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，母線電壓劇烈下降。利用這一特征，當(dāng)電壓下降至預(yù)先整定的數(shù)值時，低電壓繼電器（圖16-2中的1YJ、2YJ、3YJ）接點閉合而作用于跳閘，瞬時切除故障，這就構(gòu)成了電壓速斷保護。圖16-1所示線路X裝設(shè)瞬時動作的電壓速斷保護。由于保護瞬時動作，為了滿足選擇性要求，它的保護范圍必須限制在本線路X以內(nèi)。為此，低電壓繼電器的動作電壓必須低于線路末端短路時母線上的最小殘余電壓。圖中曲線1為最小運行方式下線路各點短路時母線上的殘余電壓。由圖可見短路點距電源端愈近，母線殘壓愈低。在系統(tǒng)運行方式變化時，線路同一地點短路時母線上的殘壓是不同的。在最小運行方式

3、下短路時，母線殘壓較低；在最大運行方式下短路時，母線殘壓較高。圖中曲線2即為最大運行方式下線路各點短路時母線殘壓曲線。為了保證選擇性，低電壓繼電器的動作電壓Udz應(yīng)小于最小運行方式下線路X末端短路時母線上的殘壓UCmin，即： UdzUCmin （16-1）寫成等式： Udz=UCmin/Kk （16-2） 式中：UCmin最小運行方式下，線路X末端短路時，母線上的最小殘壓； Kk可靠系數(shù)，取Kk=1.21.3。圖16-1 電壓速斷裝置工作原理圖16-1中直線3即為電壓速斷裝置的動作電壓值，它與曲線2、1的交點N、M給出了在最大與最小運行方式下電壓速斷裝置的保護范圍LII與LI?？梢姡妷核贁?/p>

4、的保護范圍也受運行方式的影響，與電流速斷不同的是電壓速斷在最大運行方式下保護范圍最小。而且，無論處于何種運行方式，在保護安裝處附近短路時，母線殘壓總要降為零，電壓速斷總能動作，即它的保護范圍不可能下降為零。圖16-2 電流閉鎖電壓速斷保護裝置(a)原理圖；（b）展開圖因為母線及與母線相連的任一線路發(fā)生短路故障時母線電壓都要下降，各線路電壓速斷裝置的低電壓繼電器均起動。為保證選擇性，各線路電壓速斷保護均加裝了電流繼電器（如圖16-2中的1LJ、2LJ）來判斷哪條線路發(fā)生故障。同時，電流繼電器也在電壓回路斷線時起閉鎖作用。只有被保護線路發(fā)生故障，在電流作用下電流元件動作；同時因母線電壓大大下降，電

5、壓元件也動作時，保護裝置才發(fā)出跳閘脈沖。電流閉鎖電壓速斷保護裝置見圖16-2。四、實驗設(shè)備序號設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1ZB01斷路器觸點及控制回路模擬箱1只2DZB01-1變流器1只復(fù)歸按鈕1只單相自耦調(diào)壓器1只交流電源1路3ZB03數(shù)字式電秒表及開關(guān)組件掛箱1只4ZB06光字牌2個5ZB11DZB-12出口中間繼電器1只DXM-2A信號繼電器1只6ZB15DY-28C/160低壓繼電器1只DXM-2A信號繼電器1只7ZB16DL-24C/2電流繼電器1只DZS-12B返回延時繼電器1只8ZB41可調(diào)20電阻2對9ZB35存儲式智能真有效值交流電流表2只10ZB36存儲式智能真有效

6、值交流電壓表1只11DZB01直流操作電源1路12DZB01-2110可調(diào)電阻2對五、實驗步驟和特性分析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。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16-4電流閉鎖電壓速斷保護實驗接線圖進行安裝接線。4、檢查上述接線的正確性，確定無誤后，接通交流電壓回路、交流電流回路、直流操作電源回路。 5、首先按中間繼電器的額定工作參數(shù)調(diào)整操作電源電壓至額定值。然后調(diào)整交流電壓及交流電流回路進行操作試驗。觀察保護電路中各元器件接點的變化情況。6、電流閉鎖電壓速斷保護的動作過程：在圖

7、16-2所示電流閉鎖電壓速斷保護裝置中，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1YJ、2YJ、3YJ的常閉觸點是打開的，電流繼電器1LJ、2LJ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中間繼電器1ZJ，1ZJ觸點、LJ觸點連通2XJ線圈和BCJ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，低電壓繼電器動作，但因電流繼電器1LJ、2LJ均未動作，故不會起動BCJ。當(dāng)電壓回路

8、斷線時，YJ動作，起動1ZJ，1ZJ起動1XJ，經(jīng)一定時限發(fā)出斷線信號。7、保護整定值與保護性質(zhì)的關(guān)系電流元件的動作電流有兩種整定方法。第一種，電流元件動作電流按躲過最大負荷電流整定，要求在線路末端短路時有一定的靈敏度，電壓元件按最小運行方式考慮，所以受運行方式變化影響較大。按這種方法整定的保護，一般稱為電壓速斷保護。第二種，按躲過線路末端短路時流過保護裝置的短路電流來整定。因為構(gòu)成保護裝置的電流元件與電壓元件是互相閉鎖的，僅其中一個元件動作保護裝置不會動作，只有兩元件都動作，保護裝置才動作。利用這一特點，在決定保護裝置的動作電流與動作電壓時，可不按最大運行方式及最小運行方式這種極端情況考慮，

9、而是按經(jīng)常出現(xiàn)的某一主要運行方式來計算，并且使保護裝置的電流元件和電壓元件在該運行方式下具有相同的保護范圍，如圖16-3所示。圖中曲線1為選定運行方式下，線路各點短路時母線殘壓曲線，曲線2為該運行方式下線路各點短路時流經(jīng)保護裝置的短路電流曲線。假定在這種選定的運行方式下電流元件和電壓元件的保護范圍相同（為Lbh），其對應(yīng)的線路阻抗則為 Zbh = ZxL/Kk （16-3）式中：Kk可靠系數(shù)，取值1.21.3（例：取1.25）；ZxL被保護線路的總阻抗（例：取110） 。一般Zbh0.8ZxL，即保護范圍Lbh0.8xL。電流元件的動作電流為：Idz =E/(Zxt+Zbh) （16-4）式中

10、：E系統(tǒng)折算到二次測的線電勢（例：取110V）；Zxt在選定運行方式下，系統(tǒng)至保護安裝處的等效阻抗(例：取40)。電壓元件的動作電壓為： （16-5）這樣算得的動作電壓Udz也就是在選定運行方式下，保護范圍末端短路時母線上的殘壓值。按式（16-4）及式（16-5）選定動作電流與動作電壓后，在選定的運行方式下，電流元件與電壓元件具有相同的保護范圍。按這種方法整定的保護常稱為電流閉鎖電壓速斷保護裝置。當(dāng)運行方式改變時，如在最大運行方式下，在下一線路首端短路時，電流元件可能動作，但保護安裝處母線殘壓比電壓元件動作電壓高，電壓元件不會動作，保護不發(fā)出跳閘脈沖，保證了選擇性。反之，在最小運行方式下，在下

11、一線路首端短路時，電壓元件可能動作，但電流元件不會動作，因這時短路電流小于動作電流，同樣能保證保護裝置的選擇性。8、電流閉鎖電壓速斷保護的特點：由于按選定的主要運行方式計算動作電壓和動作電流，不按最大或最小運行方式這種極端情況考慮，使保護裝置能具有較大的保護范圍。與電流速斷裝置相比，電流閉鎖電壓速斷裝置接線較復(fù)雜，元件較多，但可以得到較高的靈敏度和較大的保護范圍。當(dāng)運行方式變化較大，電流速斷裝置保護區(qū)很短甚至難以實現(xiàn)時，可采用電流閉鎖電壓速斷保護裝置。圖 16-3 電流閉鎖電壓速斷裝置動作電壓和動作電流的確定六、注意事項注意事項詳見操作規(guī)程，接線要特別注意電流繼電器的線圈絕對不能誤接入電壓回路。每個操作環(huán)節(jié)中要確保其正確性和安全性。七、實驗報告在安裝接線及操作試驗結(jié)束后，根據(jù)電流閉鎖電壓速斷保護的工作特性，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