電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

1、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電流閉鎖電壓速斷保護(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。3、訓(xùn)練電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的電路接線和實(shí)驗(yàn)操作技能。二、預(yù)習(xí)與思考1、圖16-2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、圖16-2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誤接入了交流電壓會(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？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(shí)在電壓回路斷線時(shí)能起到閉鎖作用？三、原理說(shuō)明電流閉鎖電壓速斷保護(hù)是由電壓

2、速斷保護(hù)和電流閉鎖裝置兩部分組成。當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，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(shí)，低電壓繼電器（圖16-2中的1YJ、2YJ、3YJ）接點(diǎn)閉合而作用于跳閘，瞬時(shí)切除故障，這就構(gòu)成了電壓速斷保護(hù)。圖16-1所示線路X裝設(shè)瞬時(shí)動(dòng)作的電壓速斷保護(hù)。由于保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，為了滿足選擇性要求，它的保護(hù)范圍必須限制在本線路X以內(nèi)。為此，低電壓繼電器的動(dòng)作電壓必須低于線路末端短路時(shí)母線上的最小殘余電壓。圖中曲線1為最小運(yùn)行方式下線路各點(diǎn)短路時(shí)母線上的殘余電壓。由圖可見短路點(diǎn)距電源端愈近，母線殘壓愈低。在系統(tǒng)運(yùn)行方式變化時(shí)，線路同一地點(diǎn)短路時(shí)母線上的殘壓是不同的。在最小運(yùn)行方式

3、下短路時(shí)，母線殘壓較低；在最大運(yùn)行方式下短路時(shí)，母線殘壓較高。圖中曲線2即為最大運(yùn)行方式下線路各點(diǎn)短路時(shí)母線殘壓曲線。為了保證選擇性，低電壓繼電器的動(dòng)作電壓Udz應(yīng)小于最小運(yùn)行方式下線路X末端短路時(shí)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(yùn)行方式下，線路X末端短路時(shí)，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(dòng)作電壓值，它與曲線2、1的交點(diǎn)N、M給出了在最大與最小運(yùn)行方式下電壓速斷裝置的保護(hù)范圍LII與LI?？梢?，電壓速斷

4、的保護(hù)范圍也受運(yùn)行方式的影響，與電流速斷不同的是電壓速斷在最大運(yùn)行方式下保護(hù)范圍最小。而且，無(wú)論處于何種運(yùn)行方式，在保護(hù)安裝處附近短路時(shí)，母線殘壓總要降為零，電壓速斷總能動(dòng)作，即它的保護(hù)范圍不可能下降為零。圖16-2 電流閉鎖電壓速斷保護(hù)裝置(a)原理圖；（b）展開圖因?yàn)槟妇€及與母線相連的任一線路發(fā)生短路故障時(shí)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(dòng)。為保證選擇性，各線路電壓速斷保護(hù)均加裝了電流繼電器（如圖16-2中的1LJ、2LJ）來(lái)判斷哪條線路發(fā)生故障。同時(shí)，電流繼電器也在電壓回路斷線時(shí)起閉鎖作用。只有被保護(hù)線路發(fā)生故障，在電流作用下電流元件動(dòng)作；同時(shí)因母線電壓大大下降，電

5、壓元件也動(dòng)作時(shí)，保護(hù)裝置才發(fā)出跳閘脈沖。電流閉鎖電壓速斷保護(hù)裝置見圖16-2。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱使 用 儀 器 名 稱數(shù)量1ZB01斷路器觸點(diǎn)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(gè)5ZB11DZB-12出口中間繼電器1只DXM-2A信號(hào)繼電器1只6ZB15DY-28C/160低壓繼電器1只DXM-2A信號(hào)繼電器1只7ZB16DL-24C/2電流繼電器1只DZS-12B返回延時(shí)繼電器1只8ZB41可調(diào)20電阻2對(duì)9ZB35存儲(chǔ)式智能真有效值交流電流表2只10ZB36存儲(chǔ)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(duì)五、實(shí)驗(yàn)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(dòng)作電壓和過(guò)電流繼電器的閉鎖動(dòng)作電流。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16-4電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線圖進(jìn)行安裝接線。4、檢查上述接線的正確性，確定無(wú)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(jìn)行操作試驗(yàn)。觀察保護(hù)電路中各元器件接點(diǎn)的變化情況。6、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程：在圖

7、16-2所示電流閉鎖電壓速斷保護(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1YJ、2YJ、3YJ的常閉觸點(diǎn)是打開的，電流繼電器1LJ、2LJ觸點(diǎn)也處于斷開位置。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)中間繼電器1ZJ，1ZJ觸點(diǎn)、LJ觸點(diǎn)連通2XJ線圈和BCJ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，低電壓繼電器動(dòng)作，但因電流繼電器1LJ、2LJ均未動(dòng)作，故不會(huì)起動(dòng)BCJ。當(dāng)電壓回路

8、斷線時(shí)，YJ動(dòng)作，起動(dòng)1ZJ，1ZJ起動(dòng)1XJ，經(jīng)一定時(shí)限發(fā)出斷線信號(hào)。7、保護(hù)整定值與保護(hù)性質(zhì)的關(guān)系電流元件的動(dòng)作電流有兩種整定方法。第一種，電流元件動(dòng)作電流按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定，要求在線路末端短路時(shí)有一定的靈敏度，電壓元件按最小運(yùn)行方式考慮，所以受運(yùn)行方式變化影響較大。按這種方法整定的保護(hù)，一般稱為電壓速斷保護(hù)。第二種，按躲過(guò)線路末端短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流來(lái)整定。因?yàn)闃?gòu)成保護(hù)裝置的電流元件與電壓元件是互相閉鎖的，僅其中一個(gè)元件動(dòng)作保護(hù)裝置不會(huì)動(dòng)作，只有兩元件都動(dòng)作，保護(hù)裝置才動(dòng)作。利用這一特點(diǎn)，在決定保護(hù)裝置的動(dòng)作電流與動(dòng)作電壓時(shí)，可不按最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)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(yùn)行方式來(lái)計(jì)算，并且使保護(hù)裝置的電流元件和電壓元件在該運(yùn)行方式下具有相同的保護(hù)范圍，如圖16-3所示。圖中曲線1為選定運(yùn)行方式下，線路各點(diǎn)短路時(shí)母線殘壓曲線，曲線2為該運(yùn)行方式下線路各點(diǎn)短路時(shí)流經(jīng)保護(hù)裝置的短路電流曲線。假定在這種選定的運(yùn)行方式下電流元件和電壓元件的保護(hù)范圍相同（為L(zhǎng)bh），其對(duì)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(hù)線路的總阻抗（例：取110） 。一般Zbh0.8ZxL，即保護(hù)范圍Lbh0.8xL。電流元件的動(dòng)作電流為：Idz =E/(Zxt+Zbh) （16-4）式中

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

11、一線路首端短路時(shí)，電壓元件可能動(dòng)作，但電流元件不會(huì)動(dòng)作，因這時(shí)短路電流小于動(dòng)作電流，同樣能保證保護(hù)裝置的選擇性。8、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的特點(diǎn)：由于按選定的主要運(yùn)行方式計(jì)算動(dòng)作電壓和動(dòng)作電流，不按最大或最小運(yùn)行方式這種極端情況考慮，使保護(hù)裝置能具有較大的保護(hù)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(hù)范圍。當(dāng)運(yùn)行方式變化較大，電流速斷裝置保護(hù)區(qū)很短甚至難以實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用電流閉鎖電壓速斷保護(hù)裝置。圖 16-3 電流閉鎖電壓速斷裝置動(dòng)作電壓和動(dòng)作電流的確定六、注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)詳見操作規(guī)程，接線要特別注意電流繼電器的線圈絕對(duì)不能誤接入電壓回路。每個(gè)操作環(huán)節(jié)中要確保其正確性和安全性。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告在安裝接線及操作試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)電流閉鎖電壓速斷保護(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