1、實(shí)驗(yàn)十五電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)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)范圍和整定方法。2、理解保護(hù)電路中各繼電器的功用和整定方法。3、掌握電流閉鎖電壓速斷保護(hù)的電路接線和實(shí)驗(yàn)技能。二、預(yù)習(xí)與思考1、圖15-2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15-2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、電流閉鎖電壓速斷保護(hù)利用了線路發(fā)生短路故障時(shí)的什么特征？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、原理說明電流閉鎖電壓速斷保護(hù)是由電壓速斷保護(hù)和電流閉鎖裝置兩部分組成。當(dāng)線路發(fā)

2、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15-2中的1KVU、2KVU、3KVU）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15-1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WL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)行方式下短路時(shí)，母線殘壓較低

3、；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，G A I 11日絲圖15-1電壓速斷裝置工作原理(15-1)低電壓繼電器的動(dòng)作電壓Uop應(yīng)小于最小運(yùn)行方式下線路WL末端短路時(shí)母線上的殘壓 Ures，min，即：Uop Ures，min圖15-2電流閉鎖電壓速斷保護(hù)裝置（a）原理圖（b）展開圖寫成等式：Uop = Ug min / Krd（15-2）式中ures，min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；Krel 可靠系數(shù)，取Krel =1.21.3。圖15-1中直線3即為電壓速斷裝置的動(dòng)作電壓值，它與曲線2、

4、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Ljj與Lj?？梢?，電壓速斷的保護(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。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15-2中的1KA、2KA）來判斷哪條線路發(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

5、用下電流元件動(dòng)作；同時(shí)因母線電壓大 大下降，電壓元件也動(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 15-2。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1ZB07QF-24C/6電流繼電器1只2ZB09DZ- 31B中間繼電器1只DY-28C/160低壓繼電器1只3ZB30DXM 2A信號(hào)繼電器1只JX21A/T信號(hào)繼電器1只4ZB05光字牌組件1只5ZB35存儲(chǔ)式智能真有效值交流電流表1只6ZB36存儲(chǔ)式智能真有效值交流電壓表1只7ZB42可變電阻器 二1件8THKDZB-3A母線電壓互感器1只AB段輸電線路1相負(fù)載電阻R1 50Q各1只直流操作電源1路五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟開始實(shí)

6、驗(yàn)前請(qǐng)認(rèn)真學(xué)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第1-4頁(yè)使用說明書，正確使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)。1、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， 按躲過線路末端短路時(shí)流過保護(hù)裝置的短路電流來整定。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

7、慮，而是按經(jīng)常出現(xiàn)的某一主要運(yùn)行方式來計(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15-3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 Lp），其對(duì)應(yīng)的線路阻抗則為Zp = ZWL / Krel（15-3）圖15-3電流閉鎖電壓速斷裝置動(dòng)作電壓和動(dòng)作電流的確定圖15-4(a)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線圖式中Krel可靠系數(shù)，取值1.21.3zwl一被保護(hù)線路的總阻抗一般ZPS8Z WL即保護(hù)范圍Lbh0.8WL

8、o電流元件的動(dòng)作電流為：Iop = E / (ZS + ZP)(15-4)式中E 系統(tǒng)折算到二次側(cè)的相電勢(shì)ZS在選定運(yùn)行方式下，系統(tǒng)至保護(hù)安裝處的等效阻抗電壓元件的動(dòng)作電壓為：Uop = LpX Zp = Iop ZWL / Kk(15-5)這樣算得的動(dòng)作電壓Uop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(15-4)及式(15-5)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)裝圖15-4(b)電流閉鎖電壓速斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線圖當(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

9、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。2、根據(jù)上面公式及計(jì)算模型中輸電線路參數(shù)計(jì)算低電壓繼電器的速斷動(dòng)作電壓和過電 流繼電器的閉鎖動(dòng)作電流，并按照前面所述方法對(duì)繼電器進(jìn)行調(diào)試整定。3、按圖15-4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、確定自耦調(diào)壓器旋鈕指示輸出零位，AB段線路阻抗在B母線，“距離保護(hù)電源開 關(guān)”“差動(dòng)保護(hù)電源開關(guān)”均在關(guān)斷狀態(tài)，R1均在最大值。起動(dòng)控制屏，

10、“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容”旋鈕打到 “電流”檔，打開直流操作電源，手動(dòng)合1QF，監(jiān)視“系統(tǒng)電壓”電壓表，慢慢增大調(diào)壓器輸出 電壓至100V線電壓，“故障線路”旋鈕打到“AB段”，此時(shí)系統(tǒng)正常運(yùn)行。5、按“線路故障設(shè)置”自鎖鈕SBa、SBb、SBC選擇故障相，按SB模擬輸電線路發(fā)生兩 相短路故障，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)左側(cè)滑線變阻器調(diào)節(jié)手輪，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)。此時(shí)， 低電壓繼電器動(dòng)作常閉觸點(diǎn)閉合，電流繼電器動(dòng)作，出口繼電器動(dòng)作跳開斷路器。6、增大電流繼電器整定值，按步驟5實(shí)驗(yàn)臺(tái)左側(cè)滑線變阻器調(diào)節(jié)手輪在同一位置設(shè)置 故障，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)。此時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作常閉觸點(diǎn)閉合，但電流繼 電器不動(dòng)作，出口繼電器不動(dòng)作。（提醒：此時(shí)，斷路器不跳閘，不允許運(yùn)行時(shí)間超過10S， 否則電阻發(fā)熱厲害）7、斷開電壓互感器二次側(cè)，模擬PT二次回路斷線，觀察現(xiàn)象。通過步驟6、7,理解 電流閉鎖的意義。8、按步驟57設(shè)置三相故障，觀察記