复合电压起动过电流保护实验作业指导书.docx

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复合电压起动过电流保护实验作业指导书

复合电压起动过电流保护实验作业指导书

一、实验目的

1、掌握复合电压起动过电流保护的工作原理，保护动作值的计算及整定方法。

2、理解复合电压起动过电流保护的原理图，展开图及其保护装置中各继电器的功用。

3、学会复合电压起动过电流保护的整定试验方法和接线技术。

二、预习与思考

1、预习教材有关内容，并根据本次实验内容，参考图8-1、图8-2设计绘制复合电压起动过流保护的实验接线图，再与图8-3对照分析，深入理解图8-3的实验接线原理写出详细的实验操作程序。

由指导教师审阅通过才可进行实验。

2、分析如何模拟发生对称短路和如何模拟发生不对短路及其电路的动作情况，为什么整套保护调试实验前必须首先确定测量元件和时限元件的动作值，并进行整定？

3、复合电压起动过电流保护中哪几种继电器属于保护中的测量元件，其作用是什么？

三、原理说明

采用复合电压起动的过流保护，其目的是为了提高过流保护反应不对称故障的灵敏度，主要用于发电机、变压器等电力主设备的保护（前面实验六的保护电路不能反映不对称短路时的负序分量）。

其电路接线如图8-1（a）（b）所示。

图中复合电压元件是由反应对称故障的低电压继电器YJ和反应不对称故障的负序电压继电器FYJ两部分组成。

图8-1（a）发电机复合电压起动的过电流保护原理图；

负序电压继电器可采用BFY-12A型继电器（详见本指导书中实验7BFY-12A晶体管负序电压继电器实验），也可采用DY-2型继电器。

DY-2型继电器比BFY-12A型结构简单，其内部接线如图8-2（a）所示，DY-2型负序电压滤过器工作原理叙述如下，请与BFY-12A型对照理解，DY-2型负序电压继电器由电容XＡ、XＣ，电阻RＡ、RＣ组成的负序电压滤过器和执行元件电压继电器1YJ组成。

电压继电器的线圈接在负序电压滤过器的输出端mn上。

DY-2负序电压滤过器的工作原理及其调试方法：

首先，由于三相的零序电压是同相的，因此，在滤过器输入端②、④、⑥接入线电压，以消除零序电压的影响。

图8-1（b）发电机复合电压起动的过电流保护展开图

当输入端加入正序电压时，其矢量图如图8-2（b）。

这时通过调试要求负序电压滤过器的输出端m、n没有电压输出，即期望Umn=0（在矢量图上m点和n点重合）。

考虑到电阻电容回路中的电流Iab1与Ibc1分别导前电压Uab1与Ubc1一定角度。

这两个电流在相应的电容器上产生的压降-jIab1XA与-jIbc1Xc分别落后它们在相应电阻上产生压降Iab1RA与Ibc1Rc900。

并且

Iab1RA-jIab1XA=Uab1

Ibc1Rc-jIbc1Xc=Ubc1

适当选择RA，XA及RC，XC，使得Iab1导前Uab130o，Ibc1导前Ubc160o，即可得图8-2（b）所示矢量图。

为此，必须使RA=

XA，RC=XC/

。

负序电压滤过器的参数正是按这一要求设计的。

因此当输入端加上正序电压时，m点与n点重合，即Umn=0，所以负序电压滤过器没有电压输出。

在RA、XA、RC及XC之间满足上述关系条件下，当输入端加上负序电压时，其矢量关系如图8-2（c）所示，负序电压滤过器的输出电压为：

（8-1）

式中：

Umn、Iab2、Uab2——分别为

的有效值。

在实际调试中会发现，在滤过器的输入端加上正序电压后，由于阻容元件参数的误差或变值，输出端会出现一定的不平衡电压。

为了消除输出端的不平衡电压，设置了调整元件RA和RC，在调整试验时可通过调整RA和RC的电阻值来达到Umn=0。

DY-2负序电压继电器动作值的整定，是通过改变执行元件的弹簧位置来实现的。

复合电压起动过电流保护装置的整体动作实验分二种情况：

①当发生对称短路时，如图8-1，由于发电机出口处电压下降，低电压继电器YJ返回，其常闭触点闭合，这时电流元件LJ已动作，因此整套保护起动，经过保护动作的整定时限后，使发电机断路器跳闸，发电厂的实际电路中，在发电机断路器跳闸的同时自动联跳灭磁开关进行灭磁。

②当发生不对称短路（如两相短路）时，由于负序电压的出现，在负序电压滤过器的出口端有负序电压输出，继电器FYJ动作，其常闭触点断开，低电压继电器YJ失磁返回，其常闭触点闭合，中间继电器YZJ起动。

与此同时，短路相相应的电流元件动作，于是起动时间继电器SJ，经过保护动作的整定时限，将发电机断路器跳闸，同时联跳灭磁开关灭磁。

8-２负序电压继电器内部接线及矢量图

（a）内部接线；（b）加入正序电压时的矢量图；（c）加入负序电压时的矢量图

四、实验设备

序号

设备名称

使用仪器名称

数量

1

ZB01

断路器触点及控制回路模拟箱

1只

2

DZ01-1

复归按钮

1只

3

ZB06

光字牌

2个

4

ZB13

DL-24C/0.6电流继电器

1只

序号

设备名称

使用仪器名称

数量

4

ZB13

DS-23时间继电器

1只

5

ZB14

DZ-31Β中间继电器

2个

6

ZB18

BFY-12A负序电压继电器

1个

7

ZB15

DY-24C/160低压继电器

1个

DXM-2A　-220V/-220V信号继电器

1个

8

ZB42

72Ω电阻

3个

9

ZB41

20Ω电阻

6个

10

ZB35

存储式智能真有效值交流电流表

1只

11

ZB36

存储式智能真有效值交流电压表

1只

12

DZB01

三相自耦调压器

1只

交流电源

1路

直流操作电源

1路

13

DZB01-2

可调电阻R4　220Ω

1只

可调电阻R5　220Ω

1只

可调电阻R6　220Ω

1只

五、实验步骤和要求

1、根据计算选择低电压继电器、负序电压继电器、电流继电器的起动值和时间继电器的动作时限及其型号。

确定线圈的接线方式。

（例：

选择DL-24C/0.6型电流继电器，整定起动值为0.5A；DS-23型时间继电器，整定2.5S；DY-28C/160低电压继电器整定60V；BFY-12A型负序电压继电器，整定负序动作线电压为6V；选择DZ-31Β为保护出口中间BCJ；另一个DZ-31Β为复合中间YZJ；DXM-2A-220V/-220V为复合电压过电流保护信号XJ。

）

2、按图8-3复合电压起动过电流保护实验接线图进行安装接线。

图8-3复合电压起动过电流保护实验接线图

3、安装连接调试电压信号和调试电流信号电路，并将调试信号源输出端接入相应继电器。

4、分别对低电压继电器，负序电压继电器，过电流继电器和时间继电器进行整定调试。

5、检查复合电压起动过电流保护的整组接线，确定无误后，在各测量元件加入相应调试电压或电流信号，认真观察动作过程，做好各继电器动作值、返回值、动作时限等参数值记录，要深入理解各个继电器在保护电路中的作用、动作顺序和起动条件。

6、实验操作提示：

①加入直流操作电源220伏，将三相自耦调压器调至零位，接入三相交流电源，合上QF，合上S1，断开S2、S3、S4，调节三相自耦调压器使V1、V2、V3交流电压表指示为100伏，此时向负载R7、R8、R9供电，负载额定电流A1、A2、A3均为0.34A（根据需要可调节）。

②断开S1，模拟交流电压回路断线YJ、YZJ应动作发信号。

③闭合S2，调节R4，模拟A、Β两相短路出现负序分量，保护动作跳闸，发信号

④闭合S3，调节R6，模拟C、A两相短路出现负序分量，保护　动作跳闸，发信号。

⑤闭合S4，模拟三相对称短路保护动作跳闸，发信号。

六、注意事项

详见前面操作规程，实验中要确保三相交流电源相序的正确性。

严禁将电流回路误接入电压回路。

七、实验报告

在上述继电保护电路调试与动作特性试验结束后，要对复合电压起动过电流的整定调试，保护电路中继电器的作用，起动条件，动作顺序及参数选择进行认真总结，及时写出报告，并书面解答本实验思考题。

表8-1Ied＝

序

号

编

号

型号规格

整定范围

实验整定值或额定工作值

线圈接法

两相短路时

三相短路时

交流电压回路断线时

用途

1

1LJ

2

YJ

3

FYJ

4

YZJ

5

SJ

6

XJ

7

BCJ

8

1GP

9

2GP

10

QF

11

R4

12

R6