12《电力系统继电保护实验》实验指导书剖析Word下载.docx
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实验一电流互感器与电压互感器的接线方式实验
实验学时数:
2学时
实验类型:
验证性
实验要求:
必做
一、实验目的
1﹑了解并掌握电流互感器的原理、用途及接线方式。
2﹑了解并掌握电压互感器的原理、用途及接线方式。
二、实验原理
1.电压互感器
电压互感器又称为仪用变压器(亦称之为PT)。
它是一种把高压变为低压并在相位上与原来保持一定关系的仪器。
其工作原理、构造和接线方式都与变压器相同,只是容量较小,通常只有几十或几百伏安。
它的用途是把高压按一定比例缩小,使低压线圈能够准确地反映高压量值的变化,以解决高压测量的困难。
同时,由于它可靠的隔离了高电压,从而保证了测量人员、仪表及保护装置的安全。
此外,电压互感器的二次电压均为100V,这样可以使仪表及继电器标准化。
电压互感器的接线方式如下图所示:
2.电流互感器
电流互感器是一种电流变换装置(也称CT)。
它的主要作用是将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流,供给仪表和保护装置,并将仪表和保护装置与高压电路分开。
电流互感器的二次侧电流绝大多数为5A,只有极少数一部分为1A,这使得测量仪表和保护装置使用起来安全、方便,也使其在制造上可以标准化,简化了生产工艺,并降低了成本。
因此,电流互感器在电力系统中得到了广泛的应用。
三、实验步骤
(1)电压互感器在使用时,二次侧不能短路。
(2)为了安全起见,电压互感器二次侧必须有一端接地。
电流互感器采用一次侧串入线路中的接线方式。
保护装置的接线方式是指作为相间短路的过电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。
分为三种:
(1)三相完全星形接线方式
(2)两相不完全星形接线
(3)两相电流差接线
三相完全星形接线方式是用三台电流互感器与三只继电器对应连接的。
可以反映任何形式短路故障。
两相不完全星形接线方式是在A、C两相装有电流互感器,分别与两只电流继电器相连接。
可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障。
两相电流差接线方式由两台电流互感器和一只电流继电器组成。
电流互感器的使用注意事项:
(1)电流互感器二次侧不允许开路;
(2)电流互感器二次侧必须一点接地;
(3)注意电流互感器二次绕组的极性
四、实验报告
1.写明实验名称,专业,班级,姓名,实验日期等。
2.扼要地写出实验目的、实验内容
3.简述实验过程,实验中是否遇到问题,如何解决的。
4.实验后要求每人独立作一份实验报告。
实验报告要简明扼要,字迹清楚,并按时送交教师批阅。
实验二模拟系统正常、最大、最小运行方式实验
1﹑理解电力系统的运行方式以及运行方式对继电保护的影响。
在电力系统分析课程中,已学过电力系统等值网络的相关内容。
可知输电线路长短﹑电压级数﹑网络结构等,都会影响网络等值参数。
在实际中,由于不同时刻投入系统的发电机变压器数有可能发生改变,高压线路检修等情况,网络参数也在发生变化。
在继电保护课程中规定:
通过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为系统最大运行方式,此时系统阻抗为最小。
反之,当流过保护安装处的短路电流为最小时的运行方式称为系统最小运行方式,此时系统阻抗最大。
由此可见,可将电力系统等效成一个电压源,最大最小运行方式是它在两个极端阻抗参数下的工况。
作为保护装置,应该保证被保护对象在任何工况下发生任何情况的故障,保护装置都能可靠动作。
对于线路的电流电压保护,可以认为保护设计与整定中考虑了两种极端情况后,其它情况下都能可靠动作。
1﹑将线路I段的电流互感器TA9﹑电压互感器TV7的出口端与保护装置相连。
如下接线图
2﹑开启实验设备,运行方式设置为最大。
QS1、QS3、QS5、QS8、QS11拨到“ON”,按下合闸按钮QF1、QF3、QF5、QF8、QF9。
3﹑按下d2,在线路I段进行三相短路。
记录此时的短路电流。
(观察微机里的采样数据)。
4﹑解除短路故障,将运行方式切换至正常。
重复步骤3,在线路I段进行第二次短路,记录短路电流。
5﹑解除短路故障,将运行方式切换至最小,重复步骤3,记录短路电流。
6﹑将实验数据填入表中。
四﹑实验报告
1﹑计算三相短路时的短路电流。
计算公式:
三相短路时:
——系统次暂态相电势;
——系统电抗;
——被保护线路每公里电抗;
——被保护线路的全长。
注:
在实验计算中,直接用模拟线路电阻值代入。
2﹑将计算数据和实验中的记录数据填如入下表。
项
目
实测值
计算值
最大方式
正常方式
最小方式
残余电压
短路电流
表中为线路I段末端三相短路电流电压值.
3﹑分析数据,说明运行方式将如何影响短路电流。
4﹑思考运行方式对电流电压保护的影响。
实验三限时电流速断保护实验
1﹑掌握带时限电流速断保护的原理和整定计算方法。
2﹑熟悉带时限电流速断保护的特点。
由于无时限电流速断保护的保护范围只是线路的一部分,因此为了保护线路的其余部分,往往需要再增设一套延时电流速断保护(又称带时限电流速断保护)。
为了保证时限的选择性,延时电流速断保护的动作时限和动作电流都必须与相邻元件无时限的保护相配合。
在图25-1所示的电网中,如果线路L2和变压器B1都装有无时限电流速断保护,那么线路L1上的延时电流速断保护的动作时限
,应该选择得比无时限电流速断保护的动作时限
(约0.1S)大△t,即
△t
而它的保护范围允许延伸到L2和B1的无时限电流速断保护的保护范围内。
因为在这段范围内发生短路时,L2和B1的无时限电流速断保护立即动作于跳闸。
在跳闸前,L1的延时电流速断保护虽然会起动,但由于它的动作时限比无时限电流速断保护大△t,所以它不会无选择性动作于L1的断路器跳闸。
如果延时电流速断保护的保护范围末端与相邻元件的无时限电流速断保护的范围末端在同一地点,那么两者的动作电流(
)是相等的。
但考虑到电流互感器和电流继电器误差等因素的影响,延时电流速断保护的保护范围应缩小一些,也就是
应大于
,或
=Kk
L1的延时电流速断保护既要与L2的无时限电流速断保护相配合,又要与B1的无时限电流速断保护相配合。
因此,在按式(25-2)计算时,
应为L2和B1无时限电流速断保护中动作电流较大的一个数值。
否则,延时电流速断保护的保护范围会超过动作电流较大的那一个元件的无时限电流速断保护的保护范围,而造成无选择性动作。
1.电流限时速断投入,其它整定退出。
限时速断整定值Idz1设定为2A,限时速断延时tzd1设定为1S。
见下表:
保护投退菜单(SWITCHING)
保护序号
代号
保护名称
整定方式
03
RLP3
I﹥﹥
限时速断
ON
定值清单(SETTING)
定值序号
定值名称
整定菜单
04
Idz1
限时速断定值
1.5A
05
Tzd1
限时速断延时
1S
39
tqd
电动机启动时间
OS
2.将电流互感器TA12与线路保护装置的保护CT相连,线圈分别与装置的线圈对应相连。
见图4.5.1.
3.隔离开关QS1、QS3、QS5、QS9、QS15打到“ON”的位置。
分别按下QF1、QF3、QF5、QF7、QF11、QF12的“ON”绿色按钮,红色指示灯亮。
运行方式切换为最小。
4.按下故障确认按钮d3,模拟A站短路。
观察断路器QF11是否跳闸。
5.解除短路故障,按下d4,模拟B站短路。
6.系统运行方式切换开关置于“最大”,重复以上实验。
将实验数据填入下表
工作方式
保护
A站保护
是否动作
B站保护
最小系统
电流整定值(A)
时限整定值(S)
最大系统
注意:
每次做实验前,首先检查微机保护投退菜单投入的设定全为“OFF”。
每次结束实验时,把微机保护投退菜单投入的设定改为“OFF”。
实验前认真阅读实验指导书和相关教材,进行预习准备;
实验结束后要认真总结,将相关参数及数据记录下来。
针对I段的具体整定方法,按要求并及时写出实验报告,并解答预习思考题。
1、将实验数据填入下表
I段保护
2﹑带时限电流速断保护是在什么样的情况下产生的?
无时限电流速断保护时限值一般整定为0S,完全以电流为装置判跳依据,带时限电流速断保护呢?
3﹑为什么带时限电流速断保护的保护区间不能延伸到下一线路电流速断保护之后?
如何保证?
实验四变压器电流速断保护实验
4学时
综合性
1、加深对变压器电流速断保护原理的理解。
2、掌握传统变压器电流速断保护和微机保护的整定方法。
对变压器绕组、套管及引出线上的故障,根据容量的不同,应装设差动保护或电流速断保护。
纵联差动保护适用于并列运行的变压器,容量为6300KVA以上;
单独运行的变压器,容量为10000KVA以土;
发电厂厂用工作变压器和工业企业中的重要变压器,窑量为6300KVA以上。
电流速断保护用于10000KVA以下的变压器,且其过电流保护的时限大于0.5S。
对2000KVA以上的变压器,当电流速断保护的灵敏度不能满足要求时,也应装设纵联差动保护。
根据实验四可知,瓦斯保护虽然是反应变压器油箱内部故障最灵敏而快速的保护,但它不能反应油箱外部的故障。
对于容量较小的电力变压器可以在电源侧装设电流速断保护,它与瓦斯保护互相配合,就可以保护变压器内部和电源侧套管及引出线上的全部故障。
电流速断保护作为高压母线保护的后备,并用于消除断路器与电流互感器之间这一段差动保护的死区时,保护应装设在变压器的电源侧,由瞬动的电流继电器构成。
当电源侧为非直接接地系统时,电流速断保护作成两相式。
电流速断保护的动作电流,按避越变压器外部故障的最大短路电流来整定
式中
——可靠系数,取1.2~1.
——降压变压器低压侧母线发生三相短路时,流过保护装置的最大短路电流。
其次,电流速断保护装置的动作电流还应避越空载投入变压器时的励磁涌流,一般动作电流应大于变压器额定电流的3~5。
电流速断保护装置的灵敏度
按下式计算
式中
——系统最小运行方式下,变压器电源侧引出端发生金属性两相短路时流过保护装置的最小短路电流。
根据规程的要求,灵敏度应小于2。
电流速断保护的优点是接线简单、动作瞬速。
但作为变压器内部故障的保护时,存在以下缺点:
(1)当系统容量不大时,保护区延伸不到变压器内部,灵敏度可能不满足要求。
(2)在无电源的一侧,从套管到断路器之间的故障,由过电流保护作用于跳闸,因此,切除故障时限长,影响系统安全运行。
按实验接线图接好线后,变压器负载选择开关置于正常侧。
将电流速断投入,设定好动作电流值和时间定值。
打开电源开关。
启动电源,合上两侧断路器,在确保实验接线和微机保护装置中的设置无误后,按下变压器短路按钮d2,设置变压器三相短路并投入运行,以下变压器短路故障设置均按此方法设置,观测保护动作情况。
特别注意:
如果保护不动作,马上按d2,退出短路运行,检查接线和微机装置中的参数设定。
1﹑根据预习准备,计算获得的动作参数整定值,对各段保护进行整定。
将电流速断投入,其它整定退出。
速断整定值设定为1A。
2、按下“确认”键,选择“保护投退”当光标(黑影部分)处于“保护投退”上时,按“确定”键即进入“保护投退”菜单
3、进入“保护投退”菜单后按“▼”键直至显示以下界面
“速断”退操作说明如下:
按“
”,则退变成投,按“确认”键,则显示:
PASSWORD1:
0000
按“▲”键一次,则0000变成1000,
按“确定”键,保护“速断”从“退”保存成“投”,则“速断”投入运行如下显示:
4、设置完保护投退后按面板上“取消”按钮使界面显示如下菜单,并按“▼”键把光标移动“保护定值”
5、当光标(黑影部分)处于“保护定值”上时,按“确定”键即进入“保护定值”菜单按“▼”键直至显示并使光标出现在电流速断定值下的数字03上:
通过右移键“
”按三次,将光标移动到第三个“0”上,即显示为:
03:
000.00
按上移键“▲”一次(或者按“▼”键九次)后,则变成:
001.00
按“确定”键,则显示:
0000,按“▲”键一次,则0000变成1000,按“确定”键则参数“电流速断定值”设置为1A。
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