繼電保護及變電站綜合自動化實驗培訓系統(tǒng)實驗指導書

1、TQXDB-川多功能繼電保護及變電站綜合自動化實驗培訓系統(tǒng)試臉一，常規(guī)電流電壓繼電器校臉試臉二、常規(guī)阻抗磐電器校監(jiān)試驗三、數(shù)字式差溺黑電器校驗試驗四、三段式電流保護計算與校臉.實驗指導書各位同學：實驗一、對應實女導書2223實險二對應實會指導書23實瞼三、對應賣臉指導書3.5實驗四、對應指導書上M.7DL-31型電流繼電器特性實驗實驗目的了解常規(guī)電流繼電器的構(gòu)造及工作原理。(2)掌握設置電流繼電器動作定值的方法。(3)學習TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀的測試方法，并測試DL-31型電流繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)。實驗原理及實驗說明實驗原理DL-31型電流繼電器用于電機、變壓器及

2、輸電線的過負荷和短路保護中，作為啟動元件。DL-31型電流繼電器是電磁式繼電器，當加入繼電器的電流升至整定值或大于整定值時，繼電器就動作，動合觸點閉合，動斷觸點斷開；當電流降低到0.8倍整定值左右時，繼電器返回，動合觸點斷開，動斷觸點閉合。繼電器有兩組電流線圈，可以分別接成并聯(lián)和串聯(lián)方式，接成并聯(lián)時，繼電器動作電流可以擴大一倍。繼電器接線端子見圖2-2-1,串聯(lián)接線方式為：將、短接，在、之間加入電流；并聯(lián)接線方式為：將、短接，、短接，在、之間加入電流。做實驗時可任意選擇一種接線方式(出廠時電流繼電器線圈默認為串聯(lián)方式)。圖2-2-1DL-31繼電器接線端子實驗說明測試方法：控制測試儀的輸出，從

3、小到大動態(tài)地改變加入電流繼電器中的電流，直至其動作；再減小電流直至其返回，測試電流繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)?？刹捎米詣訙y試方法，也可采用手動測試方法。(1)自動測試繼電器動作值及返回值方法：將測試儀設置為程控方式對繼電器進行測試：開始實驗后測試儀自動按設定步長增加發(fā)出的電流，直至電流繼電器動作；再自動按所設定的步長減小電流，直至電流繼電器返回。(2)手動測試繼電器動作值及返回值方法：將測試儀設置為手控方式對繼電器進行測試：手動操作不斷增加測試儀發(fā)出的電流，直至電流繼電器動作；再不斷減小電流，直至電流繼電器返回。實驗內(nèi)容實驗接線如圖2-2-2所示，將測試儀產(chǎn)生的任意一相電流信號(如%)與

4、電流繼電器的電流輸入端子I,In連接，繼電器的動作接點連接到測試儀的任意一對開入接點上(注意接線柱的顏色要相同，圖2-4中將繼電器動作接點連接到開關(guān)量輸入1上)，同時連接到信號燈的控制回路中。圖中“24V+”、“24V-”為實驗臺上提供的直流電源，“A”、“K”為信號燈接線端子。信號燈可任選紅色指示燈或綠色指示燈。圖2-2-2電流繼電器特性測試實驗接線圖整定值設置打開電流繼電器面板前蓋，撥動定值設定指針，可設定電流繼電器的整定值，首先設置電流繼電器整定值為3.5A。實驗步驟(1)手動測試繼電器的動作值及返回值a.打開測試儀電源，在PC機上運行“繼電保護特性測試系統(tǒng)”軟件，進入“通用繼電器動作特

5、性測試”模塊，如圖2-2-3。b.設置測試儀的控制參數(shù)：分別設置測試儀的控制變量，開關(guān)量連接，見圖2-2-4和圖2-2-5。其中“當前變量“即：實驗過程中按設置規(guī)律動態(tài)變化的量，測試儀產(chǎn)生的其余電氣量在實驗過程中均保持不變。本實驗中需要動態(tài)改變加入到繼電器中的電流，因此把當前變量設為“Ia幅值”(圖2-2-2中示例接入電流繼電器的量為A相電流，如果接入繼電器的電流為其他相電流，當前變量設為相應的電流幅值)；變量的變化步長直接影響測試精度，為提高精度，可設為0.05A。開關(guān)量的設置：繼電器出口接到測試儀的“開入量輸入接口”序號，如果實際接線按圖2-4連接，則應選擇“接點”1。圖2-2-3繼電器特

6、性通用測試界面C.在“輸出參數(shù)”區(qū)輸入測試儀的固定量輸出值和當前變量起始值。注意：因當前變量變化步長為正數(shù)，當前變量1a的起始值應小于設置的電流繼電器動作定值，終值應大于定值。建議未連線的信號有效值設為0。d.按“開始試驗”按鈕，控制測試儀輸出設定的電流。e.按“增加”按鈕，測試儀按設定的步長增加電流的輸出，直至電流繼電器動作，測試儀采集到動作信號，并在實驗結(jié)果的動作值欄中顯示動作值。注意：如果整定值和動作值不符，則需要對電流繼電器進行校驗，方法：將針擺上的小螺釘左右移動，以使動作值和整定值相符合。如果整定值和動作值相差較大，則需要確認測試儀產(chǎn)生的信號是否正確，方法：斷開電流繼電器電流輸入回路

7、,用萬用表測量測試儀產(chǎn)生的電流大小，如果數(shù)值不正確，重新調(diào)整通道系數(shù)即可(詳細操作方法參見TQWX-III微機型繼電保護試驗測試儀用戶手冊)圖2-2-4變量設置界面圖2-2-5開關(guān)量設置界面f.按澈少”按鈕，測試儀按設定的步長減少電流的輸出，直至電流繼電器返回，測試儀采集到返回信號，并在實驗結(jié)果的返回值欄中顯示返回值，同時自動計算出電流繼電器的返回系數(shù)。g.不改變繼電器整定值，重復實驗，測四組數(shù)據(jù)，分別計算動作值和返回值的平均值即為電流繼電器的動作電流值和返回電流值，并計算整定值的誤差、變差及返回系數(shù)。誤差=最小動作值整定值/整定值X100%變差=最大動作值最小動作值/四次動作平均值X100%

8、返回系數(shù)=返回平均值/動作平均值將測試和計算結(jié)果填入表2-2-1。h.改變電流繼電器的整定值為4.5A,再次測繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)，與表2-1結(jié)果比較后填入表2-2-2。整定值(A)返回系數(shù)13.524.5(2)自動測試繼電器的動作值及返回值將測試儀設置為程控方式對繼電器進行測試。設置測試儀的測試方式、變量范圍，使測試儀自動按控制模式動態(tài)的改變發(fā)出的電流，自動測試電流繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)。步驟:a.在圖2-5界面的“控制操作”區(qū)選擇“程控”方式。b.設置程控方式下的控制參數(shù)變量?！白兞吭O置”和“開關(guān)量設置”同手控方式，另外，還需要進行“程控設置”。參見圖2-2-6?！白?/p>

9、化范圍”：可界定當前設定變量變化的起點和終點，注意變化范圍應能覆蓋繼電器的動作值和返回值?！白兓绞健保鹤兞康淖兓绞剑笆肌睘樽兓秶钠瘘c，“終”為終點，“始，終”為單程變化，只能測量動作值；“始，終，始”為雙程變化，可以同時測量動作值、返回值。TSVHHBE變量設置I開關(guān)量設登程控設置I圖2-2-6程控設置界面“步長時間”：變量按其步長變化時，每一步大小的保持時間。一般地，每步時間的設置應大于繼電器的動作(或返回)時間。建議不要低于0.5s?！胺祷胤绞健保鹤兞康姆祷胤绞?，有動作返回和全程返回兩種方式。設置為“動作返回”時，當前變量在從起點到終點的變化過程中，一旦程序確認繼電器動作，則根據(jù)

10、變化方式確定是否繼續(xù)試驗：當變化方式為“始，終”，則結(jié)束試驗；變化方式為“始，終，始”，則改變變量的變化方向,向起點返回。設置為“全程返回”時，無論繼電器動作與否，變量僅僅根據(jù)變化范圍的設置進行變化，直至到達終點或返回到起點。測繼電器的動作值和返回值必須設置為“動作返回”方式。本實驗中因需要測試電流繼電器的動作值和返回值，應設置為“動作返回”并選擇“始，終，始”的變化方式，確保測試儀測得電流繼電器動作獲取動作值后，減小產(chǎn)生的電流從而使繼電器返回，再得到返回值。c.按“開始試驗”按鈕，控制測試儀按設置的方式輸出電流。并將實驗數(shù)據(jù)與手動方式進行比較。思考題(1)電磁型電流繼電器的動作電流與哪些因素

11、有關(guān)？(2)什么是電流繼電器的返回系數(shù)？返回系數(shù)的高低對電流保護的整定有何影響?DY-36型電壓繼電器特性實驗實驗目的了解常規(guī)電壓繼電器的構(gòu)造及工作原理。（2）掌握設置電壓繼電器動作定值的方法。（3）測試DY-36型電壓繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)。實驗原理及實驗說明實驗原理DY-36型電壓繼電器用于繼電保護線路中，作為低電壓閉鎖的動作元件。DY-36型電壓繼電器是電磁式電壓繼電器，當加入繼電器的電壓降低到整定電壓時，繼電器動作，動斷觸點（又稱常閉觸點，即：錯誤！未找到引用源。、錯誤！未找到引用源。端子）閉合，動合觸點（又稱常開觸點，即：、端子）斷開；當加入繼電器的電壓超過整定電壓時，繼電

12、器動合觸點閉合，動斷觸點斷開。如果利用電壓繼電器的動斷觸點控制斷路器，則繼電器工作在低電壓方式；如果利用電壓繼電器的動合觸點控制斷路器，則繼電器工作在過電壓方式。繼電器接線端子見圖2-3-1。繼電器有兩組電壓線圈，可以分別接成并聯(lián)和串聯(lián)方式，接成串聯(lián)時，繼電器動作電壓可以擴大一倍，并聯(lián)和串聯(lián)接法可查看繼電器表面接線說明（出廠時電壓繼電器線圈默認為并聯(lián)方式）實驗說明本實驗測試電壓繼電器在兩種工作方式（低電壓及過電壓）下的動作特性。測試方法：控制測試儀的輸出，動態(tài)地改變加入電壓繼電器中的電壓，測試電壓繼電器的動作值、返回值和返回系數(shù)?？刹捎米詣訙y試方法，也可采用手動測試方法。實驗內(nèi)容實驗接線如圖2

13、-3-2所示，將測試儀產(chǎn)生的任意一相電壓信號（如Ua）、Un與電壓繼電器的電壓輸入端子U,Un連接，繼電器的動作接點連接到測試儀的任意一對開入接點上（注意接線柱的顏色要相同）同時連接到信號燈的控制回路中，測試低電壓繼電器動作特性時，連接常閉觸點，測試過電壓繼電器特性實驗時，連接常開觸點。AK24V-圖2-3-2電壓繼電器特性實驗接線整定值設置打開電壓繼電器面板前蓋，撥動定值設定指針，可設定電壓繼電器整定值，首先設置電壓繼電器整定值為50V。特性測試(1)過電壓工作方式下動作特性實驗手動或自動測試過電壓繼電器的動作值及返回值。a.按照圖2-10的方法進行實驗接線，注意應連接繼電器的常開觸點。b.

14、打開測試儀電源，在PC機上運行“繼電保護特性測試系統(tǒng)”軟件，進入“通用繼電器動作特性測試”模塊。c.測試方法可參見實驗2.2,注意“當前變量”應設置為“Ua幅值”。測試3組數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入表2-3-1。表2-3-1模擬式過電壓繼電器動作值、返回值和返回系數(shù)實驗數(shù)據(jù)(整定值設為50V)動作值(V)返回值(V)返回系數(shù)123平均值(V)/誤差(%)變差(%)返回系數(shù)(2)低電壓工作方式下動作特性實驗手動測試低電壓繼電器的動作值及返回值。a.按照圖2-10進行實驗接線，注意應連接繼電器的常閉觸點。b.測試方法：測試儀未發(fā)出信號前，電壓繼電器輸入電壓為0,繼電器常閉接點合上，指示燈亮。，繼電器常閉接點

15、打開(即測試儀的A相電壓初值設置為55V,步長設為-0.5V,點“開始輸出”指示燈滅)，并按“增加”按鈕逐漸減小Ua的大小(步長為負值)，直至繼電器動作，信號燈亮。記錄此時的電壓，即繼電器的動作電壓。再按“減少”按鈕至繼電器返回，信號燈滅。記錄此時的電壓，即繼電器的返回電壓。測試3組數(shù)據(jù)，將結(jié)果填入表2-3-2。表2-3-2模擬式低電壓繼電器動作值、返回值和返回系數(shù)實驗數(shù)據(jù)動作值(V)返回值(V)返回系數(shù)123平均值(V)/誤差(%)變差(%)返回系數(shù)整定值(V)50思考題(1)電磁型電壓繼電器的動作電壓與哪些因素有關(guān)？(2)什么是電壓繼電器的返回系數(shù)？返回系數(shù)的高低對電壓元件的整定有何影響?

16、(3)低電壓與過電壓返回系數(shù)有什么差別？并說明原因？2.5LZ-21阻抗繼電器特性實驗實驗目的了解整流型阻抗繼電器的工作原理。了解LZ-21阻抗繼電器的結(jié)構(gòu)，掌握設置繼電器動作定值的方法。(3)掌握阻抗繼電器的基本調(diào)試和測試方法。實驗原理及實驗說明實驗原理LZ-21型方向阻抗繼電器屬于相靈敏接線的方向阻抗繼電器。由電壓形成回路、比較回路和執(zhí)行回路三大部分組成。原理接線圖如圖2-5-1。圖2-5-1LZ-21型方向阻抗繼電器原理接線圖電壓形成回路主要包括:DKB電抗變壓器，原邊繞組可調(diào)，副邊輸出電壓與原邊輸入電流I成正比。由TA引入的電流Ita=Im/nTA(Im表示一次電流，1表示電流互感器變

17、比)接于電抗變壓器DKB的一次側(cè)端子21、22、23、24。在它的二次側(cè)，得到正比于一次電流的電壓(即：二次輸出電壓Ul=Ita*Zi,Zi表示人為給定的阻抗繼電器模擬阻抗，即最小整定阻抗)。DKB的一次側(cè)有幾個抽頭，當改變抽頭位置時，可改變乙值，相應可改變阻抗整定值Zset的大小。YB電壓變換器，副邊繞組可調(diào)，副邊輸出電壓Uy與原邊輸入電壓Ukb成正比。由TV引入的電壓Ukb=Um/nTV(Um表示一次電壓，V表示電壓互感器變比)接于電壓變換器YB的一次側(cè)端子27、29、31,用于引入電壓U27、U29、U31,YB二次側(cè)輸出電壓Uy=Ukb/Wb(nYB為電壓變換器變比)。YB每一定匝數(shù)就

18、有一個抽頭，改變抽頭位置即可改變Wb,相應可改變阻抗整定值Zset的大小。JYB一極化變壓器，副邊輸出兩組相同的電壓，其相位與Rj的壓降同相，稱為極化電壓，用Uj表不。端子34、36、38為繼電器I、n段切換的觸點。當34、36連通時，I段接通。當34、38連通時，n段接通。方向阻抗繼電器在保護安裝處于正向出口發(fā)生金屬性短路時，其測量電壓Um值小于繼電器的最小動作電壓，繼電器將拒絕動作，這一不動作區(qū)通常稱為方向阻抗繼電器的死區(qū)，在靜態(tài)情況下阻抗繼電器顯示的特性如圖2-5-2所示的虛線，在原點附近有一個凸區(qū)。為消除死區(qū)，LZ-21型方向阻抗繼電器通過引入第三相電壓，在繼電器的相位比較電氣量中引入

19、與測量電壓Um同相位的帶有記憶作用的極化電壓Ujo引入第三相電壓后LZ-21型方向阻抗繼電器的特性如2-15所示的實線圓。引入極化電壓Uj的另一個作用，就是防止被保護線路反向出口短路時，方向阻抗繼電器發(fā)生誤動作現(xiàn)象。引起反向出口短路時誤動作的原因，可參閱有關(guān)資料分析。圖2-5-2LZ-21型方向阻抗繼電器特性圖上面三種變壓器產(chǎn)生的電壓Uk、Uy、Uj按照一定的極性關(guān)系連接組成了兩個不同的電壓。即工作電壓Ui=Uk-Uy+Uj,制動電壓U2=Uk+Uy+Uj。Ui和U2經(jīng)過雙半環(huán)整流送入到執(zhí)行元件極化繼電器的工作線圈和制動線圈，以進行兩電壓的絕對值比較，繼電器的動作條件為U1|U2oLZ-21型

20、方向阻抗繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：a.交流額定電壓=100伏；b.交流額定電流=5安；c.工作頻率50HZ;d.最大靈敏度65、72和80,允許偏差；e.阻抗整定范圍為0.220/。改變電流回路的DKB位置，動作阻抗最小整定值為表2-5-1,允許誤差為10%o更新YB的變化可以改變表中最小整定值，而最大整定阻抗為表中最小整定值的10倍；f.精工電流Iig:當DKB=20匝，YB=100%,兩相短路IigId.min)C(IdKI.)(3-7)其中，Id表示計算所得的差動電流，Id.min表示差動繼電器的起動差流整定值即門檻電流，Ir表示計算所得的制動電流，K表示比率制動系數(shù)整定值。比率制動式差

21、動保護制動特性曲線如圖3-5-1。圖3-5-1比率制動式差動保護制動特性曲線實驗說明A相電流作為差動繼電器的1側(cè)電流，C相電流作為差動繼電器的2側(cè)電流。差動電流Id和制動電流Ir的表達式分別為：一.一.*Ia-InId=IA*IC,Ir=(3-8)2實驗內(nèi)容實驗接線將TQXDB-III多功能微機保護實驗裝置的A、C相電流接線端分別與測試儀的對應相電流端子相連。電流公共端也應連接在一起。實驗過程(1)程序下載運行“多功能微機保護實驗裝置管理程序”軟件，進入“在線下載繼電保護程序”模塊，對TQXDB-III多功能微機保護實驗裝置進行功能配置，下載“差動繼電器保護側(cè)程序”和“差動繼電器監(jiān)控側(cè)程序”。

22、(2)整定值下載進入“多功能微機保護實驗裝置管理程序”軟件的“繼電保護特性實驗”模塊，整定數(shù)字式差動繼電器門檻值為2A,比率制動系數(shù)為0.5。(3)特性測試本實驗主要是測試數(shù)字式差動繼電器的比率制動曲線特性。按“LCD-4型差動繼電器特性實驗”同樣的方法測試數(shù)字式差動繼電器的比率制動特性曲線，記錄測得的數(shù)據(jù)1d和Ir,填入表3-5-1,按“曲線觀察”按鈕顯示特性曲線，直觀了解比率制動特性。注意：開關(guān)量動作接點應選擇“接點3”(實驗臺內(nèi)部已連接好)。保持設置的動作門檻值不變，比率制動系數(shù)設置為0.4,重復特性測試實驗。表3-5-1不同比率制動系數(shù)下的差動與制動電流值制動系數(shù)K第1組第2組第3組第

23、4組第5組第6組第7組IdIrIdIrIdIrIdIrIdIrIdIrIdIr0.50.4將不同比率制動系數(shù)下的記錄數(shù)據(jù)在同一個坐標中畫圖得到的曲線Id=f(Ir),并進行比較。思考題：比較數(shù)字式差動繼電器和常規(guī)差動繼電器的動作曲線。3.7三段式電流保護實驗實驗目的(1)掌握三段式保護的基本原理。(2)熟悉三段式保護的接線方式。(3)掌握三段式電流保護的整定方法。了解運行方式對靈敏度的影響。了解三段電流保護的動作過程。了解反時限過電流保護的時限特性。3.7.2實驗原理及實驗說明三段式電流保護基本原理三段式電流保護一般作為中低壓線路的主保護，分電流速斷(簡稱I段)，限時電流速斷(簡稱n段)和定時

24、限過電流保護(簡稱出段)。目前電力網(wǎng)大多由多電源系統(tǒng)構(gòu)成，但可以發(fā)現(xiàn)，當輸電線路由雙測電源供電時，只要在單側(cè)電源上加裝方向元件，就可以把雙測電源拆開成兩個單側(cè)電源看待。因此本節(jié)所述保護原理都用單側(cè)電源說明。(1)電流速斷保護對于僅反映于電流增大而瞬間動作的電流保護，稱為電流速斷保護，作用原理如圖3-14所示：當AB段末端d1發(fā)生短路時，希望保護1能夠瞬時動作切除故障，當相鄰線路BC末端d2發(fā)生故障時，希望保護2瞬時動作切除故障，但是實際上，d1和d2點短路時流經(jīng)保護1的短路電流之幾乎一樣，則可知希望d1點短路時速斷保護1能動作，而保護2不動作，這就是動作的選擇性問題，為保證選擇性，則保護裝置的

25、起動參數(shù)的整定上保證下一出口處短路時不起動。則可知保護裝置1的動作電流必須大于d2短路時的最大短路電流。對于保護1來說，應有Idz.1Ald.B.max?？蛇x?。篒dz.1=KkId.B.max(3-20)其中可靠系數(shù)Kk取1.21.3。如圖3-7-1所示，當系統(tǒng)最大方式下運行時(圖示線I),電流速斷的保護范圍為最大，當出現(xiàn)其它運行方式或兩相短路時，速斷的保護范圍都要減小，而當出現(xiàn)系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路時(圖示線II),電流速斷的保護范圍為最小，但總的來說，電流速斷保護不能保護線路全長，并且保護范圍直接受運行方式的影響。動作時間：電流保護I段無時限動作，動作時間為斷路器固有的動作時間。靈

26、敏度校驗方法：求出I段的最小保護范圍，即在最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的保護范圍，用Lmin表不。LMIN13 E(*-Xi 2&-X s.max )(3-21)要求最小保護范圍不得低于15%20%線路全長。式中：Xi一線路的單位阻抗，一般0.4Q/krpXsmax一系統(tǒng)最大短路阻抗。注意：在進行整定電流計算時，應該按照在最大運行方式下發(fā)生三相短路時通過保護裝置的短路電流進行整定，按最小運行方式下發(fā)生兩相短路時的短路電流進行靈敏度校驗。短路電流計算方法如下：三相短路時，流過保護的短路電流為：a=母=一E*。z、ZdZs兩相短路時，流過保護的短路電流為：小)=E1一巴。Z、2ZdZs其中，E巾為

27、電源的等效計算相電動勢，Zd為短路點至保護安裝處的阻抗，Zs為保護安裝處到系統(tǒng)等效電源的阻抗。圖3-7-1電流速斷保護動作特性分析(2)限時電流速斷保護能以較小的時限快速切除全線路范圍以內(nèi)的故障稱為帶時限電流速斷，對這個新設保護的要求，首先是在任何情況下都能保護本線路全長，并且具有足夠的靈敏性，其次是在滿足上述要求的前提下力求具有最小動作時限。如圖3-15,由于要求帶時限電流速斷保護必須保護本線路AB的全長,因此，它的保護范圍延伸到下一線路中去，為了使AB上的帶時限電流速斷保護1獲得選擇性，它必須和下一線路BC的保護2的電流速斷保護配合，且保護1的限時電流速斷動作電流必須大于保護2的電流速斷動

28、作電流，如圖3-7-2所示，引入可靠系數(shù)K；,Kk取1.11.2。Idz.1=KkIdz.2動作時限整定方法：保護1的限時速斷的動作時限t1應該比下一線路的速斷保護動作時限t2高出一個時間階段，此時間階段用由表示ti=t2+為，如圖3-15所示，在保護2電流速斷范圍以內(nèi)的，心，、，,.,故障，將以t2的時間被切除，此時保護1的限時速斷雖然可能起動，但是由于tl較t2大一個因而時間上保證了選擇性。靈敏度校驗方法：為了能夠保護本線路的全長，限時電流速斷保護必須在系統(tǒng)最小運行方式下，線路末端發(fā)生兩相短路時具有足夠的反應能力，這個能力通常用Klm來衡量，對保護1的限時電流速斷而言，即應采用系統(tǒng)最小運行

29、方式下線路AB發(fā)生兩相短路時的短路電流作為故障參數(shù)的計算值來校驗：Klm=Id.B.min,且要求Km1.31.5oIdz.1圖3-7-2限時電流速斷動作特性及時間配合(3)定時限過電流保護過電流保護是指其起動電流按照躲開最大負荷電流來整定的一種保護裝置，它在正常運行時不應該起動，而在電網(wǎng)發(fā)生故障時，則能反應于電流的增大而動作，在一般情況下它不僅能保護本線路的全長，而且能保護相鄰線路的全長，以起到后備保護的作用。當d1點短路時，短路電流將通過保護5,4,3,這些保護都要起動，但是按照選擇性要求由保護3動作切除故障，然后保護4和5由于電流減小而返回。保護3的動作電流為：KkKzq.Id-If.m

30、ax(3-23)Kh其中，Kk為可靠系數(shù)，一般取1.151.25;Kzq為自啟動系數(shù)，如果有電動機負荷，大于1,如果無電動機負荷，可取1,應由網(wǎng)絡具體接線和負荷性質(zhì)確定；Kh為電流繼電器的返回系數(shù)，如果采用微機保護裝置，可取0.951,如果采用常規(guī)電流繼電器，可取0.85。動作時限的整定方法：為了保證選擇性則可知過電流保護的動作時間必須按階梯原則。相鄰保護裝置之間相差一個也。如圖3-7-3所示。靈敏度的校驗方法：當過電流保護作為本段線路的主保護時，即采用在最小運行方式下本線路末端兩相短路時的電流進行校驗Km=Id2min，且要求Km之1.31.5;當作為相鄰線路的后備保護時，Idzl則應采用最

31、小運行方式相鄰線路末端兩相短路時的電流進行校驗Klm=IdC：min,且要求Km之1.2。Idz.1圖3-7-3定時限過電流保護時間配合(4)反時限過電流保護反時限過電流保護是動作時限與被保護線路中的電流大小有關(guān)的一種保護，當電流大時，保護的動作時限短，當電流小時，保護的動作時限長。反時限過電流繼電器的時限特性如圖3-7-4所示:若電流III段采用反時限過電流保護，對于彳護1來說，其起動電流按照定時限過電流保護的整定方法進行計算，即按照躲開最大負荷電流來整定。IEC255-4標準中常用的反時限特性曲線包括：標準反時限特性、非常反時限特性和極端反時限特性。標準反時限特性方程為:0.14Tpt=T

32、-TT(I/Ip)-1非常反時限特性方程為:13.5TpI /I p -1極端反時限特性方程為:80Tpt二2(I/Ip)-1各式中：t為繼電器的動作時間，Tp為繼電器延時整定時間，I為加入繼電器的實際電流值，Ip為繼電器的整定電流值。Idz.JIj圖3-7-4反時限過電流繼電器時限特性3.16.2.210kV線路保護配置及邏輯框圖在本實3中，10kV線路保護的基本配置是：三段電流保護、反時限電流保護，保護可選擇帶方向。三段式電流保護的邏輯框圖如圖3-7-5到3-20,其中max表示A、B、C三相電流的最大值,I ZD.1、I段出口圖3-7-5 10kV線路保護電流I段動作邏輯框圖II段出口圖

33、3-7-6 10kV線路保護電流II段動作邏輯框圖IZD.2和IZD.3分別表小三段電流定值，詢.2和L.3表布2段和3段時間定值。反時限電流保護邏輯框圖如圖3-7-8。提供了三種反時限特性，通過控制字可以進行選擇?！扒€1”表示標準反時限特性,“曲線2”表示非常反時限特性,“曲線3”表示極端反時限特性。圖3-7-710kV線路保護電流III段動作邏輯框圖圖3-7-8反時限電流保護動作邏輯框圖3.7.2.3實驗說明本實驗系統(tǒng)出廠時提供了多組一次系統(tǒng)實驗模型，不同的實驗臺可選擇不同的實驗模型。以10kV線路*II型1為例進行實驗說明。10kV線路*II型1以實驗臺上的成組保護接線圖為一次系統(tǒng)模型

34、，如圖3-7-9。各元件基本參數(shù)已標示在模型上。10kV線路保護安裝于A變電站1QF處，從3TA二次側(cè)獲取電流，控制1QF動作。通過向TQXDB-III多功能微機保護實驗裝置下載10kV線路保護程序構(gòu)成10kV線路保護。6.3kV10.5kV6.3kV6MVAr1=0 x1=0.52r2=0 x2=0.52r0=0 x0=0.522TA1QF3TA2QF4TA/TXyi/ML J. ,u 1j. - -6MVA200/5300/5B200/5p0 =0kwLGJ-125/18LGJ-125/50r1=0 x1=0.4r1=0 x1=0.4ud =10.5%r0=0 x0=1.4r0=0 x0=

35、1.410.5kV10.5kV5TA 3QF4MVA 2000/5P0 =0kwud =10.5% 最大負荷D 電流為84A圖3-2210kV微機線路保護實驗一次系統(tǒng)圖注意：其它實驗模型的基本參數(shù)可在“電力網(wǎng)信號源控制系統(tǒng)”軟件上查看。具體方法如下：(1)在“文件”菜單中選擇“打開項目”，選擇“10kV線路模型*.ddb”打開。*表示要打開的實驗模型編號。雙擊左側(cè)樹形菜單中的“文件管理”中的“10kV線路模型*.ddb，并雙擊“測試”打開實驗模型。(3)在“選項”中點擊“顯示元件名稱”和“顯示元件參數(shù)”，各元件名稱和參數(shù)將顯示在系統(tǒng)模型一次圖中。3.7.3實驗內(nèi)容3.7.3.1實驗接線將TQX

36、DB-III多功能微機保護實驗裝置的三相電流接線端分別與成組保護接線圖的1QF處的電流互感器的三相電流插孔相連，裝置的跳閘、合閘接線端分別與1QF處的跳閘、合閘插孔相連，裝置的跳、合位端子分別與1QF的兩個輔助觸點：常開觸點、常閉觸點相連，裝置的跳合位公共端與兩個輔助觸點的另外一端相連。注意電流公共端也應相連。如圖3-7-10所示。注意：實驗臺上的保護實驗模式切換開關(guān)應撥到“獨立模式”，否則保護無法獲取電流信號!輔助觸點圖3-7-10 10kV微機線路保護實驗接線圖保護裝置功能配置如果TQXDB-III多功能微機保護實驗裝置當前程序不是10kV成組保護程序，運行“多功能微機保護實驗裝置管理程序

37、”軟件，進入“在線下載繼電保護程序”模塊，分別下載“10kV線路保護裝置保護側(cè)程序”和“10kV線路保護裝置監(jiān)控側(cè)程序”模塊到實驗裝置中。（詳細操作可參見“數(shù)字式電流繼電器特性實驗”或TQXDB-III多功能微機保護實驗裝置用戶手冊）整定值計算及其下載（1）整定計算按照模型參數(shù)進行整定值計算，注意模型參數(shù)為一次側(cè)參數(shù)，在進行整定計算后，注意將電流一次整定值轉(zhuǎn)換成二次整定值。二次整定值=（一次整定值）/nTA,其中nTA為保護安裝處電流互感器的變比。注意：線路最大負荷電流在“電力網(wǎng)信號源控制系統(tǒng)”軟件相應線路模型圖上查看。計算完畢后應進行靈敏度校驗，如果靈敏度不滿足要求，則可能整定值計算錯誤或可

38、靠系數(shù)選擇不合適，重新整定計算。將選定的實驗模型序號及各段電流整定計算結(jié)果填入表3-7-1。注意：由于測試儀錄波時間最大為900ms,為了方便觀察保護動作情況，II段和III段動作時限不宜超過800ms。表3-7-110kV三段電流保護整定值（保護安裝處電流互感器變比nTA=）選定實驗模型電流速斷一次整定值（A）二次整定值（A）動作時間（S）/（2）整定值下載運行軟件“多功能微機保護實驗裝置管理程序”10kV線路模型限時電流速斷定時限過電流保護,進入“微機繼電保護綜合實驗”模塊進行整定值下載?；蛘咧苯影囱b置面板上的“ESC”鍵進入菜單進行整定。注意三段電流保護控制字均應投入，其他控制字均不投入

39、!模擬系統(tǒng)不同地點發(fā)生各種類型的短路實驗設置線路AB及BC上各點發(fā)生瞬時性三相短路和兩相短路故障。步驟：（1）打開測試儀電源，運行“電力網(wǎng)信號源控制系統(tǒng)”軟件，打開相應的實驗模型。在線路上設置三相短路故障（或兩相短路故障）。方法為：在線路模型上點擊右鍵，選擇“設置故障”。用鼠標左鍵點擊圖3-7-11中AB線路指示處，設置故障。建議“故障限時”不小于2000毫秒或設置為0（0表示最長的故障限時）。本實驗中過渡電阻Rf、Rg均設為0。圖3-7-11設置故障方法示意圖(2)點擊菜單中的“設備管理”，選擇“設備初始化”。(3)點擊“運行”，等待軟件界面左下角狀態(tài)欄出現(xiàn)“下載數(shù)據(jù)結(jié)束”的提示后，按下實驗

40、臺面板上1QF處的紅色合閘按鈕，控制測試儀發(fā)出系統(tǒng)正常運行時的電流電壓信號。(4)按下實驗臺面板上成組微機保護接線圖上AB線路下方的“短路按鈕”，控制測試儀發(fā)出設置的故障狀態(tài)下的電流電壓信號，觀察保護裝置動作情況，并記錄動作值。(5)設置不同的短路點，重復步驟1-4,測試不同地點發(fā)生短路時保護的動作值，并將相應數(shù)據(jù)填入表3-7-2中。如果測試的數(shù)據(jù)較多，可自己增加表格長度。動作值可在保護動作報告中讀取，保護動作報告同時顯示在裝置面板上和“多功能微機保護實驗裝置管理程序”界面上。注意：(1)每次實驗后，保護斷開后，軟件界面一次圖上斷路器1QF將呈現(xiàn)斷開狀態(tài)(綠色)，再次做實驗前要先將斷路器合上，

41、方法是：右鍵點擊斷路器所在的線路，點擊“故障設置”將“故障設置”前的選中項取消。然后雙擊斷路器，選擇“合閘”并確定，再次進行“設備初始化”后即可對斷路器合閘。(2)模型上只能設置一處故障點，在BC線路上設置故障前，應首先清除AB線路上的故障(方法：在AB線路符號上點擊鼠標右鍵在選項中選擇“清除故障”)。(3)動作報告解析舉例：以下為電流速斷保護出口的動作報告：“05-08-2623:15:08:310.8電流速斷出口026.7ms07.00A”其中，“2005-08-2623:15:08:310.8”表示發(fā)生故障的絕對時間，“310.8表示ms值，“電流速斷出口”表示動作元件，“026.7ms

42、”表示從故障發(fā)生開始到保護發(fā)出跳閘命令的相對時間，“07.00A”表示保護動作電流。表3-7-2不同地點發(fā)生故障時保護動作記錄表故障線路故障點及故障類型保護動作情況AB線路距離A點30%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離A點50%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離A點70%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離A點99%處發(fā)生三相短路電流保護_段動作，動作電流A距離A點30%處發(fā)生AB相間短路電流保護_段動作，動作電流A距離A點50%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A距離A點70%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A距離A點99%處發(fā)生AB相間短路電

43、流保護段動作，動作電流ABC線路距離B點30%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離B點50%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離B點70%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離B點99%處發(fā)生三相短路電流保護段動作，動作電流A距離B點30%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A距離B點50%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A距離B點70%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A距離B點99%處發(fā)生AB相間短路電流保護段動作，動作電流A3.7.3.5三段式電流保護動作范圍測試實驗設置不同的短路點，測試電流保護在不同短路類型的情況下的保護范圍，并將結(jié)果填入表格3-7-3。表3-7-3三段式電流保護保護范圍記錄表保護類型保護范圍電流速斷AB線路全長%+BC線路全長%二相短四限時電流速斷AB線路全長+BC線路全長%定時限過電流保護AB線路全長%+BC線路全長%電流速斷AB線路全長_%+BC線路全長_%兩相短路限時電流速斷AB線路全長_%+BC線路全長_%定時限過電流保護AB線路全長_%+BC線路全長_%注意:測試方法提示：一般來說從保護安裝處附近開始設置短路點，如果要測試的保護段動作，則表示在該段保護動作區(qū)內(nèi)，如果非本保護段動作，則可適當縮短短路點至保護安裝處的距離，重復實驗，以獲得