繼電保護實訓完整版dox

目錄1引言 21.1繼電保護主要任務 21.2繼電保護的基本要求 21.3實訓裝置及其注意事項 22三段式電流保護 42.1基本原理 42.1.1試驗臺一次系統(tǒng)原理圖 42.1.2電流速斷保護動作特性 42.2繼電器的特性實驗 42.2.1電流繼電器特性實驗 42.2.2電流繼電器動作時間測試實驗 52.2.3電壓繼電器特性實驗 52.2.4時間繼電器特性測試實驗 62.3整定計算 62.4實驗結果 73距離保護 93.1距離保護的基本原理 93.2阻抗繼電器特性 93.3整定計算 103.4實訓結果 124三相一次重合閘 134.1動作原理 134.2自動重合閘的作用 145結束語 16參考文獻 171引言1.1繼電保護主要任務（1）自動、迅速、有選擇地切除故障器件，使無故障部分設備恢復正常運行，故障部分設備免遭毀壞。（2）發(fā)現電氣器件的不正常狀態(tài)，根據運行維護條件動作于發(fā)信號、減負荷或跳閘。1.2繼電保護的基本要求為了使繼電保護能有效地履行其任務，在技術上，對于跳閘的繼電保護應滿足四個基本要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。（1）選擇性：指電力系統(tǒng)故障時，繼電保護裝置動作，僅切除故障元件。盡量縮小停電范圍，使系統(tǒng)的非故障部分繼續(xù)運行。（2）速動性：是指繼電保護裝置動作的時間應盡量短。（3）靈敏性：是指繼電保護裝置對其保護范圍內發(fā)生的故障或不正常運行狀態(tài)的反應能力。（4）可靠性：是指該繼電保護裝置規(guī)定的保護范圍內發(fā)生了它應該動作的故障時可靠動作，既不拒動；而在任何其他該保護不應該動作的情況下可靠不動作，即不誤動。1.3實訓裝置及其注意事項DJZ-ⅢC型電氣控制與繼電保護試驗臺是專為熟悉各種繼電器特性實驗，變壓器常規(guī)和微機差動保護實驗，模擬線路電流電壓常規(guī)保護和微機保護實驗以及常規(guī)距離保護和微機距離保護實驗設計的裝置，試驗臺上設有各種常規(guī)電磁式繼電器和線路模型、變壓器和微機型繼電保護裝置等組成。裝置外形圖見圖1-1。面板布置圖見1-2。試驗臺使用注意事項1．DJZ-ⅢC型電氣控制及繼電保護教學試驗臺的工作電流和工作電壓不得超過允許值。實驗電流較大時，不得長期工作。2．實驗前檢查所有空開應在斷開位置，電源信號燈均熄滅，此時才能接線。3．接線過程中密切注視空開位置，以防誤操作引起事故。4．接線完畢，要由另一人檢查線路。5．實驗中不允許帶電改接線路。6．實驗過程中沒有使用的CT，其二次側應該短接。圖1-1DJZ-ⅢC電氣控制及繼電保護試驗臺外形圖圖1-2DJZ-ⅢC型試驗臺面板布置圖2三段式電流保護2.1基本原理2.1.1試驗臺一次系統(tǒng)原理圖試驗臺一次系統(tǒng)原理圖如圖2-1所示。112,4,5測量孔1KM1CTTM220/127VRS最小最大區(qū)內區(qū)外PT測量2KM2CTSAV1R123KMRd10R245DXSAV3移相器圖2-1電流、電壓保護實驗一次系統(tǒng)圖電流、電壓保護~I>~I>KA2KA1ABCk1k2I>I1QF3QFlCk4Q2QFk2lminIop213lO圖2-2電流速斷保護動作特性圖2.2繼電器的特性實驗2.2.1電流繼電器特性實驗A~A~220VKA+220V220VRTY1305A2A動作信號燈ao虛線框為臺體內部接線2-3電流繼電器動作電流值測試實驗原理圖實驗電路原理圖如圖2-3所示：表2-1電流繼電器動作值、返回值測試實驗數據記錄表動作值/A返回值/A12.862.5022.872.4932.842.54平均值2.862.51誤差0.88整定值Izd1.5變差1.75%返回系數0.882.2.2電流繼電器動作時間測試實驗電流繼電器動作時間測試實驗原理圖如圖2-4所示： 圖2-4電流繼電器動作時間測試實驗電路原理圖表2-2電流繼電器動作時間測試實驗數據記錄表I1.2A1.4A1.6A123123123T/ms888986871881851871863883843863862.2.3電壓繼電器特性實驗電壓繼電器動作、返回電壓值測試實驗（以低電壓繼電器為例）。低電壓繼電器動作值測試實驗電路原理圖如下圖2-5所示：圖2-5低電壓繼電器動作值測試實驗電路原理圖表2-3低電壓繼電器動作值、返回值測試實驗數據記錄表動作值/V返回值/V138.236.3238.236.3338.535.6平均值38.336.07誤差0.81整定值Uset20變差0.78%返回系數0.942.2.4時間繼電器特性測試實驗時間繼電器特性測試實驗電路原理接線圖如圖2-6所示：圖2-6時間繼電器動作時間測試實驗電路原理圖表2-4時間繼電器動作時間測試整定值123平均誤差變差T/ms500048644820482048291712.3整定計算電流保護分無時限電流速斷保護（簡稱Ⅰ段）、帶時限速斷保護（簡稱Ⅱ段）和過電流保護（簡稱III段）。此次實訓作Ⅰ段和Ⅱ段整定。電流保護整定值計算：Ω、Xsmin=5Ω，線路段的阻抗為10Ω。線路中串有一個2Ω的限流電阻，設線路段最大負荷電流為1.2A。無時限電流速斷保護可靠系數KⅠ=1.25，帶時限電流速斷保護可靠系數為KⅡ=1.1，過電流保護可靠系數KⅢ=1.15，繼電器返回系數Kre=0.85，自啟動系數Kzq=1.0。此實訓采用完全星形兩段式接線圖。根據上述給定條件：（1）理論計算線路段電流保護各段的整定值計算：（A）=1.8（A） （A）=1（A）==圖2-7電流保護接線2.4實驗結果1）三相短路電流Ⅰ段保護動作情況實訓數據記錄如下表2-5所示。表2-5三相短路實驗數據記錄表短路電阻/運行方式10987654321最大2.592.793.013.253.563.924.343.835.496.44最小2.162.302.442.612.753.013.263.503.854.28正常1.832.02.122.232.412.522.783.093.143.642）兩相短路電流Ⅰ段保護動作情況實訓數據記錄如下表2-6所示。表2-6兩相短路實驗數據記錄表短路電阻/運行方式AB相短路BC相短路CA相短路最大989最小777正常6563距離保護3.1距離保護的基本原理所謂距離保護，即阻抗保護，就是指反應保護安裝處至短路故障點的距離，并根據這一距離的遠近而確定是否動作的一種保護裝置，其基本原理圖如圖3-1所示。~KZ~KZABCk1k2Zk1Zk2圖3-1距離保護基本原理說明圖系統(tǒng)正常工作時，保護安裝處測量到的電壓為Uw，它接近于額定電壓。保護安裝處測量到的電流為負荷電流IL，則比值Uw/IL=Zm，基本上是負荷阻抗ZL，其值較大，負荷阻抗角k1較?。ㄒ话銥?0~40左右）。當圖6-1所示k1點短路時，保護安裝處測量到的電壓為k1點短路時的殘壓Uk1=Ik1Zk1，測量到的電流為Ik1，則比值Uk1/Ik1=Zk1。而當k2點短路時，則有=ZAB+Zk2。后兩種狀態(tài)下的阻抗值均較小，而阻抗角為k其值較大。顯然利用電壓和電流的比值，不但能清楚地判斷系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)和短路狀態(tài)，還能反映短路點到保護安裝處的電氣距離。短路點遠，Zk大。由于Zk只與短路點到保護安裝處的電氣距離有關，因此，用構成的保護，其保護范圍基本上不受運行方式變化的影響。這就克服了電流、電壓保護的靈敏度受系統(tǒng)運行方式影響的缺點。距離保護與電流保護一樣，也有一個保護范圍，短路發(fā)生在這一范圍內，保護動作，否則不動作。這個保護范圍通常是用給定阻抗值的大小來實現的。這個給定的阻抗稱整定阻抗，用Zset表示。當線路發(fā)生短路時，距離保護測量到的阻抗Zm（正常時Zm=ZL，短路時Zm=Zk）小于整定阻抗，即Zm<Zset，則保護動作；若Zm>Zset，保護不動作。因此，距離保護實質上是一種低量動作保護。3.2阻抗繼電器特性阻抗繼電器是距離保護中不可缺少的元件，它是低動作量的繼電器，它有多種特性，LZ-21整流型方向阻抗繼電器在電力系統(tǒng)中應用相當廣泛。此次實訓采用LZ-21方向阻抗繼電器。1)LZ-21阻抗繼電器的Zpu=f()特性根據圖3-1接線圖完成阻抗繼電器實驗。圖3-2LZ-21方向阻抗繼電器實驗原理接線圖方向阻抗繼電器靜態(tài)特性Zpu=f（）測試結果如下表3-1所示。表3-1方向阻抗繼電器靜態(tài)特性Zpu=f（）測試（條件為：內=72，Im=2A，Zset=5）Upu/V20161210521.51.01=1，+30。2031811691631642122281=1，+30。226247264277301306286Zpu16+j106.7+j77.6+j47.1+j36+j0.74-j3.42-j0.1Zpu2-1.5+j11-2.8+j9.6-3.0+j8.5-2.9+j5.2-2.1+j3.4-1.7+j1.12）LZ-21型方向阻抗繼電器的Zpu.r=f(Im)特性方向阻抗繼電器的Zpu.r=f(Im)特性測試結果如下表3-2所示。表3-2方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性Zpu=f（Im）測試（條件為：內=72，Zset=5）Im/A1.51.00.80.60.40.30.2U/VU1.31.11.21.11.11.11.1U17.212.19.36.63.92.81.7Zpu=Zpu0.4330.550.750.9171.3751.8332.75Zpu5.7336.055.8135.554.8754.6674.253.3整定計算LZ-21型阻抗繼電器整定面板說明圖如3-5所示。008060402005101500.50432108060402005101500.504321(a)YB整定板示意圖(b)YB副方線圈內部接線圖3-3LZ-21型阻抗繼電器整定面板說明圖整定值整定步驟如下：（1）要求阻抗繼電器阻抗整定值為Zset=5，實驗時設nPT=1，nCT=1，檢查電抗變壓器DKB原方匝數應為16匝。（ZI=1.6）（2）計算電壓變換器YB的變比，YB副方線圈對應的匝數為原方匝數的32%。（3）在參考圖3-3阻抗繼電器面板上選擇20匝、10匝，2匝插孔插入螺釘。（4）改變DKB原方匝數為20匝（ZI=2）重復步驟（1）、（2），在阻抗繼電器面板上選擇40匝、0匝，0匝插孔插入螺釘。表3-3DKB最小整定阻抗范圍與原方線圈對應接線最小整定阻抗范圍（歐相）DKB原方繞組匝數DKB原方繞組接線示意圖（一個繞組）0.22224140.44224140.66224140.8822414110224141.212224141.414224141.616224141.8182222022414圖3-4LZ-21型阻抗繼電器實驗原理接線圖3.4實訓結果實訓結果如下表3-4所示（Ⅰ段，正常運行方式，AB兩相短路，“1”表示動作，“0”表示不動作）。表3-4LZ-21型阻抗繼電器特性測試表短路電阻移相器角度10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%00000000000150000000000301111100000451111111110601111111000751111110000901110000000 4三相一次重合閘4.1動作原理圖圖4-1單端供電的一次重合閘原理接線圖+-1KAMCSBAC11KAMIKT(R)QF29KAM10RR11KAM3接信號SBAB11KAM2KC(L)QF111KAMV11KAM1XB接信號KS1KAMIKAM3KAM12KAM44保護加速17RHLKAM21210119KT1KAMV53R66R34R8KTKT25R79KAMAABC+EFEFSBSBDCH-1（2）如果線路上存在有永久性故障此時重合閘不成功，斷路器第二次跳閘，9KAM與KT仍同前而起動，但是由于這一段時間是遠遠小于電容器充電到使KAM（V）起動所必需的時間（15～25s）因而保證了裝置只動作一次。（3）重合閘裝置中間元件的觸點KAM1發(fā)生卡住或者熔接，為了防止在這種情況下斷路器多次合閘到永久性故障的線路上去，用中間繼電器11KAM，因為斷路器合閘于永久性故障時，觸點1KAM再次閉合跳閘回路（由＋→1KAM→11KAM(I)→QF2→KT(R)→－）11KAM(I)起動，如果KAM1已熔接或卡住，則中間繼電器通過11KAM（V）自保持，并通過11KAM3發(fā)出信號，其動斷觸點11KAM2斷開了合閘線圈回路，從而防止了斷路器多次合閘。（4）手動跳閘當按下SB(AC)，斷路器跳閘。由于SB(EF)已斷開，切斷了裝置的起動回路，避免了斷路器發(fā)生合閘。（5）手動合閘（在投入前應先將裝置中電容器C放電完畢）當按下SB，接通電容器C的充電回路（由＋→SB(EF)→⑧→4R→③→－）此時如果在輸電線路上存在有永久性故障，則斷路器很快又被切除，因為電容