武漢理工大學(xué)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書綜述

實(shí)驗(yàn)一電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)原理與實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)的原理、并掌握其整定和計(jì)算的方法。2、掌握電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)適用的條件。二、實(shí)驗(yàn)原理1、電壓速斷保護(hù)在電力系統(tǒng)的等值電抗較大或線路較短的情況下，當(dāng)線路上不同地點(diǎn)發(fā)生相間短路時(shí)，短路電流變化曲線比較平坦，見圖10-1所示的無時(shí)限電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍較小，尤其是在兩相短路和最小運(yùn)行方式時(shí)的保護(hù)范圍更小，甚至沒有保護(hù)范圍。在這種情況下，可以采用電壓速斷保護(hù)，而不采用電流速斷保護(hù)。在線路上不同地點(diǎn)發(fā)生相間短路時(shí)，母線上故障相之間殘余電壓Ucy的變化曲線如圖10-2所示。從圖中看出，短路點(diǎn)離母線愈遠(yuǎn)，Ucy愈高。其中：①表示最大運(yùn)行方式下Ucy變化曲線；②表示最小運(yùn)行方式下的Ucy變化曲線。電壓速斷保護(hù)是反應(yīng)母線殘余電壓Ucy降低的保護(hù)。在保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，Ucy較低，保護(hù)裝置起動；在保護(hù)范圍以外發(fā)生短路時(shí)，Ucy較高，保護(hù)裝置不起動。如同電流速斷保護(hù)一樣，電壓速斷保護(hù)可以構(gòu)成無時(shí)限的，也可以構(gòu)成有延時(shí)的。在圖10-2所示的線路上，如果裝有保護(hù)相間短路的無時(shí)限電壓速斷保護(hù)，它的動作電壓Udx應(yīng)整定為（10-1）式中Ucy.min——最小運(yùn)行方式下在線路末端三相短路時(shí)，線路始端母線上的殘余電壓；——上述短路時(shí)的短路電流；Xl——線路電抗；Kk——可靠系數(shù)，考慮到電壓繼電器的誤差和計(jì)算誤差等因素，它一般取1.1～1.2。從圖10-2可見，在最小運(yùn)行方式下，電壓速斷保護(hù)的保護(hù)范圍（Ib.min）最大；在最大運(yùn)行方式下，保護(hù)范圍（Ib.max）最小。所以電壓速斷保護(hù)應(yīng)按最小運(yùn)行方式來整定動作電壓，按最大運(yùn)行方式來校準(zhǔn)保護(hù)范圍。在線路上任何一點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，不論是三相短路還是兩相短路，母線上故障相之間的殘余電壓是相等的。因此，保護(hù)相間短路的電壓速斷保護(hù)應(yīng)采用三相式接線，電壓繼電器應(yīng)接相間電壓。這樣，電壓速斷保護(hù)既能保護(hù)三相短路也能保護(hù)兩相短路，而且保護(hù)范圍與故障種類無關(guān)。如同無時(shí)限電流速斷保護(hù)一樣，無時(shí)限電壓速斷保護(hù)的保護(hù)范圍也可以用解析法進(jìn)行計(jì)算.（10-2）—最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗；—最小運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗；—被保護(hù)線路每公里的電抗；—被保護(hù)線路的全長（km）。由式(10-2)不難看出，電壓速斷保護(hù)適用于運(yùn)行方式變化小的場合，如圖10-3所示。2、電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)為了保證選擇性，電流速斷保護(hù)應(yīng)按最大運(yùn)行方式來整定其動作電流，但在最小運(yùn)行方式下保護(hù)范圍要縮?。欢妷核贁啾Ｗo(hù)應(yīng)按最小運(yùn)行方式來整定其動作電壓，但在最大運(yùn)行方式下保護(hù)范圍要縮小。在有些電網(wǎng)中，由于最大和最小運(yùn)行方式相差很大，不能采用電流速斷保護(hù)或電壓速斷保護(hù)。如果出現(xiàn)這兩種運(yùn)行方式的時(shí)間較短，大多數(shù)時(shí)間是在某一種運(yùn)行方式（稱為主要運(yùn)行方式）下工作。對此，可以采用電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)。電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)的起動元件包括電流起動元件和電壓起動元件，它們的觸點(diǎn)是相串聯(lián)的，因此只有在兩者都動作的情況下，保護(hù)才會起動，它們的整定值互相配合，以保證動作的選擇性和協(xié)調(diào)性。在圖10-4所示的線路上，如果裝有保護(hù)相間短路的無時(shí)限電流、電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)。在主要運(yùn)行方式下。要求它的保護(hù)范圍達(dá)到線路全長的80%（考慮到電流、電壓繼電器誤差等因素，不能要求保護(hù)線路的全長），也就是要求在主要運(yùn)行方式下電流起動元件和電壓起動元件的保護(hù)范圍都為線路全長的80%。電流起動元件的動作電流Idz應(yīng)整定為（10-3）式中——系統(tǒng)的次暫態(tài)電熱（相）；——主要運(yùn)行方式下的系統(tǒng)電抗；——線路電抗。電壓起動元件的動作電壓UdZ應(yīng)整定為式中——主要運(yùn)行方式下保護(hù)范圍末端的三相短路電流?！谥饕\(yùn)行方式下保護(hù)范圍末端相間短路時(shí)，母線上故障相之間的殘余電壓。按主要運(yùn)行方式整定以后，當(dāng)處在最大運(yùn)行方式時(shí)，電流起動元件的動作范圍將伸長，但由于電壓起動元件的動作范圍將縮小，所以整個(gè)保護(hù)裝置的保護(hù)范圍是縮小的，不會造成無選擇性動作。當(dāng)出現(xiàn)最小運(yùn)行方式時(shí)，電壓起動元件的動作范圍將伸長，但由于電流起動元件的動作范圍將縮小，所以也不會造成整個(gè)保護(hù)裝置無選擇性動作。由以上分析可知，在任何運(yùn)行方式下電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)都不能保護(hù)線路的全長，所以在實(shí)際中可以和定時(shí)限過電流保護(hù)配合使用。在后面的電流電壓聯(lián)鎖與定時(shí)限過電流保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn),就是解決這個(gè)問題。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、根據(jù)線路模型，按照電流電壓連鎖保護(hù)整定的原則進(jìn)行計(jì)算和整定。2、保護(hù)裝置設(shè)置時(shí)，任選一段電流保護(hù)，將低電壓閉鎖投入，時(shí)間定值設(shè)置為0，在“過流電壓閉鎖定值”項(xiàng)中設(shè)置電壓的整定值。起動實(shí)驗(yàn)控制屏，將計(jì)算值存入裝置中。3、運(yùn)行方式分別設(shè)置為最大、正常、最小，在BC段末端進(jìn)行三相短路，注意保護(hù)裝置是否動作。如若不跳閘，將短路點(diǎn)緩慢前移找到最大保護(hù)范圍。對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。4、在AB段重復(fù)步驟3和4。5、將保護(hù)裝置A和B按無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定，找到三相短路時(shí)的保護(hù)范圍。6、分別在最大、正常、最小運(yùn)行方式下,在AB和BC線路上發(fā)生兩相短路時(shí),保護(hù)裝置A和B的保護(hù)范圍。7、斷開保護(hù)裝置B的跳閘壓板，在BC段首端進(jìn)行三相短路，注意保護(hù)裝置是A否動作。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、寫出上面的整定計(jì)算過程。2、電流電壓連鎖保護(hù)一般有哪幾種形式？為什么常將低電壓起動的過電流保護(hù)（這種保護(hù)帶有一定時(shí)限）用于發(fā)電機(jī)保護(hù)中？3、電流電壓連鎖保護(hù)中電流元件與電壓元件是什么樣的邏輯關(guān)系？為什么在電磁繼電器實(shí)現(xiàn)的電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)中總要裝設(shè)電壓回路斷線指示信號？4、將上面的實(shí)驗(yàn)記錄填入下表保護(hù)裝置A保護(hù)B保護(hù)無時(shí)限電流速斷保護(hù)整定電流（A）最大方式下保護(hù)范圍正常方式下保護(hù)范圍最小方式下保護(hù)電流電流電壓聯(lián)鎖保護(hù)整定電壓（V）整定電流（A）