继电保护实验指导书7Word文档下载推荐.docx
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图7－2三段式电流保护接线图
（a）原理图（b）展开图
的主保护。
第Ⅲ段为定时限过电流保护，保护范围包括XL-1及XL-2全部，其动作时限为t1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III=t2III+△t，t2III为线路XL-2的过电流保护的动作时限。
当线路XL-2短路而XL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称远后备。
线路XL-1本身故障，其主保护速断与带时限速断拒动时，XL-1的过电流保护
也可起后备作用，这种后备作用称近后备。
综上所述，电流保护是根据网络发生短路时，电源与故障点之间电流增大的特点构成的。
无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电流为整定的原则，它是靠动作电流的整定获得选择性。
带时限电流速断保护则同时依靠动作电流和动作时间获得选择性，并要与下一线路的无时限电流速断保护相配合。
过电流保护以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可靠返回为整定原则。
它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。
2、阶段式电流保护的电气接线
图7-2为三段式电流保护接线图，其中1LJ、2LJ、1XJ、BCJ构成第Ⅰ段无时限电流速断保护；
3LJ、4LJ、1SJ、2XJ、BCJ构成第Ⅱ段带时限电流速断保护；
5LJ、6LJ、7LJ（两相三继电器式接线）、2SJ、3XJ、BCJ构成第Ⅲ段定时限过电流保护。
BCJ为保护出口中间继电器，任何一段保护动作时，均有相应的信号继电器动作指示，从指示可知道哪段保护曾动作过，从而可分析故障的大概范围。
3、一次网络模拟接线
单侧电源辐射网络见图7-1，在母线A和母线B上都装有三段式电流保护。
由于正常时，系统三相是对称的，所以在实验室中可采用单相一次网络模拟接线图，如图7-3所示。
4、绘制三段式电流保护单相式接线图
本实验安装调试内容为线路XL-1上的三段式电流保护装置，但要考虑与线路XL-2上的三段式电流保护配合，可参考图7-1。
实验中采用DL-20C系列电流继电器，组合型DXM-2A信号继电器，DS-20时间继电器和DZB-10B中间继电器，为了简化实验接线，每一段保护中电流继电器只装一个。
要求每一位学生在实验前参照图7-2绘制一张完整的三段式电流保护单相式展开图。
四、三段式电流保护实验参数整定计算
如图7-4所示35千伏单侧电源辐射式线路,XL-1的继电保护方案拟定为三段式电流保护，保护采用两相不完全星形接线。
选定线路XL-1的正常最大工作电流为0.25安，（设计模拟一次电流等于二次电流，因此电流互感器采用一比一，也可将电流继电器线圈直接串入）在最大运行方式下及最小运行方式下D1、D2及D3点三相短路电流值见表7-1。
图7-4三段电流保护计算网络图
（一）、一次网络模拟接线中各点短路电流及负荷电流
表7-1
短路点
D1
D2
D3
XL-1的正常最大工作电流
并Rf后的负荷电流
最大运行方式下三相短路电流（安）
4.5
1.75
0.695
0.25
0.5
最小运行方式下三相短路电流（安）
3
1.465
0.645
/
（二）、三段保护动作值的整定计算
1、线路XL-1的无时限电流速断保护
电流速断保护的动作值按大于本线路末端D2点短路时流过保护的最大短路电流IdL2。
Zd来整定，即保护的一次动作电流为：
IdI.b.1=KKIdL2.Zd=1.3×
1.75=2.275安（7-1）
式中KK——可靠系数，对电流速断取1.2~1.3：
继电器的动作电流为：
Kj1
IdI.j.1=-------IdI.b.1=------×
2.275=2.275安（7-2）
nL1/1
式中：
KJ=1，电流互感器变比nL采用1∶1。
选用DL-24C/6型电流继电器，其动作电流的整定范围为1.5~6安，本段保护整定2.28安。
图7–3（a）三段式电流保护交流电流部分（一次网络模拟接线）实验接线图
图7—3（b）三段式电流保护直流部分实验接线图
2、线路XL-1的带时限电流速断保护
要计算线路XL-1的带时限电流速断保护的动作电流，必须首先计算出线路XL-2无时限电流速断保护的动作电流IdI.b.2
IdI.b.2=KKIdL3.Zd=1.3×
0.695＝0.9035安（7-3）
线路XL-1的带时限电流速断保护的一次动作电流为：
IdIIb.1=KKIdI.b.2=1.1×
0.9035=0.99385安（7-4）
继电器的动作电流为:
IdIIj.1=------IdIIb.1=----0.99385=0.99385安（7-5）
选用DL-24C/2型电流继电器，其动作电流的整定范围为0.5~2安，本保护整定0.9936安。
动作时限应与线路XL-2无时限电流速断保护配合,即：
t1II=t2I+△t=0+0.5=0.5秒（7-6）
选用DS-22型时间继电器。
其时限调整范围为1.2-5秒，为了便于学生在操作中观察,本保护整定为3秒。
带时限电流速断保护应保证在线路XL-1末端短路时可靠动作，为此以D2点最小短路电流来校验灵敏度。
最小运行方式下的两相短路电流为：
√3
I
（2）dL2.zx=----I（3）dL2.zx=0.866×
1.465=1.269安（7-7）
2
则在线路XL-1末端短路时,带时限电流速断保护的灵敏系数为
I
（2）dL2.zx1.269
KL=--------------=-----------=1.277>
1.25（7-8）
IdII.b.10.994
3、线路XL-1的过电流保护装置
（1）、过电流保护的动作电流整定原则：
a、只有在被保护线路过流时它才起动，在最大负荷电流Ifh.zd时保护装置的电流继电器不应动作。
即:
Id.b>
Ifh.zd（7-9）
b、当外部短路时，如本线路过电流继电器已起动，但由于下一线路上2号保护的时限短而首先动作，使2QF跳闸，短路电流消失，当电流降低到最大负荷电流后，本线路的过电流继电器应能可靠地返回。
同时应考虑由于故障切除后电压恢复，负荷中的电动机自起动，可能出现最大负荷电流，为使1号保护的过电流继电器能可靠返回，它的返回电流应大于故障切除后线路XL-1的最大负荷电流，即:
If.b>
Ifh.zd（7-10）
（2）、过电流保护的动作电流整定计算
过电流保护的一次动作电流为：
KKKzq1.2×
1.3
IdIII.b.1=-------------Ig.zd=--------------×
0.25=0.4588安（7-11）
Kf0.85
式中KK——可靠系数,取1.2；
Kzq——自起动系数，取1.3；
Kf——返回系数，取0.85。
继电器动作电流为:
Kj1
IdIIIj.1=----------IdIII。
b.1=------×
0.4588=0.4588安（7-12）
nL1/1
选用DL-24C/2型电流继电器，其动作电流整定范围为0.15~0.6安，本保护整定在0.459安。
（3）、过电流保护动作时限的整定
为了保证选择性，过电流保护的动作时限按阶梯原则整定，这个原则是从用户到电源的各保护装置的动作时限逐级增长一个△t。
所以动作时限t1III应与线路XL-2过电流保护动作时限t2III相配合。
如:
XL-2过电流保护动作时间为2.5秒时，XL-1过电流保护动作时限为
t1III=t2III+△t=2.5+0.5=3秒（7-13）
本实验为了便于观察可取7秒。
选用DS-23型时间继电器，其时限调整范围为2.5~10秒。
（4）过电流保护的灵敏度校验
a、为了保证被保护线路全长范围内发生短路时，过电流保护均能可靠地动作，选择被保护线路末端D2点作为线路XL-1过电流保护的灵敏度校验点，应用D2点发生短路时，流过保护装置的最小短路电流计算灵敏度系数。
根据规程规定，这个灵敏度系数的最小允许值为1.5。
b、对于定时限过电流保护不仅要求它在本段线路上发生短路时能可靠地动作，而且相邻元件的继电保护或断路器拒绝动作时也能可靠动作，起到相邻元件后备保护的作用，故选择相邻元件末端D3点作为后备保护时的灵敏度校验点，用D3点短路时，流过保护的最小短路电流计算灵敏度系数，根据规程要求，这个灵敏度系数应大于1.2。
根据以上要求过电流保护分别对本线路XL-1末端D2短路及下一线路XL-2末端D3短路时校验灵敏度得：
在线路XL-1末端D2点短路时，过流保护的灵敏系数为：
I
（2）dL2.zx1.269
KL=--------------=-----------=2.76>
1.5（7-14）满足要求
IdIII.b.10.459
在线路XL-2末端D3点短路时，过流保护的灵敏系数为：
I
（2）dL3.zx0.866I（3）dL3.zx0.866×
KL=--------------=---------------------=---------------------=1.217>
1.2（7-15）
IdIII.b.1IdIII.b.10.459
满足要求
根据以上各项计算值首先对各段保护的继电器进行整定，然后进行整组实验及动作分析。
（三）、三段式电流保护选用的继电器规格及整定值总表
表7-2
编号
用途
型号规格
整定范围
实验
整定值
线圈
接法
1LJ
无时限电流速断
DL～24C/6
1.5～6安
2.28安
串联
1XJ
电流速断信号
DXM～2A
0.015安220伏
3LJ
带时限电流速断
DL～24C/2
0.5～2安
0.994安
1SJ
限时速断时间
DS～22
1.2～5秒
3秒
2XJ
限时速断信号
0.015安220伏
5LJ
定时限过电流
0.15～0.6安
0.459安
并联
2SJ
过电流时间
DS～23
2.5～10秒
7秒
3XJ
过电流信号
BCJ
出口中间
DZB～12B
220伏0.5安
五、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
ZB03
数字式电秒表及开关组件
ZB04
空气开关组件
4
ZB06
光字牌
1个
5
ZB11
DL－24C/6电流继电器
DZB－12Β出口中间继电器
DXM－2A信号继电器
6
ZB12
DL-24C/2电流继电器
DS－22时间继电器
7
ZB13
DL－24C/0.6电流继电器
DS－23时间继电器
8
ZB44
可调电阻器16Ω
2个
可调电阻器31.2Ω
9
ZB35
存储式智能真有效值交流电流表
10
DZB01－1
变流器
复归按钮
交流电源
1路
单相自耦调压器
可调电阻R1 2.6Ω
11
DZB01－2
可调电阻Rf 220Ω
4个
12
DZB01
直流操作电源
六、实验步骤与操作方法：
1、三段式电流保护实验接线和单电源辐射网络故障模拟接线的实验总图见图7－3（a）和图7－3（b），按图接线完毕后首先进行自检，然后请指导教师检查，确定无误后，接入直流操作电源待试验。
2、根据（表7-2）三段式电流保护选用的继电器规格及整定值总表提供的技术参数,对各段保护的每个继电器进行整定，使各个继电器的动作值符合表7-2。
3、根据（表7-1）一次网络模拟接线中各点短路电流及负荷电流总表提供最大运行方式下的技术参数，对单电源辐射网络故障模拟接线中的限流电阻R，模拟线路故障电阻R1、R2，负荷电阻Rf、附加负荷电阻Rf’进行调试整定，使各点参数符合表7-3。
然后断开所有短路点及附加负荷电阻。
4、合上电源开并K，再按合闸按钮，使QF合闸，检查负荷电流应符合要求（不符合应进行调整），然后合上继电保护直流操作电源闸刀，使保护投入工作。
5、模拟过负荷起动过电流保护：
接上附加负荷电阻Rf’，此时线路XL-1和线路XL-2的过电流保护均起动。
但应由2号过电流保护装置动作使其断路器QF2跳闸，断开线路XL-2。
6、拆除附加负荷电阻，合上QF，将S2开关所接滑线电阻R2滑动触头向C端，模拟BC线路末端短路，使保护起动，作好动作记录。
7、将S2开关所接滑线电阻R2的滑动触点滑向电阻中间及B端，分别模拟BC线路中间及始端短路，使保护起动，并作好动作情况记录。
8、将S1开关所接滑线电阻的滑动触点分别滑向B及电阻中间，模拟AB线路末端及中间短路，作好保护动作情况记录。
9、根据三段式电流保护参数整定计算，调整限流电阻R，分别模拟最大运行方式下的三相短路和最小运行方式下的两相短路进行试验操作，分析研究各段保护的技术特性。
七、注意事项：
在试验操作前必须熟悉三段式电流保护的实验接线和单电源辐射网络故障模拟接线，认真按照操作规程的要求，正确接线，细心操作，实验中要特别注意直流电压回路和交流电流回路的正确联接，调试中要注意观察电流表的指示，每一个操作试验环节要确保其正确性和安全性。
八、实验报告：
实验前要认真阅读实验指导书和有关教材，进行预习准备。
实验结束后要认真总结，针对电流速断、带时限电流速断、过电流保护的具体整定测试方法，按要求及时写出实验报告。
解答实验思考题并以书面形式附在实验报告后。
表7－3
序
号
代
实验整定值或额定工作值
线圈接法
电流速断
过电流
用途
TQ
GP
A
13
电秒表1
14
电秒表2
15
R
16
R1
17
R2
18
Rf
19
Rf'
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