由此可见Umn输出的正、负即可达到比相的目的,图4-1在比相电路中增加了R1、R2、R3、R4四个电阻,作用是为提高比较输出电压,为极化继电器快速动作创造条件。
但电阻增加后,交流电压也提高了,引起极化继电器接点抖动,为此又增加了C1、C2、C3、C4四个电容,作用是增加通入执行元件的直流分量,减少交流分量,使执行继电器动作果断及静态特性圆过界明确。
从表面上看这种整流比相回路的工作效率不十分高,实际上由于它的交流电压只需克服一个二极管的管压降,而二极管的管压降是影响精确工作电流的关键,所以这种电路有利于提高阻抗继电器的灵敏度。
3.执行回路
执行元件采用高灵敏度双绕组极化继电器,两个绕组分别接于整流回路直流侧。
四、实验步骤
1.熟悉与初检方向阻抗继电器
a.检查继电器内各元件的联接应与原理接线图相符
b.继电器内应无灰尘或异物,各元件或部件应完好,固定可靠并不与外壳相碰,切换片及连接片准确固定在整定位置。
c.检查各端子的螺丝应拧紧,各焊接点应良好,连接导线应无损伤和折断现象,所有插接件应连接可靠并接触良好。
2.绝缘检验(实际工程试验中应进行本项检验,实验教学中可不作要求)
检验前,应将极化继电器取掉,短接所有的整流桥、二极管及电容器。
然后用1000V兆欧表分别测试各部分绕组之间及一次绕组对铁心的绝缘电阻。
对于极化继电器,应用500V兆欧表检测动作前及动作后可动触点对磁铁的绝缘电阻。
上述各项绝缘电阻均应大于10兆欧。
3.整定变压器YB抽头正确性检测
旋出YB全部整定旋钮,由端子27、29加入交流电压100V,高内阻电压表一端接端子40,另一端的接法是:
YB的Ⅰ段接于36端子,YB的Ⅱ段接于端子38。
用改变整定旋钮在插孔中的位置分别测出Ⅰ段和Ⅱ段的电压值,将测试结果记录在表4-1中,并测量记录100V电压时的空载励磁电流值。
4.极化变压器JYB变比检测
在JYB端子1、2加交流电压100V,测量二次端子3、4和5、6间的电
压,两者电压差不超过2V。
(用于检修测试)
5.电抗变压器DKB的检测
DKB=2(20)匝,灵敏角压板断开,端子22、23短接,从端子21、24加
0.3~5A电流,用高内阻电压表测量DKB二次1、2和3、4抽头间空载电压,作出U1-2=f(I1)伏安特性曲线,要求该曲线基本上为线性。
(用于检修测试)
6.电流潜动试验
1)DKB=20匝,YB=100%(99.5%),灵敏角切换片断开,电压端子27、
29经20Ω电阻短接。
2)电流回路端子22、23短接,从端子21、24通入电流。
电流缓慢由0
升至5A,继电器动合触点保证不闭合;突然加到5A电流时,继电器动合触点也不应瞬时接通。
否则应在额定电流下重新调整RP以达到上述要求。
7.极化回路调整检查
1)在端子27、29接电压100V(31端子接第三相电压),以电源电压为基准将相位电压表调整到零,测量极化回路中的电流与接入的电压之间的夹角为-5°~10°。
2)当电源电压为5V时进行此角度检查试验,角度变化不大于6°。
若不满足要求,可重新调整LJ上的抽头来达至要求。
(用于检修测试)
图4-8最大灵敏角实验接线图
8.最大灵敏角φLM检测
最大灵敏角实验接线见图4-8。
1)短接继电器端子34、36使方向阻抗继电器切换在距离I段,并将电抗变压器DKB的连接片位置放在20匝抽头,二次侧切换片QP投I、Ⅱ位置;整定变压器YB选I段粗调整定在80%位置,I段微调整定在19.5%处,最大灵敏角整定位置放在72°上。
2)交流接触器KM常开触点均在断开位置,合上QS调整三相调压器ZOT1,观察交流电压表V1,使相位表的工作电压U为100V。
3)按下接触器合闸按钮,调整单相调压器ZOT2和滑线变阻器R2,使输出电流I保持1A。
调整双臂可调电阻R1使U约为15V。
4)调节移相器改变电压与电流之间的角度,使φJ自0°向90°方向增大(即从第Ⅰ象限向第Ⅱ象限改变相位角),读取并记录动作角φ1。
5)继续调节移相器。
使φJ增大,此时方向阻抗继电器一直处于动作状态。
当方向阻抗继电器返回时,再慢慢减小φJ,使继电器再次动作,记录下动作角φ2。
并由下式计算最大灵敏角:
φLM=(φ1+φ2)/2(4-4)
9.最小动作阻抗测试
1)YB=100%(99.5%),φ=φLM。
2)DKB分别整定20匝和2匝,不加第三相电压。
在DKB=20匝(2Ω/φ)
时,通入额定电流;在DKB=2匝(0.2Ω/φ)时,通入两倍额定电流,在电流稳态情况下,改变U值测得动作电压值,并计算动作阻抗值与标示值的误差不应大于±10%。
10.绘制ZdZ·J=f(IJ)关系曲线并确定精确工作电流。
1)静态测试方法:
①YB=100%(99.5%),DKB=20匝,QP投Ⅰ、Ⅱ位置。
②合上QS、按下接触器合闸按钮SBH,调节自耦调压器ZOT2使继电器加入的电流为1A,再调整ZOT1使相位表的工作电压约为100V,然后调节移相器使电流与电压间的相位角为最大灵敏角,并保持φJ=φLM不变。
③调整单相调压器ZOT2及滑线变压器R2,使IJ为表4-2中所示的各值。
④按表4-2中的数值改变电流,并在各对应电流值下调节双臂可调电阻R1,使电压由高向低调节至方向阻抗继电器从不动作状态转入动作状态。
将动作电压记录表4-2中。
并计算各电流值的阻抗Z dz·J=UJ/2IJ,填入表4-2中。
⑤将所得的Zdz·J(静)值为纵坐标,IJ为横坐标,绘成Zdz·J(静)=f(IJ)关系曲线。
⑥以IJ=1A时相应的Zdz·J(静)为100%,则在特性曲线上对应的动作阻抗等于90%整定阻抗时的电流即为最小精确工作电流IJG·ZX,其值应满足以下要求:
DKB=20匝(2Ω/φ)时,IJG·ZX不大于0.08A;DKB=14匝(1.4Ω/φ)时,IJG·ZX
不大于0.11A;DKB=4匝(0.4Ω/φ)时,IJG·ZX不大于0.4A;DKB=2匝(0.2Ω/φ)时,IJG·ZX不大于0.8A。
2)动态值校核方法
①按下接触器合闸按钮SBH,维持φJ=φLM不变。
②调整单相调压器ZOT2及滑线变阻器R2,使IJ分别为表4-2中所示各
值。
③对应表中各档电流值IJ,调节R1使继电器动作,此时的UJ值等于
Udz·J(静)。
④然后断开接触器,间隔半分钟后再合上接触器,此时方向阻抗元件应动作,然后稍稍增加UJ值再做一遍,如此重复数次,求出能使方向阻抗继电器动作的最大UJ值,即Udz·J(动)。
如果UJ=Udz·J,在动态情况下方向阻抗继电器不动作,则应稍稍降低UJ值,重复次数,以求出Udz·J(动)。
将所得结果记入表4-2中,并计算ZdZ·J(动)。
⑤将所得Zdz·J(动)=f(IJ)关系曲线与静态方法所得曲线比较,两次所得结果的差别不应超过5%,否则即为有允许的动作超越现象。
11.录制Zdz·J=f(φJ)工作特性圆
1)YB=100%(99.5%),DKB=20匝,QP投Ⅰ、Ⅱ位置;φJ=φLM。
2)合上QS,按SBH合上接触器,调节单相调压器ZOT2和可调电阻R2使继电器加入的电流为1A并维持不变,再调整三相调压器ZOT1使相位表的工作电压约为100V。
3)调节移相器改变相角φJ,分别按表4-3所列的各值,使继电器的电流与电压间的相位角从0°开始逐次改变,在各相位角下缓慢调节R1,将电压由高向低调节至使方向阻抗继电器从不动作状态转为动作状态,记录每一角度下的动作电压,填入表4-3中。
4)计算各相位角下的阻抗Zdz·J=UJ/2IJ。
最大灵敏角处的动作阻抗应与整定阻抗相符。
在复数平面上绘制Zdz=f(φ)的动作特性圆,Zdz·J=f(φJ)的特性曲线应为一过坐标原点的圆。
12.记忆作用检验
检验接线按原电路并采用毫秒表测量时间。
YB=100%(99.5%),DKB=20匝,φLM=72°(实测值),先不加第三相电压。
1)合上QS,按SBH合上交流接触器,调节单相调压器ZOT2和可调电阻R2,使继电器加入的电流为1A,再调整三相调压器ZOT1使相位表的工作电压约为100V,然后调节移相器使电流与电压间的相位角为最大灵敏角。
2)调节ZOT2使继电器加入的电流为2倍精确工作电流,再调节R1使加入电压为零。
3)断开KM,而后再迅速合上,使电压由100V突然降到零,同时电流由零增至2倍精确工作电流值,继电器触点接通时间应不小于50ms。
加入第三相电压,重复上述试验。
当电压由100V突然降到零,同时加入2倍精确工作电流,阻抗继电器触点应能可靠闭合并自保持在闭合状态。
13.方向性检查
1)YB=100%(99.5%),DKB=20匝,将电流极性反接,使电流滞后电压的相位角φJ=180°+72°(反方向)。
2)加入2倍精确工作电流,同时操作KM使电压从100V突然降到零,继电器应可靠不动作。
14.方向阻抗继电器返回系数测定
在最大灵敏角φLM处测量方向阻抗继电器的返回电压值,计算其返回系数。
Kf=Zf·J/Zdz·J=Uf·J/Udz·J(4-5)
五、数据记录与处理
表4-2
IJ(A)
2
1
0.6
0.4
0.2
0.16
0.1
0.06
0.04
静态
UdZ·J(静)(V)
ZdZ·J(静)(Ω/φ)
六、注意事项
当试验电流达到5A及以上时,操作过程要迅速,注意保护实验设备。
七、思考题
1.为什么阻抗继电器是构成距离保护的主设备?
2.通过本实验分析方向阻抗继电器的工作特性,为什么它既能测量线路阻抗,又能判别方向?
3.简述动作区、动作方向与象限的关系。
4.简述方向阻抗继电器的实验原理及其操作方法。
八、实验报告的格式及撰写要求
根据实验操作要求和思考题内容详细写出实验报告