继电保护的八个实验

1、实验一 6-10KV线路过流保护实验一。目的1、掌握过流保护的电路原理，深入了解继电保护自动装置的二次原理接线图和扩展接线图。2、进行实际接线操作，掌握过流保护的整定、调试和动作试验方法。二。预览和思考1、为什么要选择设定主继电器的动作值？2、过流保护中的测量元件是哪个继电器？三。原理说明电力自动化和继电保护设备称为二次设备，二次设备通过电线或控制电缆与其他电气设备以一定方式连接的电路称为二次电路，或二次接线。二次电路图中的原理接线图和扩展接线图是两种广泛使用的二次接线图。它代表了两种不同类型的同一组继电保护电路。一、原理接线图 图1-1 610KV线路过流保护原理接线图原理接线图用于表示继电

2、保护和自动装置的工作原理。所有的电器都以整体的形式绘制在一张图上，将相互连接的电流电路、电压电路和直流电路集成在一起。为了展示这个电路对初级电路的作用，初级电路的相关部分也画在了电路原理图中，可以对电路有一个清晰的整体概念。图1-1为610KV线路过流保护原理接线图，也是最基本的继电保护电路。图 1-2 线路过流保护放大图从图1-1可以看出，整个保护装置由五个继电器组成，电流继电器KA2。 KA1的线圈接A、C两相电流互感器的次级线圈回路，即两相两继电器式接线。当发生三相短路或任意两相短路时，流过继电器的电流超过设定值，其常开触点闭合，时间继电器KT的线圈电路接通，直流电源接通。电源电压施加到

3、时间继电器 KT 的线圈上。使其启动，经过一定时间后，其延时触点闭合，信号继电器KS和保护出口中间继电器KM的线圈回路，两个继电器同时启动，信号继电器KS的触点闭合，发出610KV过流保护动作。信号由自身维持。中间继电器KM启动后，断路器的辅助触头和跳闸线圈YR串联到直流电源上。 ，切断故障电路，断路器QF跳闸后，辅助触头分离，切断跳闸电路。原理接线图主要用于表示继电保护及自动装置的工作原理以及构成该装置所需的设备，可作为二次回路设计的原始依据。由于电路原理图上元件之间的连接是用整体连接来表示的，所以没有画出来。外部接线和引出端子的数量，以及回路的数量； DC仅表示电源的极性，不表示引出的保险

4、丝；信号部分在图中只标注了“to signal”，并没有具体接线。所以二次电路搭建不能只用原理接线图，还有其他二次图可以搭配，扩展接线图就是其中之一。2.展开接线图展开接线图就是把整个电路图按照交流电流回路、交流电压回路、直流回路分别画成几个独立的部分。为避免混淆，属于同一组件的线圈和触点使用相同的文字符号。扩展接线图一般分为交流电流回路、交流电压回路、直流运行回路和信号回路等几个主要组成部分。每部分分为几排，交流电路按a、b、c相序排列，直流电路按继电器动作顺序自上而下排列。每排元件的线圈和触点按实际连接的顺序排列，每个回路的右侧都标有文字说明。扩展接线图中的图形符号和文字符号，用国家统一规

5、定的图形符号和文字符号来表示。在二次接线图中，所有开关电器和继电器的触点均按其正常状态表示，即开关电器处于不动作状态，继电器线圈不通电。因此，所谓常开（动、合）触点是指继电器线圈不通电时，触点断开，而常闭（动、分）触点则相反。图 11-2 是根据 11-1 所示的原理接线图绘制的扩展接线图。左侧是保护电路的展开图，右侧是原理图。可以看出，扩展接线图由三部分组成：交流电流回路、直流运行回路和信号回路。交流电流环由电流互感器TA的次级绕组供电，电流互感器安装在A、C相。星形接线。在直流操作回路中，两边画的垂直线代表正负电源。横线上面两行是时间继电器启动电路，第三行是信号继电器和中间继电器启动电路，

6、第四行是信号指示电路，第五行是跳闸电路。四。实验装置序列号设备名称使用仪器名称数量1控制面板12英超联赛-01C断路器和触点控制电路13EPL-41电阻板 I14EPL-04继电器 (1) - DL-21C电流继电器15EPL-05继电器（二）DS-21时间继电器16EPL-06继电器（四）DZ-31B中间继电器17EPL-07继电器 (5)DX-8 信号继电器18EPL-12B灯牌19英超联赛-17A三相电源110EPL-11直流电源和总线111英超联赛-20A变压器及单相可调电源1五。实验内容1、选择电流继电器的动作值（确定线圈接线方式）和时间继电器的动作时限。2、对电流继电器和时间继电器

7、进行元件参数整定和调试。电流继电器1.75A设置为1.2S，时间继电器设置为1.2S。3、按图1-3过流保护实验接线图接线。KA分别采用EPL-04 DL-21C电流继电器， KM采用DZ-31B中间继电器，4、接通电源，电压从0V升高到保护动作，仔细观察动作过程，做好记录，深入了解保护电路中多个继电器的作用和动作顺序。图 1-3a 线路过流保护交流电路接线图图 1-3b 线路过流保护直流电路接线图六。实验报告1、试验结束后，认真分析总结，按实验报告要求编写过流保护实验报告。2、描述过流保护整定测试的操作步骤。3、分析表明过流保护装置的实际应用和保护范围。4. 本实验思考题的书面回答。表 1-

8、1序列号代码型号规格实验设置线圈连接设置周长过流时的工作状态1K A2韩国电信3KS4公里实验二 低压闭锁和过流保护实验一。目的1、掌握低压闭锁和过流保护电路原理，保护外壳原理及设置。2、了解保护电路中各继电器的作用及整定方法。二。预览和思考1、图2-1电压继电器、电流继电器、中间继电器、信号继电器等在电路中的保护装置中的作用是什么？2、电路组中各个继电器的参数是根据什么原理设置的？3、电流继电器的线圈接交流电压会有什么严重后果？误接直流工作电压会不会造成严重后果？三。原理说明在线路过流保护用电流继电器KA的常开触点电路中，低压继电器KV的常闭触点串联，KV通过电压互感器TV连接到被保护线路的

9、母线。当供电系统正常运行时，母线电压接近额定电压，电压继电器KV的常闭触点断开。因此，即使此时电流继电器KA因过载而发生故障，其触点闭合，断路器QF也不会误跳闸。正因为如此，配备低压阻断的过流保护的动作电流（包括返回电流）不需要根据最大负载电流I L来设定。调整，即图2-1低压阻断过流保护装置我op =我30 ( 2-1 )式中，K rel为保护装置电流整定的可靠系数。对于DL型继电器，取K rel =1.2； K w为保护装置的接地系数。 ; K i为电流互感器的变比，保护装置的返回系数为 K re ，一般为 0.8。由于其I op的降低，可以有效提高过流保护的灵敏度。上述低压继电器KV的工

10、作电压是按照脱离母线的正常最低工作电压U min设定的，返回电压也应脱离U min 。因此，低压继电器动作电压的设定公式为：Uop= 0.6 ( 2-2 )式中，U min为母线的最小工作电压，取(0.850.95) U N ； U N为线路的额定电压； K rel为保护装置的可靠系数，可取1.2； K re为低压继电器的返回系数，一般取1.25； K u是电压互感器的变比。低压阻断过流动作过程：低压闭锁过流保护装置如图2-1所示，母线电压为正常工作时的额定值，故低压继电器加额定交流电压。此时低压继电器KV的常闭触点打开。 ，电流继电器KA1。 KA2 触点也处于打开位置。在保护外壳之间发生短

11、路的情况下，交流电压回路的电压下降到设定值，交流电流回路的电流上升到工作值，相应的低压继电器和电流继电器都处于启动，触点闭合，相应的低压继电器开始计时。继电器KT触头，KT触头连接KS线圈和KM线圈组成的电路，使后者动作，发出跳闸脉冲使断路器跳闸。当其他线路发生故障时，母线电压下降，使电压继电器动作，但由于电流继电器KA1。 KA2 不动作，所以 KM 不会启动。四。实验装置序列号设备名称使用仪器名称数量1控制面板12英超联赛-01C断路器和触点控制电路13EPL-41电阻板 I14EPL-04继电器 (1) - DL-21C电流继电器15EPL-05继电器（二）DS-21时间继电器DY-28

12、C电压继电器16EPL-06继电器（四）DZ-31B中间继电器17EPL-07继电器 (5)DX-8 信号继电器18EPL-11交流电压表19EPL-11交流电流表110EPL-12B灯牌111英超联赛-17A三相电源112EPL-11直流电源和总线113英超联赛-20A变压器及单相可调电源1五。实验内容1 、根据教学要求确定低压继电器的速断动作电压和过流继电器的闭锁动作电流。本实验可设置U N =28V， I 30 = 1.75A;2 、根据中间继电器和信号继电器的技术参数，选择工作电源电压（实验装置选用DC 220V）。3 、按图2-2a和图2-2b实验接线图进行安装接线。电压继电器采用E

13、PL-05的DY -28C，同时接交流电压表（量程200V）设置每个按钮和开关的初始位置如下：三相电压调节旋钮设置在逆时针位置。4 、检查以上接线是否正确，确认无误后，打开漏电断路器、线路电源绿色按钮开关和直流电源翘板开关。图2-2a 低压阻断过流保护交流电路接线图用EPL-20A模拟过流，用EPL-17的AN相电压模拟低电压。慢慢调节三相稳压器的旋钮，注意观察交流电压表读数达到28V时低压继电器的动作；合上SB1按钮，逆时针调节故障点设定旋钮，注意观察过流继电器动作。图2-2b 低压阻断过流保护直流电路接线图六。实验报告根据低压闭锁过流保护的工作特点，详细介绍了保护装置的具体动作过程，分析了

14、在最大和最小工作模式下可以选择保护动作的原因。表2-1 _序列号代码型号规格实验设定值或额定工作值线圈连接设置周长过流时的工作状态当交流电路断开时1千伏2KA13KA24韩国电信5KS6公里七。实验思维如果设置U N =40V，尝试根据已知实验现象分析低压继电器实验三功率方向继电器实验一。目的1.学习使用相位测试仪测量电流和电压之间的相位角。2、掌握功率方向继电器的动作特性、接线方法及动作特性的测试方法。3、研究了接通功率方向继电器的电流和电压的极性对功率方向继电器动作特性的影响。二。 LG-11型功率方向继电器简介一、LG-11整流电源方向继电器的工作原理LG-11型功率方向继电器是目前广泛

15、使用的整流型功率方向继电器。用于比较幅值的两个电量的作用方程为：继电器的接线图如图3-1所示，其中图（a）为继电器的交流电路图，即将电量的电压进行比较形成电路，电流加到继电器上继电器是，电压是。电流通过电抗变压器DKB的初级绕组W1、次级绕组W2和W3获得电压分量。其超前电流的相角是传输阻抗的阻抗角k 。绕组W4用于调整k的值以获得继电器的最大值。敏感的角度。电压通过电容器C1连接到中间变压器YB的初级绕组W1，由两个次级绕组W2和W3获得电压分量，超前相位角为90度。 DKB和YB中标为W2的两个次级绕组的接法如图所示，得到工作电压，加到整流桥BZ1的输入端； DKB和YB中标有W3的次级绕

16、组接法如图所示，得到制动电压，加到整流桥BZ2的输入端。图（b）为幅度比较电路，按环流式接线，执行器采用有极性继电器JJ。继电器最大灵敏度的调节是通过改变变压器DKB的第三次级绕组W4的电阻值来实现的。继电器的角度为= - k ，当电阻R3接通时，阻抗角k = , = ；当电阻 R4 连接时， k = , = 。因此，继电器的最大灵敏度可以调整为两个值，一个为 - ，另一个为 - 。当保护装置的正向出口发生相间短路时，相间电压将几乎降至零。此时，功率方向继电器的输入电压，动作方程为= ，即。由于整流功率方向继电器的动作需要克服继电器的机械反作用力矩，也就是说，它必须消耗一定的功率（虽然这个功率

17、的值并不大）。因此，要使继电器动作，必须满足 的条件。因此，在的情况下，功率方向继电器不工作。因此，产生了电压死区。图3-1 LG-11 功率方向继电器原理接线图为了消除电压死区，需要在功率方向继电器的电压回路中增加一个“记忆回路”，即要求电容器C1和中间变压器YB的绕组电感组成一个50Hz的串联谐振回路。这样，当电压U m突然减小到零时，回路中的电流I m并没有立即消失，而是在50Hz的谐振频率下经过几个循环后逐渐衰减到零。该电流与故障前电压 U m同相，并在谐振衰减过程中保持相同的相位。因此，相当于“记住”了短路前电压的相位，故称为“记忆回路”。由于电压回路中存在“记忆回路”，当电压加到继

18、电器上时，YB的二次绕组端在某一时刻存在电压分量，可以继续进行幅度比较，从而消除需要积极的反馈。方向出口短路时继电器的电压死区。在整流比较回路中，电容C2和C3主要用于滤除二次谐波，C4用于滤除高次谐波。2. 功率方向继电器的动作特性继电器的动作特性如图 7-2 所示。临界作用条件是一条垂直于最大灵敏度线并通过原点的直线，作用区域是带阴影线的半平面。最大灵敏度线是一条以 角为前导的直线。可以改变电流的相位。当它与最大敏感线重合时，即在敏感角的情况下，电压分量图3-2功率方向继电器的动作特性图3-3功率方向继电器的角度特性图3-4功率方向继电器的伏安特性相位角超前的电压分量一致。通常，有两种方式

19、来表示功率方向继电器的动作特性：m 固定时继电器启动电压的关系曲线。理论上，这个特性可以用图3-3来表示，它的最大灵敏度是。当k = , =-时，理想情况下，作用圆位于中心的 处。在这个动作范围内，继电器的最低启动电压基本与r无关。当加在继电器上的电压时，继电器将无法启动，这就是“电压死区”的原因。(2) 伏安特性：表示=固定时继电器启动的关系曲线。理想情况下，曲线平行于两个坐标轴，如图3-4所示，只要加在继电器上的电流和电压大于最小启动电流和最小启动电压，继电器就可以动作。其中的值主要取决于在电流回路中形成方波需要加入的最小电流。在分析功率方向继电器的动作特性时，还应考虑继电器的“爬行”问题

20、。在功率方向继电器中可能存在电流蠕变或电压蠕变两种类型。所谓电压蠕变，就是功率方向继电器只加电压时产生的动作。电压蠕变的原因是由于中间变压器 YB 的两个次级绕组 W3。 W2的输出电压不相等。当动作回路 YB 的 W2 端电压分量大于制动回路 YB 的 W3 端电压分量时，就会出现电压蠕变现象。为了消除电压蠕变，可以调整制动电路中的电阻R3。当 I m = 0 时，施加在两个整流器输入端的电压相等，从而消除了电压蠕变。所谓电流蠕变是功率方向继电器仅通过电流产生的动作。电流蠕变的原因是由于电抗变压器 DKB 的两个次级绕组 W2。 W3 的电压分量不相等。当W2的电压分量大于W3端的电压分量（

21、即工作电压大于制动电压）时，就会出现电流蠕变现象。为了消除电流蠕变，可以调整动作回路中的电阻R1，使=0时，加在两个整流桥输入端的电压相等，从而消除电流蠕变。蠕变的最大危险是在出口处反方向发生三相短路。此时，且 I m很大，方向继电器应锁定保护装置。如果此时发生蠕变，可能会导致保护装置失去方向。性行为不端。三、相间短路功率方向继电器接线方法由于电源方向继电器的主要任务是判断短路电源的方向，因此对其接线方式应提出以下要求。图3-5 _(1) 任何形式的正向故障都可以动作，但反向故障时不动作。(2)故障后加到继电器上的电流和电压应尽可能大，并尽可能接近最敏感的角度，以消除和减少方向继电器的死区。为

22、了满足上述要求，功率方向继电器广泛采用90接线方式。所谓90接线法是指在三相对称的情况下，此时加在继电器上的电流与电压相差90 。如图3-5所示，这个定义只是为了方便，没有物理意义。采用这种接线方式时，三个继电器分别接、 、 、 、 、 ，组成三相方向过流保护接线图。顺便指出，对于功率方向继电器的接线，必须非常注意继电器电流线圈和电压线圈的极性。三。实验装置序列号设备名称使用仪器名称数量1控制面板12EPL-09继电器 (7) 电源方向继电器13EPL-11交流电压表14EPL-11交流电流表15EPL-12B电动秒表、相位计16英超联赛-17A三相电源17EPL-11直流电源和总线18英超联

23、赛-20A变压器及单相可调电源1四。实验内容本实验使用的实验原理接线如图3-6所示。图中，380V交流电源经调压器和移相器调整后，BC相分别输入到功率方向继电器的电压线圈，A相电流输入到电源方向继电器的电流线圈。中继，注意同名终端的方向。1、熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线和相位表的操作接线和测试原理。图3-6实验原理接线图移相器的输出信号-17A取自EPL面板的移相输出端子B和C，送至相位表和功率方向继电器的电流信号-20A取自单相的3.4端子EPL面板底部的稳压器，以及电压信号 然后根据电压的大小，可以直接从B和C引出，也可以通过EPL-20A的T1降压变压器引出。在图中用虚线标记。

24、2、按实验电路接线，图 eq oac(,7)中接T1变压器 eq oac(,8)1.2端子，断开T1变压器3.4端子。并检查两个调节器的旋钮是否处于完全逆时针位置。(1)检查功率继电器是否有爬行现象电压蠕变测量：打开电流回路，可通过断开 5 电阻和变压器T2的 3 端子连接来实现。调节桌面上的三相电压调节器给电压回路加110V，用万用表测量极化继电器KP两端（EPL-10面板9.10端）之间的电压。如果小于0.1V，则表示没有电压电位动词：move。3、用实验方法测量LG-11整流型功率方向继电器的角度特性Upu=f() ，找出继电器的最大灵敏度角和最小工作电压。按实验电路接线，图中 eq o

25、ac(,7)接T1变压器 eq oac(,8)1.2端，断开T1变压器3.4端。并检查两个调节器的旋钮是否处于完全逆时针位置。(1)顺时针调整EPL单相电压调节器，-20A使电流表读数为1A，以后实验保持不变。(2)顺时针调节工作台上三相调压器旋钮，使交流电压表读数为100V，观察指示灯动作：(a) 如果灯亮，顺时针摇动移相器手柄，同时观察相位计读数，当灯亮时读出相位计的角度（临界角1 ）从开到关，并填写表7-1，然后逆时针继续摇动手柄，直到指示灯再次亮起，然后向相反方向缓慢摇动手柄，当指示灯亮时读取相位计的读数指示灯再次熄灭（临界角 2 ）。(b) 如果指示灯不亮，参照上述方法，分别读出两个

26、临界角 1和 2 。(3)逆时针调节桌面上三相电压调节器的旋钮。当电压分别为80V、50V、30V、20V时，按上述方法摇动移相器的手柄，观察相位计和指示灯的动作，读出两个临界角， 1和2 ，填写在表3-1中。4 ）改变接线方式，断开、和T1变压器1.2端子，分别连接、和T1变压器3.4端子。然后调节三相电压调节器，当电压表读数分别为10V、5V、2.5V、2V时，继电器动作临界角 1和 2 。注：电压较低时，改变电压对临界角 1和 2影响较大，因此在摇动三相调压器手柄时需要同时调整三相调压器的旋钮。移相器尽可能保持输出电压不变。 因为相位表需要一定的输入电压（电压信号过低会影响相位表的稳定性

27、）。(5)保持电流1A不变，通过移相器改变角，测量不同角下继电器动作（灯号由灭变亮）的最小工作电压，填入表3-2 .注意：移相角调到角时，调整三相调压器改变输出电压会影响角，所以移相器和调压器必须同时调整，以保证数据准确.表3-1角特性Upu =f( )实验数据紫外线）100805030201052.5212表3-2角度特性= f(U min )实验数据12最小 ( V)(4)画出功率方向继电器的角特性；(5) 计算继电器的最大灵敏度角=( 1 + 2 )/2，画出角度特性曲线，并标出动作区域。4、通过实验得到功率方向继电器的伏安特性Upu=f(Ir)和最小工作电压。(1) 摇动移相器手柄使=

28、( 1 + 2 )/2，保持不变。(2)将三相稳压器的电压调到100V，保持不变。(3) 调整EPL单相调压器-20A，改变输出电流，记下使继电器动作的电流表读数（指示灯由灭转亮）填入7-3。(4)参照步骤3，将三相稳压器的电压分别调整为80V、50V、30V、20V、10V、5V、2.5V、2V，改变输入电流使继电器动作，并记录此时的当前值；(5)注意找出使继电器动作的最小电压和电流；(6) 画出Upu=f(Ir)特性曲线。表3-3伏安特性Upu=f(I r )实验数据乌普(V)100805030201052.52红外_五。思考问题1、为什么功率方向继电器有死区？死区应该如何消除？2、用相量

29、图分析加在功率方向继电器上的电压电流极性对动作特性的影响？3、LG-11整流型功率方向继电器的动作是否等于180？为什么？4、整流型功率方向继电器的角度特性与感应型功率方向继电器的角度特性有什么区别？5、为什么功率方向继电器采用90接线？我可以使用 0 接线吗？6、改变角度对防护动作性能有何影响？它实际上是什么意思？7. 角度和伏安特性用于什么？附件：LG-11/12型功率方向继电器一。技术数据1. 额定数据额定电流：5A或1A。额定电压：100V。额定频率：50Hz。2、继电器灵敏角：LG-11型、-30 0或-45 0 、LG-12型+70 0 ；灵敏角误差5 0 。3、在灵敏度下通过额定

30、电流时，继电器工作电压不大于2V。4、返回系数：返回电压与继电器动作电压之比不小于0.45。5、动作时间：对于LG-11型，在敏感角，电压从额定最小工作电压的4倍突然下降，同时电流降低0升到额定电流，动作时间不超过30ms ;对于LG-12型，在灵敏角下，同时突然加额定电流和4倍最小工作电压时，工作时间不超过40ms。6、记忆时间，对于LG-11型，当模拟保护插座在敏感角短路时，如果额定电流为额定电流的10倍，同时电压突然从100V下降到0 ，继电器动作可靠，其极化继电器动作保持时间不小于50ms。7、功耗：电流环不超过6VA，电压环不超过20VA。8、继电器可长期承受1.1倍额定电压和额定电

31、流。9、当电压不大于220V，电流不大于20W1A时，触点可断开直流感性负载（时间常数不大于510 -3 S）。10、温度+、相对湿度85%时继电器电路与外壳之间的绝缘电阻40不小于10M。11、继电器的绝缘强度应能承受交流50Hz电压2kV的耐压试验1min不击穿或闪络。二。使用和维护使用继电器前，首先检查是否在运输过程中损坏。首先检查螺丝是否紧固，焊点是否牢固可靠。然后检查极化继电器并将极化继电器（2）-（3）短接。 (1)和(4)加电流，(4)为正极性，要求工作电流不大于1mA，返回系数不小于0.5，接触间隙不小于0.5 0.2mm。如发现不符合要求，可调节左止动螺钉改变动作电流值，调节

32、右止动螺钉改变返回电流值。如调整止动螺钉达不到要求，可移动瓷座位置进行调整，直至达到要求为止。调整好极化继电器后，插上极化继电器，检查电气性能。首先，进行潜行检查。电压回路短接20，电流回路接额定电流，测量极化继电器的线圈，即(9)(10)端子上的电压调节R1使电压零，然后在电压环上加一个100V的电压，电流环开路测量极化继电器的线圈电压，调节R2使其为零，反复调节电压和电流蠕变，使极化继电器的线圈电压极化继电器线圈0，然后在上述条件下突然加减10倍额定电流或100V电压，继电器触点应无鸟啄现象。如发现大电流或100V电压拆除时触点有鸟啄现象，可更换比较电路电阻或电容，使制动电路电容放电时间常

33、数不小于工作电路电容放电时间常数。更换后应重新进行蠕变调整。蠕动调整完成后，应锁紧电位器制动螺母，然后检查继电器的灵敏角、灵敏度和返回系数，应符合技术要求。对于 LG-11 型，如发现灵敏角超差，应检查电压谐振电路是否失衡。施加100V电压时，应满足Uc-UL=10-15V，可通过改变电感抽头并加减一个小绕组，同时记忆来实现。特性测试，模拟插座短路时，电压突然从100V降至零，且电流不大于额定电流的0.2倍，继电器应可靠动作，再进行瞬态检查，突然升高最大敏感角反向10次 当额定电流和100V电压突然降为零时，继电器应无鸟啄现象。实验4 LZ-21定向阻抗继电器特性实验一。目的1、熟悉整流型LZ

34、-21定向阻抗继电器的原理接线图，了解其工作特性。2、测量定向阻抗继电器的静态特性，得到最大灵敏角。3. 测量定向阻抗继电器的静态特性，找到最小精工电流。4.研究方向阻抗继电器记忆电路及第三相电压的引入作用。二。 LZ-21方向继电器简介1 .距离（阻抗）保护的作用在电力系统规模不断扩大、电压等级越来越高、系统运行方式多变的情况下，电流电压保护难以满足电网的保护要求。例如，在高压长距离重载线路中，由于负载电流较大，当线路末端短路时，短路电流值与负载电流相差不大，而电流保护往往不能满足灵敏度要求。此外，电流和电压的灵敏度（保护范围）随着系统运行模式的变化而变化。在某些运行模式下，不限时或限时速断

35、的保护范围会变得很小，甚至没有保护区域。因此，在高压电网中，需要有适合大容量、高电压、结构复杂、运行方式多变的电网的保护装置。距离（阻抗）保护是适用要求之一。所谓距离保护，是指保护装置对保护装置与短路故障点之间的距离作出反应，根据距离决定是否动作的保护装置。距离保护和电流电压保护一样，也有一个保护外壳，在这个外壳内发生短路，保护动作，否则不动作。这种保护外壳通常由给定阻抗值的大小来实现。该给定阻抗成为设定阻抗（由 Z set表示）。线路短路时，如果距离保护测得的阻抗（用Z m表示），小于设定阻抗Z set ，即Z m Z set ，保护不动作。因此，距离保护实际上是一种低动作阻抗保护。2 .阻

36、抗保护继电器的基本原理LZ-21型整流定向阻抗继电器是距离保护的主要设备。它不仅可以测量阻抗，还可以确定方向。广泛用于电力系统中大电流或小电流接地系统的距离保护作为测量元件。(1) LZ-21定向阻抗继电器的组成原理及整定方法距离保护能否正确动作，取决于保护是否能正确测量短路点到保护装置的阻抗，并将阻抗与设定阻抗进行比较。该任务由阻抗继电器完成。阻抗继电器的组成原理如图10-1所示。图中，若在K点三相短路，则短路电流为Ik，从 TV 回路和 TA 回路引至比较电路的电压为实测电压Um和集电压Uset 分别，则( 4-1 )式中： 电压互感器与电压变换器的变比Z k 母线到短路点的短路阻抗当比较

37、电路的阻抗被认为是无穷大时，则：( 4-2 )式中： Z I人为给定的模拟阻抗图10-1 阻抗继电器的构成原理说明图1比较电路 2输出比较式( 4-1 )和( 4-2 )可以看出，如果假设，当线路短路时，由于线路中流过相同的电流I k ，比较Uset的大小并且Um在比较电路上等于比较Z I和Z m的大小。如果U m U set ，则表示Z m Z I ，保护不动作；如果 U m I fbmax , I op1.1 =K rel I fbmax式中，K rel可靠性系数，使用电磁式电流继电器时，取K rel =1.21.3。显然，保护的工作电流是根据逃出线路末端的最大短路电流来设定的，这样可以保

38、证在其他各种工作方式和短路类型下，保护范围不会超出线路范围.但是，根据上述公式调整的结果（图8-1中的第 3 行）。保护外壳不得包括被保护线路的全长。因为只有当短路电流大于保护动作电流时，保护才能动作。保护装置的保护外壳可从图 11-1 中导出。也可以看出，这种保护的缺点是不能保护线路的全长，而且随着运行方式和故障类型的不同，保护包络线也会相应变化。图8-1中，三相短路处于最大运行模式时，保护范围为l max ；当两相短路处于最小动作模式时，保护范围减小到l min 。无时限电流速断保护的优点是由于不响应下一条线路的故障，动作时限不受下一条线路保护时限的约束，可以瞬间动作。无时限电流速断保护的

39、灵敏度可用其保护包围线路总长度的百分比来表示。通常在最大运行模式下保护区域达到线路总长度的50%，在最小运行模式下发生两相短路时可以保护线路总长度的15%-20% ，可安装瞬时电流速断器。因此，当线路始端发生短路时，恒流速断保护可以快速排除附近故障。2.具有限时电流速断保护永不过时的电流速断保护（也称为I级保护）可以实现快速动作，但不能保护线路的全长。因此，必须安装第二级保护，即限时电流速断保护，用于响应非限时电流速断保护区外的故障。对于第二节的保护，应保护线路全长，动作时限应尽可能短。(1) 限时电流速断保护保护外壳分析限时电流速断保护需要线路全长保护，所以保护区必然会延伸到下一条线路，因为

40、线路末端短路时流过保护装置的短路电流-circuited 等于下一行开始短路时的短路电流，加上还有运行方式对短路电流的影响。如果在较小的运行模式下防护罩到达线路的末端，在较大的运行方式下防护罩将不可避免地延伸到下一条线路。为了尽可能缩短保护的动作时限，通常要求限时电流速断延伸至下一行的保护范围不应超过下一行无时限的保护范围限流速断，所以带限流速断保护的线路L1的动作电流应大于下线路。不带限时电流速断保护的线路的工作电流，即式中，K rel 可靠性系数，考虑到非周期分量的衰减，一般取K rel =1.11.2。该保护的保护外壳分析如图8-2所示。从图中可以看出，为保证保护动作的选择性，限时电流速

41、断保护的动作时限需要与下限时电流速断保护相匹配。线，即应该比后一个时限大一个时限差t 。时限不同。从快速性的角度来看，越短越好，但太短并不能保证选择性。其时限协调如图8-3所示。当下一条线路首端f点发生短路故障时，该线路L1限时电流速断保护和下线路L2限时电流速断保护动作同一时间，但本线路L1限时电流速断保护需要延时脱扣后才能脱扣，下线路L2无时限电流速断保护瞬时脱扣故障，保证了选择性。为此， t应在0.3-0.6s之间，一般为0.5s。(2) 灵敏度检查为保护线路全长限时电流速断，应以线路末端作为灵敏度检定点，以最小运行方式下的两相短路作为检查保护灵敏度的计算条件。它的灵敏度是式中， I f

42、Bmin线路L1末端短路时流过保护装置的最小短路电流；- 限时电流速断保护线路 L1 的工作电流值转换为一次回路的值。根据法规要求，灵敏度系数不应小于1.3。如果保护的灵敏度不能满足要求，有时会采用降低工作电流的方法来提高其灵敏度。为此，线路L1的限时电流速断保护应与线路L2的限时电流速断保护相匹配，即式中， L2 上限时电流速断保护的一次动作电流值。L2限时电流速断保护动作时间。很明显，增加了动作时限，但灵敏度提高了，动作的选择性还是有保证的。3.定时限过流保护无时限电流速断保护和限时电流速断保护可保护线路全长，可作为线路主保护。为了防止该线路的主保护不动作，该线路必须配备后备保护，作为该线

43、路的近备用和下线路的远备用。这种后备保护通常采用定时限过流保护（也称为三级保护），其动作电流按照避开最大负载电流来设定，动作时限按照保证选择性的步进时限来设定.原理接线图与限时电流速断保护相同，但由于保护外壳和保护功能不同，动作电流和动作时限也不同。(1) 定时限过流保护的工作原理及动作电流过流保护工作原理：正常运行时，线路流过负载电流，保护不动作。当线路发生短路故障时，保护启动，并通过有保证的选择性延时动作将故障排除。过流保护工作电流：过流保护动作电流的设定应考虑可靠性原则，即只有线路出现短路故障时，才内容保护装置动作。过流保护的动作电流应根据避免的最大负载电流计算。根据可靠性要求，过流保护

44、的动作电流必须满足以下两个条件。当被保护线路通过最大负载电流时，保护装置不应动作，即.式中， 保护一次动作电流值- 被保护线路的最大负载电流最大负载电流应考虑电机自启动时的电流。由于短路期间的电压下降，连接到变电站母线的负载中的电机被制动。当故障排除后电压恢复时，电机有一个自启动过程。正常运行时电机的自启动电流大于额定电流I NM 。那么线路的最大负载电流I Lmax也大于其正常值I R ，即。式中， K ast 为自启动系数，一般为1.53。2) 对于已启动的保护装置，故障排除后，应在被保护线路通过最大负载电流的情况下，能可靠恢复。如图8-4所示，在 L1 行。 L2 分别配备过流保护 1

45、和保护 2。在f点短路时，短路电流流过保护1和保护2，都启动。根据选择性要求，QF2应由保护2动作脱扣以排除故障。但是，由于变电站B还有其他负载，并且由于电机自动启动，线路L1可能会产生最大的负载电流。为了使保护1的电流继电器可靠返回，其返回电流I rel （继电器的返回电流换算为一次回路值），应大于线路L1故障后的最大负载电流I Lmax已移除 。式中，I rel - 保护1的返回电流由于，即式中，K rel信度系数，取1.21.25。K re 电流继电器的返回系数，取0.850.95。(2) 动作时限的设定定时限过流保护的动作时限应根据选择性的要求确定。例如，在图8-5所示的径向电网中，过

46、流保护1安装在线路L1上，过流保护2和3也分别安装在线路L2和线路L3上。那么当线路L3上的f2点发生短路故障时，短路电流将从电源流经线路L1。线路 L2 和线路 L3 流向短路点。这样，过流保护 1.2 和 3 被激活。但是，根据选择性要求，QF3 只能由保护 3 动作脱扣。因此，保护2的动作时限t2应大于保护2的延时时间t2。由此可见，安装在径向电网中的每个限时过流保护装置的时限必须按照相互配合满足选择性的要求。配合原则是：靠近电源的上一级保护的动作时限要长于离电源较近的下一级保护的动作时限（注：是配合过电流保护之间） 。在图8-5中，各等级保护的整定时限特性如图8-5b ) 所示，形似梯

47、子，即所谓梯形时限特性。如果线路 L3 有多条平行出线，保护 2 的时限应与其中最大的时限相匹配。可见，每条电力线过流保护的动作时限都不能脱离整个电网保护配置的实际情况和时限的协调要求，不能孤立设置。对于电网终端的保护，其动作时限是不受限制的或只有很短的时限，因为它不需要配合下线保护。这种情况下，往往可以将过流保护作为主保护，无需安装其他无时限动作的保护。根据时限配合要求，保护安装地点离电源越近，其动作时限越长，故障点越靠近电源，短路电流越大，对系统的影响越严重。因此，定时限过流保护虽然可以满足选择性的要求，但不能满足快速性的要求。故障点靠近电源，动作时间较长。这是它的缺点。正因为如此，定时限

48、过流保护通常在电网中用作其他快速保护的备用保护。这种过流保护的动作时限是由时间继电器设定的。整定后，其定值与短路电流的大小无关，故称为定时限过流保护。(3) 灵敏度检查为使保护达到预期的保护效果，还应进行灵敏度检查，即当保护区发生短路时，检查保护的灵敏度系数是否符合要求。显然，这个验证应该在最不利的条件下进行，即短路电流的计算值最小的条件下进行。因为只有这种情况下的灵敏度系数满足要求，才能保证其他任何情况下的灵敏度系数都能满足要求。的灵敏度系数K sen 等于保护区末端短路时短路电流I fmin的最小计算值与保护动作电流的比值，即.用作该线路的近后备保护时， I fmin为线路末端短路时流过保

49、护的最小短路电流，要求灵敏度系数K sen 1.3-1.5；用作下一条线路的远后备保护时，最小计算值为下一条线路末端短路时流过保护的最小短路电流，要求灵敏度系数K sen 1.2。4、线状短路分级电流保护装置分级电流保护装置由非限时电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过流保护组成。这三部分保护分别称为I、II、III段，其中I段为非限时电流速断保护，II段为限时电流速断保护保护，定时限过流保护的第三段为后备保护。(1) 分级电流保护的保护范围和时限的协调图8-6 ，当L1线路首端f1点发生短路时，保护1的I、II、III段全部动作，故障由I段瞬间解除，II、第三节返回；线路末端f2点短路时，

50、第二段和第三段保护动作，第二段以0.5s的时限解除故障，第三段返回。如果I、II段不动作，过流保护将跳闸QF1，限时较长，这就是过流保护的近后备功能。当线路 L2 上的 f3 点发生故障时，QF2 应由保护 2 动作脱扣，但如果 QF2 拒绝动作，则保护 1 的过流保护动作将脱扣 QF1，这是过流保护的远后备功能.(2) 分级电流保护示意图分级电流保护示意图如图8-7所示。图中的每个元件都用一个完整的图形符号表示，包括一个交流回路和一个直流回路。图中所示的接线方式广泛用于接地电流较小的电力系统中。线路的两相并非完全星形连接。通过继电器 KA1 接 A 相电流保护。 KS1构成I段； KA3。 KT1。 KS2 构成第二部分； KA5。 KT2。 KS3 构成第三部分。经继电器KA2接C相电流保护。 KS1构成I段； KA4。 KT1。 KS2构成I节，KA4。 KT1。 KS2 构成第二部分； KA6。 KT2。 KS3 构成第三部分。 KA7反映A相和C相电流之和，与KT2有关。 KS3构成III段，可提高保护灵敏度。为了使保护接线简单，节省继电器，A相和C相共用中间继电器、信号继电器和时间继电器。四。分级电流保护实验参数设定计算图8-6 ，单侧电源辐射线，L 1 的继电保护方案建议为分级电流保护，保护采用两相两继电接线。 f 1 在最大运行模式和最小运行模式下。