新微机继电保护实验指导书DJZ

1、一.先前的评论(一)发电厂变电站二次系统的基本概念1.一级系统和二级系统的概念发电厂和变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。主要设备包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电力电缆、母线、输电线等。由这些设备按照一定的规则相互连接而成的电路称为一次接线或一次电路，它是发电、变压和输配电的主体。辅助设备包括监视和测量仪器、控制和信号仪器、继电保护装置、自动装置、远程装置等。这些装置通常由电流互感器、电压互感器、蓄电池或工厂(研究所)的低压电源组成。指示它们互连的电路称为次级连接或次级电路。二次回路的设备通常是低压设备。在发电厂和变电站中，虽然一次接线是主体，但二次接线也是实现安全、可靠、

2、高质量、经济的发电、配电和输电不可缺少的重要组成部分。尤其对于运行控制，二次接线更为重要。2.断路器控制电路和信号电路发电厂和变电站中断路器的控制根据控制位置可分为集中控制和就地控制。发电机、主变压器、母线段或母联、旁路断路器、35KV及以上电压线路、高低压辅助工作及备用变压器等主要设备采用集中控制，6 10kV线路及辅助电机采用就地控制。所谓集中控制就是在主控室进行集中控制。受控断路器和主控制室之间的距离通常是几十米到几百米。所谓就地控制，是指断路器安装现场的控制，可以大大减少主控室的建筑面积，节省控制电缆。断路器的控制通常是通过电路实现的。因此，必须提供相应的二次设备。主控室的控制面板应有

3、一个能发出跳闸和合闸命令的控制开关，断路器应有一个执行命令的操作机构(跳闸和合闸线圈)。(2)继电保护任务和功能原理及组成1.行动原则当电力系统发生故障和异常运行时，系统的正常运行将受到破坏，导致用户的供电中断或减少，有时甚至设备损坏。为了预防事故或缩小事故范围，提高电力系统运行的可靠性，最大限度地保证用户的安全连续供电，电力系统中必须配备专用的继电保护装置。继电保护装置必须能够正确区分被保护元件是否处于正常运行或故障状态，以及被保护元件是否处于区域内或区域外。为了实现这些功能，需要根据电力系统故障前后电气物理量的变化特征来构造保护装置。例如：(1)根据短路故障时电流的增加，可以形成过流保护。

4、(2)根据短路故障时的电压降，可以形成欠压保护。(3)根据短路故障时电流与电压相角的变化，可以形成功率方向保护。(4)根据短路故障时电压电流比()的变化，可以形成距离保护。(5)根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可以形成差动保护。(6)根据不对称短路时电流和电压的相序分量，可构成零序电流保护、负序电流保护、零序和负序功率方向保护等。2.继电保护的组成继电保护本质上是一种自动控制装置，根据控制过程的不同信号特性，可分为模拟型和数字型。多年来应用的传统继电保护装置是模拟的，而20世纪70年代开发的计算机保护是数字的。虽然这两种保护的实现方法和组成不同，但它们的基本原理是相同的。根据保护

5、对象的不同，继电保护分为元件保护和线路保护。部件保护是指对发电机、变压器、母线和电动机等部件的保护。线路保护是指对电网和电力系统中输电线路的保护。虽然继电保护有多种形式，但通常由三部分组成：测量回路、逻辑回路和执行回路。框图如图1-1所示。测量回路1的功能是测量被保护设备的物理量(如电流、电压、功率方向)的变化，判断电力系统是否有故障和异常工况，然后向逻辑回路输出相应的信号。逻辑电路2的功能是根据测量电路的输出信号进行逻辑判断，以确定是否向执行电路发送相应的信号。执行回路3的功能是根据逻辑回路的判断执行保护任务、跳闸或信号。123跳闸或信号要测量的物理量图1-1继电保护框图本文以电磁过流保护为

6、例，阐述了继电保护装置的组成和工作原理。图1-2显示了其单相原理图。在电力系统正常运行时，测量电路(电流继电器KA的线圈电路)流过负载电流，继电器KA的触点不闭合，没有信号输出到逻辑电路(时间继电器KT的线圈电路)，断路器不会跳闸。当电力系统故障时，测量电路电流增加，电流继电器KA的触点闭合，逻辑电路接通。经过逻辑判断(该电路为延时判断)，时间继电器触点闭合，执行电路(信号继电器KS的线圈)接通，断路器通过中间继电器KM跳闸。灵魂KTKS公里TQ信号图1-2电磁线过流保护单相原理图从图1-2可以看出：(1)电磁继电保护由几个功能不同的继电器组成。例如，电流继电器、时间继电器、中间继电器和信号继

7、电器可组合成电流保护，电流、低压、时间、中间和信号等继电器可组合成低压闭锁过流保护。同样，阻抗继电器、差动继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器的组合可以形成距离保护、差动保护等。(2)所有电磁继电器都有活动触点。很容易看出继电器是否动作。对于继电保护初学者来说，这很容易理解和接受。因此，机电式继电器常被作为继电保护的基本教学内容来讲授。(3)试验台的特点及其应用1.试验台的主要特点DJZ三号电气控制和继电保护试验台是为熟悉各种继电特性实验、变压器常规和微机差动保护实验、模拟线路电流和电压常规和微机保护实验、常规和微机距离保护实验而设计的。试验台装有各种常规电磁继电器和线路模型、变压器和微

8、机继电保护装置等。试验台的主要特点是：(1)试验台装有漏电保护装置，确保试验过程的安全。(2)试验台配有各种常规电磁继电器、常规和微机电流电压保护、距离保护以及线路型号，还可完成常规和微机变压器差动保护。学生可以自己设置短路点来真实模拟线路故障。学生也可以自己设计保护接线，提高动手能力和分析能力。(3)试验台微机保护包含电流、电压、阻抗和变压器差动保护三种功能，可分别用于三种保护实验。(4)微机保护(5)试验台微机保护可进行现场手动跳闸和合闸操作。本研究所上位机及相关软件包配置完成后，可实现远程测量、远程通信和远程控制功能，并可远程监控和修改下位机的整定值设置。(作为附加功能，该功能需要在产品

9、订单合同中指定。)设备外形图见图1-3。主要系统图如图1-4所示。面板布局见1-5。图1-3外形图1-3 DJZ-IIIC电气控制和继电保护试验台YHB三号微机保护装置移相器DX在区外测量孔PT测量最低限度R2注册营养师2，4，5W2WR1SAV1SAV3商标2CT1CT1公里2公里45W10W3公里最高的塞尔维亚共和国220/127伏图1-4 DJZ-IIIC主系统图1-4在区域内2.试验台面板的布局图1-5 djz-iii c型试验台面板布置图本实验指导书介绍的实验内容中涉及的一些设备的符号和功能定义如下：DX1动作信号DX2闪光灯DX3单相功率指示器DX4三相功率指示器DX5 DC功率指

10、示器DX6手动关闭灯板DX7手动开关灯板DX8故障动作灯板DX9重合闸动作灯板DX10模拟断路器2公里关闭信号灯DX11模拟断路器2公里断路信号灯DX12模拟线路A相负载指示器DX13模拟线路B相负载指示器DX14模拟线路C相负载指示器BK操作开关DK单相电源开关SK三相电源开关ZKDC电源开关FTK防跳开关CHK符合开关JSK加速模式选择开关(前加速、无加速、后加速)GLJ电力方向继电器CDJ差动继电器ZKJ方向阻抗继电器FDJ负序电压继电器CHJ电磁三相一次重合闸继电器电流继电器千伏电压继电器KT时间继电器爆震传感器信号继电器KM中间继电器GC1交流220伏电源(单相调压器TY1)输出接线

11、柱(a、o)GC2三相交流电源输出端子(a、b、c、o)GC3 DC 220伏电源输出端子(，-)GC4交流220伏电源(单相调压器TY2)输出接线柱(a、o)GC5移相器输出端子(A、B、C)GC6电流和电压测试孔GC71CT二次侧测试孔GC8 PT测试孔GC9 2CT二次侧测试孔LP1微处理器保护插座开关连接器LP2常规保护出口切换回连接件1SK模拟断路器1KM闭合按钮1KP模拟断路器1KM断路按钮2SK模拟短路开关SA、SB和SC分别是a、b和c三相模拟短路选择器开关。SAV1模拟变压器差动保护区和区外故障转移开关设有“区内”、“区外”和“线路”三个选择文件SAV2手动跳闸开关和信号控制

12、开关，带有“接通”和“断开”二档，中间带有自恢复位置。SAV3模拟系统阻抗开关，具有“最大”、“正常”和“最小”三个选项ZNB二号智能多功能仪表(使用方法见附件1)YHB三号微机保护盒(使用方法见附录2)1KM和2KM分别是线路段的两个模拟断路器。3KM故障模拟断路器Rd线段三相模拟电阻，每相电阻值分别为10每相电阻为2的R1限流电阻Rs系统的模拟阻抗，最小Rs=2，=4，最大Rs=5TY三相自耦调压器YX移相器3.试验台的应用DJZ-IIIC型电气控制及继电保护实验台是由武汉华工大学电力自动化技术研究所为电力工程、继电保护、电气工程等课程的继电保护基础教学内容而设计的。试验台安装了各种电磁继

13、电器，如电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、差动继电器、功率继电器、方向阻抗继电器、负序电压继电器和三相一次重合闸。线条模型；变压器、基于微处理器的保护装置等。学生可以做单个继电器的特性测试，也可以用积木法组合继电器来做整套实验。变压器也可用于常规和微机变压器差动保护。该电路模型也可用于常规和微机电流电压保护和距离保护实验。同时，它为学生设计自己的实验提供了一个平台。DJZ-IIIC型电气控制和继电保护试验台不仅配备了常规继电器，还配备了测量时间和相位的多功能仪表、移相器、调压器等设备。这些设备可以形成一个完整的系统，非常方便学生使用。该试验台提供的硬件平台也可以作为本科课程设计、

14、毕业设计、生产实习等项目的基础平台。试验台可以完成以下几种类型的实验：(1)模拟系统正常、最小和最大运行模式实验(2)模拟系统短路运行模式实验(3)学习和设计变电站电流保护的接线(4)保护装置的运行电流和运行电压验证实验(5)模拟系统短路保护动作实验(6)低压闭锁电流保护装置动作实验(7)保护装置动作时间设定实验(8)电流速断保护灵敏度试验(9)低压闭锁速断保护灵敏度试验(10)复合电压过流保护实验(11)保护动作时间协调实验(12)微机线路保护(包括线路电流、电压保护和阻抗保护)实验(13)运行方式对保护灵敏度影响的实验(14)常规保护配合实验(15)常规保护和微机保护的配合实验(16)电磁

15、三相一次重合闸和微机重合闸实验(17)变压器差动保护实验(包括常规差动保护和微机差动保护)(18)遥测、远程通信和远程控制实验(附加功能)(19)浏览和修改遥控下位机的设定值(附加功能)(20)其他DJZ-IIIC型电气控制和继电保护试验台ZNB-2智能多功能仪表的使用情况见附件1。微机保护箱的使用请参考本手册附录2。(4)试验台使用注意事项1.DJZC型电气控制和继电保护教学试验台的工作电流和工作电压不得超过允许值。当实验电流较大时，不允许长时间工作。2.实验前，检查所有的空开关都应处于关闭位置，电源信号灯应在接线前关闭。3.接线时密切注意打开位置，防止误操作造成事故。4.接线完成后，应由另

16、一人检查接线。5.实验中不允许改变带电线路。6.实验中未使用的电流互感器二次侧应短接。二、常规继电器特性实验(一)电磁电压和电流继电器的特性实验1.实验目的1)了解继电器的基本分类方法和结构。2)熟悉几种常见继电器的组成原理，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。3)学会调整和测量电磁继电器的动作值、返回值和计算返回系数。4)测量继电器的基本特性。5)学习和设计各种继电器配合实验。2.继电器的类型和原理继电器是电力系统中常规继电保护的主要部件。继电器有很多种，原理和功能各不相同。1)继电器的分类根据反映的物理量的不同，继电器可分为电量和非电量两种类型。气体继电器和速度继电器