电流继电器能可靠返回为整定原则。即依靠动作电流及时间组件的配合获得选择性。
2、阶段式电流保护的电气接线
图6-2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,从而可分析发生故障的大概范围。
各段整定原理和整定值的计算,在前面实验中已作过阐述,这里不再赘述。 三﹑实验内容与步骤
1﹑对实验模型进行保护设计,AB段设三段式保护,BC段只设无时限电流速断和过电流保护。可整理实验三﹑实验四﹑实验五中相关数据得到整定值,也可重新计算。在实验装置启动后,在1号保护装置中投入“过流一段”、“过流二段”、“过流三段”。在2号保护装置中投入“过流一段”及“过流三段”(投入方法同实验三)。
2﹑运行方式设为最大,将系统电势升至105V,合上1QF、2QF断路器。( 操作方法同实验一)
3﹑先令BC段末端进行三相短路,注意保护的哪一段动作。
4﹑在BC段首端进行三相短路,注意是哪一段动作,是否发生越级跳闸。 5﹑断开2号保护装置的跳闸压板,重复3﹑4两步,注意出现什么情况。 6﹑在AB段末端和首端进行三相短路,注意哪一段保护动作。
7﹑退出1号保护装置的带时限电流速断保护,重复动作6。注意会出现什么情况。 四﹑实验报告
1﹑按照实验模型,计算各段保护的整定值。要求阐明整定的依据和方法。 2﹑将实验结果填入下表: 站 段 整定电流 时 限 保护范围 电流1段 1号保护装置 电流2段 电流3段 2号保护装置 电流1段 电流3段 3﹑在BC段首端和末端发生三相短路时,如果2号保护装置失灵或断路器2QF拒动,2号保护装置能进行后备保护吗?如果能,应是1号保护装置的哪一段动作?估算一下从发生故障到断路器跳闸至少需多少时间?
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实验七 运行方式对保护灵敏度的影响及灵敏度的校验
一 ﹑实验目的
1.理解在电流保护中,运行方式对保护灵敏度的影响。 2.掌握用模型校验灵敏度的方法。 二﹑实验说明
在以电流增大为故障判断依据的保护中,通过短路点电流的大小无疑会对保护灵敏度产生影响。在前面的实验中,曾以理论计算的方式校验了保护灵敏度。本实验中用实验的方法来校验其灵敏度,以进一步认识运行方式对保护灵敏度的影响。此外还有助于理解在运行方式变化频繁,最大最小方式下通过短路点电流变化较大或线路较短的线路中为什么不采用阶段式电流保护的原因。
三﹑实验内容与步骤
1﹑启动实验控制屏( 操作方法同实验一),令保护装置的设置值与实验六相同,即采用阶段式电流保护不变。
2﹑运行方式设置为最大,保持系统电压105V不变。断开微机1号保护装置和2号保护装置的跳闸压板,分别在BC段和AB段末端进行三相短路,并记录相应的保护范围
3﹑连接2号保护装置跳闸压板,退出定时限电流保护。最大运行方式下在BC段末端进行三相短路,将短路点缓慢前移,直到保护装置动作为止,(注意:每次调整了短路点后,应重新按下确认按钮,以产生一个冲击电流以启动微机保护装置的保护功能)找出无时限电流速断保护的保护范围。采用相同方法,找出1号保护装置1段的保护范围。
4﹑运行方式设置为最小,重复步骤2和3。
5﹑退出1号保护装置的第三段保护,并将其带时限电流速断保护时限设置为0S。断开2号保护装置的跳闸压板,最大运行方式下在BC段进行三相短路,将短路点缓慢前移,直至断路器1QF跳闸时止,(注意:每次调整了短路点后,应重新按下确认按钮,以产生一个冲击电流以启动微机保护装置的保护功能)以确定1号保护装置的带时限电流速断保护延伸到BC段的长度。最小运行方式下再重复一遍上述操作。 四﹑实验报告
1﹑将实验结果填入下表: 线 路 A B 段 B C 段 第二段保护范 第三段保护范 围 围 第二段保护范 第三段保护范 围 围 最 大第一段保护第二段保护范 第三段保护范 第一段保护运 行范 围 围 围 范围 方 式 最 小第一段保护第二段保护范 第三段保护范 第一段保护运 行范 围 围 围 范围 方 式 2﹑在最大和最小运行方式下,1号保护装置保护第二段延伸到BC段的范围分别是BC段的百分之几?
3﹑在实际的电力系统中,对运行方式变化较大﹑系统阻抗较大或距离较短的输电线路,为什么不适宜采用阶段式电流保护?
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实验八 电流电压联锁保护原理与实验
一、实验目的
1、通过实验进一步理解电流电压联锁保护的原理、并掌握其整定和计算的方法。 2、掌握电流电压联锁保护适用的条件。 二、实验原理 1、电压速断保护
在电力系统的等值电抗较大或线路较短的情况下,当线路上不同地点发生相间短路时,短路电流变化曲线比较平坦,见图8-1所示的无时限电流速断保护。电流速断保护的保护范围较小,尤其是在两相短路和最小运行方式时的保护范围更小,甚至没有保护范围。在这种情况下,可以采用电压速断保护,而不采用电流速断保护。
在线路上不同地点发生相间短路时,母线上故障相之间残余电压Ucy的变化曲线如图8-2所示。从图中看出,短路点离母线愈远,Ucy愈高。其中:①表示最大运行方式下Ucy变化曲线;②表示最小运行方式下的 Ucy变化曲线。
电压速断保护是反应母线残余电压Ucy降低的保护。在保护范围内发生短路时,Ucy较低,保护装置启动;在保护范围以外发生短路时,Ucy较高,保护装置不启动。
图8-1 无时限电流速断保护举例
图8-2 无时限电压速断保护举例
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如同电流速断保护一样,电压速断保护可以构成无时限的,也可以构成有延时的。 在图8-2所示的线路上,如果装有保护相间短路的无时限电压速断保护,它的动作电压Udx应整定为
Udx?Ucy.minKk?(3)3Id.minXLKk (8-1)
式中Ucy.min —— 最小运行方式下在线路末端三相短路时,线路始端母线上的残余电压;
(3)Id.min —— 上述短路时的短路电流;
Xl —— 线路电抗;
Kk —— 可靠系数,考虑到电压继电器的误差和计算误差等因素,它一般取1.1~1.2。 从图8-2可见,在最小运行方式下,电压速断保护的保护范围(Ib.min)最大;在最大运行方式下,保护范围(Ib.max)最小。所以电压速断保护应按最小运行方式来整定动作电压,按最大运行方式来校准保护范围。
在线路上任何一点发生短路时,不论是三相短路还是两相短路,母线上故障相之间的残余电压是相等的。因此,保护相间短路的电压速断保护应采用三相式接线,电压继电器应接相间电压。这样,电压速断保护既能保护三相短路也能保护两相短路,而且保护范围与故障种类无关。
如同无时限电流速断保护一样,无时限电压速断保护的保护范围也可以用解析法进行计算.
??Xx.min lb.max???l (8-2)
?KkXx.max?(Kk?1)x1l?
Xx.min — 最大运行方式下的系统电抗; Xx.max — 最小运行方式下的系统电抗;
x1 — 被保护线路每公里的电抗;
。 l — 被保护线路的全长(km)
由式(8-2)不难看出,电压速断保护适用于运行方式变化小的场合,如图10-3所示。
图8-3 电压速断保护的原理接线图
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2、电流、电压联锁速断保护
为了保证选择性,电流速断保护应按最大运行方式来整定其动作电流,但在最小运行方式下保护范围要缩小;而电压速断保护应按最小运行方式来整定其动作电压,但在最大运行方式下保护范围要缩小。
在有些电网中,由于最大和最小运行方式相差很大,不能采用电流速断保护或电压速断保护。如果出现这两种运行方式的时间较短,大多数时间是在某一种运行方式(称为主要运行方式)下工作。对此,可以采用电流、电压联锁速断保护。
电流、电压联锁速断保护的启动组件包括电流启动组件和电压启动组件,它们的触点是相串联的,因此只有在两者都动作的情况下,保护才会启动,它们的整定值互相配合,以保证动作的选择性和协调性。
图8-4 无时限电流、电压联锁速断保护的整定计算
在图8-4所示的线路上,如果装有保护相间短路的无时限电流、电压联锁速断保护。在主要运行方式下。要求它的保护范围达到线路全长的80%(考虑到电流、电压继电器误差等因素,不能要求保护线路的全长),也就是要求在主要运行方式下电流启动组件和电压启动组件的保护范围都为线路全长的80%。
电流启动组件的动作电流Idz应整定为
??E? (8-3) Idz?XXT?0.8XL 式中
??——E? 系统的次瞬时电热(相); XXT —— 主要运行方式下的系统电抗;
XL —— 线路电抗。
(3)Udz?3Id0.8XL?3Idz0.8XL
电压启动组件的动作电压UdZ应整定为
?1.39IdzXL
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