3.研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。 4.分析三段式电流、电压保护动作配合的正确性。
(二)基本原理
1.试验台一次系统原理图
试验台一次系统原理图如图3-1所示。
1KO 测量孔 1CT 1 移相器 电流、电压保护 TB RS 2,4,5? 区外 最小 最大 K3 2KO 2CT PT测量 1R K1 2? 区内 Rd DX 2R 220/127V 10? 45? 3KO 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图
4.常规电流保护的接线方式
电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种,如图3-8所示。
电流保护一般采用三段式结构,即电流速断(Ⅰ段),限时电流速断(Ⅱ段),定时限过电流(Ⅲ段)。但有些情况下,也可以只采用两段式结构,即Ⅰ段(或Ⅱ段)做主保护,Ⅲ段作后备保护。下图示出几种接线方法,供接线时参考。
a KS b KA1 A B c KA2 KT KA3 KA4 KA5 KA6 KS KAM2 C o (a)完全星形两段式接线图
a b A c o KA B C KA KT KS KAM
(b)不完全星形接线
a b c A B o KA KA KA KS KAM C (c)在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线
图3-8 电流保护常用的几种接线
(三)实验内容
DJZ-Ⅲ试验台的常规继电器都没有接入电流互感器和电压互感器,在实验之前应参阅图3-1的一次系统图,设计好保护接线图,并接好线后才能进行实验。
1.正常运行方式实验
(1)三相调压器输出为0V。
(2)系统运行方式置于“正常”位置。
(3)按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线,根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。
(4)合上三相电源开关,调节调压器输出,使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。
(5)合上直流电源开关。 (6)合上变压器二侧的模拟断路器。
此时,负荷灯泡亮,模拟系统即处于正常运行状态。 (7)实验结束后,使调压器输出回零,最后断开实验电源。
2.短路故障方式实验
(1)三相调压器输出为0V。
(2)选择系统运行方式为最小运行方式。
(3)将模拟线路电阻可移动头放置在中间(50%)位置。
(4)按前面介绍的常规电流保护接线方式进行接线,根据理论计算值确定各继电器的整定值大小。
(5)退出所有出口连接片。
(6)合上三相电源开关,调节调压器的输出,使屏上电压表指示从0V慢慢升到100V为止。
(7)合上直流电源开关,合上变压器二侧的模拟断路器,此时负荷灯泡亮(与正常运行方式相同)。
(8)合上短路模拟开关(二相或三相均可)。 (9)合上故障模拟断路器,模拟系统发生短路故障。
此时,根据短路类型,负荷灯泡全部熄灭或部分熄灭。电流表指示数值较大。模拟系统即处于短路故障方式。短路故障发生后,应立即断开短路操作开关,以免短路电流过大烧坏设备。断开短路操作开关。即可切除短路故障。
(10)实验结束后,将故障模拟断路器断开,调压器输出调回零,最后断开实验电源。
3.三相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验
在不同的系统运行方式下,做三段式常规电流保护实验,找出Ⅰ段电流保护的最大和最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前述完全星形实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接,调Ⅰ段三个电流继电器的整定值为5.16A,Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A,或者III段整定值为1.62A。
(2)系统运行方式选择置于“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置。 (3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档(“区内”、“区外”是对变压器保护而言的,在线路保护中不使用)。
(4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (5)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止。
(6) 合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(7)合上模拟断路器,负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片LP1退出。 (9)合上短路选择开关SA、SB、SC。
(10)模拟线路段不同处做短路实验。先将短路点置于100%的位置(顺时针调节短路电阻至最大位置),合上故障模拟断路器,检查保护Ⅰ段是否动作,如果没有动作,断开故障模拟断路器,再将短路电阻调至90%处,再合上故障模拟断路器,检查保护Ⅰ段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置,直至保护Ⅰ段动作,然后再慢慢调大一点短路电阻值,直至Ⅰ段不动作,记录最后能够使Ⅰ段保护动作的短路电阻值于表3-1中。
(11)分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将Ⅰ段保护动作时的短路电阻值记录在表3-1中。
(12)实验完成后,将调压输出调为0V,断开所有电源开关。 (13)根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
表3-1 三相短路实验数据记录表
短路电阻/ 运行方式 最大 最小 正常 4.两相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验
在系统运行方式为最小时,做三段式常规电流保护实验,找出Ⅰ段电流保护的最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前述完全星型实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。调整I段三个电流继电器的整定值为5.16A,Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A或者Ⅲ段整定值为1.62A。
(2)系统运行方式选择置于“最小”。
(3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。 (4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。 (5)缓慢调节调压器输出,使并入的线路中的电压数显示值从0V上升到100V为止。
(6)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(7)合上模拟断路器,负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片退出(断开LP1)。 (9)合上短路选择开关SA、SB、SC按钮中任意二相,如AB相。
(10)模拟线路段不同处做短路实验,先将短路电阻置于100%的位置,合上故障模拟断路器,检查Ⅰ段保护是否动作,如果没有动作,则断开故障模拟断路器,再将短路点调至90%处,合上故障模拟断路器,检查Ⅰ段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置直至Ⅰ段保护动作,再慢慢调大一点短路电阻值,直至Ⅰ段保护不动作,记录能使保护Ⅰ段动作的最大短路电阻值于表3-2中。
表3-2 两相短路实验数据记录表
短路电阻/ 运行方式 AB相短路 BC相短路 CA相短路
最大 最小 正常 (11)分别将系统运行方式置于“最大”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将能够使Ⅰ段保护动作的最大短路电阻值记录在表3-2中。
(12)实验完成以后,将调压器输出调为0V,断开所有电源。
(13)分别将短路选择开关设为AC或BC相,重复步骤(2)至(12),将实验数据记录于表3-2中。
(14)根据实验数据,分析出无时限电流速断保护最小保护范围。