471工厂供配电实验实训装置实验指导书(3)

2.3.3 实验内容

2.3.3.1 常规电流速断保护实验

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

1) 实验接线

如图2-6完成实验接线。

2) 整定值设置

根据系统一次模型结构及参数，进行整定计算，并对DL-31电流继电器进行整定。

3) 将实验屏侧面的进线1三相插座连接在三相调压器输出端，使进线1带电。依次合上QF1、QS1和QS3，使10kV母线带电。合上QF4、QS6、QF6，合上变压器低压侧的空气开关，接通线路L。

4) 按下故障设置区的故障按钮，设置线路L始端发生三相短路和末端发生两相短路，观察保护动作情况。

图2-6 常规电流速断保护实验接线

2.3.3.2 常规电流电压联锁速断保护实验

1) 实验接线

如图2-7完成实验接线。注意电压继电器应接入常闭触点！ 17

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

图2-7 常规电流电压联锁速断保护实验接线

2) 整定值设置

对电流电压联锁速断保护进行整定计算，并对电压继电器和电流继电器进行整定。

3) 按下故障设置区的故障按钮，设置线路L始端发生三相短路和末端发生两相短路，观察保护动作情况。

2.3.3.3 常规过电流保护实验

1) 实验接线

如图2-8完成实验接线。

2) 整定值设置

对过电流保护进行整定计算，并对电流继电器和时间继电器进行整定。时间继电器可整定为1s。

3) 按下故障设置区的故障按钮，设置线路L始端发生三相短路和末端发生两相短路，观察保护动作情况。

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

2.3.3.4 二段式过电流保护实验

1) 实验接线

利用电流继电器1和中间继电器构成电流速断保护，用电流继电器2和时间继电器构成过电流保护，从而组成二段式过电流保护。电流速断保护作为线路L的主保护，过电流保护作为本线路和变压器的后备保护。

如图2-9完成实验接线。

图2-8 常规过电流保护实验接线 2) 整定值设置图2-9 常规二段式过电流保护实验接线

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

对电流速断保护和过电流保护进行整定计算，并对2个电流继电器和时间继电器进行整定。时间继电器可整定为1s。

3) 按下故障设置区的故障按钮，设置线路L始端发生三相短路和末端发生两相短路，观察保护动作情况，并将结果记入表2-5。

表2-5 常规二段式过电流保护实验数据表

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

2.4 常规电流保护与三相一次重合闸综合实验

2.4.1 实验目的

(1) 掌握三相一次重合闸的基本原理。

(2) 了解三相一次重合闸与继电保护之间如何配合工作。

2.4.2 实验原理及实验说明

2.4.2.1 JCH-4A型重合闸简介

JCH-4A型三相一次重合闸装置主要用于电力系统二次回路中，作为实现三相一次重合闸的主要元件。

JCH-4A型三相一次重合闸的工作原理示意图如图2-10。图中各符号含义如下：

HQ——断路器合闸线圈

DL1～DL2——断路器的辅助触点 ——断路器跳闸线圈

SJ——时间继电器

ZJ——中间继电器 KM+

SJDL1KM-

ZJDL2HQ

I 图2-10 重合闸用于单侧电源线路的接线示意图

1) 重合闸用于单侧电源线路

a. 正常运行处于合闸状态

在投入前应将重合闸放电（端子3、6短接一次）完毕。当线路正常运行断路器处于合闸时，对充电回路的电容器充电，此时如果输电线路存在故障，则断路器很快又被切除。由于电容器充电时间短没有达到门坎电压，中间继电器控制回路不能接通，避免了断路器发生重合闸。若线路正常，则经15～25s后，电容器充满电，重合闸准备动作。

b. 断路器由保护动作或其它原因而跳闸

此时断路器的辅助触点DL1返回接通，启动时间继电器SJ。经延时后，接通中间继电器控制电路，ZJ(V)动作后，接通断路器合闸电路（KM+→端子②→SJ1→ZJ（I）→DL2→HQ→KM-），HQ 21

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

通电后，实现一次重合闸。由于ZJ（I）的作用，ZJ1能保持直到断路器完成合闸，其辅助触点DL2断开为止。如果线路上是瞬时故障，则重合闸成功后，电容器自行充电，经15～25s后，重合闸重新处于准备动作状态。

c. 线路上存在永久性故障

此时经一次重合闸后，断路器第二次跳闸（重合闸不成功），SJ仍启动，但这段时间小于恢复时间（15～25s），不能接通控制电路使ZJ（V）动作，因而保证重合闸只动作一次。

e. 中间元件的触点ZJ1卡住或熔接

为防止在这种情况下，断路器多次合闸于故障线路，采用继电器TBJ加以避免。当断路器跳闸，接通合闸回路，同时使TBJ（I）经TBJ1自保持，并通过TBJ2断开合闸回路，防止断路器多次重合闸。

2) 重合闸用于双侧电源线路时

重合闸启动回路中增加了低电压继电器和同步检查继电器的触点和连接片，起到检查线路无电压或检查线路同步的作用，如图2-11。 KM+

SJYJ1TTJDL1KM-

ZJYJ2DL2HQ

图2-11 重合闸用于双侧电源线路的接线示意图

双侧电源线路的重合闸的实现通常是在线路一侧检查无电压，而另一侧检查同步的方式实现，从而保证检查无电压这一侧的重合闸先动作。检查同步和检查无电压重合闸的配置关系如图2-12。

图2-12 采用同步检查和无电压检查重合闸的配置关系图

a. 检查线路无电压的一侧

当线路发生故障，两侧断路器都跳闸，则本侧的重合闸先动作。通常在本侧也同时投入同步检 22

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

查，两者触点并联工作，从而可以克服因某种原因（如误碰跳闸机构，本侧保护误动作等）使本侧跳闸（对侧并无跳闸）而不能实现重合闸的缺陷。

b. 检查线路同步的一侧

当线路发生故障，两侧断路器跳闸，本侧在线路无电压时不能实现重合闸。只有在对侧合闸，线路上有电压、YJ1闭合时，本侧才可能重合闸。如果线路电压与母线电压的大小、相位的差别在允许合闸范围内（即认为是同步），则同步检查继电器的触点TTJ闭合，重合闸允许启动；反之，重合闸不能启动。

本侧的无电压检定绝对不允许与同步检定同时投入。

2.4.2.2 实验说明

本实验中，电流速断保护和三相一次重合闸均安装在10kV母线连接的出线L上，电流速断保护由DL-31电流继电器和DZY-202中间继电器组成，三相一次重合闸用JCH-4A型重合闸继电器实现。

2.4.3 实验内容

1) 实验接线

如图2-13完成实验接线。

图2-13 常规三相一次重合闸实验接线

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

2) 整定值设置

根据系统一次模型结构及参数进行整定计算，并对DL-31电流继电器进行整定。重合闸时间整定为0.3s。

3) 测试保护和三相一次重合闸动作

将重合闸端子3、6短接，使重合闸放电，此时重合闸面板上的充电指示灯灭。手动合上断路器1QF，等待20s，使重合闸充满电，此时重合闸面板上的充电指示灯亮。

a. 瞬时性故障情况

按下出线L上的首端相间短路故障按钮，观测保护动作情况，待保护跳开QF4后，释放按钮，观测重合闸的动作情况及重合闸面板上的充电指示灯状态。

b. 永久性故障情况

首先等待重合闸充满电。

按住出线L上的末端相间短路故障按钮，保持到重合闸动作后保护再次跳开QF4时释放，模拟系统发生永久性故障的情况，观测整个过程中保护和重合闸的动作情况。

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

第三章微机保护实验

3.1 35kV线路保护过电流保护实验

3.1.1 实验目的

1) 掌握三段式电流保护、电流电压联锁速断保护、低电压起动过电流保护和反时限电流保护的基本原理。

2) 熟悉保护的接线方式。

3) 掌握保护的整定方法。

3.1.2 保护基本原理

3.1.2.1 三段式电流保护基本原理

电流速断（简称Ⅰ段），限时电流速断（简称Ⅱ段）和定时限过电流保护（简称Ⅲ段）组合在一起，构成阶段式电流保护。具体应用时，可以只采用速断保护加过电流保护，或限时速断保护加过电流保护，也可以三者同时采用。

(1) 电流速断保护

对于仅反映于电流增大而瞬间动作的电流保护，称为电流速断保护，作用原理如图3-1所示：当AB段末端d1发生短路时，希望保护1能够瞬时动作切除故障，当相邻线路BC末端d2发生故障时，希望保护2瞬时动作切除故障，但是实际上，d1和d2点短路时流经保护1的短路电流之几乎一样，则可知希望d1点短路时速断保护1能动作，而保护2不动作，这就是动作的选择性问题，为保证选择性，则保护装置的起动参数的整定上保证下一出口处短路时不起动。则可知保护装置1的动

''作电流必须大于d2短路时的最大短路电流。对于保护1来说，应有Idz.1?Id.B.max。

'''可选取： Idz.1?KkId.B.max (3-1)

'其中可靠系数Kk取1.2～1.3。如图3-1所示，当系统最大方式下运行时（图示线I），电流速断

的保护范围为最大，当出现其它运行方式或两相短路时，速断的保护范围都要减小，而当出现系统最小运行方式下的两相短路时（图示线II），电流速断的保护范围为最小，但总的来说，电流速断保护不能保护线路全长，并且保护范围直接受运行方式的影响。

动作时间：电流保护I段无时限动作，动作时间为断路器固有的动作时间。

灵敏度校验方法：求出I段的最小保护范围，即在最小运行方式下发生两相短路时的保护范围，用LMIN表示。

ZX-AEP471工厂供配电实验实训装置实验指导书

LMIN1E'?(*'?Xs.max) (3-2) X12Idz.1

要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长。

式中：X1—线路的单位阻抗，一般0.4Ω/km；Xs?max—系统最大短路阻抗。