供配电技术实验指导书 - 图文(4)

实验二DCD-5型差动继电器特性实验

（一）实验目的

掌握具有磁力制动特性的DCD-5差动继电器的工作原理、结构特点及实验方法，了解其调试方法。

（二）DCD-5型差动继电器简介

DCD-5型差动继电器用于电力变压器的差动保护。由于继电器带有一个制动绕组，当被保护变压器外部故障不平衡电流较大时，能产生制动作用。

这两部分磁通分别在W2的两部分绕组中感应出电势，该电势达一定值时(视执行元件的动作电压而定)，执行元件就动作。制动绕组Wres的作用是加速两侧边柱的饱和，从而使得W2与Wd，Wpl、Wp2间的相互作用减弱。从图3-1(a)中可以看出，在一侧边柱内，差动绕组中电?产生的磁通??产生的磁通??和制动绕组中电流I?相加，而在另一侧边柱内，??和流Iddresresd?相减，因而每侧边柱内的合成磁通等于这两个磁通的向量和。令?表示工作电流和制动电?res?、??绝对值的和或差；而流间的相位角，当?=0?或180?时，两边柱内的合成磁通分别为?dres在?=90?或270?时，两边柱内的合成磁通相等。由此看出，继电器的动作电流(即Wd内的电流)不仅与Wres内的大小有关，而且还与二者之间的相位有关。当二者间的相位一定时，继电器的动作电流随Wres内电流的增减而增减，这就是继电器具有制动特性的概念。

Wp1，Wp2和Wd的绕向一致，所以平衡绕组产生的磁通起着增强或削弱差动绕组产生的磁通作用(两绕组内电流方向相同时起增强作用，方向相反时起削弱作用)。由于变压器各侧电流互感器的变比不能完全配合，在变压器正常运行时，Wd中有不平衡电流Iunb流过。当平衡绕组接入后，如果平衡绕组的匝数选得适当，就能完全或几乎完全使Iunb得到补偿使得变压器在正常运行时，W2内完全或几乎完全没有Iunb感应电势，从而提高了保护装置的可靠性。当保护区内部发生故障时，流过平衡绕组内的电流所产生的磁通与差动绕组内电流所产生的磁通方向一致，于是就增加了使继电器动作的安匝数，从而提高了保护装置的灵敏度，此即Wd、Wpl、Wp2三个绕组绕向一致的原因。

I 1 2 W 1 2 W Id Wd Wp1 1

2 Wres Wp2 1 2 Wres

Wres 2 9 7 Wp1 16 12 8 4 0 0 1 2 3 Ⅰ Ⅲ Ⅱ 1 2 3 4 5 6 8 11 14 3 0 1 2 3 Wd 1 5 6 8 10 13 20 5 16 12 8 4 0 Wp2 DL-1 6 8 10 12 4 W2 图3-1 DCD-5差动继电器原理与内部接线

除W2外，其余的绕组都有一定数量的抽头，抽头的引出线都接在饱和变流器前面的面板上。面板上有插孔，孔下有标号。除制动绕组插孔下的标号是指一侧边柱的匝数外，其它各绕组插孔下的标号均系实际匝数。利用螺丝插头插在不同的孔中，就能得到相应的匝数。应特别注意：每个平衡绕组具有两组抽头(0、1、2、3)和(0、4、8、12、16)，两个螺丝插头必须分别插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的孔中。若螺丝插头同时都插入(0、l、2、3)或(0、4、8、12、16)的两孔中，将在平衡绕组中造成短路和开路现象，这将会引起保护装置误动作和使电流互感器开路。这一点在3-1(b)中看得很清楚。继电器引出端子名称匝数选择见表3-1。

表3-1 线圈代表符号 Wd Wp1 Wp2 W2 Wres 线圈名称 差动线圈 平衡线圈Ⅰ 平衡线圈Ⅱ 二次线圈 制动线圈 总匝数 20 19 19 14 （三）实验内容

1．熟悉DCD-5差动继电器的结构原理和内部接线图，认真阅读DCD-5差动继电器的原理图（图3-1）。

2．执行元件的检验：

（1） 实验接线如图3-2所示：

K TY1 A R ~220V V 执行 元件 图3-2 DCD-5执行元件试验接线图

（2） 实验方法与步骤：

本实验是对执行元件单独进行实验。应特别注意，执行元件的动作电压是指执行元件起动后再用非磁性物体把舌片卡在未动作位置的电压值。动作电压应满足1.5~1.56V，动作电流满足220~230mA，返回系数为0.7~0.85。测量应重复三次，填入表3-2中，其离散值不大于?3%，否则应检查原因。 表3-2

Ipu（mA） If（mA） Kf Upu（V） 如果实验时电源频率不是50Hz，应按每偏差?1Hz电压值改变?2%进行修正。 3．动作安匝检验：（无制动时起始动作安匝） （1）实验接线如图3-3所示：

K TY A R ~220V Wd 执行 元件 W2

图3-3 DCD-5型动作安匝试验接线图

（2）实验方法与步骤：

Wp1、Wp2都插入0匝，Wd先插入20匝。合上电源K，调节TY的电流使DL-1继电器动作，记下此时电流即为动作电流，动作电流乘以使用的动作安匝即为动作安匝A ? Wd。动作安匝符合60?4，以此值为基准，然后改变Wd为13匝、10匝，用上述实验方法测动作电流，填入表3-3中。 表3-3

Wd（匝） Ipu（A） Ipu?Wd 20 13 10 如果动作安匝距离要求相差不大时，可采用将执行元件动作值适当增减（在要求范围内）的办法和稍许改变速饱和变流器铁芯压紧螺丝松紧程度的办法使之符合要求。如果相差较大，则必须用改变变流器铁芯组合方式的方法进行调整。

（四）思考题

如果差动保护的动作电流经计算为5.2A，理论上Wd的匝数为11.5匝，那么实际上应选多大？是11匝还是12匝，为什么？

三、输电线路电流电压常规保护实验

（一）实验目的

1．了解电磁式电流、电压保护的组成。

2．学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、时间整定值的调整方法。 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 DX TB RS 2,4,5? 区外 最小 K3 2KO 2CT PT测量 1R K1 2? 区内 Rd 2R 10? 45? 3KO 220/127V 最大 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图

2．电流电压保护实验基本原理

1）三段式电流保护

当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。根据这个特点可以构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护（简称I段）、带时限速断保护（简称II段）和过电流保护（简称III段）。下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。

（1） 无时限电流速断保护（I段）

单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。短路电流的大小Ik和短路点至电源间的总电阻R?及短路类型有关。三相短路和两相短路时，

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