功率方向继电器实验讲稿资料要点.docVIP

实验2：功率方向继电器实验讲稿 实验目的 1、学会运用相位测试仪测量电流电压之间的相角方法。 2、掌握功率方向继电器的动作特性，接线方式及动作特性的实验方法。 LG-11型功率方向继电器简介 1、 LG-11型功率方向继电器的工作原理 LG-11型功率方向继电器是目前广泛应用的整流型功率方向继电器，其比较幅值的两电气量动作方程： 继电器的接线如图2-1所示，其中图A为继电器的交流回路图，也就是比较电气量的电压形成回路，加入继电器的的电流为，电压为，电流 通过电抗变压器DKB的一次绕组W1，二次绕组W2和W3端获得电压分量，它超前电流的相角就是转移阻抗的阻抗角，绕组W4用来调整的数值，以得到继电器的最灵敏角。电压经过电容C1接入中间变压器YB的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量。超前的相角90度。DKB和YB标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压,加于整流BZ1输入端；DKB和YB标有W3的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压，加于整流桥BZ2端。图（b），当接入电阻R3时，阻抗角 当接入电阻R4时 。因此，继电器的最大灵敏角，并可以调整为两个数字，一个为-30°，另一个为-45°。 当在保护安装处于正向出楼发生相间短路时，相间电压几乎降为0值，这时功率方向继电器的输入电压，由于功率方向继电器的动作需克服执行的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定的功率（尽管这一功率消耗不大）。因此必须满足条件。所以在=0的情况下，功率方向继电器动作不了。因而产生了电压死区。为了消除电压死区，功率方向继电器的电压回路需要加设记忆回路，就是需要电容C1与中间变压器YB的绕组电感构成对50串联谐振电路。这样当电压突然降低为=0时，该回路中的电流并不立即消失，而是按50HZ谐振电路的频率，经过几个周波后，逐渐衰减为0。而这个电流与故障前的电压同相，并且在谐振衰减过程中维持相位不变化。因此，相当于记住了短路前的电压的相位，所以称为记忆回路。 由于电压回路有了记忆回路的存在，相当于继电器的电压为=0时，在一定的时间内YB的二次绕组端纽有电压分量的存在，就可以继续进行幅值的比较，因而消除了在正方向的出口短路时继电器的电压死区。 在整流比较回路中电容C2和C3主要是滤除二次谐波，C4用来滤除高次谐波。 图2-1 LG-11功率方向继电器原理接线图 2、功率方向继电器的动作特性 继电器的动作特性如图2-2所示。临界动作条件为垂直于最大灵敏线通过原点的一条直线，动作区为带有阴影线的半平面范围。电流的相位可以改变，当与最大灵敏线重合时，即处于灵敏角的情况下，电压分量与超前为90度相角的电压分量相重合。 图2-2 功率方向继电器动作特性 通常功率方向继电器的动作特性还有下面2种表示方法： （1）角度特性：表示固定不变，继电器的动作电压的关系曲线，理论上此特性可以用图2-3所表示，理想情况下动作范围位于为中心的90度以内。在此动作范围内，继电器的最小起动电压基本上与无关，加入继电器的电压为时，继电器不能起动，这就是出现电压死区的原因。 图2-3 功率方向继电器的角度特性（=30。） （2）伏安特性：表示当固定不变时，继电器的启动电压的关系曲线。在理想情况下，该曲线平行与两个坐标轴，如图2-4所示，只要加入继电器的电流和电压分别大于最小启动电流和最小启动电压继电器就可以动作。其中之值取决于在电流回路中形成方波时所要加入的最小电流。 图2-4 功率方向继电器的伏安特性 在分析功率方向继电器的动作特性时，还要考虑继电器的“潜动”问题。功率方向继电器可能出现电流潜动和电压潜动两种。 所谓电压潜动，就是功率方向继电器仅加入电压时产生的动作。产生电压潜动的原因是由于中间变压器YB的两个二次绕组W3，W4的输出电压不等，当动作回路YB的W2端电压分量大于制动回路YB的W3电压分量时，就会产生电压潜动现象。为了消除电压潜动，可调整制动回路中的电阻R3，使Im=0时，加于两个整流输入端的电压相等，因而消除电压潜动。 所谓电流潜动，就是功率方向继电器仅通过电流产生的动作，产生电流潜动的原因是由于电抗变压器DKB两个二次绕组W2、W3的电压分量不相等，当W2电压分量大于W3电压分量时，就会产生电流潜动。为了消除电流潜动，可调整动作路中的电阻R1，使Um=0加于两个整流桥输入端的电压相等，因而消除了电流潜动。 发生潜动的巨大危害是在反方向出口处三相短路时，此时Um≈0，Im很大，方向继电器本应该将保护装置闭琐，如果此时出现了潜动，就可能使保护装置失去方向性而误动作。 3、相间短路功率方向继电器的接线方式 由于功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，因此对其接线方式应该提出如下要求。 （1）正方向任何形式的故障都能动作，而反方向故障不能动作。 （2）