功率方向继电器实验.docx

实验五 功率方向继电器实验

一．实验目的

学会运用相位测试仪测量电流和电压之间相角的方法。

掌握功率方向继电器的动作特性，接线方式及动作特性的试验方法。

研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。

二．LG-11型功率方向继电器简介

LG-11整流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为：

? ? ? ? ? ? ?

K I ?K

K m

U ?K

y m K

I ?K U

m y m

继电器的接线图如图5-2所示，其中图（a）为继电器的交流回路图，也就是比较电气

I? ?

I

量的电压形成回路，加入继电器的电流为Im，电压为Um。电流m通过电抗变压器DKB的

?

一次绕组W1，二次绕组W2和W3端钮获得电压分量K I

K m

，它超前电流I

m

的相角就是转移

?

R阻抗K 的阻抗角?k，绕组W4用来调整?k的数值，以得到继电器的最灵敏角。电压Um经

R

?

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K U ，

K m

? ?

KyU

m

超前U

的相角为90度。DKB和YB标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，

m

? ? ?

得到动作电压K

K

I ?K

m

U ，加于整流桥BZ1输入端；DKB和YB标有W3的二次绕组的

y m

? ? ?

联接方式如图所示，得到制动电压K

K

I ?K U

m y m

，加于整流桥BZ2输入端。图（b）为

幅值比较回路，它按循环电流式接线，执行元件采用极化继电器JJ。

继电器最大灵敏度的调整是利用改变变压器DKB第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的。继电器的内角?=900-?k，当接入电阻R3时，阻抗角?k=600，?=300；当接入电

阻R4时，?k=450，?=450。因此，继电器的最大灵敏度?

数值，一个为-300，另一个为-450。

res

???，并可以调整为两个

当在保护安装处于正向出楼发生相间短路时，相间电压几乎将降为零值，这时功率方向

? ? ? ? ? ?

KI继电器的输入电压U

K

I

m

?0，动作方程为K

K

I =

m K m

，即U

A

?U 。由于整流型功

B

率方向继电器的动作需克服执行继电器的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定功率（尽

?

管这一功率的数值不大）。因此，要使继电器动作，必须满足U

?

U 的条件。所以在

A B

Um?0

Um

为了消除电压死区，功率方向继电器的电压回路需加设“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50HZ串联谐振回路。这样当电压Um突然降低为零时，该回路中电流Im并不立即消失，而是按50HZ谐振频率，经过几个周波后，逐渐衰减为零。而这个电流与故障前电压Um同相，并且在谐振衰减过程中维持相位不变。因此，相当于“记

住了”短路前的电压的相位，故称为“记忆回路”。

DKB

DKB

1

R1

BZ1.BZ4

YB

1

5

7

W2

W

2

5

2

2

8

3

BZ5.BZ8

3

W3

R2

W3

4

6

7

8

9

9

6

4

10

5

8

6

W4

R3

R4

7

300

450

(a)交流回路图

R5 R6 9 R8 R7

BZ1.BZ4

C2

C4 C3

BZ5.BZ8

JJ

10

11

11

JJ

12

R6

C5

直流回路图

图5-1LG-11功率方向继电器原理接线图

U由于电压回路有了“记忆回路”的存在，当加于继电器的电压?

U

m

?

?0时，在一定的时

间内YB的二次绕组端钮有电压分量KyUm存在，就可以继续进行幅值的比较，因而消除

了在正方向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。

功率方向继电器的动作特性

Im继电器的动作特性如图3-3

Im

U线，动作区为带有阴影线的半平面范围。最大灵敏线是超前?

U

m

为?角的一条直线。电流?

??

?

的相位可以改变，当I 与最大灵敏线重合时，即处于灵敏角

m

???情况下，电压分量

? 0 ? ?

sen

KKIm与超前Um为90 相角的电压分量KyUm相重合。

Ky

KyUm

最大灵敏线

KkIm

?

Im

k

动作区

?

0

非动作区

U

m

（1）角度特性：表示Im固定不变时，继电器

起动电压U

pu..r