低电压起动过电流保护及过负荷保护实验

低电压起动过电流保护及过负荷保护实验

一、实验目的

1、掌握发电机低电压起动过电流保护和过负荷保护的工作原理、整定值计算方法和调试技术。

2、理解发电机低电压起动过电流保护和过负荷保护的原理图，展开图及其保护装置中各继电器的功用。

3、学会发电机低电压起动过电流保护及过负荷保护的安装接线操作技术及整组实验方法。

二、预习与思考

1、根据本次实验要求，参考图6－1、图6－2设计并绘制单相式发电机低电压起动过电流保护及过负荷保护实验接线图。

2、为什么要设置电压回路断线信号？

3、二个时间继电器如何配合？

4、低压起动过电流保护中哪几种继电器属于测量元件？

5、过负荷保护中哪个继电器是测量元件？

三、原理说明

1、低电压起动过电流保护

由于发电机的负荷电流通常比较大，以致过电流保护装置反应外部故障时的灵敏度可能很低，为了提高灵敏度，对过电流保护采用低电压起动，使保护能有效地区分最大负荷电流与外部故障二种不同的情况，见图6—1、图6—2。因为发电机在最大负荷电流下工作时，电压降低甚小，而外部元件（如输电线路、升压变压器等）发生短路故障时，电压则剧烈降低。利用这一特点，发电机过流保护采用低电压起动后就可以不去考虑避开最大负荷电流，而只要按发电机的正常工作电流整定保护装置的起动电流，从而使得保护装置的起动电流减小，灵敏度相应提高。

考虑到发电机是系统中最重要的元件，为了提高过流保护装置的可靠性，保护实验电路采用三相式接线。

互感器应装设在发电机定子三相线圈中性点侧的各相引出线上。为了保证发电机在未并入系统前或与系统解列以后发生短路时，保护装置仍能正确工作，电压继电器应从装设在发电机出口处的电压互感器上取得电压，在实际保护接线中这些要点必须掌握。

在本保护中，当电压互感器二次回路断线时，低电压继电器起动中间继电器9，发出断线信号即中间继电器9同时起到交流电压回路断线监视作用。低电压

起动过电流保护装置的动作电流I dz,bh按下式整定：

K K

I dz,bh= -----------I fh，e(6—1)

K h

式中：K K——可靠系数，一般取1.15~1.25。

K h——返回系数，为0.85。

I fh，e——发电机折算到电流互感器二次测的额定负荷电流。16

主变跳闸

保护装置的低电压起动值，应躲开电动机自起动时发电机母线上的最低电压，一般可以取：

U dz,bh =(0.5~0.6)U e （6－2） 式中U e ——发电机折算到电压互感器二次测的额定电压。

保护装置的动作时限应比连接在发电机电压母线上其它元件的保护装置的最大时限t max 还要大一个到两个时限级差△t ，即

t = t max ＋（１～２）△t （6—3）

在有分段母线的情况下，保护装置通常分两段时限，保护装置动作后，以较小的时限作用于主变压器断路器、分段断路器和母联断路器（例：图6－1中12SJ 整定2秒），以较大的时限作用于发电机断路器和自动灭磁开关（例：图6－1中的10SJ 整定2.5秒），这样，当相邻发电机电压母线或高压母线发生故障并且相应的保护装置拒绝动作时，本段发电机的低压过流保护先将主变断路器、

控制电源小母线熔 断

器低电压起动

的过流保护

过负荷保护

主开关跳闸

M K 跳闸

分段断路器和母联断开，使本段母线与故障部分分开，仍可保证本段母线的可靠供电，这是低电压起动过电流保护在动作时限配合必须注意的问题。

2、过负荷保护

由于低电压起动的过流保护不能反应过负荷，因此还需同时装一套过负荷保护，见图6-1。保护由电流继电器1和时间继电器2组成。由于短时间的过负荷不致于使发电机遭到破坏，一般不需要将发电机断开，在发电厂中过负荷保护只作用于信号。由于过负荷的对称性，过负荷保护只需在一相中装设，过负荷保护与过电流保护可共用一组电流互感器。

保护的动作电流按下式整定：

K K

I dz，bh= ---------------- I fh.e （6—4）

K h

式中：K K——可靠系数，采用1.05

K h——返回系数，为0.85

I fh.e——发电机折算到电流电感器二次测额定电流

为了防止发电机外部元件短路时，过负荷保护发生误动作，因此过负荷保护动作时间应大于发电机过流保护的动作时间。实际运行中，为了在出现能自行消除的短时过负荷时不致发出信号，通常过负荷保护的动作时间整定为9~10秒。（例：图6－1中的2SJ整定9秒）

四、实验设备

五、实验步骤和要求

1、选择电压、电流继电器动作值（确定接线方式），选择时间继电器的动作时间及动作时间配合系数。（例：选择DL-24C/0.6型为过负荷电流继电器，整定动作值为0.6A；DS－2S型为过负荷时间继电器整定动作时限为9秒；选择DL －24C/2为过流继电器，整定动作值为0.71A；DS-22型为过流时间继电器整定动作时限为2.5秒；选择DY－28C/160为低电压起动继电器，整定起动值为60V。也可根据教师要求由实验指导书中公式计算确定。）

2、对实验用的电压继电器、电流继电器、时间继电器进行整定调试。方法同上。

3、按图6－3发电机低电压启动过电流保护及过负荷保护实验接线图进行接线。

4、组合连接电流形成回路和电压形成回路，并将电流调试信号和电压调试信号分别接入电流继电器（过电流及过负荷回路）和电压继电器的相应端子。

5、检查上述接线和设备，确定无误后，逐步调整电流和电压进行动作试验，观察动作过程做好记录，分析理解各个继电器在本保护电路中的作用、动作顺序和时限配合

六、注意事项

注意事项详见操作规程，实验操作中严禁将电压调试信号误接入电流回路，