实验三 功率方向继电器特性实验

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1、实验三功率方向继电器特性实验一、实验目的1．熟悉BG-10B系列功率方向继电器的实际结构、工作原理和基本特性。2．掌握电气特性试验与整定方法。二、实验仪器序号型号使用仪器名称数量1ZBT71功率方向继电器组件1台2ZB36数字式交流电压表2只3ZB35数字式交流电流表1只4ZBT75数字式相位表1只5ZB31数字式直流电压表1台6DZB01三相交流电源1路三相自耦调压器1台直流操作电源1路7DZB02-1变流器1只触点通断指示灯1组可调变阻器6.3Ω10A1只DZB02-2可调变阻器440Ω1.2A1只可调变阻器440Ω1.2A1

2、只可调变阻器110Ω2.4A1只8三相交流移相器1台三、实验原理BG-10B系列功率方向继电器（包括BG-11B、12B、13B）应用于电力系统方向保护接线中，作为功率方向元件。其中BG-12B用于相间短路保护；BG-13B用于接地保护；BG-11B是具有双方向接点的功率元件，用于平行线路横联差动保护中。由于BG-12B型功率方向继电器应用较为广泛，因此本实验指导书以BG-12B型为例详细介绍其试验方法，今后在实际工程中需对其他型号的功率方向继电器进行试验，可参照进行，方法相同。功率方向继电器利用比较绝对值的原理构成。它由比较回路

3、、滤波回路和触发回路组成。方块图见图1-1、原理图见图1-6。1．比较回路：绝对值比较构成原理，见图1-2。图1-1方块图图1-2绝对值比较回路由互感器TA1和整流桥VD1～VD4组成的工作回路，由互感器TA2和整流桥VD5～VD8组成的制动回路。互感器TA1和TA2的初级分别接入电流IY和IL。由于TA1的电压线圈和TA2电压线圈同极性串联，TA1的电流线圈和TA2电流线圈反极性串联（如图1-2所示），IL为线路电流互感器TA的二次电流，它的值是不变的。TA1和TA2一次侧的电压绕组，通过移相回路，与电压互感器二次相接。因电压绕

4、组的输入阻抗比移相阻抗小得多，所以电流IY也可以看作近似不变。于是互感器TA1和TA2可按电流互感器分析，当互感器TA1和TA2的一次绕组分别通入电流IY和IL时，它们产生的磁势在TA1是相加的，在TA2是相减的，于是在互感器TA1输出线圈以电流形式取出矢量和IY+IL，在互感器TA2输出线圈以电流形式取出矢量和IY-IL，二者分别经整流器VD1～VD4和VD5～VD8加以整流，然后进行绝对值比较。从图1-3（a）中可看到φ=90°时，

5、İY+İL

6、=

7、İY-İL

8、；从图1-3（b）中可看到φ>90°时，

9、İY+İL

10、<

11、İY-İ

12、L

13、；从图1-3（c）中可看到φ<90°时，

14、İY+İL

15、>

16、İY-İL

17、。当φ=90°或φ=-90°时，

18、İY+İL

19、=

20、İY-İL

21、，继电器处于边界动作状态。(a)φ=90°(b)φ>90°(c)φ<90°图1-3　相量图当-90°<φ<90°时，

22、İY+İL

23、>

24、İY-İL

25、，继电器动作。当90°<φ<270°时，

26、İY+İL

27、<

28、İY-İL

29、，继电器不动作。当φ=0°时，灵敏度最高，最大灵敏角为0°。2．移相回路比较回路在电流IY和IL同相时，灵敏度最高，故最大灵敏角φ=0°时，继电器动作条件为-90°≤φ≤90°。图1-

30、4　移相电路及相量图由于线路相间短路的功率方向元件采用90°接线，为了达到保护所需的电压与电流之间的最大灵敏角，即希望当α=45°或α=30°时，发生相间短路（除近处三相短路有死区外）的功率方向继电器都能正确动作。实现接入保护UY与IL之间的最大灵敏角φsen=-α，即φj=φsen=-α时继电器动作最灵敏。为此，本比较回路在电压绕组信号入口加上移相回路,使电流IY和UY相差一个适当的相位，以便使继电器在UY与IL之间夹角为-30°或-45°时动作最灵敏，（此时应使IY与IL间相位一致）故采用了C1和R1（或C1、R2）和TA1及

31、TA2的电压绕组构成移相回路见图1-4（a），当α=45°时，其相量图见图1-4（b），动作区见图1-4（c）。-135°≤φj≤45°为动作区，φj为UY与Iy间相角差。-90°≤φ≤90°为动作区，φ为IL与IY间相角差。3．滤波回路：采用LC“Γ”型滤波回路，由比较回路输出的信号为全波整流波形，是一个脉动的直流量，经过滤波回路后输给触发回路是一个直流信号。4．触发回路：由两个三极管构成的集电极—基极耦合单稳态触发器，出口元件是干簧继电器KR见图1-5。图1-5　触发电路当只加直流工作电源而没有讯号输入时，三极管VT1导通，电

32、容器C4未充电，稳压管VW1截止，三极管VT2截止，出口元件干簧继电器KR不动作。当交流回路有制动信号输入时，三极管VT1更饱和导通，触发器状态同只加直流电源情况，出口元件干簧继电器仍不动作。当比较回路有动作讯号输出时，经滤波回路滤波后至触发回路，