电力系统继电保护实验指导书2016
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前言电力系统继电保护是本专业的主要课程,是一门理论性和实践性都很强的专业课,要求学生通过本课程的学习,掌握电力系统继电保护的基本原理、基本概念、考虑和解决问题的基本方法以及基本的实验技能,为学生毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
因此,实验是教学的主要环节之一,通过实验,掌握各种主要保护继电器的构造、特性及一般调试方法,巩固和丰富所学到的理论知识、培养操作技能,并可从中发现和探讨新的问题。
为保护实验的顺利进行,提高实验质量,以达到预期的效果,实验应按以下要求进行:1.实验前应对实验内容认真预习,弄清所需仪器设备规范、性能及使用方法,并写好预习报告。
预习报告内容应包括:实验目的;简明的实验步骤;实验接线图及实验数据记录表格。
实验前将预习报告交指导教师签阅后方可参加实验。
否则,不得参加实验。
2.按实验接线图接线。
接线要整齐、清晰。
线路接好后须经指导教师检查、方可接通电源进行实验。
3.按实验步骤进行实验。
每做完一项实验,应将数据交指导教师检查后,方能拆线,再进行下一个实验。
注意:改变实验接线前应先拉开电源。
4.实验中如遇异常事故,应首先切断电源,请指导教师一起查明原因后方可再进行实验。
事故损坏的仪器设备,按学校规定处理。
5.实验完毕,应将全部数据交指导教师审阅后再拆除实验线路,整理好实验所用的仪器设备及导线。
6.实验报告按规定内容书写,按时交指导教师批阅。
实验一、DL-10系列电流继电器、DJ-100系列电压继电器的特性实验一、实验目的:1.了解电磁型电流继电器和电压继电器的构造及动作原理。
2.测量继电器的各项电气参数及进行各部件调整以达到掌握电流、电压继电器的基本检验及调试方法。
3.加深对过量继电器和欠量继电器的动作、返回的意义的理解。
二、实验内容:1.观察电流继电器及电压继电器的构造及其动作原理。
2.测量电流继电器的动作电流IDZ 及返回电流IFH,计算返回系数KFH。
3.测量低电压继电器起动电压UDZ 和返回电压UFH,计算返回系数KFH。
实验一 距离保护实验一、实验目的1. 了解距离保护的原理;2. 熟悉接地距离保护的多边形特性和相间距离保护的圆特性;3. 掌握距离保护的逻辑组态方法。
二、实验原理及逻辑框图相间距离保护采用圆特性的阻抗元件。
相间阻抗元件由ZAB 、ZBC 、ZCA 三个阻抗元件和偏移阻抗元件、电抗线、负荷特性曲线组成。
a. 阻抗元件在故障发生150 ms 之内采用带记忆的正序电压作极化量的欧姆继电器,记忆电压采用故障前八周电压。
动作方程:1ΦΦY ΦΦ|0|1m 1θ270I Z U U Argθ90-<-<-︒︒式中:|0|1m U 为故障前的正序电压;AB、BC、CA ΦΦ=;1θ为方向特性向一象限偏移角;Zy 为各段定值。
150ms 之后取消记忆,采用正序电压作极化量,动作方程为:1ΦΦY ΦΦ1m1θ270I Z U U Argθ90-<-<-︒︒若正序电压较低(15% Un ),为三相短路,为保证正方向故障能动作,反方向故障不动作,设置了偏移特性。
在I 、II 段距离继电器暂态动作后,改用反偏阻抗继电器,保证继电器动作后能保持到故障切除。
在I 、II 段距离继电器暂态不动作时,改用上抛阻抗继电器,保证母线及背后故障时不误动。
对后加速则一直使用反偏阻抗继电器。
反偏或上抛的阻抗值为:)ZY Ω,0.5 min(0.3Z 1q =1ZY 为相间距离I 段定值Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态及稳态动作特性如图5-1,5-2所示:图5-1 Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器暂态特性 图5-2 Ⅰ、Ⅱ段阻抗继电器稳态特性Ⅲ段阻抗继电器的动作特性:1ΦΦY ΦΦ1m1θ270I Z U U Argθ90-<-<-︒︒b.电抗线为防止相间阻抗元件偏移后的超越,距离Ⅰ、Ⅱ增加电抗线特性,其动作特性为:︒︒<⨯φφ<90Zy/Uop)Arg(-I 90-c.负荷特性曲线在重负荷时,测量阻抗可能落入阻抗元件内,因此增加负荷特性曲线。
《电力系统继电保护》实验指导书电气与信息工程学院实验中心前言电力系统继电保护实验课电力系统继电保护课程重要的实践教学环节,通过实验,加深学生对课程内容的理解,掌握电力系统继电保护的实际运用能力。
学生通过实际操作,从实验中观察到系统故障现象和掌握正确处理的措施,加深对继电器、继电保护装置、自动装置理论知识的理解;掌握常用仪器和试验设备的使用方法,以及继电器的构造原理、调试方法步骤;掌握阅读保护、控制、测量、自动装置的原理展开图和安装图的读图方法。
目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
目录实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验(验证性实验) (1)实验二单侧电源辐射式线路三段式电流保护实验(综合型) (5)实验三Y/Δ—11双绕组变压器差动保护实验(综合型) (10)实验四具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验(综合型) (15)实验五自动重合闸前加速保护实验(综合型) (18)实验六零序电流保护实验(综合型) (21)实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验(验证性实验)一、实验目的1、熟悉DL型电流继电器的实际结构、工作原理、基本特性;2、掌握其动作电流、返回电流及返回系数的整定计算方法;3、绘制电磁型电流继电器特性实验的原理接线图。
4、熟悉DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性;5、掌握动作电压、返回电压、返回系数及相关参数的整定计算方法;6、绘制电磁型电压继电器特性实验的原理接线图。
二、实验原理DL—20c电流继电器是瞬时动作的电磁式继电器,当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时,衔铁克服反作用力矩而动作,且保持在动作状态:常开触点闭合,常闭触点断开。
继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联时指示值等于整定值标注的;继电器两线圈并联使用时,整定值为指示值的2倍,转动刻度盘上指针,可以改变游丝的作用力矩,从而改变继电器动作值。
DY—20c系列电压继电器是瞬时动作的电磁式继电器,当电磁铁线圈两端电压达到或超过整定值时,衔铁克服反作用力矩而动作,且保持在动作状态。
实验一三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验(一)实验目的1.了解电磁式电流保护的组成。
2.学习电力系统电流保护中电流、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.分析三段式电流保护动作配合的正确性。
(二)基本原理1.电流保护实验基本原理图1-1 电流保护实验一次系统图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1-2来说明。
短路电流的大小I k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,短路电流I k与R∑的关系可分别表示如下:lR R E R E I s ss k 0)3(+==∑ lR R E I s s k 0)2(*23+=式中, E s ——电源的等值计算相电势;R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻;R 0—— 线路单位长度的正序电阻;l —— 短路点至保护安装处的距离。
由上两式可以看到,短路点距电源愈远(l 愈长)短路电流L k 愈小;系统运行方式小(R s 愈大的运行方式)I k 亦小。
I k 与l 的关系曲线如图1-2曲线1和2所示。
曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线,曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。
线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护,则当线路AB 上发生故障时,希望保护KA 2能瞬时动作,而当线路BC 上故障时,希望保护KA 1能瞬时动作,它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。
但是这种愿望是否能实现,需要作具体分析。
实验一 阶段式过电流与自动重合闸前加速一、实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理与接线。
2、掌握自动重合闸与继电保护的配合形式。
3、理解继电保护与自动重合闸前加速这种配合形式的使用场合。
二、实验说明重合闸前加速保护是当线路发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作,使断路器跳闸,尔后再借助于自动重合闸来纠正这种非选择性的动作。
重合闸前加速保护的动作原理可由图12-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2,线路X-2上装有过流保护4,ZCH 仅装在靠近电源的线路X-1上。
无选择性电流速断保护1的动作电流,按线路末端的短路电流来整定,动作不带延时。
过流保护2、4的动作时限按阶梯原则来整定,即t 2>t 4。
图 12-1 自动重合闸前加速保护原理示意图当任何线路、母线(I 除外)或变压器高压侧发生故障时,装在变电所I 的无选择性电流速断保护1总是先动作,不带延时地将1QF 跳开,尔后ZCH 动作再将1QF 重合。
若所发生的故障是暂时性的,则重合成功,恢复供电;若故障为永久性的,由于电流速断已由ZCH 的动作退出工作,因此,此时通过各电流保护有选择性地切除故障。
图12-2示出了ZCH 前加速保护的原理接线图。
其中1LJ 是电流速断,2LJ 是过流保护。
从该图可以清楚地看出,线路X-1故障时,首先速断保护的1LJ 动作,其接点闭合,经JSJ 的常闭接点不带时限地动作于断路器,使其跳闸,随后断路器辅助触点起动重合闸装置,将断路器合上。
重合闸动作的同时,起动加速继电器JSJ ,其常闭接点打开,若此时线路故障还存在,但因JSJ 的常闭接点已打开,只能由过流保护继电器2LJ 及SJ 带时限有选择性地动作于断路器跳闸,再次切除故障。
自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障,从而提高了重合闸的成功率,另外还具有只需装一套ZCH 的优点。
其缺点是增加了1QF 的动作次数,一旦1QF 或ZCH 拒绝动作将会扩大停电范围。
实验一电磁型电流继电器实验一.实验目的1.熟悉DL型电流继电器的内部结构、工作原理、基本特性。
2.测量电流继电器的动作值及返回值,计算返回系数。
掌握测试、调整这些参数的基本方法。
3.了解继电器常开接点和常闭接点的区别,观察接点工作可靠性。
二.原理说明DL-20C系列电流继电器为电磁式继电器。
由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。
当线圈导通时,衔铁克服游丝的反作用力矩而动作,使动合触点闭合。
转动刻度盘上的指针,可改变游丝的力矩,从而改变继电器的动作值。
改变线圈的串联或并联,可获得不同的额定值。
DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值,为线圈并联时的额定值。
继电器用于反映发电机,变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。
三.实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1 控制屏 12 EPL-20A 变压器及单相可调电源 13 EPL-04 继电器—DL-21C电流继电器 14 EPL-11 交流电压表 15 EPL-11 交流电流表 16 EPL-11 直流电源及母线 17 EPL-12B 光示牌 1四.实验内容及步骤1.机械部分检查、转轴活动部分检查、舌片与电磁铁间隙的检查、弹簧的检查与调整、触点的检查与调整轴承与轴尖的检查。
2. 整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图1-2为过流继电器的实验接线。
(1)电流继电器的动作电流和返回电流测试:a .选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器(额定电流为6A),确定动作值并进行整定。
本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态。
注意:本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A,学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值。
b .根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式; 注意:(1)过流继电器线圈可采用串联或并联接法,如右图所示。
其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出,并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。
(2)串并联接线时需注意线圈的极性,应按照要求接线,否则得不到预期的动作电流值。
电力系统继电保护实验室安全操作规程为了按时完成电力系统继电保护实验,确保实验时人身安全与设备安全,要严格遵守如下规定的安全操作规程。
1、实验时,人体不可接触带电线路和带电体。
2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许,并使组内其它同学引起注意后方可接通电源。
实验中如发生事故,应切断电源,经查清问题和妥善处理故障后,才能继续进行实验。
4、通电前应先检查所有仪表量程是否符合要求,是否有短路回路存在,以免损坏仪表或电源。
5、总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导老师来控制,其他人员只能经指导老师允许后方可操作,不得自行合闸。
继电器的一般性检验1、外部检查继电器应符合以下要求:(1)外壳应清洁无灰尘。
(2)外壳,玻璃或塑料面应完整,嵌接良好。
(3)外壳与底座接合应紧密牢固,防尘密封良好。
(4)整体安装端正,端子接线及焊点牢固可靠,导电部分与屏柜面板的距离不小于3~5mm。
2、内部和机械检查(1)内部应清洁,无灰尘和油污。
(2)可动部分应动作灵活,无卡阻现象,转轴纵向和横向活动范围应适当。
(3)时间继电器的钟表机构及可动系统在前进和后退过程中动作应灵活。
(4)各部件安装完好,螺丝拧紧,整定把手应能可靠的固定在整定的位置上,整定螺丝插头与整定孔的接触良好。
(5)弹簧应无变形,层间距离要均匀,整个弹簧平面应与转轴垂直。
(6)内部触点无损伤且接触良好,动作后有明显的动作行程,即压力足够,且行程应符合要求,动、静触点接触时应中心相对。
(7)具有多对触点的继电器,除特殊要求外,各对触点的接触应同步。
(8)内部各焊点应牢固可靠,谨防虚焊、脱焊,相邻焊点及接线鼻之间要有一定的距离,以避免短路。
实验一电磁型电流继电器一、实验目的1、了解DL型继电器的构造,各部分的功用及动作原理。
2、掌握DL型继电器的调整步骤及调整方法。
3、学会DL型电流继电器返回系数的调整方法。
电力系统继电保护实验指导书RTDB-1电力系统继电保护实验台操作说明本实验台的工作电源为交流380V三相四线(或三相五线)制,除了设有电源控制屏外,为了更好配合实验在实验台中部增设了五块小控制屏。
下面我们逐一做出说明。
一、电源控制屏部分1.电源控制屏的上部是三相电网或调压相电压指示表、三相进线保险和三相进线指示灯。
另外“电网”和“调压”的按钮也在此处,目的更加方便的切换,便于观察电网电压和调压电压输出。
电源控制屏上装有实验指示灯,它是一只直流220V平光/闪光指示灯,接X1―X3为平光,接X2―X3为闪光,X3接直流负极,做继电器特性实验时,使用平光或闪光由实验效果来决定。
2.电源控制屏中部设有数字显示的交直电压电流表各一组:包括交流电压表一只,测量范围0~450V,精度0.5级。
设有数字交流电流表一只,测量范围0~5A,精度0.5级。
设有数字显示直流电压表一只,测量范围0~500V,精度0.5级。
设有直流电流表一只,可测量0~5A直流电流,精度0.5级。
四只表均装有过电流保险作保护,当出现过载测量时,仪表显示为“1”。
3.电源控制屏的下部设有:报警指示灯、报警解除按钮、实验台控制回路的保险、“起动”“停止”“急停”按钮。
当出现紧急情况时按动“急停”按钮,会切断实验台交流接触器线圈电源,接触器断电,切断实验台输出电源。
当出现漏电、过载时实验台保护回路动作,切断接触器线圈电源并报警,报警灯亮、实验台内部蜂鸣器响,只有消除漏电或过载,按动解除按钮,重新起动接触器,实验台才能正常工作。
中间设有直流电源,指针表显示,最大输出3A,钮子开关控制,使用时注意区分正负极,不能接错。
右侧是交流输出部分,设有电网U、V、W、和调压u、v、w输出插孔,由万能转换开关控制输出的通断,以减少启动停止实验台的次数。
二、小控制屏部分为配合实验,实验台还增置了五块小控制屏主要器件包括:升流器(提供三组10V电压输出,最大输出20A)、实验断路器(为电流性实验作保护使用)、整流回路(为实验方便而增加的可自行接线的直流输出)、单相调压器输出、可调电阻两组(2500Ω和5Ω)、万转开关,实验按钮,固定电阻等器件。
实验一电磁型电流继电器的特性实验一.实验目的了解电磁型电流继电器的构造、特性,掌握继电器的基本参数(整定电流、返回电流、返回系数)及实验方法。
二.实验内容1.观察电磁型电流继电器的结构,熟悉其动作原理,了解继电器的主要参数。
2.接线如图一所示(1)测定电流继电器的起动电流a)利用改变继电器的线圈串联或并联,进行整定值范围的选择。
当线圈串联时,其动作值即为刻度盘上所示的值。
当线圈并联时,其动作值即为刻度盘上的两倍。
b)测出在其电气线圈串联及并联情况下,继电器的动作电流值。
测起动电流时,调节调压器,使通入继电器的电流均匀增大到串联在电流继电器常开接点回路中的指示灯刚好亮为止,即,使继电器刚好能动作的最小电流I dz,记入表1中。
(2)测定电流继电器的返回电流待继电器动作后,再调节调压器,降低电流,使通入的电流下降至使指示灯刚好熄灭为止,即,刚好是继电器返回的最大电流,即为继电器的返回电流I re,记入表1中。
(3)计算返回系数将测出的I dz、I re,填入表1中,计算出返回系数。
电流继电器的返回系数K re不应小于0.85。
表1*3.继电器的调整方法(1)动作值不符合刻度盘时,可按下顺序进行调整:a)将继电器把手放在最大值,当测出的动作电流值小于盘上数值时,可将舌片的起始位置远离电磁铁的磁极;大于盘上数值时,则应调整左限止杆,将其移近磁极。
b)再将把手放在最小值,测动作电流,由于第一步已将最大值调整到与刻度盘相符满足了要求。
若最小值还不符合要求,则可用改变弹簧拉力进行调整——顺时针移动弹簧使电流减小,反之增大。
c)刻度盘调整的同时,要检验最大位置的返回系数及最小位置是接点接触的可靠性满足要求后在检查中间位置的刻度。
(2)消除接点振动方法:对于接近动作电流时发生震动原因有:静接点弹片太硬太厚不均匀;静接点弹片弯曲不正确;接点桥摆动角度过大;接点相遇角度不合适等,可针对上述原因进行调整纠正。
三、思考题1.电流继电器的返回系数K re为什么要求在0.85~0.9之间,太大或太小有什么问题?2.电流继电器的二组线圈由串联改为并联时其整定值有何变化?实验二电磁型时间继电器的特性实验一.实验目的了解电磁型时间继电器的构造、特性,掌握继电器的基本参数(动作时限)及实验方法。
三、功率方向继电器特性实验(一)实验目的1.学会运用相位测试仪器测量电流和电压之间相角的方法。
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试验方法。
3.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1.电流保护中引入方向判别的必要性在单侧电源的电网中,电流保护能满足线路保护的需要。
但是,在两侧电源的电网(包括单电源环形电网)中,只靠电流定值和动作时限的整定不能完全取得动作的选择性。
现以图3-1所示的两端供电电网为例,分析电流速断保护和过电流保护的行为。
先观察两侧电源的电网上发生短路时,电流速断保护的动作行为。
因为电流速断保护没有方向性,所以只要短路电流大于它的整定值就可以动作。
从图3-1中可以看出,当k1点发生短路时,4QF的电流速断保护可以动作,5QF也可以动作。
如果4QF先于5QF动作,就扩大了停电围。
同样,在k2点发生短路时,2QF和5QF可能在电流速断保护作用下,非选择性地动作。
所以,在两侧电源供电的电网中,断路器流过反向电源提供的短路电流时,电流速断保护有可能失去选择性而误动。
再从图3-1(c)分析过电流保护的动作行为。
k2点短路时,要求3QF、4QF先于2QF、5QF动作,即要求t2>t3,t5>t4;而在K1、K3点短路时,要求5QF先于4QF动作,2QF先于3QF动作,即要求t4>t5,t3>t2。
这是矛盾的,显然是不可能实现的。
因为过电流保护的动作时间是不可能随意更改的,所以,在两侧电源供电的电网中,过电流保护也可能失去选择性。
(a)(b)(c)图3-1 双侧电源电网电流保护动作行为分析(a)系统图(b)两侧电流与保护配合关系(c)时间配合图为了保证选择性,应该在保护回路中加方向闭锁,构成方向性电流保护。
要求只有在流过断路器的电流的方向从母线侧流向线路侧时,才允许保护动作。
由于规定了电流从母线流向线路时为保护动作的方向,因此,可以利用功率方向继电器来做到这一点。
目录实验一电磁型继电器 (3)1实验目的 (3)2实验方法 (3)3实验报告 (4)实验二电磁型时间继电器 (5)1实验目的 (5)2实验方法 (5)3实验报告 (5)实验三微机继电保护测试仪的使用及测试 (7)1实验目的 (7)2实验仪器 (7)3实验方法 (7)4 实验报告 (12)实验四阶段式电流保护测试 (12)1实验目的 (12)2实验仪器 (12)3实验原理 (13)4实验步骤 (13)4.1试验接线 (13)4.2保护相关设置 (13)4.3 过流保护电流定值测试 (13)4.4 过流保护时间定值测试 (15)4.5 过流保护方向元件测试 (17)4.6 过流保护I 、II、III段定值校验 (18)5实验报告 (22)实验五距离保护测试 (23)1实验目的 (23)2实验仪器 (23)3实验原理 (23)4实验步骤 (23)4.1 试验接线 (23)4.2 保护设置 (26)4.3 距离保护I、II、III段定值校验 (26)4.4 阻抗定值测试 (28)4.5 阻抗灵敏角测试 (28)4.6 阻抗特性测试 (29)5 实验报告 (31)实验六比率差动保护测试 (32)1 实验目的 (32)2 实验仪器 (32)3 实验原理 (32)4 实验步骤 (33)4.1YH3111差动保护装置设定 (33)4.2 AD331微机继电保护测试仪设定 (34)4.2.1差流调整界面 (34)4.2.2比率差动速断保护测试 (34)4.2.3谐波制动测试 (38)5 实验报告 (41)实验一电磁型继电器1实验目的1.1了解DL、DJ型继电器的构造,各部分的功用及动作原理。
1.2掌握DL、DJ型继电器的调整步骤及调整方法。
1.3学会DL、DJ型电压、电流继电器返回系数的调整方法。
2实验方法DL、DJ型继电器的实验项目较多,我们只做机械部分的检查及电气性能的调整等两项。
2.1机械部分的检查(1)清除继电器的灰尘和油污,检查弹簧和线圈引出线焊接质量、螺丝、螺母。
电力系统运行与保护实验指导书-继电保护部分电力系统运行与保护实验指导书继电保护部分目录目录 0实验注意事项 (2)实验一常规继电器特性实验 (3)第一部分:电流、电压、时间继电器特性实验 (3)第二部分:中间、负序、功率方向继电器特性实验 (12)实验二输电线路电流电压常规保护实验 (23)实验三输电线路的电流、电压微机保护实验 (29)附录一:ZNB-Ⅱ智能式多功能表使用说明 (37)附录二:微机保护装置的使用方法 (40)实验注意事项实验是教学的重要环节之一,通过实验可以巩固和丰富已学到的理论知识,发现和探讨实验中出现的新问题;培养实事求是、科学严谨的工作作风;并能进一步培养实验技能,为学生今后走上工作岗位打下良好基础。
为保证实验正常顺利进行,保证实验教学质量,实验者应遵循以下规定:1、实验前做好充分预习,明确实验目的、要求、方法、和步骤。
2、通电前,必须经老师检查电路接线,确认无误后,方可通电实验。
3、爱护计算机及实验设备,未搞清使用方法之前,不准随便使用。
4、实验中要随时注意现象的观察,如果发生故障或异常(保险熔断,表计指示不正常,电路出现冒烟等),必须立即断开电源,并告知老师。
5、对违反操作规定以及损坏仪器、设备、工具和元器件者应检查原因,对情节严重者,还要按学校有关规定进行赔偿。
6、要始终保持实验室安静和整洁,不得在室内喧哗、打闹、随意走动。
7、实验结束,应先断开各仪器电源开关,再断开实验台上电源开关。
把所有仪器设备、导线、座位等归位,整理就绪,清扫后经允许才能离开。
实验一常规继电器特性实验第一部分:电流、电压、时间继电器特性实验一、实验目的1)了解继电器基本分类方法及其结构。
2)熟悉几种常用继电器,如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3)学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4)测量继电器的基本特性。
5)学习和设计多种继电器配合实验。
微机保护实验指导书电力系继电保护实验室第二版华北电力大学(北京)电力工程系2005年元月实验注意事项实验是教学的重要环节之一,通过实验可以巩固和丰富已学到的理论知识,发现和探讨实验中出现的新问题;培养实事求是、科学严谨的工作作风;并能进一步培养实验技能,为学生今后走上工作岗位打下良好基础。
为保证实验正常顺利进行,保证实验教学质量,实验者应遵循以下规定: 1、实验前做好充分预习,明确实验目的、要求、方法、和步骤。
2、通电前,必须经老师检查电路接线,确认无误后,方可通电实验。
3、爱护计算机及实验设备,未搞清使用方法之前,不准随便使用。
4、实验中要随时注意现象的观察,如果发生故障或异常,(保险熔断,表计指示不正常,电路出现冒烟等)必须立即断开电源,并告知老师。
5、对违反操作规定以及损坏仪器、设备、工具和元器件者应检查原因,对情节严重者,还要按学校有关规定进行赔偿。
6、要始终保持实验室安静和整洁,不得在室内喧哗、打闹、随意走动。
7、实验结束,应先断开各仪器电源开关,再断开实验台上电源开关。
把所有仪器设备、导线、座位等归位,整理就绪,清扫后经允许才能离开。
目录一、微机保护实验入门二、四段式零序电流保护实验三、距离保护实验实验一、微机保护实验入门1、实验目的:1) 了解数字式线路保护装置硬件基本构成。
2) 掌握数字式线路保护装置安装调试方法。
2、CS L—161B 数字式线路保护装置简介:本装置是以微型计算机为核心构成的以距离保护为重点的微机保护装置。
用于110KV 输电线路,具有闭锁式高频距离和高频零序方向保护、三段相间距离、三段接地距离、四段零序方向电流保护及三相一次重合闸。
本装置的硬件主要由下列部分构成:1)交流插件(AC ):本插件将系统电压互感器、电流互感器二次侧强电信号变换 成保护装置所需的弱电信号,同时起隔离和抗干扰作用。
本插件设有九个模拟量输入变压器(TV 及TA ),分别用于三相电压、三相电流、3U 0、3I0(或I X )及重合闸检同期用的线路抽取电压UX。
电力系统继电保护实验指导书1. 实验目的:了解电力系统继电保护的基本原理和运行方式,搞清楚各种继电保护装置的工作原理,熟悉各种装置的联动控制,掌握手动、自动重合器的操作方法。
2. 实验内容:(1)了解电力系统保护装置的种类和作用;(2)掌握电力系统故障类型和特点;(3)掌握各种距离保护装置的特点和工作原理;(4)掌握继电保护系统的联动控制原理和操作方法;(5)掌握手动、自动重合器的操作方法。
3. 实验仪器和器材:(1)距离保护装置;(2)电力系统模拟实验装置;(3)手动、自动重合器。
4. 实验原理:(1)电力系统保护装置的种类和作用:电力系统保护装置包括继电保护、保险丝保护、断路器保护、接地保护等。
继电保护是一种通过电气信号来控制断路器的装置,它可以对电力系统的各种故障进行侦测和保护,确保电力系统不会出现大面积故障。
(2)电力系统故障类型和特点:电力系统故障可以分为线路短路故障、接地故障和断相故障等。
故障的特点是在一定的时间内,电力系统中出现了短路或失相现象,这样就会对电力系统的正常运行产生影响。
(3)距离保护装置的特点和工作原理:距离保护装置是用于防止电力系统中发生短路故障的一种保护装置,它可以依据电力系统中的电压和电流的变化来判断是否发生了故障,并发出信号让断路器进行分闸操作。
(4)继电保护系统的联动控制原理和操作方法:为了保证电力系统的正常运行,各个继电保护装置之间需要进行联动控制。
联动控制是通过信号的传递和接收来实现的,不同的装置之间通过不同的通信协议进行通信。
(5)手动、自动重合器的操作方法:手动、自动重合器的作用是为了保证电力系统的正常运行,当出现故障时可以及时地进行重合。
手动、自动重合器的操作方法是由人工或计算机控制,通过输入指令来实现操作。
5. 实验步骤:(1)接通电力系统模拟实验装置电源,并按照说明书进行连接;(2)打开距离保护装置,并进行调整,使其达到最佳工作状态;(3)进行继电保护系统的联动控制,测试各个装置的联动控制是否正常;(4)操作手动、自动重合器,测试其操作是否正常,能否保证电力系统的normal 运行。
《电力系统继电保护》实验指导书EPL-I型继电特性及线路保护实验装置常用字符表实验内容:电源操作与安全一、开启实验装置的步骤:1)开启电源前,要检查控制屏下面“直流高压电源”必须置“关”断的位置。
控制屏左侧面上安装的自耦调压器必须调在零位,即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。
2)检查无误后开启漏电断路器“电源总开关”“,停止”按钮指示灯、电源分相指示灯亮,表示实验装置的进线已接通电源,但还不能输出电压。
此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
3)按下“启动”按钮,“启动”按钮指示灯亮,只要调节自耦调压器的手柄,在输出口U、V、W处可得到0~450V的线电压输出,由于本实验装置线路额定工作电压为100V,所以该实验装置采用了限压装置,可调电压为0~120V,并由控制屏上交流电压表指示。
电压表指示三相电网进线的线电压值。
装置电源简图4)按下“启动”按钮后,可打开直流操作电源,向微机保护装置控制回路和信号回路或向电磁继电器提供直流电源。
5)实验中如果需要改接线路,必须按下“停止”按钮以切断交流电源,保证实验操作的安全。
实验完毕,须将自耦调压器调回到零位,将“直流电源”的电源开关置于“关”断位置,最后,需关断“电源总开关”。
二、实验的基本要求线路保护及继电特性实验装置的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生根据实验目的、实验内容及实验设备拟定实验线路,确定实验步骤,测取所需数据,进行电路工作状态分析研究的能力,并得出必要结论,完成相应的实验报告。
增强对微机保护装置的认识,掌握线路保护的基本原理。
在整个实验过程中,必须集中精力,及时认真做好实验。
现按实验过程提出下列基本要求。
1、实验前的准备实验前应复习教科书中有关章节的内容,认真阅读实验指导书,了解实验目的、项目、方法与步骤,明确实验过程中应注意的问题。
实验前应写好预习报告,经教师检查认可后,方能开始实验。
认真作好实验前的准备工作,对于培养学生独立工作能力,提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。
2、实验的进行2.1、建立小组,合理分工每次实验都以小组为单位进行,每组由2~3人组成,实验进行中的接线、负载、电压或电流调节、记录数据等工作每人应有明确的分工,以保证实验操作的协调,使记录的数据准确可靠。
2.2、按图接线根据实验线路图及所选组件、仪表,按图接线,接线要简单明了,接线原则应先接串联主回路,再接并联支路。
为方便检查线路的正确性,实验线路图中的直流回路、交流回路、控制回路等应分别用不同颜色的导线连接。
2.3、试运行在正式实验开始之前,先按一定规范起动保护电路,观察所有仪表是否正常。
如果出现异常,应立即切断电源,并排除故障;如果一切正常,即可正式开始实验。
2.4、测取数据预习时对继电器及其保护装置的试验方法及所测数据的大小做到心中有数。
正式实验时,根据实验步骤逐次测取数据。
2.5、认真负责,实验有始有终实验完毕,须将数据交指导老师审阅。
经指导老师认可后,才允许拆线,并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好,放至原位。
三、实验报告实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题,经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。
实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
实验报告包括以下内容:1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。
2、列出实验中所用器件的名称及编号,继电器铭牌数据等。
3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图,并注明仪表量程,电阻器阻值。
4、数据的整理和计算5、解答各个实验的思考题,部分思考题在实验前要进行抽查提问,作为学生实验预习成绩的一部分。
6、根据数据说明实验结果与理论是否符合,可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。
实验报告应写在一定规格的报告纸上,保持整洁。
7、每次实验每人独立完成一份报告,按时送交指导老师批阅。
四、安全操作规程为了按时完成电力自动化及继电保护实验,确保实验时人身与设备的安全,必须严格遵守如下规定的安全操作规程:1、实验时,人体不可接触带电线路。
2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导老师检查和允许,并使组内其它同学引起注意后方可接通电源。
实验中如发生事故,应立即切断电源,经查清问题和妥善处理故障后,才能继续进行实验。
4、通电前应先检查是否有短路回路存在,以免损坏仪表或电源。
5、实验室总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导教师来控制,其他人员只能经指导教师允许后方可操作,不得自行合闸。
继电特性及线路保护实验装置使用说明继电特性及线路保护实验装置是专门为电力、电气类专业继电保护、电力系统自动化、工厂供电等课程设计的,具有器件真实可观、安全可靠、针对性强、技术先进、方便学生使用等特点,也可作为毕业设计和教师科研的硬件开发平台。
本实验装置由调压器、移相器、多种继电器及测量表计等组成,可以用来进行电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器、功率方向继电器、差动继电器、自动重合闸继电器等继电特性实验。
(一)电源操作说明如下:1.当漏电保护器开关关上时,所有指示灯都不亮,实验台上各元件、接线柱、移相器、调压器均不带电,三相调压器和单相调压器必须调在零位,即必须将调节手柄逆时针方向旋转到底。
2.当漏电保护器合上时,“断开”红色按钮灯亮,表示实验装置的进线已接通电源,但还不能输出电压。
此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。
3.当按下“闭合”按钮时,“闭合”按钮指示绿灯亮,调节调压器手柄,可以三相输出端得到0~150V 的线电压,在单相调压输出端得到0~220V 的交流电压。
4.实验时若需改接线路,请勿带电操作,必须按下“断开”按钮,以切断交流电源,保证实验操作的安全。
实验完成,须将三相调压器、单相调压器两手柄都逆时针调到底,最后断开漏电保护器。
5.本实验装置台还可提供直流不可调220V 稳压电源,若需得到可调0~220V 直流电源,可用可调变阻器分压接法获得。
(二)使用方法本实验装置测量表即(直流电压表、直流电流表、电秒表和相位仪),测量前必须接上220V 交流电源,交流电压、电流表不必外接电源。
1.相位仪测量相位方法(1)在EPL-15电秒表、相位仪的测量单元的电压输入端口端接入电压信号,在电流输入端口端接入电流信号。
(2)显示屏显示的数据即为引入的电压信号与引入的电流信号之间的相位差值。
(3)在进行相位测量时,电压信号与电流输入信号不要接错了位置,且电压信号是并联接入的,电流信号是串联在回路中的。
(4)要注意电压、电流输入信号的极性,极性不对,显示的相位差也不对。
图1 变压器分压示意图(5)电压输入信号在(0~150V )之间,电流输入信号在(0~1A )之间。
2.时间测量方法图3所示的EPL-15电秒表测试单元的平面布置图。
本测试装置可测得0ms ~999s 的时间,当给出了时间测量的启动信号(启动“+”“-”端“短接”)后,显示屏开始计量时间的大小,直到发出停止计数的控制信号计数才停止,不管启动信号是否消失,显示屏都不会停止计数。
每次开始计数前,先选择秒量程还是毫秒量程,再按下相应按键,相位仪开始等待计数。
(三)注意事项为了按时完成电力自动化及继电保护实验,确保实验时人身安全与设备安全,必须严格遵守以下操作规定。
1.接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
2.完成接线后,务必请指导老师或同学检查之后方可接通电源,实验中如发生事故,应立即切断总电源,再检查和处理故障,不可独立带电检查。
3.实验前,先检查和选择好测量仪表仪器的量程和最大负荷值,严禁长时间运行在过量程、过负荷状态。
图2 相位仪单元布置图图3 电秒表单元布置图实验一功率方向继电器实验一.实验目的1.学会运用相位测试仪测量电流和电压之间相角的方法。
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试验方法。
3.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1.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:m y m K m y m K U K I K U K I K ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-≥+继电器的接线图如图7-1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,加入继电器的电流为m I ⋅,电压为m U ⋅。
电流m I ⋅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m K I K ,它超前电流m I ⋅的相角就是转移阻抗R K 的阻抗角 k ,绕组W4用来调整 k 的数值,以得到继电器的最大灵敏角。
电压m U ⋅经电容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m K U K ⋅⋅,m U y K ⋅⋅超前m 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,得到动作电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅+,加于整流桥BZ1输入端;DKB 和YB 标有W3的二次绕组的联接方式如图所示,得到制动电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅-,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 =090- k ,当接入电阻R3时,阻抗角 k =060, =030;当接入电阻R4时, k =045, =045。
因此,继电器的最大灵敏度αϕ-=res ,并可以调整为两个数值,一个为-030,另一个为-045。
当在保护安装处于正向出口发生相间短路时,相间电压几乎将降为零值,这时功率方向继电器的输入电压0≈⋅m U ,动作方程为m K I K ⋅⋅=m K I K ⋅⋅,即B A U U ⋅⋅=。
由于整流型功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AU⋅>B U ⋅的条件。
所以在0≈⋅m U 的情况下,功率方向继电器动作不了。
因而产生了电压死区。
图7-1 LG-11功率方向继电器原理接线图为了消除电压死区,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U m 突然降低为零时,该回路中电流I m 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U m 同相,并且在谐振衰减过程中维持相位不变。