开题报告.docx
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开题报告
3．实验内容
1）电流继电器特性实验
电流继电器动作、返回电流值测试实验。
实验电路原理图如图2-2所示：
图2-2电流继电器动作电流值测试实验原理图
实验步骤如下：
（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1A，使调压器输出指示为0V，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
（2）查线路无误后，先合上三相电源开关（对应指示灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。
（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。
（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）的最大电流值，即为返回值。
（5）重复步骤
（2）至（4），测三组数据。
（6）实验完成后，使调压器输出为0V，断开所有电源开关。
（7）分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差＝［动作最小值－整定值]／整定值
变差＝［动作最大值－动作最小值］／动作平均值100%
返回系数＝返回平均值／动作平均值
表2-1电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
动作值/A
返回值/A
1
2
3
平均值
误差
整定值Izd
变差
返回系数
2）电流继电器动作时间测试实验
电流继电器动作时间测试实验原理图如图2-3所示：
图2-3电流继电器动作时间测试实验电路原理图
3）电压继电器特性实验
电压继电器动作、返回电压值测试实验（以低电压继电器为例）。
低电压继电器动作值测试实验电路原理图如下图2-4所示：
图2-4低电压继电器动作值测试实验电路原理图
实验步骤如下：
（1）按图接线，检查线路无误后，将低电压继电器的动作值整定为60V，使调压器的输出电压为0V，合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关（对应指示灯亮），这时动作信号灯XD1亮。
（2）调节调压器输出，使其电压从0V慢慢升高，直至低电压继电器常闭触点打开（XD1熄灭）。
（3）调节调压器使其电压缓慢降低，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1刚亮）时的最大电压值，即为动作值，将数据记录于表2-3中。
表2-3低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
动作值/V
返回值/V
1
2
3
平均值
误差
整定值Uset
变差
返回系数
（4）继电器动作后，再慢慢调节调压器使其输出电压平滑地升高，记下继电器常闭触点刚打开，XD1刚熄灭时的最小电压值，即为继电器的返回值。
（5）重复步骤（3）和（4），测三组数据。
分别计算动作值和返回值的平均值，即为低电压继电器的动作值和返回值。
（6）实验完成后，将调压器输出调为0V，断开所有电源开关。
（7）计算整定值的误差、变差及返回系数。
4）时间继电器特性测试实验
时间继电器特性测试实验电路原理接线图如图2-5所示：
图2-5时间继电器动作时间测试实验电路原理图
实验步骤如下：
（1）按图接好线路，将时间继电器的常开触点接在多功能表的“输入2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，调整时间整定值，将静触点时间整定指针对准一刻度中心位置，例如可对准2秒位置。
（2）合上三相电源开关，打开多功能表电源开关，使用其时间测量功能（对应“时间”指示灯亮），使多功能表时间测量工作方式选择开关置“连续”位置，按“清零”按钮使多功能表显示清零。
（3）断开BK开关，合上直流电源开关，再迅速合上BK，采用迅速加压的方法测量动作时间。
（4）重复步骤
（2）和（3），测量三次，将测量时间值记录于表2-4中，且第一次动作时间测量不计入测量结果中。
表2-4时间继电器动作时间测试
整定值
1
2
3
平均
误差
变差
T/ms
（5）实验完成后，断开所有电源开关。
（6）计算动作时间误差。
5）多种继电器配合实验
（1）过电流保护实验
该实验内容为将电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器、调压器、滑线变阻器等组合构成一个过电流保护。
要求当电流继电器动作后，启动时间继电器延时，经过一定时间后，启动信号继电器发信号和中间继电器动作跳闸（指示灯亮）。
图2-6过电流保护实验原理接线图
实验步骤如下：
①图2-6为多个继电器配合的过电流保护实验原理接线图。
②按图接线，将滑线变阻器的滑动触头放置在中间位置，实验开始后可以通过改变滑线变阻器的阻值来改变流入继电器电流的大小。
将电流继电器动作值整定为2A，时间继电器动作值整定为2.5秒。
③经检查无误后，依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。
（各电源对应指示灯均亮。
）
④调节单相调压器输出电压，逐步增加电流，当电流表电流约为1.8A时，停止调节单相调压器，改为慢慢调节滑线电阻的滑动触头位置，使电流表数值增大直至信号指示灯变亮。
仔细观察各种继电器的动作关系。
⑤调节滑线变压器的滑动触头，逐步减小电流，直至信号指示灯熄灭。
仔细观察各种继电器的返回关系。
⑥实验结束后，将调压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。
（2）低电压闭锁的过电流保护实验
过电流保护按躲开可能出现的最大负荷电流整定，启动值比较大，往往不能满足灵敏度的要求。
为此，可以采用低电压启动的过电流保护，以提高保护的灵敏度。
图2-7低电压闭锁过流保护实验原理接线图
实验步骤如下：
①图2-7为多个继电器配合的低电压闭锁过流保护实验原理接线图。
②按图接线；试验台上单相调压器TY2输出端的接法与上个实验电流回路接法相同；单相调压器TY1的输出端a、0接到电压继电器的线圈端子A、B上，同时并上一块交流电压表。
整定电流继电器为1A，电压继电器为20V（也可以在量程0-60任意选择）。
③经检查无误后，依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。
（各电源对应指示灯均亮）
④先调TY1使电压表读数为50伏；再调TY2，逐步增加电流，使电流表读数为表2-5中的给定值，然后调TY1减小调压器的输出电压至表2-5中的给定值。
观察各种继电器的动作关系，对信号指示灯在给出的电压、电流值下亮、灭情况进行分析。
也可自行设定电压、电流值进行实验。
⑤实验完毕后，注意将调压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。
表2-5低电压闭锁过流保护实验数据记录表
I/A
U/V
动作信号灯亮熄情况
0.5
40
1.5
30
1.5
10
（3）复合电压启动的过电流保护
多种继电器配合实验，除了上述两个以外还可以做复合电压启动的过电流保护实验。
如图2-8所示，它是由一个接于负序电压滤过器上的过电压继电器，一个接于线电压上的低电压继电器和一个电流继电器等组成的。
（a）
（b）
图2-8复合电压启动的过电流保护实验原理接线图
在图a的接线方式下，各种不对称短路时，由于出现负序电压，过电压继电器将动作，常闭触点被打开，切断了加在低电压继电器上的电压，它的常闭接点仍然闭合，正电源通过起其触点启动中间继电器，使其常开触点闭合，最后动作与指示灯。
在图b的接线方式下，发生两相短路时，由于负序电压继电器的启动更为灵敏，常开接点闭合。
这时，因电流继电器也动作，时间继电器启动，经预定延时，动作与指示灯；当发生三相短路时电压陡然下降到很低，电流继电器的常开触点变为常闭与低电压继电器的常闭触点相连，动作与出口继电器的指示灯。
实验时可根据上述两种不同的方法进行接线，比较在不同接线方式下保护动作的不同之处。
由于这种保护方式涉及到线路模型，本小节就不再详细说明，具体原理及实验内容参考第三章有关内容。
（1）角度特性：
表示Im固定不变时，继电器起动电压Upur=f（m）的关系曲线。
理论上此特性可用图2-11表示，其最大灵敏角为sen=。
当k=60时，sen=30，理想情况下动作范围位于以sen为中心的90以内。
在此动作范围内，继电器的最小起动电压Upurmin基本上与r无关，当加入继电器的电压Ur＜Upurmin时，继电器将不能起动，这就是出现“电压死区”的原因。
（2）伏安特性：
表示当m=sen固定不变时，继电器起动电压Upur=f（Im）的关系曲线。
在理想情况下，该曲线平行于两个坐标轴，如图2-12所示，只要加入继电器的电流和电压分别大于最小起动电流Ipurmin和最小起动电压Upurmin，继电器就可以动作。
其中Ipurmin之值主要取决于在电流回路中形成方波时所需加入的最小电流。
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或电压潜动。
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、W2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端电压分量
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，加于两个整流桥输入端的电压相等，因而消除了电压潜动。
所谓电流潜动，就是功率方向继电器仅通入电流
时产生的动作。
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
不等，当W2电压分量
大于W3端电压分量
（也就是动作电压大于制动电压）时，就会产生电流潜动现象。
为了消除电流潜动，可调整动作回路中的电阻R1，使Um=0时，加于两个整流桥输入端的电压相等，因而消除了电流潜动。
发生潜动的最大危害是在反方向出口处三相短路时，此时Um0，而Im很大，方向继电器本应将保护装置闭锁，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。
（a）完全星形两段式接线图
（b）不完全星形接线
（c）在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线
图3-8电流保护常用的几种接线
3．三相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验
在不同的系统运行方式下，做三段式常规电流保护实验，找出Ⅰ段电流保护的最大和最小保护范围，具体实验步骤如下：
（1）按前述完全星形实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接，调Ⅰ段三个电流继电器的整定值为5.16A，Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A，或者III段整定值为1.62A。
（2）系统运行方式选择置于“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置。
（3）把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档（“区内”、“区外”是对变压器保护而言的，在线路保护中不使用）。
（4）合三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（5）缓慢调节调压器输出，使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止。
（6）合上直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（7）合上模拟断路器，负载灯全亮。
（8）将常规出口连接片LP2投入，微机出口连接片LP1退出。
（9）合上短路选择开关SA、SB、SC。
（10）模拟线路段不同处做短路实验。
先将短路点置于100%的位置（顺时针调节短路电阻至最大位置），合上故障模拟断路器，检查保护Ⅰ段是否动作，如果没有动作，断开故障模拟断路器，再将短路电阻调至90%处，再合上故障模拟断路器，检查保护Ⅰ段是否动作，没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置，直至保护Ⅰ段动作，然后再慢慢调大一点短路电阻值，直至Ⅰ段不动作，记录最后能够使Ⅰ段保护动作的短路电阻值于表3-1中。
（11）分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式，重复步骤（4）至（10）的过程，将Ⅰ段保护动作时的短路电阻值记录在表3-1中。
（12）实验完成后，将调压输出调为0V，断开所有电源开关。
（13）根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
表3-1三相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
最大
最小
正常
4．两相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验
在系统运行方式为最小时，做三段式常规电流保护实验，找出Ⅰ段电流保护的最小保护范围，具体实验步骤如下：
（1）按前述完全星型实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
调整I段三个电流继电器的整定值为5.16A，Ⅱ段三个电流继电器的整定值为2.78A或者Ⅲ段整定值为1.62A。
（2）系统运行方式选择置于“最小”。
（3）把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。
（4）合三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（5）缓慢调节调压器输出，使并入的线路中的电压数显示值从0V上升到100V为止。
（6）合上直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮，则停止下面的实验）。
（7）合上模拟断路器，负载灯全亮。
（8）将常规出口连接片LP2投入，微机出口连接片退出（断开LP1）。
（9）合上短路选择开关SA、SB、SC按钮中任意二相，如AB相。
（10）模拟线路段不同处做短路实验，先将短路电阻置于100%的位置,合上故障模拟断路器，检查Ⅰ段保护是否动作，如果没有动作，则断开故障模拟断路器，再将短路点调至90%处，合上故障模拟断路器，检查Ⅰ段是否动作，没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置直至Ⅰ段保护动作，再慢慢调大一点短路电阻值，直至Ⅰ段保护不动作，记录能使保护Ⅰ段动作的最大短路电阻值于表3-2中。
表3-2两相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
AB相短路
BC相短路
CA相短路
最大
最小
正常
（11）分别将系统运行方式置于“最大”和“正常”方式，重复步骤（4）至（10）的过程，将能够使Ⅰ段保护动作的最大短路电阻值记录在表3-2中。
（12）实验完成以后，将调压器输出调为0V，断开所有电源。
（13）分别将短路选择开关设为AC或BC相，重复步骤
（2）至（12），将实验数据记录于表3-2中。
（14）根据实验数据，分析出无时限电流速断保护最小保护范围。
5．电流电压联锁保护实验
低电压闭锁的电流速断保护实验步骤如下：
（1）将变压器原方CT的二次侧短接，按前面介绍的原理接线图完成实验接线，再接好电压继电器，调整Ⅰ段三个电流继电器的整定值为4.3A，电压继电器整定值为56V。
（2）重复实验3（三相短路实验）中步骤
（2）至（12），将实验数据记录于表3-3中。
（3）根据实验数据求出低压闭锁速断保护的最大范围，比较低电压闭锁的速断保护和无时限电流速断保护的保护范围，分析低电压闭锁电流速断保护的灵敏度。
表3-3低电压闭锁电流速断保护实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
最大
最小
正常
升级会员 