供电技术实验教材Word格式文档下载.docx
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实验21BCH--2差动继电器特性实验----------------------------------152
实验22变压器纵差动保护实验----------------------------------------163
实验23变压器差动保护与过电流保护实验------------------------------176
实验24备用电源自动投入装置---------------------------------------183
实验25单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验-------------------191
实验26过流保护与三相自动重合闸装置综合实验与考核
----------------实验内容及考核内容均已设计好（例举）--------------205
实验27低电压起动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验与考核
----------------由学生自行设计线路进行考核
实验28复合电压起动过电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验与考核
实验29电流闭锁电压速断保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验与考核
实验30过电压保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验与考核
实验31三段式电流保护与自动重合闸装置（后加速）综合实验与考核
实验32过流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核
实验33低电压起动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核
实验34复合电压起动过电流保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核
实验35电流闭锁电压速断保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核
实验36过电压保护与自动重合闸装置（前加速）综合实验与考核
四、电力自动化及继电保护实验文字符号对照表-------------------------------217
THKDZB－1型电力自动化及继电保护实验装置交流及直流电源操作说明
实验中开启及关闭交流或直流电源都在控制屏上操作。
一、开启三相交流电源的步骤为：
1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流操作电源”的“可调电压输出”开关（右下角）及“固定电压输出”开关（左下角）都须在“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“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，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，并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。
当屏上的“电压指示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；
当“指示切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，三表指示三相调压输出之值。
4）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“直流操作电源”的两个电源开关置于“关”断位置，最后，需关断“电源总开关”。
二、开启单相交流电源的步骤为：
1）开启电源前，检查控制屏下面“单相自耦调压器”电源开关须在“关”位置，调压器必须调至零位。
2）打开“电源总开关”，按下“启动”按钮，并将“单相自耦调压器”开关
拨到“开”位置，通过手动调节，在输出口a、x两端，可获得所需的单相交流电压。
3）实验中如果需要改接线路，必须将开关拨到“关”位置，保证操作安全。
实验完毕，将调压器旋钮调回到零位，并把“直流操作电源”的开关拨回“关”位置，最后，还需关断“电源总开关”。
三、开启直流操作电源的步骤为：
1）在交流电源启动后，接通“固定直流电压输出”开关，可获得220V、1.5A不可调的直流电压输出。
接通“可调直流电压输出”开关，可获得40～220V、3A可调节的直流电压输出。
固定电压及可调电压值可由控制屏下方中间的直流电压表指示。
当将该表下方的“电压指示切换”开关拨向“可调电压”时，指示可调电源电压的输出值，当将它拨向“固定电压”时，指示输出固定的电源电压值。
2）“可调直流电源”是采用脉宽调制型开关稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时保护电路。
所以本电源在开机时，约需有3～4秒钟的延时后，进入正常的输出。
3）可调直流稳压输出设有过压和过流保护告警指示电路。
当输出电压调得过高时（超过240V），会自动切断电路，使输出为零，并告警指示。
只有将电压调低（约240V以下），并按“过压复位”按钮后，能自动恢复正常输出。
当负载电流过大（即负载电阻过小），超过3A时，也会自动切断电路，并告警指示，此时若要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。
有时候在开机时出现过流告警，这说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流。
若在空载下开机，发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机（即开启交流电源后，再开启“可调直流电源”开关）预热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。
一、电力自动化及继电保护实验的基本要求和安全操作规程
1－1 实验的基本要求
电力自动化及继电保护实验的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行电路工作状态的分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。
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。
一、实验前的准备
实验前应复习教科书有关章节内容，认真研读实验指导书，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（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。
实验前应写好预习报告，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。
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。
二、实验的进行
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、选择组件和仪表
实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录继电器铭牌数据和选择合适的仪表量程，然后依次排列组件和仪表，便于测取数据。
3、按图接线
根据实验线路图及所选组件、仪表，按图接线，接线要力求简单明了，接线原则应是先接串联主回路，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。
4、试运行
在正式实验开始之前，先熟悉仪表，然后按一定规范起动继电保护电路，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。
5、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作到心中有数。
正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。
6、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、列出实验中所用组件的名称及编号，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中的一部分。
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。
1－2 实验安全操作规程
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。
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。
一、电磁型电流继电器和电压继电器实验
一、实验目的
熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；
掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。
二、预习与思考
1、电流继电器的返回系数为什么恒小于１？
2、动作电流（压）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？
3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗？
4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？
三、原理说明
DL—20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。
DY—20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。
DL—20c、DY—20c系列继电器的内部接线图见图1一1。
上述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。
过电流（压）继电器：
当电流（压）升高至整定值（或大于整定值）时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。
低电压继电器：
当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。
继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值；
若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。
转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。
图1-1电流（电压）继电器内部接
线图
图1-2电流继电器实验接线图
图1-3过电压继电器实验接线图
四、实验设备
序号
设备名称
使用仪器名称
数量
1
ZB11
DL--24C/6电流继电器
2
ZB15
DY--28C/160电压继电器
3
ZB35
交流电流表
4
ZB36
交流电压表
5
DZB01--1
单相自耦调压器
变流器
触点通断指示灯
单相交流电源
可调电阻R16.3Ω/10A
6
1000伏兆欧表
五、验步骤和要求
1、绝缘测试
单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻；
对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。
测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元件（如半导体元件、电容器等）从回路中断开或将其短路。
本实验是用1000伏兆欧表测定导电回路对铁芯的绝缘电阻及不连接的两回路间的绝缘电阻，要求如下：
（1）全部端子对铁芯或底座的绝缘电阻应不小于50兆欧。
（2）各线圈对触点及各触点间的绝缘电阻应不小于50兆欧。
（3）各线圈间绝缘电阻应不小于50兆欧。
将测得的数据记入表1--1，并做出绝缘测试结论。
表1一1绝缘电阻测定记录表
编
号
测试项目
电流继电器
电压继电器
电阻值
（兆欧）
结论
铁心—线圈⑤
铁心—线圈⑥
铁心—接点①
铁心—接点③
线圈⑤--线圈⑥
线圈⑤--接点①
注：
上表①③⑤⑥为继电器引出的接线端号码，铁芯指继电器内部的导磁体。
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、图1－3、（图1－4）分别为电流继电器及过（低）电压继电器的实验接线，可根据下述实验要求分别进行。
实验参数电流值（或电压值）可用单相自耦调压器、变流器、变阻器等设备进行调节。
实验中每位学生要注意培养自己的实践操作能力，调节中要注意使参数平滑变化。
（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试
a、选择ZB11继电器组件中的DL—24C/6型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。
本实验整定值为2A及4A的两种工作状态见表1－2。
b、根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；
查表1－5。
c、按图1--4接线，检查无误后，调节自耦调压器及变阻器，增大输出电流，使继电器动作。
读取能使继电器动作的最小电流值，即使常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表1－2；
动作电流用Idj表示。
继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用Ifj表示，读取此值并记入表1--2，并计算返回系数；
继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用Kf表示。
Ifj
Kf=-----
Idj
过电流继电器的返回系数在0.85～0.9之间。
当小于0.85或大于0.9时，应进行调整，调整方法详见本节第（4）点。
表1-2电流继电器实验结果记录表
整定电流I（安）
2A
继电器两线圈的接线方式选择为：
4A
测试序号
实测起动电流Idj
实测返回电流Ifj
返回系数Kf=Ifj/Idj
求每次实测起动电流
与整定电流的误差%
（2）过电压继电器的动作电压和返回电压测试
a、选择ZB15型继电器组件中的DY—28c/160型过电压继电器，确定动作值为1.5倍的额定电压，即实验参数取150V并进行初步整定。
b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。
c、按图1--3接线。
检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器动作的最小电压Udj及使继电器返回的最高电压Ufj，记入表1－3并计算返回系数Kf。
返回系数的含义与电流继电器的相同。
返回系数不应小于0.85，当大于0.9时，也应进行调整。
（3）低电压继电器的动作电压和返回电压测试
a、选择ZB15继电器组件中的DY—28c/160型低电压继电器，确定动作值为0.7倍的额定电压，即实验参数取70V并进行初步整定。
b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。
c、按图1--3接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加100伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压Udj，再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压Ufj，将所取得的数值记入表1－3并计算返回系数。
返回系数Kf为:
Ufj
Udj
低电压继电器的返回系数不大于1.2，用于强行励磁时不应大于1.06。
以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压实验参数值，并应注意舌片转动情况。
如遇到舌片有中途停顿或其他不正常现象时，应检查轴承有无污垢、触点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。
动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±
3%。
否则应检查轴承和轴尖。
在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。
用整定电流的1.2倍或额定电压1.1倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±
否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。
（4）返回系数的调整
返回系数不满足要求时应予以调整。
影响返回系数的因素较多，如轴间的光洁度、轴承清洁情况、静触点位置等。
但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。
返回系数的调整方法有：
a、调整舌片的起始角和终止角：
调节继电器右下方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响。
故可用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。
舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，反之，返回系数愈大。
调节继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。
故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。
舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；
反之，返回系数愈小。
b、不调整舌片的起始角和终止角位置，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。
该距离越大返回系数也越大；
反之返回系数越小。
c、适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。
（5）动作值的调整
a、继电器的整定指示器在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值，为此可调整右下方的舌片起始位置限制螺杆。
当动作值偏小时，调节限制螺杆使舌片的起始位置远离磁极；
反之则靠近磁极。
b、继电器的整定指示器在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。
c、适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。
3、触点工作可靠性检验
应着重检查和消除触点的振动。
（1）过电流或过电压继电器触点振动的消除
a、如整定值设在刻度盘始端，当试验电流（或电压）接近于动作值或整定值时，发现触点振动可用以下方法消除。
静触点弹片太硬或弹片厚度和弹性不均，容易在不同的振动频率下引起弹片的振动，或由于弹片不能随继电器本身抖动而自由弯曲，以至接触不良产生火花。
此时应更换弹片。
静触点弹片弯曲不正确，在继电器动作时，静触点可能将动触点桥弹回而产生振动。
此时可用镊子将静触点弹片适当调整。
如果可动触点桥摆动角度过大，以致引起触点不容许的振动时，可将触点桥的限制钩加以适当弯曲消除之。
变更触点相遇角度也能减小触点的振动和抖动。
此角度一般约为55°
～65°
。
b、当用大电流（或高电压）检查时产生振动，其原因和消除方法如下：
当触点弹片较薄以致弹性过弱，在继电器动作时由于触点弹片过度弯曲，很容易使舌片与限制螺杆相碰而弹回，造成触点振动。
继电器通过大电流时，可能使触点弹片变形，造成振动。
消除方法是调整弹片的弯曲度，适当地缩短弹片的有效部分，使弹片变硬些。
若用这种方法无效时，则应将静触点片更换。
在触点弹片与防振片间隙过大时，亦易使触点产生振动。
此时应适当调整其间隙距离。
继电器转轴在轴承中的横向间隙过大，亦易使触点产生振动。
此时应适当调整横向间隙或修理轴尖和选取与轴尖大小适应的轴承。
调整右侧限制螺杆的位置，以变更舌片的行程，使继电器触点在电流近于动作值时停止振动。
然后检查当电流增大至整定电流的1.2倍时，是否有振动。
过分振动的原因也可能是
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