电力系统继电保护实验报告.docx
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电力系统继电保护实验报告
电力系统继电保护实验报告
一、常规继电器特性实验
（一）电磁型电压、电流继电器的特性实验
1．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。
2．继电器的类型与原理
继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异.
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：
虚线框为台体内部接线
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1。
2A，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
1.21
1.12
2
1。
19
1.12
3
1.19
1。
12
平均值
1.197
1。
12
误差
0.8％
整定值Izd
1.2
变差
1。
6％
返回系数
0.93
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
实验步骤如下：
（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共端"，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共端"，使调压器输出为0V，将电流继电器动作值整定为1.2A，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。
（2）检查线路无误后，先合上三相电源开关，再合上单相电源开关。
（3）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）,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。
（4）合上操作开关BK,慢慢调节调压器使其输出电压匀速升高,使加入继电器的电流为1。
2A.
（5）先拉开操作开关（BK），按“清零”按钮清零多功能表，使其显示为零,然后再迅速合上BK，多功能表显示的时间即为动作时间，将时间测量值记录于表2—2中。
（6）重复步骤（5）的过程，测三组数据，计算平均值,结果填入表2-2中。
表2—2电流继电器动作时间测试实验数据记录表
I
1.2A
1。
4A
1.6A
1
2
3
平均
1
2
3
平均
1
2
3
平均
T/ms
148
165
147
153
100
102
95
99
70
53
70
64
（7）先重复步骤（4），使加入继电器的电流分别为1。
4A、1。
6A，再重复步骤（5）和（6），测量此种情况下的继电器动作时间，将实验结果记录于表2—2。
（8）实验完成后，使调压器输出电压为0V,断开所有电源开关。
（9）分析四种电流情况时读数是否相同，为什么？
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）先断开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
5000
4911
4902
4916
4909
1。
7％
0.3％
（5）实验完成后，断开所有电源开关。
（6）计算动作时间误差。
3．实验内容
3）测量方向阻抗继电器的静态特性Zpu=f（Im），求最小精工电流
实验步骤如下：
（1）保持上述接线及阻抗继电器的整定值不变，调整输入电压和电流的相角差为ϕ=ϕsen=72︒并保持不变。
（2）将电流回路的输入电流Im调到某一值（按表2—12中给定值进行）。
（3）断开开关BK，将三相调压器的输出电压调至30V。
（4）合上开关BK,调节两个滑线电阻的滑动触头使电压表的读数由小到大，直到方向阻抗继电器动作,记录相应的动作电压值。
再逐渐增大电压值，直到方向阻抗继电器返回，然后再减小电压值，直到继电器动作，并记下动作电压值.改变输入电流Im，重复上述操作,测量结果填入表2—11中。
表2-12方向阻抗继电器的静态特性Zpu=f（Im）测试
（条件为：
ϕ内=72︒，Zset=5Ω）
Im/A
1。
5
1.0
0。
8
0.6
0。
4
0。
3
0。
2
U/V
U↑
13。
6
8.6
6。
1
4。
9
2。
8
U↓
0.9
1
0。
8
0。
8
0。
9
Zpu=
Zpu↑
4。
5
4.3
4
4
3.5
Zpu↓
0.3
0。
5
0。
5
0。
6
1。
1
（5）实验完成后，使所有调压器输出为0V,断开所有电源开关。
（6）绘制方向阻抗继电器静态特性Zpu=f（Im）的曲线.
（7）在特性曲线上确定最小精工电流和最小动作电流Ipu⋅min。
4．思考题
（1）分析实验所得Zpu=f（ϕ）和Zpu=f（Im）特性曲线,找出有关的动作区、死区、不动作区。
（2）讨论电压回路和电流回路所接的滑线变阻器的作用.
答：
1、达到保护电路的目的的是为了尽可能增大电路的总电阻,使电路中的电流达到最小，从而达到保护电路的目的。
如伏安法测电阻、用电流表和电压表测小灯泡的电功率等实验都利用了滑动变阻器保护电路的作用.2、达到控制变量
（3）研究记忆回路和引入第三相电压的作用.
答：
（1）防止线路正方向相问出口短路时继电器的动作死区；
（2）防止线路反方向相问出口短路时继电器的误动作;
（3）改善继电器的动作特性.
（4）按图2-22的实验原理图接线，对应阻抗继电器的哪种接线方式？
其对应的Zpu=f（ϕ）特性有什么特点。
答：
阻抗继电器的接线方式
一、对阻抗继电器接线方式的基本要求及常用接线方式
阻抗继电器的接线方式是指接入阻抗继电器的电压和电流İ.
mUm 分别取用什么电压和电流的接线方法.对于阻抗继电器，接入电压和电流将会直接影响阻抗继电器的测量阻抗 Ｚm 。
根据距离保护的工作原理,加入继电器的电压 和电流İ.
（5）如果LZ—21继电器的模拟阻抗ZI=2Ω,nPT=100，nCT=20,若整定阻抗Zset=45Ω，请问nYB的抽头放在什么位置上？
实验心得与体会：
通过本次，实验我们了解继电器基本分类方法及其结构。
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。
并且对几种继电器的内部接线图有了更直观的了解，通过理论联系实际对实验有了更好的掌握。
对各种继电器的参数和特性有了更好的了解以便于将来使用的时候有基本的映像。
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。
了解了测量继电器的基本特性。
通过方向阻抗继电器静态特性Zpu=f（Im）等的曲线我们能够更直观形象的看出方向阻抗继电器的静态特性等等。
在实验的过程中使理论实践化,提高了我们的动手能力,而且能初步分析实验过程中遇到的问题并解决他们。
在做实验的过程中还有一些的不足，但坚信，通过不断的积累才会越来月熟悉。
二、输电线路电流电压常规保护实验
（一）实验目的
1．了解电磁式电流、电压保护的组成。
2．学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、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、电压保护动作配合的正确性.
（二）基本原理
1．试验台一次系统原理图
试验台一次系统原理图如图3-1所示。
2．电流电压保护实验基本原理
1）三段式电流保护
图3—2单侧电源线路上无时限电流速断保护的计算图
图3—5过电流保护动作时间选择的示意图
4．常规电流保护的接线方式
电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种，如图3-8所示.
电流保护一般采用三段式结构,即电流速断（I段），限时电流速断（II段），定时限过电流（III段）。
但有些情况下，也可以只采用两段式结构，即I段（或II段）做主保护，Ⅲ段作后备保护。
下图示出几种接线方法,供接线时参考。
（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
（三）实验内容
DJZ—III试验台的常规继电器都没有接入电流互感器和电压互感器，在实验之前应参阅图3-1的一次系统图,设计好保护接线图，并接好线后才能进行实验.
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）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）。
（6）合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM.
（7）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，此时负载灯全亮。
（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3KM，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
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