秋 电力系统继电保护 实验报告.docx

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秋电力系统继电保护实验报告

网络高等教育

《电力系统继电保护》实验报告

学习中心：

奥鹏上海浦东学习中心

层次：

专科起点本科

专业：

电气工程及自动化

年级：

学号：

学生姓名：

实验一电磁型电流继电器和电压继电器实验

一、实验目的

1、熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的的实际结构，工作原理、基本特性；

2、学习动作电流、动作电压参数的整定方法。

二、实验电路

1．过流继电器实验接线图

图1-1

2.低压继电器实验接线图

图1-2低压继电器实验接线图

三、预习题

1.DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值；DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈串联时的额定值。

（串联，并联）

2.电流继电器的返回系数为什么恒小于1？

答：

返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数Kre，Kre=Ire/Iop，使继电器开始动作的电流叫启动电流Iop，动作之后，电流下降到某一点后接点复归，继电器返回到输出高电子，这一电流点叫返回电流Ire。

为了保证动作后输出状态的稳定性和可靠性，过电流继电器和过量动作继电器的返回系数恒小于1。

在实际应用中，常常要求较高的返回系数，如0.85-0.9。

四、实验内容

1．电流继电器的动作电流和返回电流测试

表一过流继电器实验结果记录表

整定电流I（安）

2.7A

线圈接线方式为：

并联

5.4A

线圈接线方式为：

并联

测试序号

1

2

3

1

2

3

实测起动电流Idj

2.67

2.79

2.68

5.42

5.41

5.45

实测返回电流Ifj

2.32

2.41

2.37

4.66

4.65

4.63

返回系数Kf

0.87

0.86

0.88

0.86

0.86

0.85

起动电流与整定电流误差%

0.01

0.024

0.0074

0.078

0.018

0.009

2．低压继电器的动作电压和返回电压测试

表二低压继电器实验结果记录表

整定电压U（伏）

24V

线圈接线方式为：

串联

48V

线圈接线方式为：

串联

测试序号

1

2

3

1

2

3

实测起动电压Udj

23.2

23.2

23.0

46.2

46.5

46.3

实测返回电压Ufj

28.8

28.9

28.5

58.0

57.5

58.1

返回系数Kf

1.32

1.25

1.24

1.25

1.24

1.26

起动电压与整定电压误差%

0.03

0.03

0.04

0.04

0.03

0.04

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-20A

变压器及单相可调电源

EPL-04

继电器

（一）—DL-21C电流继电器

EPL-05

继电器

（二）—DY-28C电压继电器

EPL-11

交流电压表

EPL-12

交流电流表

EPL-11

直流电源及母线

EPL-13

光示牌

六、问题与思考

1．动作电流（压），返回电流（压）和返回系数的定义是什么？

答：

动作电流（压）：

能使继电器动作的最小电流（电压）

返回电流（压）：

能使继电器返回的最大电流值

返回系数：

返回电流与动作电流的比值

2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？

答：

确保保护选择性的重要指标.让不该动作的继电器及时返回,使正常运行的部分系统不被切除。

实验二电磁型时间继电器和中间继电器实验

一、实验目的

1、熟悉时间继电器和中间继电器的实际结构、工作原理和基本特性；

2、掌握时间继电器和中间继电器的的测试和调整方法。

二、实验电路

1．时间继电器动作电压、返回电压实验接线图

2．时间继电器动作时间实验接线图

3．中间继电器实验接线图

4．中间继电器动作时间测量实验接线图

三、预习题

影响起动电压、返回电压的因素是什么？

答：

额定电压和继电器内部结构

四、实验内容

1．时间继电器的动作电流和返回电流测试

表一时间继电器动作电压、返回电压测试

测量值

为额定电压的%

动作电压Ud（V）

82

37.3

返回电压Uf（V）

11

5

2．时间继电器的动作时间测定

表二时间继电器动作时间测定

测量值

整定值t（s）

1

2

3

0.25

0.2601

0.2609

0.2602

0.75

0.7381

0.7632

0.7501

1

1.000

0.960

1.08

3．中间继电器测试

表三中间继电器动作时间实验记录表

动作电压Udj（V）

返回电压Ufj（V）

动作时间t（ms）

120

45

18.7

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-05

继电器

（二）—DS-21C时间继电器

EPL-06

继电器（四）—DZ-31B中间继电器

EPL-13

光示牌

EPL-14

按钮及电阻盘

EPL-12

电秒表、相位仪

EPL-11

直流电源及母线

EPL-19

直流电压表

六、问题与思考

1．根据你所学的知识说明时间继电器常用在哪些继电保护装置电路？

答：

时间继电器室一种用来实现触点延时接通或断开的控制电器，在机床控制线路中应用较多的是空气阻尼式和晶体管式时间继电器。

2．发电厂、变电所的继电器保护及自动装置中常用哪几种中间继电器？

答：

静态中间继电器、带保持中间继电器、电磁式（一般）中间继电器、

延时中间继电器、交流中间继电器、快速中间继电器、大容量中间继电器。

实验三三段式电流保护实验

一、实验目的

1.掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电路原理，工作特性及整定原则；

2.理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器的功用；

3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。

二、实验电路

三、预习题（填写表格）

序号

用途

型号规格

整定范围

实验整定值

线圈接法

1

无时限电流速断保护

DL－21C/6

1.5～6A

2A

串联

2

带时限电流速断保护

DL－21C/3

0.5～2A

0.93A

串联

3

定时限过电流保护

DL－21C/3

0.5～2A

0.5A

串联

4

带时限电流速断保护时间

DS－21

0.25～1.25s

0.75s

5

定时限过电流保护时间

DS－21

0.25～1.25s

1.25s

四、实验内容

表一

故障点位置

动作情况

AB线路

始端

AB线路

中间

AB线路

末端

BC线路

始端

BC线路

中间

BC线路

末端

最小运行方式

两相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

×

√

√

×

×

Ⅲ段

√

√

√

√

√

×

三相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

√

×

√

×

×

Ⅲ段

×

×

×

×

×

×

最大运行方式

两相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

×

×

×

×

×

×

Ⅲ段

×

×

×

×

×

×

三相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

×

×

×

×

×

×

Ⅲ段

×

×

×

×

×

×

注继电器动作打“√”，未动作打“×”。

五、实验仪器设备

序号

设备名称

使用仪器名称

数量

1

控制屏

1

2

EPL-01

输电线路

1

3

EPL-03A

AB站故障点设置

1

4

EPL-03B

BC站故障点设置

1

5

EPL-04

继电器

（一）—DL-21C电流继电器

1

6

EPL-05

继电器

（二）—DS-21时间继电器

1

7

EPL-06

继电器（四）—DZ-31B中间继电器

1

8

EPL-17

三相交流电源

1

9

EPL-11

直流电源及母线

1

10

EPL-32

继电器（三）—DL-21C电流继电器

—DS-21时间继电器

1

六、问题与思考

1．三段式电流保护为什么要使各段的保护范围和时限特性相配合

三段式电流保护的构成：

第一段：

无时限电流速断保护（电流速断保护）

第二段：

限时电流速断保护。

第三段：

定时限过电流保护

电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护。

三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。

其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。

2．三段式保护模拟动作操作前是否必须对每个继电器进行参数整定？

为什么？

答：

各级过电流保护装置中的时间继电器的延时时限是按阶梯原则整定的.根据保护动作选择性要求,一般应该由距离故障点最近的保护装置动作使断路器跳闸.所以保护装置故障点的时间继电器的整定值应比上一级的保护装置的时间继电器的整定值小.同理就能推出上一级保护装置中的时间继电器的整定值又比更上一级的整定值小.

实验四功率方向电流保护实验

一、实验目的

1．熟悉相间短路功率方向电流保护的电路结构和工作原理。

2．掌握功率方向电流保护的基本特性和整定试验方法。

二、实验电路

三、预习题

功率方向电流保护在多电源网络中什么情况下称为正方向？

什么情况下称为反方向？

为什么它可以只按正方向保证选择性的条件选择动作电流？

答：

方向电流保护要解决的核心问题是要判明短路电流或短路功率的方向，仅当它们的方向为由母线指向线路时（我们规定为“正方向”），反之则为“反方向”，随着短路电流的方向不同，功率方向继电器感受功率也不相同。

对于正方向的故障，其功率为正值，反方向故障，其功率为负值。

因此，可以根据功率方向继电器的感受功率的正、负来判别短路功率方向即短路电流的方向，并决定保护是否动作于跳闸。

这就是功率方向继电器之所以能判别短路电流方向的基本原理。

四、实验内容

表一

序号

名称

实验整定值

正方向功率

反方向功率

0.8A

1.0A

0.8A

1.0A

1

电流继电器

0.9A

×

√

×

×

2

功率方向继电器

-45°

×

×

×

×

3

时间继电器

1秒

×

×

×

×

4

信号继电器

×

√

×

×

5

中间继电器

×

×

×

×

6

光示牌

×

√

×

×

7

电流表

×

×

×

×

8

电压表

×

×

×

×

9

相位仪

×

×

×

×

注继电器动作打“√”，未动作打“×”。

五、实验仪器设备

序号

型号

名称

数量

1

ZBT71

功率方向继电器组件

1台

2

ZB12

继电器组件

（一）

1台

3

ZB11

继电器组件

（二）

1台

4

ZB41

可调电阻

（一）

1台

5

ZB01

断路器触点及控制回路模拟箱

1台

6

ZB04

空气开关组件

1台

7

ZBT77

光字牌

1台

8

ZB36

数字式交流电压表

1台

9

ZB35

数字式交流电流表

1台

10

ZBT75

数字式相位表

1台

11

ZB31

数字式直流电压表

1台

12

DZB01

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

13

DZB02.2-1

变流器36/36

1只

触点通断指示灯

1组

14

DZB02.2-2

可调电阻R2

1只

可调电阻R3

1只

可调电阻R4

1只

15

ZB03

数字电秒表及开关组件

1台

六、问题与思考

1．方向电流保护是否存在死区？

死区可能在什么位置发生？

传统的功率方向元件存在死区。

传统的功率方向元件，或称为功率方向继电器，利用线电压和相电流之间的相位关系来判断故障方向，而在保护出口发生三相金属性短路时，输入保护的线电压为0，无法进行相位比较，所以存在死区。

目前保护中的方向元件大多数为故障分量方向元件，不存在死区问题。

2．简述90°接线原理的三相功率方向保护标准接线要求。

答：

90度接线是指一次系统三相对称,且功率因数为1,则加给功率方向继电器电压线圈和电流线圈的电压和电流之间的相位差为90度,称为90度接线如果电压和电流之间的相位为0,则称0度接线.Uab/Ic=90是90°接线