《電力系統(tǒng)繼電?！穼嶒炛笇?dǎo)書2007.doc

頁：1紙型16開，頁邊距上下各2厘米，左右各2.5厘米。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)頁：1黑體，小初，居中實驗指導(dǎo)書頁：1楷體，二號，加粗，居中何瑞文 陳少華 李惜玉編廣東工業(yè)大學(xué) 自動化學(xué)院頁：1楷體，四號，加粗，居中二七年三月印刷實驗一 基于仿真系統(tǒng)的電磁型繼電器的特性實驗實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實驗計劃學(xué)時：2一、 實驗?zāi)康捻摚?宋體，四號，加粗，內(nèi)容仍為宋體，四號，不加粗1 認(rèn)識電磁型電流及電壓繼電器的結(jié)構(gòu)；2 掌握繼電器動作參數(shù)的設(shè)定方法，觀察繼電器的接點動作情況；3 掌握繼電器啟動值和返回值的測試方法、返回系數(shù)和誤差的計算方法。二、 實驗內(nèi)容和要求認(rèn)識繼電器的構(gòu)造、動作過程、接線方式、調(diào)整方法。繼電器內(nèi)部接線圖如圖一所示。繼電器內(nèi)部有兩組線圈，利用兩組線圈的串聯(lián)或并聯(lián)可使整定值改變一倍。三、 實驗主要儀器設(shè)備和材料1DL型電流繼電器及DY型電壓繼電器各一個2 直流穩(wěn)壓電源一臺3 DSF2多功能繼電保護(hù)測試仿真裝置一套，其輸出電流幅值：030A（有效值）/相，輸出電壓幅值：0100V（有效值）/相。四、 實驗方法、步驟及結(jié)果測試1測定電流繼電器的啟動電流、返回電流并計算返回系數(shù)和誤差。實驗接線圖如圖二所示。在主功能菜單上用鼠標(biāo)左鍵點擊“繼電測試”按鈕進(jìn)入該測試功能，出現(xiàn)“各類繼電器及有關(guān)特性測試”界面。測試前。可選擇自動測試（或手動測試），再點擊“繼電器”按鈕進(jìn)行被試?yán)^電器類型和相別的設(shè)置，以A相為例，可選擇A相及電流繼電器，然后點擊“確認(rèn)”按鈕。屏幕右下方的“增加減少”按鈕意思是增加或減少相應(yīng)的被標(biāo)注量，變化量的大小由屏幕左下方的各量的步長確定。在手動測試時，只有按“增加減少”按鈕時，那些標(biāo)注了向上或向下箭頭的量將按其相應(yīng)的步長變化，當(dāng)自動測試時，點擊“開始測試”按鈕后，那些標(biāo)注了向上或向下箭頭的量將按步長相應(yīng)地增加或減少。以A相為例，設(shè)置電流步長為某一值，再用鼠標(biāo)右鍵點擊A相電流有效值A(chǔ)的方框，方框內(nèi)出現(xiàn)減少標(biāo)志，點擊“增加減少”使其減少至0A。用鼠標(biāo)左鍵點擊A相電流有效值A(chǔ)的左邊方框，方框內(nèi)出現(xiàn)增加標(biāo)志，點擊“增加減少”按鈕使其從0A增加至某一值。點擊“中斷測試”按鈕可中斷此次測試。（1） 測試啟動電流當(dāng)A相電流有效值A(chǔ)從零按某一步長逐漸增大到某一值，電流繼電器常開接點剛剛閉合的最小電流，即為繼電器的啟動電流，其值與繼電器刻度盤指針?biāo)傅恼ㄖ祽?yīng)相同，允許誤差不應(yīng)超+5%。（2） 測試返回電流 當(dāng)繼電器處于動作位置后，當(dāng)A相電流有效值A(chǔ)從啟動電流開始按某一步長減少，電流繼電器常開接點剛剛斷開的最大電流值，即為繼電器的返回電流。（3） 求返回系數(shù)根據(jù)啟動電流和返回電流計算返回系數(shù)： DL系列繼電器的返回系數(shù)約為0.85左右。（4） 求誤差百分?jǐn)?shù)：在實驗時按刻度盤的指示選測三點（），可將整定指針放在刻度盤上最大、中間、最小三個位置，將實驗結(jié)果填入表一：表一測定次數(shù)整定值測定值計算值IZ Idz Ih Kh1232 測定電壓繼電器的啟動電壓、返回電壓并計算返回系數(shù)和誤差。實驗接線圖如圖三所示。點擊“測試設(shè)置”按鈕選擇自動測試，再點擊“確認(rèn)”。點擊“參數(shù)設(shè)置”相應(yīng)地設(shè)置A相電壓有效值及電壓的步長，再按“確認(rèn)”。當(dāng)A相電壓有效值V從零按某一步長逐漸增大到某一值，電壓繼電器常開接點剛剛閉合的最小電壓，此電壓即為繼電器的啟動電壓，其值與把手所指的整定值相同，允許誤差不能超過。當(dāng)繼電器處于動作位置后，按電壓步長逐漸減少A相電壓有效值V，電壓繼電器常開接點剛剛斷開的最大電壓值，此電壓即為繼電器返回電壓。在實驗時將電壓繼電器線圈的聯(lián)接方式設(shè)為串聯(lián)或并聯(lián)，按刻度的標(biāo)度選測三點（），測試后將實驗所得結(jié)果填入表二：表二測定次數(shù)整定值測定值計算值UZ UdzUhKh1233 測定電流繼電器動作時間、返回時間，觀察時間與啟動電流的關(guān)系實驗接線圖如圖四。手動測試時，置A相電流有效值A(chǔ)等于1.2（是電流繼電器電流整定值），電秒表復(fù)位，點擊“開始測試”，合刀閘K，電秒表和取得動作信號開始計數(shù)，當(dāng)繼電器經(jīng)過一段時間接合閉合后，則和取得此信號，電秒表的數(shù)碼管便顯示數(shù)字，此數(shù)字即為電流繼電器接點閉合時間。用電秒表的復(fù)位按鈕把數(shù)字滅掉，再拉開刀閘K，數(shù)碼管再顯示的數(shù)字即為電流繼電器接點返回時間。重復(fù)三次。不改變整定值值，再次設(shè)置A電流有效值A(chǔ)，使之分別為2、3，測量繼電器的接點閉合時間和接點返回時間。把上面所得的一系列數(shù)據(jù)填入下表內(nèi)：表三Iz1.2IZ2 IZ3 IZTdz(ms)Th(ms)Tdz(ms)Th(ms)Tdz(ms)Th(ms) t123平均五、 實驗報告要求1 分析電流、電壓繼電器的結(jié)構(gòu)和動作過程；2 比較電流、電壓繼電器的動作值與返回值，認(rèn)識返回系數(shù)；3 了解繼電器的動作時間與返回時間。六、 思考題1、 意義是什么？2DL繼電器怎樣進(jìn)行的調(diào)整？有哪些調(diào)整方法？3DL系列繼電器動作時間與返回時間各與電流關(guān)系怎樣？實驗二 基于仿真系統(tǒng)的功率方向繼電器的特性實驗實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實驗計劃學(xué)時：2一、實驗?zāi)康捻摚?宋體，四號，加粗，內(nèi)容仍為宋體，四號，不加粗1熟悉功率方向繼電器BG-12型的結(jié)構(gòu)；2認(rèn)識功率方向繼電器的工作原理；3掌握功率方向繼電器的動作特性。二、實驗內(nèi)容和要求1、觀察功率方向繼電器BG-12型的結(jié)構(gòu)。2、相角特性試驗。3、伏安特性試驗。4、潛動試驗。三、實驗主要儀器設(shè)備和材料1BG-12型功率方向繼電器和220V（直流）中間繼電器一個；2直流穩(wěn)壓電源一臺；3DSF2多功能繼電保護(hù)測試仿真裝置一套，其輸出電流幅值：030A（有效值）/相，輸出電壓幅值：0100V（有效值）/相。四、實驗方法、步驟及結(jié)果測試1、觀察功率方向繼電器BG-12型的結(jié)構(gòu)，電流電壓線圈的接線和極性關(guān)系，改變繼電器內(nèi)角Q的方法。2、相角特性試驗：采用如圖一所示接線，設(shè)置A相電流有效值A(chǔ)為1A，A相電流相位度為0，A相電壓有效值V為20V，A相電壓相位度為某一角度，記為?！皽y試方式”選擇自動方式，用鼠標(biāo)左鍵點擊A相電壓相位度的左邊方框，方框出現(xiàn)向上箭頭，再點擊“開始測試”，A相電壓相位度按電壓相位步長變化（粗調(diào)時步長可設(shè)為15，精調(diào)時可設(shè)為1）。指示燈亮表示繼電器動作，指示燈滅表示繼電器不動作，找出動作區(qū)與不動作區(qū)，求出繼電器的最大靈敏角。不動作區(qū)動作區(qū)最大靈敏角圖一3、伏安特性試驗：點擊“參數(shù)設(shè)置”，設(shè)置A相電壓相位為最大靈敏角，A相電流有效值A(chǔ)為1A，A相電流相位度為0，A相電壓有效值V為0V，電壓步長Ua為某一值，再點擊“確認(rèn)”。點擊A相電壓有效值V的左邊框，方框出現(xiàn)向上箭頭，再點擊“開始測試”，A相電壓有效值V從零伏按電壓步長Ua逐漸增長至某一值，繼電器動作，記錄下最小動作電壓值。在其它數(shù)據(jù)不變的情況下，改變A相電流有效值A(chǔ)使之分別為2A、3A，測出相應(yīng)的最小動作電壓。同理，固定A相電壓值為10V、20V、30V，測定繼電器的最小動作電流。1A2A3A10V20V30V4、潛動試驗：“潛動”指在只加入電壓或電流的情況下，繼電器就能夠動作的現(xiàn)象。接線圖如圖一所示，在主功能菜單上用鼠標(biāo)左鍵點擊“繼電測試”按鈕進(jìn)入該測試功能，出現(xiàn)“各類繼電器及有關(guān)特性測試”界面?！皽y試方式”選擇“自動測試”，再點擊“參數(shù)設(shè)置”，設(shè)置A相電流相位度為0，A相電壓相位為最大靈敏角，A相電流有效值A(chǔ)為0A，相電壓有效值V為0V，電壓步長Ua為某一值，再點擊“確認(rèn)”返回，然后點擊“開始測試”，A相電壓有效值V按步長Ua逐漸從0V增大至30V，中斷測試可點擊“中斷測試”按鈕，觀察繼電器是否動作。同理，固定A相電壓有效值V為0V，A相電流有效值A(chǔ)按步長Ia逐漸從0A增大至3A，觀察繼電器是否動作。五、實驗報告要求1列出實驗過程的表格記錄數(shù)據(jù)，然后作出相應(yīng)的角度特性和伏安特性曲線；2分析功率方向繼電器的伏安特性、角度特性和潛動特性；3分析功率方向繼電器的動作范圍及死區(qū)。六、思考題1功率方向繼電器的伏安特性和角度特性說明什么問題？2請解釋“電壓死區(qū)”的原因？3功率方向繼電器如有潛動對保護(hù)產(chǎn)生什么影響？實驗三 單側(cè)電源線路電流保護(hù)的實驗實驗項目性質(zhì)：普通性所屬課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實驗計劃學(xué)時：2一、實驗?zāi)康捻摚?0宋體，四號，加粗，內(nèi)容仍為宋體，四號，不加粗1 掌握單側(cè)電源輻射形線路過電流及電流速斷保護(hù)的原理和結(jié)構(gòu)；2 認(rèn)識電流保護(hù)與三相一次重合閘的配合關(guān)系；3 學(xué)習(xí)電流繼電器、時間繼電器動作值的調(diào)整方法。二、實驗內(nèi)容和要求1、觀察電流保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)；2、認(rèn)識電磁型保護(hù)的各種繼電器；3、掌握電流保護(hù)的動作特性。三、實驗主要儀器設(shè)備和材料1電力保護(hù)裝置一套；2DSF2多功能繼電保護(hù)測試仿真裝置一套。四、實驗方法、步驟及結(jié)果測試（一） 原理接線圖被實驗網(wǎng)絡(luò)為單側(cè)電源輻射形電網(wǎng)，如圖一所示，線路裝有三段式電流保護(hù)，第一段為無時限電流速斷，用表示；第二段為限時電流速斷，用表示；第三段為過流，用表示。線路則裝有二段電流保護(hù)，無時限電流速斷及過流，其表示方法與上相同。 圖一 被保護(hù)線路示意圖（二）實驗說明在實際接線圖中有以下幾點說明：線路中的油開關(guān)在實驗時是以三相交流接觸器代替，因接觸器只有一個線圈，故列用兩個中間繼電器來控制合閘及跳閘其中為合閘繼電器，為跳閘繼電器。線路不同地點短路時參數(shù)模擬及具體操作：線路的一次回路利用五個電抗線圈或電阻器及電阻構(gòu)成，為了使短路時短路電流不至于過大，一次回路接的交流電源采用220V。為了模擬線路不同地點短路，一次回路中接入四個刀閘（見實驗線路總圖）手動合閘：首先將三相交流電源刀閘及直流電源刀閘合上，然后用手接按鈕，接觸器合閘，其具體過程如下： 啟動回路合閘繼電器啟動，接觸器線圈帶電、開關(guān)合上。當(dāng)主接點閉合后，利用其輔助節(jié)點自保持（因手放后，它自動返回，繼電器也返回），使接觸器保持在合閘狀態(tài)。 跳閘：跳閘分手動跳閘和自動跳閘兩種：自動跳閘即繼電保護(hù)動作使開關(guān)跳閘，當(dāng)任一套保護(hù)動作后其接點閉合起動繼電器，起動后常閉接點打開，使接觸器線圈失電，所以開關(guān)跳閘。手動跳閘時，情況與上相同，不過此時繼電器啟動的正電源是從跳閘按鈕來，當(dāng)手按下，正電源即送給。自動合閘。繼電器由保護(hù)動作或其他原因誤動作而跳閘時，斷路器的輔助常閉接點，即相當(dāng)于模擬線路中接觸器的輔助接點閉合。因此，跳閘監(jiān)視繼電器動作，其常開接點閉合起動重合閘繼電器中的時間繼電器，經(jīng)過重合閘的整定時間后，接通了斷路的合閘回路，便斷路自動合閘斷開為止。 本模擬試驗中只在線路上裝有。的具體接線如下：各種故障情況：A過流動作：減少電阻至過流保護(hù)啟動，這時相當(dāng)于本線路或相鄰線路發(fā)生動作，使開關(guān)跳閘，這時可看出信號繼電器、掉牌。同時啟動將開關(guān)重新合上。B線路電流速斷動作：合刀閘。相當(dāng)于線路上速斷保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生短路，這時過流及速斷都起動，由于過流要經(jīng)一段限時，而無時限電流速斷瞬時動作，將故障切除。這時可看出信號繼電器、掉牌。同時啟動將開關(guān)重新合上。 C合刀閘相當(dāng)于故障發(fā)生在線路無時限電流速斷及線路限時電流速斷的共同保護(hù)范圍內(nèi)，這時兩套保護(hù)都啟動，根據(jù)選擇性要求，應(yīng)當(dāng)由的無時限電流速斷動作切除故障。這時可看出信號繼電器、掉牌，同時啟動將開關(guān)重新合上。 D合刀閘相當(dāng)于線路末端發(fā)生短路，這時的限時電流速斷及過流均啟動，但過流延時較長，所以限時速斷動作切除故障，這時可看出信號繼電器、掉牌。E合刀閘相當(dāng)于線路無時限電流速斷范圍內(nèi)發(fā)生故障，這時保護(hù)瞬時啟動，將故障切除，信號繼電器、掉牌。注意：作上述前三項時，必須保證重合閘繼電器中的電容的足夠的充電時間，大約為1520秒。要不保護(hù)動作，跳開斷路器后無法重合。線路不同地點短路時的具體參數(shù)。 已知： , 瞬時電流速斷的可靠系數(shù) 限時速斷速斷的可靠系數(shù) 假設(shè)、處的過電流保護(hù)參數(shù)已知為 電流互感器變比為試根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇、處電流速斷保護(hù)、限時電流速斷保護(hù)以及過電流保護(hù)的動作參數(shù)和時限參數(shù)。（三）實驗步驟1觀察保護(hù)盤的接線及所用的各電器。2根據(jù)計算出來的各種保護(hù)裝置的整定值，整定各繼電器的參數(shù)。3合電源刀閘，并給上直流電源（直流電源為單相橋式整流，亦可用汞弧整流電源），按、開關(guān)及合閘，然后減少電阻使過流起動，記下此時電流值及保護(hù)動作情況。4合刀閘觀察線路線路保護(hù)動作的情況，并記下動作電流及動作情況與保護(hù)動作觀察的動作情況，并記錄下來。5合刀閘觀察線路、線路保護(hù)動作情況并記錄結(jié)果。同時觀察的動作情況及與保護(hù)的配合關(guān)系。6合刀閘觀察線路保護(hù)動作情況，并記下實驗結(jié)果。7合刀閘觀察線路保護(hù)動作情況，并記下實驗結(jié)果。 五、實驗報告要求 1將實驗記錄結(jié)果列出，并分析在各種故障情況下保護(hù)的行為是否與理論相符合。 2畫出處三段過電流交直流回路的展開圖，接線圖中設(shè)備規(guī)范： 名稱 編號 型號規(guī)范 電流繼電器 電流繼電器 電流繼電器 時間繼電器 時間繼電器 中間繼電器 信號繼電器 六、思考題1電流速斷保護(hù)與過電流保護(hù)在保護(hù)定值、動作時間、動作范圍等方面有何區(qū)別；2電流保護(hù)與自動重合閘如何配合。實驗四 基于變電站仿真系統(tǒng)的繼電保護(hù)動作特性分析實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實驗計劃學(xué)時：2一、實驗?zāi)康捻摚?7宋體，四號，加粗，內(nèi)容仍為宋體，四號，不加粗1、認(rèn)識電力系統(tǒng)變電站仿真系統(tǒng)。通過仿真系統(tǒng)熟悉變電所的一次接線以及變電所控制室的實際控制設(shè)備； 2、 熟悉繼電保護(hù)裝置的原理與結(jié)構(gòu)； 3、 仿真分析電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，繼電保護(hù)的實際動作情況。二、實驗內(nèi)容和要求1、熟悉變電站仿真系統(tǒng)；2、認(rèn)識繼電保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)；3、掌握故障后繼電保護(hù)的動作特性。三、實驗主要儀器設(shè)備和材料1變電站仿真軟件系統(tǒng)。四、實驗方法、步驟及結(jié)果測試（一）系統(tǒng)使用說明a、啟動系統(tǒng)1）出現(xiàn)提示符Boot：按回車鍵；2）出現(xiàn)Type CONTROL-d to proceed with normal Startup,按 CTRL+D；3）出現(xiàn)Enter new time (YYMMDDhhmmss)：按回車鍵；4）出現(xiàn)SCO框圖ggd login：輸入sdsP