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　《电力系统继电保护》实验报告

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　专升本

　 专

　业：电气工程及其自动化

　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

　过流继电器实验接线图

　2.低压继电器实验接线图

　低压继电器实验接线图

　三、预习题

　1. 过流继电器线圈采用串联接法时，电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出；低压继电器线圈采用并联接法时，电压动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出。(串联，并联)

　2. 动作电流（压），返回电流（压）和返回系数的定义是什么？

　答：.使继电器返回的最小电压称为返回电压；使继电器动作的最大电压称为动作电压；返回电压与动作电压之比称为返回系数。

　 .使继电器动作的最小电流称为动作电流；使继电器返回的最大电流称为返回电流；返回电流与动作电流之比称为返回系数。

　 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：

　 串联

　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

　2.68

　2.71

　2.68

　5.42

　5.42

　5.45

　实测返回电流Ifj

　2.33

　2.34

　2.36

　4.66

　4.75

　4.64

　返回系数Kf

　0.869

　0.838

　0.881

　0.859

　0.860

　0.853

　起动电流与整定电流误差%

　1.1%

　3.6%

　0.7%

　0.7%

　0.2%

　0.6%

　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：

　 并联

　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

　23.1

　23.0

　23.0

　46.5

　46.7

　46.4

　实测返回电压Ufj

　28.9

　28.9

　28.6

　58.0

　57.5

　57.9

　返回系数Kf

　1.241

　1.246

　1.243

　1.257

　1.231

　1.248

　起动电压与整定电压误差%

　3.8%

　3.3%

　4.2%

　3.1%

　2.7%

　3.3%

　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-11

　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．电流继电器的返回系数为什么恒小于1？

　答：由于摩擦力矩和剩余力矩的存在，使得返回量小于动作量。根据返回力矩的定义，返回系数恒小于1.

　2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？

　答：返回系数是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数不被切除。

　 3. 实验的体会和建议

　体会电流保护的动作电流是按躲开最大负荷电流整定的，一般能保护相邻线路。在下一条相邻线路或其他线路短路时，电流继电器将启动，但当外部故障切除后，母线上的电动机自启动，有比较大的启动电流，此时要求电流继电器必须可靠返回，否则会出现误跳闸。所以过电流保护在整定计算时必须考虑返回系数和自起动系数，以保证在上述情况下，保护能在大的启动电流情况下可靠返回。电流速断的保护的动作电流是按躲开线路末端最大短路电流整定的，一般只能保护线路首端。在下一条相邻线路短路时，电流继电器不启动，当外部故障切除后，不存在在大的启动电流情况下可靠返回问题

　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

　时间继电器动作电压、返回电压实验

　2．时间继电器动作时间实验接线图

　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

　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

　中间继电器动作时间测量实验

　三、预习题

　影响起动电压、返回电压的因素是什么？

　（1）.剩余力矩的大小；

　（2）.衔铁与铁芯之间的气隙大小；

　（3）.可动部分的摩擦力矩。

　 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

　36.8%

　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

　261.3

　260.7

　260.1

　0.75

　738.2

　765.3

　754.1

　1

　1.05

　0.95

　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）

　120V

　45V

　18.9ms

　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-11

　直流电源及母线

　EPL-11

　直流电压表

　EPL-12

　电秒表及相位仪

　EPL-13

　光示牌

　EPL-14

　按钮及电阻盘

　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：时间继电器常用在：过流保护、过负荷保护、过电压保护、欠电压保护、失磁保护、低周保护电路中。

　 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。

　 3. 实验的体会和建议

　通过这次实验，是我了解了时间继电器，中间继电器的工作原理，用途及使用性能，时间继电器和中间继电器是电气控制当中必不可少的电气元器件，只有熟练掌握和运用这些常用的电气器件，才能在工作中自如使用得心应手。

　 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

　三段式电流保护实验接线图

　三、预习题（填写表格）

　序号

　代号

　型号规格

　用途

　实验整定值

　线圈接法

　1

　KA1

　DL－21C/6

　无时限电流速断保护

　2 A

　串联

　2

　KA2

　DL－21C/3

　带时限电流速断保护

　0.93A

　串联

　3

　KA3

　DL－21C/3

　定时限过流保护

　0.5A

　串联

　4

　KT1

　DS－21

　带时限电流速断保护时间间

　0.75s

　5

　KT2

　DS－21

　定时限过电流保护时间

　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

　设备名称

　使 用 仪 器 名 称

　控制屏

　EPL-01

　输电线路

　EPL-03A

　AB站故障点设置

　EPL-03B

　BC站故障点设置

　EPL-04

　继电器（一）—DL-21C电流继电器

　EPL-05

　继电器（二）—DS-21时间继电器

　EPL-06

　继电器（四）—DZ-31B中间继电器

　EPL-17

　三相交流电源

　EPL-11

　直流电源及母线

　EPL-32

　继电器（三）—DL-21C电流继电器

　—DS-21时间继电器

　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？

　答: 三段保护（过负荷、过流、速断）应当互相配合，各个保护区域能够连续，这样，在回路发生故障时，无论电流在什么值，保护都能动作。如果三段保护范围没有配合，各段保护区域之间还有空挡，而回路故障电流正好在这个空挡中，就没有了保护，就会造成事故扩大。

　 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: 根据满足需要进行设定。因为：保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证在其他各种运行方式和短路类型下，其保护范围均不至于超出本线路范围。保护范围就必然不能包括被保护线路的全长。所以只有当短路电流大于保护的动作电流时，保护才能动作。

　 3. 实验的体会和建议

　通过对三段式保护的试验是我深刻的认识到了三段式保护在电力运行中的重要性及三段保护在使用中互相配合，各个保护区域能够连续，这样，在回路发生故障时，无论电流在什么值，保护都能动作。

　 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基本工作原理；

　2. 进一步了解功率方向继电器的结构及工作原理；

　3. 掌握功率方向电流保护的基本特性和整定实验方法。

　 二、实验电路

　功率方向保护实验接线图

　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: 要解决选择性问题，可在原来电流保护的基础上装设方向元件（功率方向继电器）。首先分析不同点短路时短路功率的方向，规定功率的方向。

　 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“×”；仪表要填写读数。

　 五、实验仪器设备

　设备名称

　使 用 仪 器 名 称

　控制屏

　EPL-01

　输电线路

　EPL-03A

　AB站故障点设置

　EPL-04

　继电器（一）—DL-21C电流继电器

　EPL-05

　继电器（二）—DS-21时间继电器

　EPL-06

　继电器（四）—DZ-31B中间继电器

　EPL-07

　继电器（五）—DX-8信号继电器

　EPL-10

　继电器（十）—功率方向继电器

　EPL-11

　交流电压表

　EPL-11

　交流电流表

　EPL-12

　相位仪

　EPL-13

　光示牌

　EPL-17

　三相交流电源

　EPL-11

　直流电源及母线

　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？

　答: 方向电流保护存在死区，可能发生在被保护线路出口发生短路时母线流向线路为正。

　 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。

　 3. 实验的体会和建议

　在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间. 如果你不清楚,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,实验后,还要复习,思考,这样,你的印象才深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会忘得一干二净,这还不如不做.做实验时,老师还会根据自己的亲身体会,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到这门课程在生活中的应用是那么的广泛.

　 通过这次实验是我熟悉相间短路功率方向电流保护的基本工作原理；进一步了解功率方向继电器的结构及工作原理；掌握功率方向电流保护的基本特性和整定实验方法。