《供配电技术》实验报告

《供配电技术》实验报告实验一供电线路的定时限过电流保护实验一、实验目的掌握过流保护的电路原理，深入认识继电保护二次原理接线图和展开接线图。学会识别本实验中继电保护实际设备与原理接线图和展开接线图的对应关系，为以后各项实验打下良好的基础。进行实际接线操作，掌握过流保护的整定调试和动作试验方法。二、预习与思考参阅有关教材做好预习，根据本次实验内容，参考图2—1、图2-2设计并绘制过电流保护实验接线图，参照图2—3。为什么要选定主要继电器的动作值，并且进行整定？过电流保护中哪一种继电器属于测量元件？三、原理与说明对于3〜66kV供电线路，作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。如果过电流保护时限不大于0.5〜0.7s时，可不装设电流速断保护。相间短路动作于跳闸，以切除短路故障。带时限的过电流保护，按其动作时限特性分为定时限过电流保护和反时限过电流保护两种。图2-1为定时限过电流保护的原理图，图2-2为其展开图。)CA1KA2图2-1定时限过电流保护原理图)CA1KA2定时限过电流保护的整定计算方法请参考相关教材，附录1有基于本实验一次系统参数的过电流保护整定计算详细过程。定时限过电流保护的优点：动作时间比较精确，整定简便，而且不论短路电流大小，动作时间都是一定的，不会因为短路电流小动作时间长而延长故障时间。缺点：所需继电器多，

接线复杂，且需直流操作电源，投资较大；靠近电源处的保护装置，其动作时间较长，这是带时限过电流保护的共有缺点。图2-2定时限过电流保护展开图四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1LGP01电流继电器12LGP04时间继电器13LGP05出口中间继电器14LGP06信号继电器15LGP32交流数字真有效值电流、电压表16监控台电流互感器二次信号1五、实验步骤实验前准备：1）将实验系统总电源开关断开，将监控台的“实验内容选择”转换开关旋到“线路保护，，档；2）将所有监控台上所有电流互感器（实验中需要接线的除外）二次侧短接；3）合上实验系统电源开关，监控台电源开关，PLC电源开关，开始以下实验内容。实验步骤选择电流继电器的动作值（确定线圈接线方式）和时间继电器的动作时限。（过电流保护的整定计算过程见附录1，电流继电器选用DL-23C/6，整定电流为2.1A，时间继电器选用DS-23，整定时间为5s。）参照实验指导书中实验一和实验三的调试方法分别对电流继电器和时间继电器进行整定调试。按图2-3过电流保护实验接线图进行接线。图中,KA选用DL-23C/6，KT选用DS-23,KS选用JX21-A/T，KM选用ZJ3-3A。IC(-)定时曜过电流观护理护出口株肩回躇攸⑴麻5（一）VEDIC(-)定时曜过电流观护理护出口株肩回躇VED图2-3过电流保护实验接线图依次合上电气控制模拟屏的QS1,QF1,QS3,QS7,QF3,QS10,QF5,QF7,QF12,其它开关元件断开。分别设置，AB、BC、CA相间短路，在短路点分别设置在末端和80%，将短路设置投入，观察保护动作情况并记录相关数据如表7-1。备注：由于没有电流速断保护，故短路点不宜设置在首端和20%，以免短路电流太大影响设备使用寿命。表2-1Iop=2.1AT=5s

短路点短路类型末端80%QF3是否动作最大短路电流（高压一次侧）AB相间短路BC相间短路CA相间短路三相短路六、实验报告安装调试及动作试验结束后要认真进行分析总结，按实验报告要求及时写出过电流保护的实验报告。叙述过电流保护整定，试验的操作步骤。分析说明过电流保护装置的实际应用和保护范围。通过本实验谈谈你对实际设备与原理接线图和展开接线图对应关系的认识。书面解答本实验的思考题。实验二供电线路的电流速断保护实验一、实验目的掌握电流速断保护的电路原理以及整定计算方法。理解电流速断保护和过电流保护的优缺点。进行实际接线操作，掌握两段过流保护的整定调试和动作试验方法。二、预习与思考参阅有关教材做好预习，根据本次实验内容，参考图1-4绘制两段式过电流保护的原理图及展开图。电流速断保护为什么存在“死区”，怎样弥补？三、原理与说明通过上一个实验可以了解，过电流保护有一个明显的缺点，为了保证各级保护装置动作的选择性，势必出现越靠近电源的保护装置，其整定动作时限越长，而越靠近电源短路电流越大，因此危害更加严重。因此根据GB50062-1992规定，在过电流保护动作时间超过0.5〜0.7s时，应装设瞬时动作的电流速断保护装置。电流速断保护的整定计算方法请参考相关教材，也可参考附录1的基于本实验一次系统参数的电流速断保护整定计算。由电流速断保护的整定计算公式可知，电流速断保护不能保护本段线路的全长，这种保护装置不能保护的区域，称为“死区”，因此电流速断保护必须与带时限过电流保护配合使用，过电流保护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差N=0.5〜0.7s，而且须符合前后过电流保护动作时间的“阶梯原则”，以保证选择性。四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1LGP01电流继电器1LGP02电流继电器12LGP04时间继电器13LGP05出口中间继电器14LGP06信号继电器15LGP32交流数字真有效值电流、电压表16监控台电流、电压互感器二次信号1五、实验步骤实验前准备同实验七，实验步骤如下：选择电流继电器的动作值（确定线圈接线方式）和时间继电器的动作时限。（电流速断保护与过电流保护的整定计算过程见附录1，速断保护用电流继电器KA3,KA4选用DL-24C/10，整定电流为5.6A，过电流保护用电流继电器KA1，KA2选用DL-23C/6，整定电流为2.1A，时间继电器选用DS-23，整定时间为5s。）参照实验指导书中实验一和实验三的调试方法分别对电流继电器和时间继电器进行整定调试。

按图2-4电流速断保护实验接线图进行接线。图中，KS1选用JX21-A/T,KS2选用DXM-2A,KM选用ZJ3-3A。依次合上电气控制模拟屏的QS1,QF1,QS3,QS7,QF3,QS10,QF5,QF8，其它开关元件断开。5.分别设置，AB、BC、CA相间短路，在短路点分别设置在末端和80%,20%，将短路设置投入，观察保护动作情况并记录相关数据如表2-2。表2-2Iop1=2.1AIop2=5.6AT=5s..短路点短路类型20%最大短§80%路电流（高压一末端次侧）保护动作类型AB相间短路BC相间短路CA相间短路图2-4a电流速断保护实验接线图（交流回路）宵S{+)ffS(-)图2-4b电流速断保护实验接线图（信号回路）

■ci-)T："瓦•••••••••••••;c+M」,，…■二，Eixu“mm，E]o——I直流电源ESI电览速断保护

信号雄电器

动榨回路■ci-)T："瓦•••••••••••••;c+M」,，…■二，Eixu“mm，E]o——I直流电源ESI电览速断保护

信号雄电器

动榨回路由口回路舫1工作电源回路KS2#放回路六、实验报告安装调试及动作试验结束后要认真进行分析总结，按实验报告要求及时写出电流速断保护的实验报告。叙述电流保护整定，试验的操作步骤。分析说明电流速断保护装置的实际应用和保护范围。实验三供电线路反时限过电流保护实验一、实验目的掌握感应型电流继电器基本结构和工作原理。掌握反时限过电流保护的整定计算方法。进行实际接线操作，掌握反时限过电流保护的整定调试和动作试验方法。二、预习与思考参阅有关教材做好预习，了解GL-10系列感应型电流继电器的基本结构和工作原理掌握反时限过电流保护的电路原理，结合附录1掌握反时限过电流保护的整定计算方法。三、原理与说明GL-10/GL-20系列感应型过电流继电器主要应用于电机、变压器等主设备以及输配电系统得继电保护回路中。当主设备或输配电系统出现过负荷及短路故障时，该继电器能按预定的时限可靠动作或发出信号，切除故障部分，保证主设备及输配电系统的安全。由于感应型继电器同时具有反时限和速断特性，应用在带时限过电流保护中可以大大简化继电保护装置，因此在工厂供电系统中得到广泛应用。本实验系统中采用的GL-15型继电器具有一付过渡转换主触点。保证了在继电器的工作过程中，电流互感器的二次回路不置于开路。其典型接线见图2-6，延时特性曲线见图2-7。图2-6GL-15在高压柜使用中的典型接线荫作电旋偷顺图2-7GL-15延时特性曲线反时限过电流保护的整定计算方法请参阅相关教材，需要指出的是，由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的，因此须根据前后两级保护的GL型继电器的动作特性曲线来整定。与定时限过电流保护相比：反时限过电流保护所用继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，加上可采用交流操作，因此简单经济，投资大大减少，因此它在中小企业供电系统中得到广泛应用。其缺点有：动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大，当短路电流较小时，其动作时间可能很长，从而延长了故障动作时间。四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1LGP01电流继电器12LGP09反时限过电流继电器13LGP04时间继电器14LGP05出口中间继电器15LGP06信号继电器16LGP32交流数字真有效值电流、电压表17监控台电流互感器二次信号1三位旋钮五、实验步骤实验前准备同实验七备注：由于实验系统的断路器控制回路为直流操作，做」5不具有独立触点，因此在实验接线图2-8中，用电流继电器41代替70用KA1的触点启动跳闸回路。这与现场实际接线是不同的，请用户注意！实验步骤选择电流继电器（确定线圈接线方式）、反时限过电流继电器的动作值（反时限过电流保护的整定计算过程见附录1，电流继电器选用DL-23C/6，整定电流为2.1A。反时限过电流继电器整定电流为2.5A，速断电流倍数为2倍，10倍电流动作时间为1.4s。）按图2-8反时限过电流保护实验接线图进行接线。图中，KA1选用DL-23C/6,KA2选用GL-15，KS选用JX21-A/T，KM选用ZJ3-3A。依次合上电气控制模拟屏的QS1，QF1，QS3，QS7，QF3，QS10，QF5，QF8，其它开关元件断开。分别设置，AB、BC、CA相间短路，在短路点分别设置在末端和80%，20%，将短路设置投入，同时合上电秒表计时开关K，观察保护动作情况并记录相关数据如表2-4。表2-4IOj=2.?AT=1.4s,短路点短路类型20%80%末端动作时间（S）保护是否动作最大短路电流（高压一次侧）A相接地短路AB相间短路三相短路

敷字电卷表fC(+)TC(-)直流电源反时限过电流保护保护出口勃闸回路蓿号继电群电源回爵图2-8反时限过电流保护实验接线图敷字电卷表fC(+)TC(-)直流电源反时限过电流保护保护出口勃闸回路蓿号继电群电源回爵六、实验报告安装调试及动作试验结束后要认真进行分析总结，按实验报告要求写出反时限过电流保护的实验报告。叙述反时限过电流保护整定，试验的操作步骤

实验四线路过电流保护与自动重合闸综合实验一、实验目的掌握线路过电流保护与自动重合闸电路的工作原理。加深对DH-3型三相一次重合闸继电器工作原理的理解。二、预习与思考预习相关教材，了解线路过电流保护与自动重合闸的工作原理。三、原理说明当供电线路发生短路故障时，过电流保护装置动作，启动保护出口中间继电器，跳闸线圈得电，断路器跳闸，同时重合闸装置启动，经短延时后接通合闸接触器回路，使断路器合闸。如果故障仍然存在，保护装置再次动作启动跳闸，跳闸后重合闸延时回路虽然接通，但由于重合闸继电器充电时间（一般为15〜25S左右）过短，重合闸内部中间继电器因电压不够不能吸合，重合闸回路不能闭合。因此只能实现一次重合闸。四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1LGP01电流继电器组件（一）12LGP04时间继电器组件13LGP06信号继电器组件14LGP10中间继电器组件15LGP11重合闸继电器16LGP41可调电阻17监控台红，绿指示灯1三位旋钮1LW42A2-31371断路器控制开关1五、实验步骤1）将实验系统总电源开关断开，监控台的“实验内容选择”转换开关旋到“线路保护”档。2）依次合上实验系统电源开关，监控台总电源开关，监控台直流电源断开。3）依次合上QS1，QF1，QS3，QS7，QF3。电流薮共魏1.手动分、合闸试验TA5图3-10a线路过电流保护与自动重合闸综合实验接线图（交流回路）电流薮共魏此魅貌保护宜合IW出口图3-10b线路过电流保护与自动重合闸综合实验接线图（控制回路）

曲+)WS(-)过屯流保护命指示跳闻信号图此魅貌保护宜合IW出口图3-10b线路过电流保护与自动重合闸综合实验接线图（控制回路）曲+)WS(-)过屯流保护命指示跳闻信号1）按照图3-10线路过电流保护与自动重合闸综合实验接线图接线，KA选用DL-23C，整定动作电流为3A，KT选用DS-23C，整定动作时间为3S，KS1选用DXM-2A，KS2选用JX-21A/T，KM1，KOU选用DZ-31B，KAR选用DH-3。2）检查上述接线的正确性，确定无误后，合上监控台直流电源开关。3）将断路器QF3手动分、合闸，观察电路工作过程。暂时性故障与自动重合闸实验将QF3合闸，“短路点设置开关”旋到末端，操作短路设置模块，设置AB相间短路，在重合闸装置充电完成后（指示灯完全亮），按下短路故障投入按钮SB，使线路发生短路故障，当出口继电器动作使QF3跳闸后，再按下SB，使短路故障退出运行（相当于系统发生暂时性故障），观察实验现象。永久性故障与自动重合闸实验将QF3合闸，“短路点设置开关”旋到末端，操作短路设置模块，设置AB相间短路，在重合闸装置充电完成后（指示灯完全亮），按下短路故障投入按钮SB（实验过程中不退出，相当于系统发生永久性故障），观察实验现象。六、实验报告实验完成后，书面叙述过电流保护与自动重合闸电路在系统发生暂时性故障和永久性故障时的工作过程。实验五暗备用实验一、实验目的掌握暗备用电路的接线方法和工作原理。二、预习与思考预习相关教材了解暗备用APD电路的组成及工作原理。三、原理说明在实验二十中，分段断路器自动投入装置作为暗备用的一种典型应用已经加以说明，在实际应用中，两路电源进线互投，变压器互投，都属于暗备用的应用。在本实验中设定的一次系统如图3-16所示，10kV变电所由两台主变分别出线1#、2#低压母线，低压母联断路器为QF7，正常运行时，QF5,QF6处于合闸状态，QF7断开，两端母线分列运行。当任何一段母线因进线或主变故障而使其电压降低时，APD动作，将故障线路的断路器QF5或QF6跳开，然后合上QF7，恢复供电。四、实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1LGP01电流继电器组件（一）12LGP03电压继电器组件13LGP04时间继电器组件14LGP05中间继电器组件（一）15LGP06信号继电器组件16LGP10中间继电器组件（二）1LGP33开关27LGP41可调电阻18监控台白色指示灯，三位旋钮各1断路器控制开关2五、实验步骤1）将实验系统总电源开关断开，将监控台的“实验内容选择”转换开关旋到空档。2）依次合上实验系统电源开关，监控台电源开关，PLC电源开关，断开监控台直流电源。3）在图3-17暗备用实验接线图中，KA1，KA2选用DL-23C，整定电流为1.5A，KV1，KV2选用DY-28C，KV1，KV2整定为80V，KT1选用DS-22C，KT2选用DS-23C，两时间继电器整定时间均为2S，KS1选用JX-21A/T，KS2选用DXM-2A，KM1，KM2选用DZ-31B，KLA选用DZS-12B。SA1选用LW42A2-31371型,SA2采用LW2-Z-1a、4、6a、40、20/F8型断路器控制开关4）按照图3-17暗备用实验接线图接线，在接线确认无误后，合上监控台直流电源，使用电压1#进