常规继电保护实验教案1

常规继电保护实验教案长沙理工大学备课纸

《继电爱护原理》（001894）试验教学方案

2022/2022学年第一学期电气04级-1,2,3,4教学班

张艳平

一、继电爱护的任务与作用原理

电力系统中发生故障和消失不正常运行状况时，系统正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停顿供电或少供电，有时甚至破坏设备。

为了预防事故或缩小事故范围，提高电力系统运行的牢靠性，最大限度地保证向用户安全连续供电，在电力系统中，必需有特地的继电爱护装置。

继电爱护装置必需能正确区分被爱护元件是处于正常运行还是发生故障，必需能正确区分被爱护元件是处于区内故障还是区外故障，爱护装置要实现这些功能，需要依据电力系统发生故障前后电气物理量发生变化的特征为根底来构成。例如：

（1）依据短路故障时电流的增大，可构成过电流爱护；（2）依据短路故障时电压的降低，可构成低电压爱护；

（3）依据短路故障时电流与电压之间相角的变化，可构胜利率方向爱护；

?U?（4）依据短路故障时电压与电流比值（Z?）的变化，可构成距离爱护；

?I（5）依据故障时，被爱护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动爱护；（6）依据不对称短路时，消失的电流、电压的相序重量，可构成零序电流爱护，负序电流爱护及零序和负序功率方向爱护等等。

二、继电爱护的组成

继电爱护实质上是一种自动掌握装置，依据掌握过程信号性质的不同，可以分为模拟型和数

字型两大类。多年来应用的常规继电爱护装置都属于模拟型，而70年月进展的计算机爱护则属于数字型，虽然这两类爱护的实现方法和构成各不一样，但其根本原理是一样的。继电爱护依据被爱护的对象不同，又分为元件爱护和线路爱护两类。元件爱护指发电机、变压器、母线和电动机等元件的爱护；线路爱护指电力网及电力系统中输电线路的爱护。

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继电爱护的构成方式虽然许多，但一般均由测量回路、规律回路和执行回路三局部组成，其方框图如图1-2-1所示，测量回路1的作用是测量被爱护设备物理量（如电流、电压、功率方向）的变化，以确定电力系统是否发生故障和不正常工作状况，然后输出相应的讯号至规律回路。规律回路2的作用是依据测量回路的输出讯号进展规律推断，以确定是否向执行回路发出相应的讯号。执行回路3的作用是依据规律回路的推断执行爱护的任务，跳闸或发出信号。

被测物理量1

23跳闸或信号图1-2-1继电爱护的方框图

现以电磁型过流爱护为例来说明继电爱护装置的组成和作用原理。

图1-2-1示出其单相原理图。电力系统正常运行时测量回路（电流继电器KA的线圈回路）流过的是负荷电流，继电器KA的接点不闭合，没有输出讯号至规律回路（时间继电器KT的线圈回路），断路器不会跳闸。当电力系统发生故障时，测量回路的电流增大，电流继电器KA的接点闭合，接通规律回路，经规律推断（此电路为延时推断）后，时间继电器的接点闭合，接通执行回路（信号继电器KS的线圈），经过中间继电器KM使断路器跳闸。

TQ-+KA发信号+KT+KS+KM--

图1-2-1电磁型线路过流爱护的单相原理图

由图1-2-1可以看到：

（1）电磁型继电爱护是由若干个不同功能的继电器组合而成的。例如，用电流继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器可以组合成电流爱护，用电流、低压、时间、信号等继

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电器可以组合成低压闭锁过流爱护。同样，用阻抗继电器、差动继电器和时间、中间、信号等继电器的组合，可以构成距离爱护、差动爱护等。

（2）全部电磁型继电器都具有可动的接点，继电器是否动作，简单看到，对于继电爱护的初学者，易于理解承受，因此，机电型继电器经常被作为继电爱护的根底教学内容进展讲授。

三、电力系统继电爱护原理试验课程目的

鉴于电力系统继电爱护课程是电力系统及其自动化专业、电力系统与自动化专业的一门重要专业课程，是一门理论性较强，且技能操作力量要求较高的必修课。继电爱护试验课程旨在通过试验来加深理论学问的熟悉，培育操作技能，启发学生创新思维和科研力量。由于该试验课程不作为独立开设的专业试验课，试验教学过程必需跟随理论课教学进度，并以复习与试验相关的学问点和介绍试验操作为重点，使学生独立完成试验内容。试验采纳“TQDB-III多功能微机爱护与变电站综合自动化试验培训系统”为主要试验装置，本科试验教学内容以继电爱护元件特性和局部整组模拟爱护为主，结合介绍简洁电力系统状态了解爱护元件的根本调试方法。

二、继电爱护试验课程实现方式及主要内容

继电爱护试验室经过更新建立，新增了十台“TQDB-III多功能微机爱护与变电站综合自动化试验培训系统”。该系统采纳集成式、开放式的设计思路，掩盖了多个专业多门课程，适合电力系统、电气类、自动化类、电工类专业学生进展讨论性、综合性、设计性、开放性试验，以及课程设计、毕业设计及创新设计。尤其在电气专业本科继电爱护试验教学和计算机爱护试验教学方面具有以下特点：

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1、试验系统采纳TQWX-II微机型继电爱护信号发生装置供应高精度试验信号，省去了传统试验系统中的调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表。试验接线简洁明确，常规继电器和数字式继电器特性试验集成，可分别进展自动或手动测试方式，能在PC机屏幕上直观的显示坐标描点和绘制继电器特性曲线全过程以及试验数据的猎取。

2、试验台面板上具有成组微机爱护试验的接线图，学生在面板上进展微机爱护装置与电流、电压及出口信号的连接，在上位机界面上设置故障类型和故障点，可在接线图上手动或在上位机界面中执行短路操作，并观看动态的试验现象

3、系统附带原理讲解和操作说明，可以帮忙学生在加深理解试验原理的根底上熟识试验过程，到达良好的试验效果

本学期主要试验内容有：（按教学打算试验课时为8课时4个试验。）试验一、DL-31电磁型电流继电器、DY-36电压继电器特性检验、

三段式电流爱护模拟试验（微机型）

试验二、DG-11整流型功率方向继电器特性试验试验三、LZ-21整流型方向阻抗继电器特性试验试验四、LCD-4型差动继电器特性试验三、试验教学重点和难点一）教学重点

1、电力系统继电爱护的作用，继电爱护装置的组成和根本任务；1、电磁式电流继电器和电压继电器的根本构成和动作原理；

2、三段式电流爱护模拟短路试验中的短路电流计算，把握速断，限时速断、

过电流爱护的整定计算方法；

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3、功率方向电流爱护的装设原则和双侧电源电力系统爱护配置的分析以及

继电器的动作特性测试；

4、整流型阻抗继电器内部构造介绍和测试；

5、LCD-4型电力变压器差动继电器制动特性的测试以及分析；二）教学难点

1、学生对继电爱护理论学问和电力系统、发电厂二次局部等相关课程学问把握的程度以及理论联系实际的力量不同，要求做模拟试验时理解被爱护对象和爱护的关系，并在学会初步的爱护整定计算的根底上做试验最好。

2、试验室新设备系统比拟简单，操作过程中要熟识使用方法并留意设备和人身安全。

3、该课程教学课时少，试验内容多，试验时间的安排比拟紧急。四、试验方法

以学生动手操作为主，利用系统附带原理讲解和操作说明指导学生独立完成试验。

五、教学用具：

每组一套“TQDB-III多功能微机爱护与变电站综合自动化试验培训系统”含微机爱护装置、微机爱护测试仪、常规继电器，及相关软件。六、教学过程：

跟随理论课教学进度，遵循试验教学打算，依次进展电流电压爱护和方向电流爱护，距离爱护阻抗元件，变压器爱护差动继电器的试验。七、考核要求：

试验成绩占继电爱护课程总成绩的20