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实验指导书DJZ供用电修改版精简打印版讲解
实验一、继电器特性实验
1、电流继电器特性实验
一实验目地:
1)了解电流继电器结构。
2)熟悉电流继电器构成原理。
3)学会调整、测量电磁型电流继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4)测量电流继电器的基本特性。
动作信号灯
二、实验电路原理图如图1-1所示:
220
+220
a
R
KA
TY1
A
~220V
305A2A
o
图1-1电流继电器动作电流值测试实验原理图
三、预习要求:
仔细阅读教材中相关内容,熟悉其工作原理,记录正常动作时,动作电流。
四、实验所需器材设备:
1、TY1单相调压器一个
2、滑线变阻器(30Ω5A)一个
3、交流电流表一个
4、DL型电流继电器一个
5、直流220V电源一个
6、动作信号灯HL一个
五、实验步骤如下:
(1)按图接线,将电流继电器两线圈并联,调整刻度上的整定动作值为0.6A,则实际的动作电流为1.2A,使调压器输出指示为0V,滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
(2)查线路无误后,调节单相调压器TY1输出为零,再合上三相电源开关(对应指示灯亮),再合上单相电源开关和直流电源开关。
(3)慢慢调节调压器TY1使电流表读数缓慢升高,调到I=1A左右,再缓慢调节滑动变阻器使I=1.2A左右,记下继电器刚动作(动作信号灯HL1亮)时的最小电流值,即为动作值。
(4)继电器动作后,再调节调压器使电流值平滑下降,记下继电器返回时(指示灯HL1灭)的最大电流值,即为返回值。
(5)重复步骤
(2)至(4),测三组数据。
(6)实验完成后,使调压器输出为0V,断开所有电源开关。
(7)分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
(8)计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差=[动作最小值-整定值]/整定值
变差=[动作最大值-动作最小值]/动作平均值100%
返回系数=返回平均值/动作平均值
表1电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表(线圈并联)
动作值/A
返回值/A
1
2
3
平均值
误差
整定值Izd
变差
返回系数
(9)断电后将电流继电器线圈串联,调整刻度上的动作整定值为1.8A,则实际动作电流为1.8A,重复
(2)到(8)步。
完成表2。
表2电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表(线圈串联)
动作值/A
返回值/A
1
2
3
平均值
误差
整定值Izd
变差
返回系数
实验2、电压继电器特性实验
一、实验目地:
1)了解电压继电器结构。
2)熟悉电压继电器构成原理。
3)学会调整、测量电磁型电压继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4)测量电压继电器的基本特性。
二、实验电路原理图
如图1-2所示,电压继电器动作、返回电压值测试实验(以低电压继电器为例)。
220
+220
a
动作信号灯
KV
TY1
~220V
V
o
图1-2低电压继电器动作值测试实验电路原理图
三、预习要求:
仔细阅读教材中相关内容,熟悉其工作原理,记录正常动作时,动作电压。
比较电压继电器线圈串联和并联时有何差异。
四、实验时所需器材:
1.TY1单相调压器一个
2.交流电压表一个
3.DL型电压继电器一个
4.直流220V电源一个
5.动作信号灯HL一个
五、实验步骤如下:
(1)按图接线,检查线路无误后,将低电压继电器的动作值整定为30V(KV线圈并接,动作值为刻度本身),使调压器的输出电压为0V,合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关(对应指示灯亮),这时动作信号灯HL1亮。
(2)调节调压器输出,使其电压从0V慢慢升高,直至低电压继电器常闭触点打开(HL1熄灭)。
(3)调节调压器使其电压缓慢降低,记下继电器刚动作(动作信号灯HL1刚亮)时的最大电压值,即为动作值,将数据记录于下表3中。
表3低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表(线圈并联)
动作值/V
返回值/V
1
2
3
平均值
误差
整定值Uset
变差
返回系数
(4)继电器动作后,再慢慢调节调压器使其输出电压平滑地升高,记下继电器常闭触点刚打开,HL1刚熄灭时的最小电压值,即为继电器的返回值。
(5)重复步骤(3)和(4),测三组数据。
分别计算动作值和返回值的平均值,即为低电压继电器的动作值和返回值。
(6)实验完成后,将调压器输出调为0V,断开所有电源开关。
(7)计算整定值的误差、变差及返回系数。
(8)断电后,将低电压继电器的线圈串联,动作值整定为60V(KV线圈串接,动作值为刻度值×2),使调压器的输出电压为0V,合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关(对应指示灯亮),这时动作信号灯HL1亮,重复
(2)到(7)步,完成表4。
表4低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表(线圈串联)
动作值/V
返回值/V
1
2
3
平均值
误差
整定值Uset
变差
返回系数
实验三、多种继电器配合实验
1.过电流保护实验
一、实验目地
该实验内容为将电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器、调压器、滑线变阻器等组合构成一个过电流保护。
要求当电流继电器动作后,启动时间继电器延时,经过一定时间后,启动信号继电器发信号和中间继电器动作跳闸(指示灯亮)。
二、实验原理图如下所示:
HL1
-220
+220
+220
+220
动作信号灯
KM
KS
KT
KA
R
~220V
a
A
-220
-220
o
图3过电流保护实验原理接线图
三、预习要求:
熟悉课本上相关的知识点内容,比较该实验与过电流保护实验有什么不同,保护范围,保护灵敏度。
四、实验所需器材:
1、单相电源TY2一个
2、交流电流表一个
3、滑线变阻器R一个
4、电流继电器KA一个
5、电压继电器KV一个
6、时间继电器KT一个
7、信号继电器KS一个
8、中间继电器KM一个
9、直流220电源一个
10、动作信号灯HL1一个
四、实验步骤如下:
①图3为多个继电器配合的过电流保护实验原理接线图。
②按图接线,将滑线变阻器的滑动触头放置在中间位置,实验开始后可以通过改变滑线变阻器的阻值来改变流入继电器电流的大小。
将电流继电器动作值整定为2A,时间继电器动作值整定为3秒。
③经检查无误后,依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。
(各电源对应指示灯均亮。
)
④调节单相调压器输出电压,逐步增加电流,当电流表电流约为1.8A时,停止调节单相调压器,改为慢慢调节滑线电阻的滑动触头位置,使电流表数值增大直至电流继电器动作。
仔细观察各种继电器的动作关系。
⑤调节滑线变压器的滑动触头,逐步减小电流,直至信号指示灯熄灭。
仔细观察各种继电器的返回关系。
⑥重复步骤
(2)至(5),测三组数据。
⑦实验结束后,将调压器调回零,断开直流电源开关,最后断开单相电源开关和三相电源开关。
表3电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
动作值/A
返回值/A
1
2
3
平均值
误差
整定值Izd
变差
返回系数
2低压闭锁的过电流保护实验
一、实验目地:
过电流保护按躲开可能出现的最大负荷电流整定,启动值比较大,往往不能满足灵敏度的要求。
为此,可以采用低电压启动的过电流保护,以提高保护的灵敏度
二、实验原理图如下所示:
+220
+220
-220
+220
KV
动作信号灯
KM
KS
KT
KA
0
a
TY1
R
TY2
~220V
a
A
-220
-220
o
V
图4低电压闭锁过流保护实验原理接线图
三、预习要求:
熟悉课本上相关的知识点内容,比较该实验与过电流保护实验有什么不同,保护范围,保护灵敏度。
四、实验所需器材:
1、单相电源TY2一个
2、交流电流表一个
3、滑线变阻器R一个
4、电流继电器KA一个
5、电压继电器KV一个
6、时间继电器KT一个
7、信号继电器KS一个
8、中间继电器KM一个
9、直流220电源一个
10、动作信号灯HL1一个
五、实验步骤如下:
①图4为多个继电器配合的低电压闭锁过流保护实验原理接线图。
②按图接线;试验台上单相调压器TY2输出端通过滑动变阻器与电流表,接在电流继电器两端;单相调压器TY1的输出端a、0接到电压继电器的线圈端子上,同时并上一块交流电压表。
整定电流继电器为1.2A,电压继电器为30V(也可以在量程0-60任意选择)。
③经检查无误后,依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。
(各电源对应指示灯均亮)
④先调TY1使电压表读数为60伏;再调TY2,逐步增加电流,使电流表读数为表4中的给定值,然后调TY1减小调压器的输出电压至表2-5中的给定值。
观察各种继电器的动作关系,对信号指示灯在给出的电压、电流值下亮、灭情况进行分析。
也可自行设定电压、电流值进行实验。
⑤实验完毕后,注意将调压器调回零,断开直流电源开关,最后断开单相电源开关和三相电源开关。
表4低电压闭锁过流保护实验数据记录表
I/A
U/V
动作信号灯亮熄情况
0.5
50
1.5
40
1.5
20
实验四DCD-5(BCH-1)型差动继电器特性实验
一、实验目的
掌握具有磁力制动特性的DCD-5差动继电器的工作原理、结构特点及实验方法,了解其调试方法。
二、DCD-5型差动继电器简介
DCD-5型差动继电器用于电力变压器的差动保护。
由于继电器带有一个制动绕组,当被保护变压器外部故障不平衡电流较大时,能产生制动作用。
线圈代表符号
线圈名称
总匝数
Wd
差动线圈
20
Wb1
平衡线圈Ⅰ
19
Wb2
平衡线圈Ⅱ
19
W2
二次线圈
Wres
制动线圈
14
三、实验内容
1.熟悉DCD-5差动继电器的结构原理和内部接线图,认真阅读DCD-5差动继电器的原理图
2.执行元件的检验:
(1)实验接线如图5所示:
R
图5DCD-5执行元件试验接线图
(2)实验方法与步骤:
本实验是对执行元件单独进行实验。
应特别注意,执行元件的动作电压是指执行元件起动后再用非磁性物体把舌片卡在未动作位置的电压值。
动作电压应满足1.5~1.56V,动作电流满足220~230mA,返回系数为0.7~0.85。
测量应重复三次,填入表5中,其离散值不大于3%,否则应检查原因。
表5
Ipu(mA)
If(mA)
Kf
Upu(V)
如果实验时电源频率不是50Hz,应按每偏差1Hz电压值改变2%进行修正。
3.动作安匝检验:
(无制动时起始动作安匝)
(1)实验接线如图6所示:
(2)实验方法与步骤:
Wb1、Wb2都插入0匝,Wd先插入20匝。
合上电源K,调节TY的电流使DL-1继电器动作,记下此时电流即为动作电流,动作电流乘以使用的动作安匝即为动作安匝AWd。
动作安匝符合604,以此值为基准,然后改变Wd为13匝、10匝,用上述实验方法测动作电流,填入表6中。
如果动作安匝距离要求相差不大时,可采用将执行元件动作值适当增减(在要求范围内)的办法和稍许改变速饱和变流器铁芯压紧螺丝松紧程度的办法使之符合要求。
如果相差较大,则必须用改变变流器铁芯组合方式的方法进行调整。
W2
图6DCD-5型动作安匝试验接线图
表6
Wd(匝)
20
13
10
Ipu(A)
IpuWd
4.制动特性实验:
(1)实验接线如图7所示,Wd=20匝,Wres=14匝。
(2)
执行
元件
图7制动特性实验接线图
(2)实验步骤:
实验时,先将TY2回零,调TY1差动回路的电流使继电器动作,记录此时动作电流,填入表7中;然后TY1回零。
A1为0调TY2逐渐增加制动回路电流,再调节TY1差动回路的电流测出相应的起动电流,填入表7中,并绘制出制动曲线WdIpuj=f(WresIres)。
再改变Wres=6匝,重复上诉实验,记录实验数据
表7
Ires(A)
1
2
3
4
1
2
3
4
WresIres
14*
6*
Ipu(A)
WdIpu
实验五、输电线路电流电压常规保护实验
一、实验目的
1.了解电磁式电流、电压保护的组成。
2.学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、时间整定值的调整方法。
3.研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。
4.分析三段式电流、电压保护动作配合的正确性。
二、基本原理
1.试验台一次系统原理图
试验台一次系统原理图如图5-1所示。
电流、电压保护
2.电流电压保护实验基本原理
三段式电流保护
当网络发生短路时,电源与故障点之间的电流会增大。
根据这个特点可以构成电流保护。
电流保护分无时限电流速断保护(简称I段)、带时限速断保护(简称II段)和过电流保护(简称III段)。
下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。
3.常规电流保护的接线方式
电流保护常用的接线方式有完全星形接线、不完全星形接线和在中性线上接入电流继电器的不完全星形接线三种,如图3-2所示。
电流保护一般采用三段式结构,即电流速断(I段),限时电流速断(II段),定时限过电流(III段)。
但有些情况下,也可以只采用两段式结构,即I段(或II段)做主保护,Ⅲ段作后备保护。
下图示完全星形接线
图5-2完全星形两段式接线图
三、实验内容
常规继电器I、II段电流速断保护
1三相短路时Ⅰ段保护动作情况及灵敏度测试实验
在不同的系统运行方式下,做三段式常规电流保护实验,找出Ⅰ段电流保护的最大和最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前述图3-2完全星形实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接,调I段三个电流继电器的整定值为3A,II段三个电流继电器的整定值为1A,或者III段整定值为1A。
(2)系统运行方式选择置于“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置。
(3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档(“区内”、“区外”是对变压器保护而言的,在线路保护中不使用)。
(4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(5)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(6)合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM。
(7)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止,此时负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片LP1退出。
(9)合上短路选择开关SA、SB、SC。
(10)模拟线路段不同处做短路实验。
先将短路点置于100%的位置(顺时针调节短路电阻至最大位置),合上故障模拟断路器3KM,检查保护I段是否动作,如果没有动作,断开故障模拟断路器,再将短路电阻调至90%处,再合上故障模拟断路器,检查保护I段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置,直至保护I段动作,然后再慢慢调大一点短路电阻值,直至I段不动作,记录最后能够使I段保护动作的短路电阻值于表5中。
(11)分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将I段保护动作时的短路电阻值记录在表7中。
(12)实验完成后,将调压输出调为0V,断开所有电源开关。
(13)根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
表7三相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
最大
最小
正常
2两相短路时I段保护动作情况及灵敏度测试实验
在系统运行方式为最小时,做三段式常规电流保护实验,找出I段电流保护的最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前述完全星型实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。
调整I段三个电流继电器的整定值为3A,II段三个电流继电器的整定值为1A或者III段整定值为1A。
(2)系统运行方式选择置于“最小”。
(3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。
(4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(5)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(6)合上变压器两侧的模拟断路器1KM,2KM。
(7)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到100V为止,此时负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片退出(断开LP1)。
(9)合上短路选择开关SA、SB、SC按钮中任意二相,如AB相。
(10)模拟线路段不同处做短路实验,先将短路电阻置于100%的位置,合上故障模拟断路器,检查I段保护是否动作,如果没有动作,则断开故障模拟断路器,再将短路点调至90%处,合上故障模拟断路器,检查I段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置直至I段保护动作,再慢慢调大一点短路电阻值,直至I段保护不动作,记录能使保护I段动作的最大短路电阻值于表8中。
表8两相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
AB相短路
BC相短路
CA相短路
最大
最小
正常
(11)分别将系统运行方式置于“最大”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将能够使I段保护动作的最大短路电阻值记录在表8中。
(12)实验完成以后,将调压器输出调为0V,断开所有电源。
(13)分别将短路选择开关设为AC或BC相,重复步骤
(2)至(12),将实验数据记录于表8中。
(14)根据实验数据,分析出无时限电流速断保护最小保护范围。
实验六、变压器定时限电流保护
一、实验目地:
变压器的定时限保护,是当变压器原边的电流超过电流继电器整定时,启动延时跳开线路侧开关的一种保护,由于短路点在线路侧,实际上不能真实反映变压器内部故障时的保护动作。
二、实验原理图如下所示:
图10
三、预习要求:
熟悉变压器保护的相关实验原理,做定时限保护时,电流不易过大,防止烧坏星三角变压器。
四、实验所需器材:
1、电流继电器三个
2、信号继电器一个
3、中间继电器一个
4、电流互感器三个
5、交流电流表两个
6、380V交流电源一个
7、直流220V电源一个
8、1KM、2KM、3KM交流接触器两个
9、短路按钮四个
10、交流电压表一个
11、时间继电器一个
12、转换开关两个
五、实验步骤如下:
1.三相短路时II段保护动作情况及灵敏度测试实验
在不同的系统运行方式下,做变压器的定时限保护三段式保护实验,找出II段电流保护的最大和最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前图接线,调II段三个电流继电器的整定值为1A,
(2)系统运行方式选择置于“最大”,将重合闸开关切换至“OFF”位置。
(3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。
(4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(5)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(6)合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM。
(7)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到35V为止,此时负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片LP1退出。
(9)合上短路选择开关SA、SB、SC。
(10)模拟线路段不同处做短路实验。
先将短路点置于100%的位置(顺时针调节短路电阻至最大位置),合上故障模拟断路器3KM,检查保护II段是否动作,如果没有动作,断开故障模拟断路器,再将短路电阻调至90%处,再合上故障模拟断路器,检查保护II段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置,直至保护II段动作,然后再慢慢调大一点短路电阻值,直至II段不动作,记录最后能够使II段保护动作的短路电阻值于表5中。
(11)分别将系统运行方式置于“最小”和“正常”方式,重复步骤(4)至(10)的过程,将I段保护动作时的短路电阻值记录在表5中。
(12)实验完成后,将调压输出调为0V,断开所有电源开关。
(13)根据实验数据分析出无时限电流速断保护最大保护范围。
表10三相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
最大
最小
正常
2.两相短路时I段保护动作情况及灵敏度测试实验
在系统运行方式为最小时,做变压器的定时限保护三段式保护实验,找出II段电流保护的最大和最小保护范围,具体实验步骤如下:
(1)按前述完全星型实验接线,将变压器原方CT的二次侧短接。
调整II段三个电流继电器的整定值为1A。
(2)系统运行方式选择置于“最小”。
(3)把“区内”、“线路”和“区外”转换开关选择在“线路”档。
(4)合三相电源开关,三相电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(5)合上直流电源开关,直流电源指示灯亮(如果不亮,则停止下面的实验)。
(6)合上变压器两侧的模拟断路器1KM,2KM。
(7)缓慢调节调压器输出,使并入线路中的电压表显示读数从0V上升到35V为止,此时负载灯全亮。
(8)将常规出口连接片LP2投入,微机出口连接片退出(断开LP1)。
(9)合上短路选择开关SA、SB、SC按钮中任意二相,如AB相。
(10)模拟线路段不同处做短路实验,先将短路电阻置于100%的位置,合上故障模拟断路器,检查II段保护是否动作,如果没有动作,则断开故障模拟断路器,再将短路点调至90%处,合上故障模拟断路器,检查II段是否动作,没有动作再继续本步骤前述方法改变短路电阻大小的位置直至II段保护动作,再慢慢调大一点短路电阻值,直至II段保护不动作,记录能使保护II段动作的最大短路电阻值于表6中。
表11两相短路实验数据记录表
短路电阻/
运行方式
AB相短路
BC相短路
CA相短路
最大
最小
正常
(11)分别将系统运行方式置于“最大”和“正常”方式,重复步骤(4)至
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