供配电三个实验项目

第二章供配电系统继电保护实验实验七供电线路的定时限过电流保护实验一、实验目的1．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。

2．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。

3．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1．参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。

2．为什么要选定主要继电器的动作值，并且进行整定？3．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。

图2-1 定时限过电流保护原理图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1．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。

）2．参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。

3．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。

图2-3 过电流保护实验接线图4．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。

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%，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2-1 I op=2.1A T=5s六、实验报告1．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。

2．叙述过电流保护整定，试验的操作步骤。

3．分析说明过电流保护装置的实际应用和保护范围。

4．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。

5．书面解答本实验的思考题。

第六章模拟变配电所送电和停电操作一、实验目的掌握变配电所送电和停电操作程序。

二、预习与思考参考教材相关内容及附录3“变电站倒闸细则”，了解变配电所倒闸操作规则及操作票填写。

三、原理说明（一）变配电所送电操作变配电所送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧的开关。

按这种程序操作，可使开关的闭合电流减至最小，比较安全；万一某部分存在故障，也容易发现。

但是在有高压隔离开关－高压断路器及有低压刀开关－低压断路器的电路中，送电一定要按下列程序操作：1、合母线侧隔离开关或刀开关；2、合负荷侧隔离开关或刀开关；3、合高压或低压断路器。

如果变配电所是事故停电以后的恢复送电，则操作程序视变配电所所装设的开关类型而定。

如果电源进线是装设的高压断路器，则高压母线发生短路故障时，断路器自动跳闸。

在故障消除后，则可直接合上断路器来恢复送电。

如果电源进线是装设的高压负荷开关，则在故障消除后，先更换熔断器的熔管，然后合上负荷开关即可恢复送电。

如果电源进线是装设的高压隔离开关－熔断器，则在故障消除后，先更换熔断器的熔管，先断开所有出线开关，然后合上隔离开关，最后合上所有出线开关以恢复送电。

电源进线装设的是跌开式熔断器时，送电操作的程序与进线装设的隔离开关－熔断器的操作程序相同。

（二）变配电所停电操作变配电所停电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧的开关。

按这种程序操作，可使开关的开断电流减至最小，也比较安全。

但是在有高压隔离开关－高压断路器及有低压刀开关－低压断路器的电路中，停电时一定要按下列程序操作：1、拉高压或低压断路器；2、拉负荷侧隔离开关或刀开关；3、拉母线侧隔离开关或刀开关。

（三）倒闸操作规则为了确保运行安全，防止误操作，按DL408-1991规定，倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令，受令人复诵无误后执行。

倒闸操作由操作人员填写表6-1所示的操作票。

单人值班，操作票由发令人用电话向值班员传达，值班员应根据传达填写操作票，复诵无误，并在“监护人”签名处填入发令人的姓名。

倒闸操作规范见产品配套光盘《倒闸操作细则》。

操作人：监护人：四、实验步骤1．合上实验系统总电源和控制电源开关，合上监控台电源开关和PLC电源开关。

2．变压器正常运行操作。

设定系统由1＃电源进线供电至10kV母线，1＃，2#主变均停运。

（1）填写1＃主变送电操作票，进行1＃主变送电操作。

（2）步骤1完成后，填写1＃主变停电操作票，进行1＃主变停电操作。

3．假定供配电系统当前运行状态为：1＃电源进线为工作电源，2＃电源进线为备用电源，1＃电源进线向10kV母线供电，10kV母线分段开关QS5合位，1＃主变和2＃主变分别带负荷运行，即低压母联断路器QF7断开。

根据下面所列各种状况进行倒闸操作，根据表6－1填写倒闸操作票。

（1）1＃主变由运行转为检修；（2）1＃主变由检修转为运行；（3）1#电源进线由运行转为检修；（4）1#电源进线由检修转为运行；（5）1#低压母线由运行转为检修；（6）1#低压母线由检修转为运行。

五、实验报告实验完成后，整理倒闸操作票，并结合倒闸操作规则检查操作票是否符合要求，操作步骤是否正确，确认无误后，书面提交倒闸操作票作为实验报告。

第二章﹑一次系统实验一次接线概述：下图为实验装置的一次接线图，且在以后的保护整定中作为计算模型。

最大运行方式——系统阻抗13Ω；最小运行方式——系统阻抗19Ω；正常运行方式——系统阻抗16Ω；AB站间阻抗20Ω，BC站间阻抗50Ω。

A站采用微机保护装置进行保护（线已接好），B站可选用微机装置或电磁继电器保护。

以后将A站微机保护装置称为保护装置A,B站的称为微机保护装置B。

可用导线将跳﹑合闸压板接通或断开，控制其跳闸或合闸出口。

线路故障类型设置中，黄色带灯自锁按钮发光表示对应触点闭合，任意两个触点闭合可模拟两相短路，三个触点全闭合可模拟三相短路。

红色带灯自锁按钮发光表示短路接触器动作。

实验中，由于电源内阻﹑开关接触电阻﹑仪表内阻等，线路短路时的短路电流可能稍低于理论值，但相差不大。

如果等效成附加电阻，超过3Ω，应查明原因。

对第二回线进行短路实验时，注意电流互感器不能开路，因为此时的一次电流全部成为励磁电流，将使原边等效电抗值增大；导致实际电流值与计算值相差较大。

由于一次线路电压取自隔离变压器副边，且线电压不会超过140V，实验装置电流互感器副边开路不会导致过电压。

对人身﹑设备基本没有危害。

保护实验中，可将系统电势调至105V（比输电线路额定值高5％），整定时按一次电压100V来计算。

各电压表接于A﹑C相。

实验中，注意保持系统电势不变。

实验一模拟系统正常﹑最大﹑最小运行方式实验一﹑实验目的理解电力系统的运行方式以及它对继电保护的影响。

二﹑实验说明在电力系统分析课程中，已学过电力系统等值网络的相关内容。

可知输电线路长短﹑电压级数﹑网络结构等，都会影响网络等值参数。

在实际中，由于不同时刻投入系统的发电机变压器数有可能发生改变，高压线路检修等情况，网络参数也在发生变化。

在继电保护课程中规定：通过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为系统最大运行方式，此时系统阻抗为最小。

反之，当流过保护安装处的短路电流为最小时的运行方式称为系统最小运行方式，此时系统阻抗最大。

由此可见，可将电力系统等效成一个电压源，最大最小运行方式是它在两个极端阻抗参数下的工况。

作为保护装置，应该保证被保护对象在任何工况下发生任何情况的故障，保护装置都能可靠动作。

对于线路的电流电压保护，可以认为保护设计与整定中考虑了两种极端情况后，其它情况下都能可靠动作。

三﹑实验内容与步骤1﹑断开微机保护装置跳闸压板，按前述开机过程开启实验设备。

2﹑运行方式设置为最大，AB段短路点位置调至末端。

3﹑调节自耦调压器，将系统电势升至100V。

4﹑合上QF1，在AB段进行三相短路。

记录此时的短路电流和A母线残余电压。

5﹑解除短路故障，将运行方式切换至正常。

合上QF1，在AB段末端进行第二次短路，记录短路电流和A母线残余电压。

6﹑解除短路故障，将运行方式切换至最小，重复步骤5，记录短路电流和A母线残余电压。

7﹑将实验数据填入表1-1。

四﹑实验报告1﹑根据前面的计算模型，计算各种运行方式下，三相短路时母线残压和短路电流的理论值。

2﹑将计算数据和实验中的记录数据填如入下表。

3﹑分析数据，说明运行方式是如何影响残余电压和短路电流。

4﹑分析运行方式对电流电压保护的影响。

实验二模拟系统短路实验一﹑实验目的1﹑掌握输电线路相间短路电流和残余电压的计算。

2﹑了解输电线路短路的各种形式。

3﹑了解中性点运行方式对继电保护的影响。

4﹑比较各种形式的短路危害。

二﹑实验说明输电线路的短路故障可分为两大类：接地故障和相间故障。

在这里只对相间短路的情况进行研究，因为理解了相间故障的保护原理后，再学习接地保护就变得较简单。

基于中性点运行方式是一个综合性问题，它与电压等级﹑单相接地电流﹑过电压水平等有关，因而它直接影响输电线路的接地保护形式。

另外，即使知道接地故障发生在哪一点，也很难精确计算其短路电流；因为这还涉及短路接地处的接地电阻﹑中性点运行方式等问题，所以基本上没有通过测量对地电流或对地电压，来设计接地保护的。

一般以零序电流﹑零序电压﹑接地阻抗或装设绝缘监察装置等来判断故障。

在装置整定方法上与相间短路有相通之处，只是判断故障的依据不同。

这一点希望大家能理解到。