工业企业供电实验指导书

《工业企业供电实验指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业企业供电实验指导书（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、工业企业供电实验指导书实验设备简介一次接线概述：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一一系统阻抗13Q；最小运行方式一一系统阻抗19Q；正常运行方式一一系统阻抗16Q；AB站间阻抗20Q,BC站间阻抗50Q。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

2、。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3Q，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

3、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

4、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

5、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。表1-1AB段线路末端三相短路电流电压值项目实测值计算值最大方式正常方式最小方式最大方式正常方式最小方式残余电压短路电流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

6、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。三、实验内容与步骤1、开启实验设备，运

7、行方式设置为最小，断开两微机保护装置跳闸压板。2、将系统电势调至100V，各段短路点调至线路末端，闭合QF1、QF2。3、在AB段末段进行任意两相短路实验，记录短路电流和各线电压，应记录保护装置中的测量值。4、解除所有故障后，在AB段末端进行三相短路，记录保护装置中的测量值。5、解除所有故障，将BC段电流互感器、电压互感器出口端与保护装置相连。6、在BC段末端进行两相短路和三相短路，记录各次的短路电流和母线残余电压。7、在AB段首端和线路其他点进行任意两相短路和三相短路，观察短路电流和母线残余电压。认真体会短路点位置和短路形式不同，造成危害的程度差别。四、实验报告1、计算两相短路和三相短路时的

8、短路电流和母线残余电压。计算公式：三相短路时：EI一KX+xlX1u=xicyk1两相短路时：TJ3EI(2)单一K2X+xlX1U=2-1XcyKL=2I(3)xl=2K1：3I(3)xlK1E系统次暂态相电势；X系统电抗；Xx被保护线路每公里电抗；1l被保护线路的全长。注：xl在实验计算中，直接用模拟线路电阻值代入。12、将计算值和实测值填入下表表2-1项目AB段末端BC段末端计算值实测值计算值实测值两相短路三相短路短路残压实验三微机过电流保护一、实验目的1、掌握过电流保护的原理和整定计算的方法。2、熟悉过电流保护的特点。二、基本原理在图5-1所示的单侧电源辐射形电网中，线路L1、L2、L

9、3正常运行时都通过负荷电流。当d3处发生短路时，电源送出短路电流至d3处。保护装置1、2、3中通过的电流都超过正常值，但是根据电网运行的要求，只希望装置3动作，使断路器3QF跳闸，切除故障线路L3,而不希望保护装置1和2动作使断路器1QF和2QF跳闸，这样可以使线路L1图5-1单侧电源辐射形电网中过电流保护装置的配置和L2继续送电至变电所B和C。为了达到这一要求，应该使保护装置1、2、3的动作时限t1、t2、t3需满足以下条件，即tlt2t3三、整定计算1. 动作电流在图5-1所示的电网中，对线路L2来讲，正常运行时，L2可能通过的最大电流称为最大负荷电流1，这时过电流保护装置2的起动元件不应

10、该起动，即动作电流11fhmaxdZfh.maxL3上发生短路时丄2通过短路电流1，过电流保护装置2的起动元件虽然会起动，但d是由于它的动作时限大于保护装置3的动作时限，保护装置3首先动作于3QF跳闸，切除短路故障。故障线路L3被切除后，保护装置2的起动元件和时限元件应立即返回，否则保护装置2会使QF2跳闸，造成无选择性动作。故障线路L3被切除后再投入运行时，线路L2继续向变电所C供电，由于变电所C的负荷中电动机自起动的原因,L2中通过的电流为Kzqlfhax(Kzq为自起动系数，它大于1，其数值根据变电所供电负荷的具体情况而定)，因而起动元件的返回电流If应大于这一电流，即IfKzqIfhm

11、ax(5-1)由于电流继电器(即过流保护装置的起动元件)的返回电流小于起动电流，所以只要IfKzqIfhmax的条件能得到满足，IdzIfhmax的条件也必然能得到满足。不等式(5-1)可以改写成为以下的等式If二KkKzqlfhmax(5-2)在式(5-2)中，Kk为可靠系数，考虑到电流继电器误差和计算误差等因素，它的数值取1.151.25。因为返回电流与动作电流的比值称为返回系数，即dz或Idz二fKf将式(5-2)代入上式，就得到过电流保护动作电流的公式Idz=KkKzqIfhmax5-3)根据上式求得一次侧的动作电流。如果需要计算电流继电器的动作电流IJdz，那么还需计及电流互感器的变

12、比nLH和接线系数Kjx。电流继电器动作电流的计算公式为(5-4)IdzKKKITdz=Kjx二kjxzqIfhmaxJnLHKnfLH灵敏度过电流保护装置的灵敏度用起动元件(即电流继电器)的灵敏系数Klm的数值大小来衡量。它是指在被保护范围末端短路时，通过电流继电器的电流Jd与动作电流Jdz的比值，即5-5)Klm=JdIJdz计算时需要考虑以下几点：(1) 在计算过电流保护的Klm时，应选用最小运行方式。(2) 对保护电网相间短路的过电流保护来说，应计算两相短路时的Klm。(3) 接线方式对Klm也有影响。(4) 要求在被保护线路末端短路时Klm三1.5。3动作时限为了保证保护的选择性，电

13、网中各个定时限过电流保护装置必须具有适当的动作时限。离电源最远的元件的保护动作时限最小，以后的各个元件的保护动作时限逐级递增，相邻两个元件的保护动作时限相差一个时间阶段At。这样选择动作时限的原则称为阶梯原则。t的大小决定于断路器和保护装置的性能，一般At取0.5S。四、实验内容与步骤1、AB段最大负荷电流取0.3A,BC段最大负荷电流为取0.2A，按照前面的计算原则，计算整定值，并作灵敏度校验。电流互感器变比1：1，三相三继电器式接线。2、起动实验装置。将计算电流整定值存入保护装置定值区0，BC段时限整定3秒，装置其它功能闭锁。3、运行方式设置为最小，将系统电压升至105V。断开保护装置跳闸

14、压板，合上断路器1QF、2QF，在AB和BC段末端进行两相短路，记录短路电流。计算实测值与整定值的比，注意是否符合灵敏度的要求。4、解除短路故障，连接保护装置跳闸压板，分别在AB和BC段末端进行两相短路，注意对应断路器是否相应跳闸。5、断开微机保护装置B的跳闸压板，在BC段进行两相短路，1QF应跳闸，但此时微机保护装置B应发出动作信号。6、连接所有的跳闸压板，将保护装置A时限改为2.5S，在BC段进行两相短路，注意这时会出现什么情况。五、实验报告1、根据计算模型和给定的最大负荷电流值,计算过电流保护的电流整定值，并将计算结果填入下表。2、用理论值计算灵敏度，将计算结果填入下表。保护A保护B保护

15、电流整定值（A）时间整定值（S）理论灵敏度线路末端两相短路电流（A）实测灵敏度能否保护本段线路全长能否保护下一线路全长3、步骤5和6说明了过电流保护的什么特点？运行方式和短路形式对过电流保护的保护区间有没有影响？-L制土tb-Bla3匚fwTLuoFE6-1电矗連蔗毬护撷園貳嶋怎实验四微机无时限电流速断保护一、实验目的1、掌握无时限电流速断保护的原理、计算和整定的方法。2、熟悉无时限电流速断保护的特点。二、基本原理在电网的不同地点发生相间短路时，线路中通过电流的大小是不同的，短路点离电源愈远，短路电流就愈小。此外，短路电流的大小与系统的运行方式和短路种类也有关。在图6-1中：表示在最大运行方式

16、下，不同地点发生三相短路时的短路电流变化曲线;表示在最小运行方式下，不同地点发生两相短路时的短路电流变化曲线。如果将保护装置中电流起动元件的动作电流Idz整定为：在最大运行方式下，离线路首端L处发生三相短路时通过保护装置的电流，bmax3那么在该处以前发生短路，短路电流会大于该动作电流，保护装置就能起动。对在该处以后发生的短路，因短路电流小于装置的动作电流，故它不起动。因此，L就是在最大运行方式下发bmax3生三相短路时，电流速断的保护范围。从图6-1可见，在最小运行方式下发生两相短路时，保护范围为L，它比L来得小。bmin2bmax3如果将保护装置的动作电流减小，整定为I1dz,从图6-1可

17、见，电流速断的保护范围增大了。在最大运行方式下发生三相短路时，保护范围为L；在最小运行方式下发生两相短路时，保bmax3护范围为Lb。由以上分析可知，电流速断保护是根max2据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围。三、整定计算在图6-1所示的电网中，如果在线路上装设了无时限电流速断保护，由于它的动作时间很小（小于0.1S）,为了保证选择性，当在相邻元件上发生短路时，则不允许电流起动元件动作的。因此，不论在哪种运行方式下发生哪种短路，保护范围不应超过被保护线路的末端。也就是说，无时限电流速断保护的起动电流111(3)dzd-max或I1=KkI（3）

18、（6-1）dzd-max在式（6-1）中，Kk为可靠系数，考虑到计算1（3）采用的是次暂态电流而没有计及d-max短路电流中的非周期性分量的影响、电流继电器误差和计算误差等因素，因此它的数值取1.21.3。无时限电流速断保护的灵敏度是用保护范围的大小来衡量。对于保护相间短路的无时限电流速断保护来说，在最大运行方式下发生三相短路时，它的保护范围L最大；在bmax3最小运行方式下发生两相短路时，它的保护范围L最小。从图6-1可见，根据动作电bmax2流11和在不同地点发生短路时的短路电流变化曲线，可以求得L和L的大小。一dzbmax3bmax2般要求L不小于被保护线路全长的50%,L不小15%20

19、%。bmax3bmin2无时限电流速断保护的保护范围也可以用解析法进行计算。在最大运行方式下保护范围Lbmax3末端发生三相短路时，短路电流1(3)与动作电流11相等。即d-maxdzI(3)=I1d-maxdz或从上式可以求得EX+xlX-min1b-max-3E二KkX+XlX-min1(6-2)(K-1)Xbmax3/kxminx1在最小运行方式下保护范围末端L末端发生两相短路时，短路电流1(2)与动作电bmax2d-min流I1相等，即dzI(2)=I1d-mindz或从上式可以求得EX+xlx-max1b-min-2E二KkX+xlx-min1Lbmax21KKKXSXKx-max2

20、x-minx1(6-3)E系统的次暂态电势(相)；X最大运行方式下的系统电抗；x-minX最小运行方式下的系统电抗；x-maxx1被保护线路每公里的电抗；l被保护线路的全长(Km)。从式(6-2)可见：线路长度一定，系统容量愈大(即l一定，X愈小)，保护范围愈大;x-min反之，系统容量一定，线路愈长(即X一定，l愈长)，保护范围愈大。从式(6-3)可见：x-min最大、最小运行方式相差愈小(即X与X的差值愈小)，保护范围愈大。x-minx-max因此，电流速断保护适用于系统容量较大，或被保护线路较长或系统运行方式变化较小的场合。四、实验内容与步骤1、根据整定原理和计算模型，计算A站和B站无时

21、限电流速断保护的整定值。2、校验电流速断保护的灵敏度。如果灵敏度不够，可将线路在最大运行方式下80%处短路时的二次电流作为整定值。3、起动实验装置，将计算值存入保护装置，装置其它保护功能退出。4、运行方式设置为最大，系统电势调至105V,分别在AB和BC段末端进行三相短路。观察保护装置是否动作。5、最大运行方式下，在BC段末端进行三相短路，将短路点缓慢向首端移动，装置动作时止，注意此时短路点的位置。6、最小运行方式下，在BC段进行两相短路，将短路点丛大于80%处缓慢向减小方向调整，装置动作时停止。观察此时的短路点位置。7、在AB段线路进行试验，方法同步骤4和5,注意记录数据。五、实验报告1、写

22、出整定值计算和灵敏度校验过程。2、将实验数据填入下表保护A保护B保护电流整定值（A）理论灵敏度（最大方式三相）理论灵敏度（最小方式两相）实测灵敏度（最大方式三相）实测灵敏度（最小方式两相）能否保护线路全长能否作为后备保护3、运行方式和短路方式对无时限电流速断保护距离有何影响？圖Z廉忖啦療ifiif図护与尢时PS啦潦跑断嫁护幡妃合在图7-1所示的例子中，L1的延时电流速断保护既要与L2的无时限电流速断保护相配实验五微机带时限电流速断保护一、实验目的1、掌握带时限电流速断保护的原理和整定计算方法。2、了解带时限电流速断保护的特点。二、基本原理由于无时限电流速断保护的保护范围只是线路的一部分，因此为

23、了保护线路的其余部分，往往需要再增设一套延时电流速断保护(又称带时限电流速断保护)。为了保证时限的选择性，延时电流速断保护的动作时限和动作电流都必须与相邻元件无时限的保护相配合。在图7-1所示的电网中，如果线路L2和变压器B1都装有无时限电流速断保护，那么线路L1上的延时电流速断保护的动作时限tn,应该选择得比无时限电流速断A保护的动作时限门(约0.1S)大At,即Btn二ti+小(7-1)AB它的保护范围允许延伸到L2和B1的无时限电流速断保护的保护范围内。因为在这段范围内若发生短路，L2和B1的无时限电流速断保护会立即动作于跳闸。在跳闸前，L1的延时电流速断保护虽然会起动，但由于它的动作时

24、限比无时限电流速断保护大所以它不会无选择性动作使L1的断路器跳闸。如果延时电流速断保护的保护范围末端与相邻元件的无时限电流速断保护的范围末端在同一地点，那么两者的动作电流(In，II)是相等的。但考虑到电dz-Adz-B流互感器和电流继电器误差等因素的影响，延时电流速断保护的保护范围应缩小一些，也就是In应大于II，或dz-Adz-AIn-A=KkIi(7-2)dzkdz-B合，又要与B1的无时限电流速断保护相配合。因此，在按式(7-2)计算时，Ii应为L2dz-B和B1无时限电流速断保护中动作电流较大的一个数值。否则，延时电流速断保护的保护范围会超过动作电流较大的那一个元件的无时限电流速断保

25、护的保护范围，而造成无选择性动作。在上例中，如果变压器装有差动保护，那么整个变压器都处在无时限保护的保护范围内。这时，L1的延时电流速断保护的保护范围就允许延伸到整个变压器。它的动作电流就是根据在最大运行方式下低压侧三相短路时的短路电流IG)来选择，即d-maxIn-A=KIG)(7-3)dzkd-max式中K可靠系数。考虑到电流互感器和电流继电器的误差以及由于变压器分接头改变k而影响短路电流的大小等因素，它的数值取1.31.4。延时电流速断保护装置的灵敏度用起动元件(即电流继电器)的灵敏系数K#勺数值大小来衡量。它是指在系统最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，通过电流继电器的电流I

26、与动作电流I的比值，即K二一J(7-4)J-dJ-dz1mIJ-dz规程要求K訐1.25。四、实验内容与步骤1、根据整定原理和计算模型，计算A站带时限电流速断保护的电流整定值。时限设为0.5S。2、起动实验控制屏，将计算值存入保护装置A,保护装置B按电流速断保护设置，装置其他功能闭锁。3、运行方式设置为最小，在AB段末端进行两相短路，注意保护装置是否动作。若动作，断开微机保护装置A的跳闸压板，再进行一次两相短路，记录短路电流。4、连接保护装置A和B的跳闸压板，首先在BC段首端进行三相短路，记录哪个保护装置动作。断开微机保护装置B的跳闸压板，再进行一次三相短路，观察保护装置A是否动作。5、连接保

27、护装置B的跳闸压板，在BC段末端进行三相短路，向减小方向移动短路点，找到保护装置B的无时限电流速断保护范围；断开保护装置B的跳闸压板，同样方法，找到带时限电流速断保护的保护范围。比较保护装置A的第二断保护范围是否延伸至保护装置B的第一段保护范围以外。五、实验报告1、写出整定值计算和灵敏度校验的过程。2、将实验数据填入下表保护A保护B保护电流整定值（A）时限整定值（S）理论灵敏度实测灵敏度保护区间能否保护线路全长能否作为远后备保护3、有了定时限过电流保护和电流速断保护，为什么会产生带时限电流速断保护这种保护形式？无时限电流速断保护时限值一般整定为OS,完全以电流的大小为装置的判跳依据，带时限电流速断保护呢？4、为什么带时限电流速断保护的保护区间不能延伸到下一回线电流速断保护之后？如何保证？