Beijing Jiaotong University
电力系统继电保护实验报告
三段电流保护实验
姓名:
学号:
班级:电气1103
实验指导老师:倪平浩
一、电力系统继电保护实验要求
①认真预习实验,保证在进实验室前,要掌握继电保护实验基础知识,熟悉继电保护实验环境。
要有一份详细的预习报告,预习报告必须认真写,须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告,则报告相同的同学都不得进入实验室做实验,回去重新预习,以后约时间做实验。
②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题,积极思考实验中的问题,可以讨论,但不能大声喧哗,不得做与实验无关的事情。
③实验报告要认真写,要写出调试过程的问题,分析问题原因,和如何解决问题,不得抄袭。
④保持实验室卫生,不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后,把实验桌周围的垃圾打扫干净。
二、电力系统继电保护常用继电器
1、电流继电器
电流继电器装设于电流互感器二次回路中,当电流大于继电器动作电流时动作,经跳闸回路作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图
1.电磁铁2.线圈3.Z型舌片
4.弹簧5.动触点6.静触点
8.刻度盘9.舌片行程限制杆
7.整定值调整把
手
10.轴承
图13-1 DL-11型电流继电器结构图
动作原理:
如图13-1,当继电器线圈回路(图中2)中有电流通过时,产生电磁力矩,使舌片(图中3)向磁极靠近,但由于舌片转动时必须克服弹簧(图中4)的反作用力,因此通过线圈的电流必须足够大,当大于整定的电流值时(图中7、8),产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动,使继电器动作,接点闭合(图中5、6)。
电流继电器动作电流、返回电流、返回系数:
使继电器刚好动作时的最小电流,称为继电器的动作电流。
使继电器刚好返回时的最大电流,称为继电器的返回电流。
电流继电器的返回电流与动作电流的比值,称为返回系数。
电流继电器动作电流的调整方法:
1.改变整定值调整把手的位置(图中7、8)。通过调整把手,可改变弹簧的反作用力矩,从而可平滑地调整继电器动作电流。
2.改变线圈地连接方式。电流继电器线圈有两个,因此有两种连接方式:串联和并联。当调整把手位置一定,采用串联接法,继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值;若采用并联接法,继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值的两倍。
图13-2 DL-11型电流继电器
2、时间继电器
时间继电器在继电保护回路中,当保护设备故障发生后,经过指定的延时后作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图
1.线圈2.磁导体3.衔铁
4.返回弹簧5.切换接点压头6.瞬时动触点
7.瞬时常闭触点8.瞬时常开触点9.扇形齿曲臂
10.扇形齿11.钟表弹簧12.钟表弹簧调整
器
13.传动齿轮14.摩擦离合器15.主传动齿轮
16.传动齿轮17、18中间齿轮19.摆齿轮
20.钟摆21.摆锤22.延时动触点
23.延时静触点24.时间刻度盘25.动触点轴
图13-3 DS-110型时间继电器结构图
动作原理:
当线圈(图中1)接入电压后,衔铁(图中3)即被瞬时吸入电磁线圈中,依附在衔铁上的杠杆(图中9)被释放,在弹簧(图中11)的的作用下,使扇形齿轮(图中10)顺时针方向旋转,并带动齿轮(图中13)、动触点(图中22)及与其同轴的摩擦离合器(图中14)一起逆时针旋转,通过主齿轮(图中15)传动钟表机构,钟表机构按整定的时间(图中23)接通动触点(图中22),从而实现了延时的作用。当加在线圈上的电压消失后,在返回弹簧(图中4)的作用下,杠杆(图中9)立即使扇形齿轮恢复原位,动触点(图中25)轴顺时针方向旋转,摩擦离合器(图中14)与传动齿轮(图中13)脱开,此时钟表机构不参加工作,接点瞬时返回。
图13-4 DS-110型时间继电器
3、中间继电器
中间继电器主要用来扩大接点容量和数量,作为保护出口跳闸用,也作为辅助继电器用。
结构图内部接线图
1.电磁铁2.线圈3.衔铁
4.静触点5.动触点6.反作用弹簧
7.衔铁行程限制器
图13-5 DZ-17型中间继电器结构图
动作原理:
当线圈(图中2)加上70%以上额定电压时,衔铁(图中3)就会被吸到电磁铁(图中1)的磁极上,动触点(图中5)与静触点(图中4)接通,继电器动作。如线圈失电,衔铁受弹簧(图中6)的拉力而返回原位。
图13-6 DZ-17型中间继电器
4、信号继电器
结构图内部接线图
1.电磁铁2.线圈3.衔铁
4.动触点5.静触点6.信号掉牌
7.弹簧8.复归把手9.观察窗
图13-7 DX-11型信号继电器结构图
动作原理:
当信号继电器线圈(图中2)流过电流时,电磁力吸引衔铁(图中3)而释放信号牌(图中6),信号牌由于本身的重量而下落,并停留在垂直位置,通过观察窗(图中9)可以看见继电器动作掉牌信号,同时固定信号牌的轴旋转90度,使动触点(图中4)与静触点(图中5)接通,从而接通灯光或音响信号回路。当故障处理复位信号时,由工作人员转动信号继电器上的复位复位把手(图中8),信号掉牌和触点复归原位。
图13-8 DX-11型信号继电器
三、继电保护实验内容
1、三段电流保护实验
1)实验目的
①熟悉三段电流保护的接线;
②掌握三段电流保护的整定计算原则和保护的性能。
2.)实验电路
实验电路如图13-1所示。
图13-1 实验电路图
3)实验注意问题
①交流电流回路用允许大于5A的导线;
②接好线后请老师检查。
4)保护动作参数的整定
①要求整定参数如下:
保护I段动作电流为,动作时间为0秒;
保护III段动作电流为;动作时间为2秒。
②按上述要求进行电流继电器和时间继电器的整定。
时间继电器的整定:将时间继电器整定把手调整到要求的刻度位置。
电流继电器的整定:按图接线。先合交流电源开关(注意:直流电源先不投入),按下模拟断路器手合按钮,调节单相调压器改变电流,分别整定电流I、III段的动作电流,要求电流继电器的动作电流与整定值的误差不超过5%。将实际整定结果填入表13-1。
表13-1 整定结果
名称I段III段
动作电流
动作时间0S2S
5)模拟故障观察保护的动作情况
①电流I段
通入5A电流(模拟I段区内故障):先合交流电源开关(注意:直流电源先不投入),按下模拟断路器手合按钮,调节调压器使电流为5A,再按下模拟断路器手分按钮,投入直流
电源,按下模拟断路器手合按钮(模拟手合I段区内故障),观察各继电器的动作情况并记录:电流继电器(DL11)、(DL13)起动;时间继电器(会)起动;信号继电器(2XJ)掉牌,保护(0)秒跳闸。
②电流III段
通入电流(模拟III段区内故障):实验方法同上。电流继电器(DL13)起动,时间继电器(会)起动;信号继电器(1XJ)掉牌,保护(2)秒跳闸。
区外故障:通入1A电流,模拟III段范围以外故障:实验方法同上。所有继电器(都不)动作。
6)思考题
①在三段式电流保护中,如果在I段保护范围内发生了相间短路,当I段的起动元件拒绝动作,将如何切除故障
答:第III段保护会作为后备保护而动作,切出故障
②中间继电器的作用是什么
答:中间继电器是用来转换和传递控制信号的元件。输入信号是线圈的通电断电信号,输出信号为触点的动作。它本质上是电压继电器,但具有触头多(多至六对或更多)、触头能承受的电流较大、动作灵敏等特点。可以用中间继电器来扩大接点容量。