电力系统继电保护实验

《电力系统继电保护》实验报告

实验一供电线路的电流速断保护实验

一、实验目的

1． 掌握电流速断保护的电路原理以及整定计算方法。 2． 理解电流速断保护和过电流保护的优缺点。

3． 进行实际接线操作, 掌握两段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，参考两段式过电流保护的原理图及展开图。

2． 电流速断保护为什么存在“死区”，怎样弥补？ 三、原理与说明

通过上一个实验可以了解，过电流保护有一个明显的缺点，为了保证各级保护装置动作的选择性，势必出现越靠近电源的保护装置，其整定动作时限越长，而越靠近电源短路电流越大，因此危害更加严重。因此根据GB50062-1992规定，在过电流保护动作时间超过0.5～0.7s时，应装设瞬时动作的电流速断保护装置。

电流速断保护的整定计算方法请参考相关教材，也可参考附录1的基于本实验一次系统参数的电流速断保护整定计算。

由电流速断保护的整定计算公式可知，电流速断保护不能保护本段线路的全长，这种保护装置不能保护的区域，称为“死区”，因此电流速断保护必须与带时限过电流保护配合使用，过电流保护的动作时间应比电流速断保护至少长一个时间级差Δt=0.5～0.7s，而且须符合前后过电流保护动作时间的“阶梯原则”，以保证选择性。 四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 五、实验步骤

实验前准备，实验步骤如下：

1． 按电流速断保护实验接线图进行接线 2． 参照实验指导对电流继电器进行整定调试。

3.调整自藕变压器和可调电阻，分别测试动作值和返回值。 短路点 短路类型 20% 80% 末端 最大短路电流（高压一次侧） 保护动作类型 设备名称 LGP01 LGP05 LGP06 LGP32 监控台 使用仪器名称 电流继电器 出口中间继电器 信号继电器 交流数字真有效值电流、电压表 电流、电压互感器二次信号 数量 1 1 1 1 1 AB相间短路 BC相间短路 CA相间短路 图2-4a 电流速断保护实验接线图（交流回路）

图2-4b 电流速断保护实验接线图（信号回路）

图2-4c 电流速断保护实验接线图（直流回路）

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电流速断保护的实验报告。

2． 记录电流速断保护动作值，返回值和试验的操作步骤。 3.分析说明电流速断保护装置的实际应用和保护范围。

实验二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，绘制过电流保护实验接线图。 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

四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 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，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。 2． 参照实验指导书分别对电流继电器和时间继电器进行整定调试。 3． 利用电秒表测量时限值。

设备名称 LGP01 LGP04 LGP05 LGP06 LGP32 监控台 使用仪器名称 电流继电器 时间继电器 出口中间继电器 信号继电器 交流数字真有效值电流、电压表 电流互感器二次信号 数量 1 1 1 1 1 1

图2-3 过电流保护实验接线图

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． 记录本试验中的时限值，说明前后级定时限过流保护如何实现选择性。

实验三供电线路反时限过电流保护实验

一、实验目的

1． 掌握感应型电流继电器基本结构和工作原理。 2． 掌握反时限过电流保护的整定计算方法。

3． 进行实际接线操作，掌握反时限过电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，了解GL-10系列感应型电流继电器的基本结构和工作原理 2． 掌握反时限过电流保护的电路原理，结合附录1掌握反时限过电流保护的整定计算方法。

三、原理与说明

GL-10/GL-20系列感应型过电流继电器主要应用于电机、变压器等主设备以及输配电系统得继电保护回路中。当主设备或输配电系统出现过负荷及短路故障时，该继电器能按预定的时限可靠动作或发出信号，切除故障部分，保证主设备及输配电系统的安全。

由于感应型继电器同时具有反时限和速断特性，应用在带时限过电流保护中可以大大简化继电保护装置，因此在工厂供电系统中得到广泛应用。本实验系统中采用的GL-15型继电器具有一付过渡转换主触点。保证了在继电器的工作过程中，电流互感器的二次回路不置于开路。其典型接线见图2-6，延时特性曲线见图2-7。

图2-6 GL-15在高压柜使用中的典型接线

图2-7 GL-15延时特性曲线

反时限过电流保护的整定计算方法请参阅相关教材，需要指出的是，由于GL型电流继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的，因此须根据前后两级保护的GL型继电器的动作特性曲线来整定。

与定时限过电流保护相比：反时限过电流保护所用继电器数量大为减少，而且可同时实现电流速断保护，加上可采用交流操作，因此简单经济，投资大大减少，因此它在中小企业供电系统中得到广泛应用。其缺点有：动作时间的整定比较麻烦，而且误差较大，当短路电

流较小时，其动作时间可能很长，从而延长了故障动作时间。 四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 五、实验步骤

1． 选择反时限过电流继电器的动作值。 2． 按反时限过电流保护实验接线图进行接线。 3． 依次选择不同的电流值，测出对应的动作时间。

设备名称 LGP01 LGP09 LGP04 LGP05 LGP06 LGP32 监控台 电流继电器 反时限过电流继电器 时间继电器 出口中间继电器 信号继电器 交流数字真有效值电流、电压表 电流互感器二次信号 三位旋钮 使用仪器名称 数量 1 1 1 1 1 1 1

图2-8反时限过电流保护实验接线图

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，按实验报告要求写出反时限过电流保护的实验报告。

2． 绘制反时限过流保护的动作时间与电流的关系曲线。（5-7组数据）

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