同庆继电保护及微机保护实验指导书-教师版

ChangShaTongQingElectricalandInformationCo.ltdTQDB-III多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统继电保护及微机保护部分实验指导书教师版长沙同庆电气信息有限公司湖南大学继电保护及微机保护实验指导书I目录第一章概述…………………………………………………………………1一、系统简介…………………………………………………………………………1二、系统特点…………………………………………………………………………1三、系统构成…………………………………………………………………………1四、实验台面板说明及内部接线……………………………………………………2五、操作注意事项……………………………………………………………………4第二章常规继电器特性实验………………………………………………5实验一、DL-31型电流继电器特性实验……………………………………………6实验二、DY-36型电压继电器特性实验……………………………………………10实验三、LG-11型功率方向继电器特性实验………………………………………12实验四、LCD-4型变压器差动继电器特性实验……………………………………17实验五、LZ-21阻抗继电器特性实验………………………………………………21附1辐射式扫描原理……………………………………………………………28第三章数字式继电器特性实验……………………………………………29实验六、数字式电流、过电压和低电压继电器特性实验…………………………30实验七、数字式反时限电流继电器特性实验………………………………………35实验八、数字式功率方向继电器特性实验…………………………………………38实验九、数字式差动继电器特性实验………………………………………………40实验十、数字式阻抗继电器特性实验………………………………………………42第四章成组微机保护实验…………………………………………………47实验十一三段式电流保护实验……………………………………………………48实验十二零序电流保护实验………………………………………………………53实验十三三段式距离保护实验……………………………………………………56实验十四变压器保护实验…………………………………………………………59继电保护及微机保护实验指导书1第一章概述一、系统简介：TQDB-III多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统采用集成式、开放式的设计思路，覆盖了多个专业多门课程，适合电力系统、电气类、自动化类、电工类专业学生进行研究性、综合性、设计性、开放性实验、课程设计、毕业设计及创新设计。本实验指导书着重介绍与《电力系统继电保护原理》、《电力系统微机保护》、《变电站综合自动化》课程相关的实验。本实验台可完成：常规继电器特性实验、数字式继电器特性实验及成组微机保护综合实验三大部分。其中包含的常规继电器有：DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LCD-4型变压器差动继电器。数字式继电器有：数字式电流继电器、电压继电器，反时限电流继电器，功率方向继电器，差动继电器，阻抗继电器，零序电流、零序电压继电器，负序电流继电器、负序电压继电器，反时限零序继电器、反时限负序电流继电器。微机保护部分包括：单双电源10kv线路微机保护综合实验，单双电源35kv线路微机保护综合实验，单双电源110kv线路微机保护综合实验，变压器微机保护综合实验，电容器微机保护综合实验。二、系统特点：1.实验接线非常简单明确，减小实验准备工作的强度。2.实验系统采用自主研制的信号发生装置提供高精度实验信号，省去了传统实验系统中的调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表。实验接线非常简单，不需要进行实验准备工作。3.各种常规继电器和微机保护继电器特性实验可以设置为自动或手动测试，并在PC机屏幕上直观的显示坐标描点和绘制继电器特性曲线全过程4.实验台面板上具有成组微机保护实验的接线图，学生在面板上进行微机保护装置与电流、电压及出口信号的连接，在上位机界面上设置故障类型和故障点，可在接线图上或在上位机界面中执行短路操作，并观察动态的实验现象5.系统附带详细的原理讲解和操作说明，可以帮助学生在加深理解实验原理的基础上熟悉实验过程，达到良好的实验效果三、系统构成：一套实验培训系统由一个实验操作台、多个常规保护继电器、一台TQDB-II型多功能微机保护实验装置、一台TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和一台PC机构成。系统原理构成如图1-1。继电保护及微机保护实验指导书2图1-1系统结构图1)微机型继电保护试验测试仪：分别与PC机、多功能微机保护实验装置和多个常规继电器连接。用于受PC机控制对电力系统中任意线路或设备正常运行以及各种故障的情况进行模拟，产生相应的电流、电压信号和开关量信号，并将信号送到多功能微机保护实验装置和常规继电器的输入端，同时向PC机传送电流、电压的录波数据、各开关量变位信息及各保护或重合闸的动作时间数据。2)常规继电器：与微机型继电保护试验测试仪连接，用于利用微机型继电保护试验测试仪测试各种常规继电器的特性；3)多功能微机保护实验装置：分别与微机型继电保护试验测试仪、PC机连接，可通过PC机下载保护程序、整定各保护定值、设置参数、查询保护动作报告，接受微机型继电保护试验测试仪产生的模拟信号和开关量信号完成多种微机继电保护和测控功能，并将保护动作量通过开关量输出反馈回微机型继电保护试验测试仪，将保护和重合闸的动作信息、及各开入量状态上传给PC机。4)PC机：分别与微机型继电保护试验测试仪、多功能微机保护实验装置连接，用于控制微机型继电保护试验测试仪产生各种模拟信号和开关量信号、向多功能微机保护实验装置下载程序、整定保护定值，并接收微机型继电保护试验测试仪和多功能微机保护实验装置上传的信息，显示实验界面和实验结果，便于进行各种微机保护实验和变电站综合自动化实验及培训。四、实验台面板说明及内部接线：实验台面板布置分四部分：成组微机保护接线图、多功能微机保护实验装置部分、常规保护继电器部分和微机型继电保护试验测试仪。见图1-2。1.多功能微机保护实验装置部分包括多功能微机保护实验装置及电压、电流、开关量输入及开关量接线区。为方便实验接线，在实验台内部已将多功能微机保护实验装置背部的各端子分别引到实验台面上相应接线端。2.成组微机保护接线图为了在进行成组微机保护综合实验时，直观地反应微机保护装置在现场的运行情况，在实验台面板上设置了成组微机保护接线图。接线图上的各接线端子已经在实验台内部和测试仪相应电流、电压及开关量端子一一连接。因此实验时可将微机保护装置接线区各接线孔用测试线分别和接线图中的各接线孔连接。见图1-3。3.常规保护继电器部分为方便实验接线，在实验台内部已将各常规保护继电器背部的各接线端子分别引到实验台面上继电保护及微机保护实验指导书3各继电器相应的电压、电流接线端。各常规保护继电器的开出接点通过“转换开关”并接在“常规保护出口”上。图1-2实验台面板布置图图1-3成组微机保护实验接线示意图继电保护及微机保护实验指导书4五、操作注意事项：1、实验前必须仔细阅读《TQWX-II微机型继电保护试验测试仪用户手册》（或继电保护信号测试系统软件帮助文件）和《TQDB-II型多功能微机保护实验装置用户手册》，熟悉TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和TQDB-II型多功能微机保护实验装置的操作使用后方可进行实验。2、实验电流较大时，不得长期工作，尤其是系统的信号源――测试仪。3、接线完毕后，要由另一人检查线路。继电保护及微机保护实验指导书5第二章常规继电器特性实验由PC机控制TQWX-II微机型继电保护试验测试仪发出各种电流和电压信号，测试以下常规继电器的性能：DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LCD-4型变压器差动继电器。常规继电器实验方式构成原理图见下图。为方便实验接线，在实验台内部已将各常规保护继电器背部的各接线端子分别引到实验台面上各继电器相应的电压、电流接线端。各常规保护继电器的开出接点通过“转换开关”并接在“常规保护出口”上。常规继电器实验方式构成原理图继电保护及微机保护实验指导书6实验一、DL-31型电流继电器特性实验一、实验目的：1、了解常规电流继电器的构造及工作原理。2、掌握设置电流继电器动作定值的方法。3、学习微机型继电保护试验测试仪的测试原理和方法，并测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。二、DL-31型电流继电器简介：DL-31型电流继电器用于电机、变压器及输电线的过负荷和短路保护中，作为启动元件。DL-31型电流继电器是电磁式继电器，当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开；当电流降低到0.8倍整定值时，继电器返回，动合触点断开，动断触点闭合。继电器有两组电流线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成并联时，继电器动作电流可以扩大一倍。继电器接线端子见图2-1-1，串联接线方式为：将④、⑥短接，在②、⑧之间加入电流；并联接线方式为：将②、④短接，⑥、⑧短接，在②、⑧之间加入电流。做实验时可任意选择一种接线方式。图2-1-1DL-31继电器接线端子打开电流继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电流继电器的整定值。三、实验接线：1.集控台内部已连接线说明：本实验台将继电器线圈接成串联方式，并在实验台内部已将电流继电器的电流线圈输入端子（②、⑧端子）引到实验台面上电流继电器的各接线端，将电流继电器的动合触点（①、③端子）连接到实验台面上“常规保护出口”接线端上。2.实验中应连接的线：将测试仪产生的单相电流信号与电流继电器对应的I，In端子连接，将“常规保护出口”接线端接到测试仪的一对开入接点上。并把实验台上的转换开关KK放在“电流”档。四、测试方法：控制测试仪的输出，从小到大动态地改变加入电流继电器中的电流，直至其动作；再减小电流继电保护及微机保护实验指导书7直至其返回，测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。可采用自动测试方法，也可采用手动测试方法。五、实验内容：注：本实验需使用TQWX-II微机型继电保护试验测试仪，请仔细阅读《TQWX-II微机型继电保护试验测试仪用户手册》或继电保护信号测试系统软件帮助文件中的有关内容。（一）手动测试继电器动作值及返回值方法：将测试仪设置为手控方式对继电器进行测试：手动操作不断增加测试仪发出的电流，直至电流继电器动作；再不断减小电流，直至电流继电器返回。步骤：1.按“三、实验接线”中的方法接好连线。2.打开测试仪电源，在PC机上运行继电保护信号测试系统软件，进入“继电器特性通用测试”模块。如图2-1-2。图2-1-2继电器特性通用测试界面3.设置测试仪的控制参数：分别设置测试仪的控制变量，开关量连接，见图2-1-3和图2-1-4。其中当前控制变量即：实验过程中按设置规律动态变化的量，测试仪产生的其余电气量在实验过程中均保持不变。本实验中需要动态改变加入到继电器中的电流，因此把当前变量设为“Ia幅值”（示继电保护及微机保护实验指导书8例是接入电流继电器的量为A相电流，如接入继电器的电流为其他相电流，当前变量设为相应的电流幅值）；变量的变化步长直接影响测试精度，为提高精度，可设为0.05A。开关量的设置：常规保护出口接到测试仪的哪个“开入量输入接口”就选择哪个动作接点，图中为接入第一个“开入量输入接口”。4.在图2-1-2的“输出参数”区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。注意：因当前变量变化步长为正数，当前变量Ia的大小起始值应小于设置的电流继电器动作定值。建议未连线的信号有效值设为0。5.按“开始试验”按钮，控制测试仪输出设定的电流。6.按“增加”按钮，测试仪按设定的步长增加电流的输出。直至输出的电流使电流继电器动作，测试仪采集到动作信号，并在实验结果的动作值栏中显示动作值。图2-1-3变量设置界面图2-1-4开关量设置界面7.按“减少”按钮，