自動(dòng)化-工廠供電-實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、.工廠供電實(shí) 驗(yàn) 指 導(dǎo) 書(shū)沈陽(yáng)大學(xué)信息工程學(xué)院目錄實(shí)驗(yàn)一：10Kv變電站主結(jié)線(xiàn)及其電氣設(shè)備的認(rèn)識(shí) 2實(shí)驗(yàn)二：高壓斷路器的結(jié)構(gòu)動(dòng)作原理及特性分析 7實(shí)驗(yàn)三：?jiǎn)坞娫?10kV線(xiàn)路過(guò)電流及電流速斷繼電保護(hù) 13實(shí)驗(yàn)四：GL型感應(yīng)式反時(shí)限電流繼電器的結(jié)構(gòu)動(dòng)作原理及特性分析20實(shí)驗(yàn)五：備用電源自動(dòng)投入裝置 27實(shí)驗(yàn)六：變電站10kV側(cè)配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控裝置 33課程編號(hào)：11231201 課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)必修課適用層次：本科 適用專(zhuān)業(yè)：06自動(dòng)化課程總學(xué)時(shí)：48 適用學(xué)期：（0809）（2）實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：10 開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)：6撰寫(xiě)人：陳勃紅 審核人： 教學(xué)院長(zhǎng)：實(shí)驗(yàn)一：10KV變電站主結(jié)線(xiàn)及其 電氣設(shè)備的認(rèn)

2、識(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解10KV變電站有哪些主要電氣設(shè)備及其功能、操作規(guī)程，能按負(fù)荷級(jí)別擬定變電站主結(jié)線(xiàn)圖，并與實(shí)際高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的安裝接線(xiàn)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系二、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型演示型三、實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1. 一次系統(tǒng)主結(jié)線(xiàn)：10KV變電站主結(jié)線(xiàn)有線(xiàn)路變壓器組、單母線(xiàn)、單母線(xiàn)分段3種形式，主結(jié)線(xiàn)示意圖如下：在變配電所中，當(dāng)只有一路電源進(jìn)線(xiàn)和一臺(tái)變壓器時(shí)，采用線(xiàn)路變壓器組結(jié)線(xiàn)，圖1所示。供電可靠性不高，它適用于小容量三級(jí)負(fù)荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶(hù)。圖1圖2 單母線(xiàn)接線(xiàn) 母線(xiàn)又稱(chēng)匯流排，是用來(lái)匯集、分配電能的硬導(dǎo)線(xiàn)，文字符號(hào)為W或WB設(shè)置母線(xiàn)可方便地把多路電源進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)通過(guò)電氣開(kāi)關(guān)連接在一起，提高供電的可靠性和靈

3、活性。 單母線(xiàn)接線(xiàn)又可分為單母線(xiàn)不分段接線(xiàn)、單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。 單母線(xiàn)不分段接線(xiàn)。當(dāng)只有一路電源進(jìn)線(xiàn)時(shí)，常用這種接線(xiàn)方式，如圖2（a）所示。其每路進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)中都配有一組開(kāi)關(guān)電器。斷路器用于通斷正常的負(fù)荷電流，并能切斷短路電流。隔離開(kāi)關(guān)有兩種作用：靠近母線(xiàn)側(cè)的稱(chēng)母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)，用于隔離母線(xiàn)電源和檢修斷路器；靠近線(xiàn)路側(cè)的稱(chēng)線(xiàn)路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)，用于防止在檢修斷路器時(shí)從用戶(hù)側(cè)反向送電和防止雷電過(guò)電壓沿線(xiàn)路侵人，保證維修人員安全。這種接線(xiàn)當(dāng)母線(xiàn)或母線(xiàn)側(cè)隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，必須斷開(kāi)所有回路及供電電源，從而造成全部用戶(hù)供電中斷。適用于對(duì)供電可靠性和連續(xù)性要求不高的中、小型三級(jí)負(fù)荷用戶(hù)，或有備用電源的二級(jí)負(fù)

4、荷用戶(hù)。 單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。當(dāng)有雙電源供電時(shí)，常采用高壓側(cè)單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，如圖2b,c所示。分段開(kāi)關(guān)可采用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器；母線(xiàn)可分段運(yùn)行，也可不分段運(yùn)行。當(dāng)采用隔離開(kāi)關(guān)分段時(shí)（圖2b），如需對(duì)母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修，可將分段隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后分段進(jìn)行檢修。當(dāng)母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)短時(shí)間倒閘操作將故障段切除，非故障段仍可繼續(xù)運(yùn)行，只有故障段所接用戶(hù)停電。該接線(xiàn)方式的供電可靠性和靈活性較高，可給二、三級(jí)負(fù)荷供電。 若用斷路器分段（圖2c），除仍可分段檢修母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)外，還可在母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，母線(xiàn)分段斷路器和進(jìn)線(xiàn)斷路器能同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)，以保證非故障部分連續(xù)供電。這種接線(xiàn)方式的供電可靠性高，

5、運(yùn)行方式靈活。除母線(xiàn)故障或檢修外，可對(duì)用戶(hù)連續(xù)供電，但接線(xiàn)復(fù)雜，使用設(shè)備多，投資大。它適用于有兩路電源進(jìn)線(xiàn)、裝設(shè)了備用電源自動(dòng)投人裝置，分段斷路器可自動(dòng)投人及出線(xiàn)回路數(shù)較多的變配電所，可供電給一、二級(jí)負(fù)荷。本站采用單母線(xiàn)分段主結(jié)線(xiàn)方式，圖2（C）所示。選用9臺(tái)GG-1A高壓開(kāi)關(guān)柜（2臺(tái)進(jìn)線(xiàn)柜、4臺(tái)引出線(xiàn)柜、2臺(tái)PT柜、1臺(tái)分段柜）。2高壓開(kāi)關(guān)柜：高壓開(kāi)關(guān)柜是按一定的線(xiàn)路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，安裝在高壓配電室內(nèi)，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線(xiàn)路之用，也可作為大型高壓交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和保護(hù)之用，其中安裝有高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測(cè)儀表以及

6、母線(xiàn)和絕緣子等。1一母線(xiàn)；2一母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)（QS1，GN8-10型）；3一少油 斷路器（QF, SN10-10型）；4電流互感器（TA LQJ-10型）；5一線(xiàn)路隔離開(kāi)關(guān)（QS2，GN6-10型）；6一電纜頭；7一下檢修門(mén)；8一端子箱門(mén)；9一操作板；10-斷路器的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CS2型）；11一隔離開(kāi)關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)手柄；12一儀表繼電器屏；13-仁檢修門(mén)；14，15一觀察窗日?qǐng)D3 GG1A（F）07S型高壓開(kāi)關(guān)柜 高壓開(kāi)關(guān)柜有手車(chē)式（移開(kāi)式）和固定式兩大類(lèi)，這些開(kāi)關(guān)柜均裝設(shè)功能完善的“五防”措施：防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷分、合隔離開(kāi)關(guān)；防止帶電掛接地線(xiàn)；防止帶接地線(xiàn)合隔離開(kāi)關(guān)；防止人員誤

7、人帶電間隔。 手車(chē)式（又稱(chēng)移開(kāi)式）高壓開(kāi)關(guān)柜 手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜有GBC, GFC, KYN、AN等型，這種開(kāi)關(guān)柜的主要電氣設(shè)備如斷路器等是裝在手車(chē)上的。斷路器等設(shè)備需檢修時(shí)，可將故障手車(chē)?yán)?，然后推人同?lèi)備用手車(chē)，即可恢復(fù)供電，因此采用手式開(kāi)關(guān)柜，較之采用固定式開(kāi)關(guān)柜，具有檢修安全、供電可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。 固定式高壓開(kāi)關(guān)柜 固定式高壓開(kāi)關(guān)柜有GG-1 A（F）、GG-10、GG-15、GSG-1 A、KGN等型，由于比較經(jīng)濟(jì)，在一般中小型工廠中被廣泛使用，但故障時(shí)需停電檢修，且檢修人員要進(jìn)人帶電間隔，檢修好后方可供電，延長(zhǎng)了恢復(fù)供電的時(shí)間。GG-IA (F) -07S型固定式高壓開(kāi)關(guān)

8、柜的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。3二次系統(tǒng)：本站有控制屏、保護(hù)屏、中央信號(hào)屏、直流屏、智能儀表柜等設(shè)備。安裝在主控室內(nèi)。四、實(shí)驗(yàn)儀器序 號(hào)名 稱(chēng)主要用途1高壓開(kāi)關(guān)柜一次設(shè)備2控制保護(hù)屏二次設(shè)備3中央信號(hào)屏二次設(shè)備4直流屏二次設(shè)備五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師介紹10KV變電站的主要電氣設(shè)備及其功用。2由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師對(duì)10KV少油斷路器進(jìn)行合、分閘操作，了解斷路器的操作機(jī)構(gòu)。3操作LWZ1a.4.6a.40.20.20/F8萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的6個(gè)狀態(tài)（預(yù)備合閘、合閘、合閘后、預(yù)備跳閘、跳閘、跳閘后），觀察位置信號(hào)指示燈指示狀況。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析七、注意事項(xiàng)未經(jīng)老師同意不得擅自操作設(shè)備。八、預(yù)習(xí)與思考

9、題1. 什么叫主結(jié)線(xiàn)？畫(huà)出模擬變電站主結(jié)線(xiàn)圖2. 識(shí)別母線(xiàn)顏色與相序的對(duì)應(yīng)關(guān)系3掌握隔離開(kāi)關(guān)與高壓斷路器的作用及其操作次序。實(shí)驗(yàn)二：高壓斷路器的結(jié)構(gòu)動(dòng)作原理及特性分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解10千伏少油斷路器的主要結(jié)構(gòu)及其組成和動(dòng)作特性。二、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證型三、實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1主要結(jié)構(gòu)SN10-10型少油斷路器是我國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)、推廣應(yīng)用的一種新型少油斷路器。按其斷流容量分，有I、II、III型：I型的斷流容量為Soc=300MVA；II型的斷流容量為Soc500MVA;III型的斷流容量為Soc=750MVA。圖1是SN 1O-10I型高壓少油斷路器的外形圖，其油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖面圖如圖2所示。SNL

10、O-10型少油斷路器由框架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油箱等三個(gè)主要部分組成。油箱下部是鑄鐵制成的基座，其中裝有操作斷路器動(dòng)觸頭（導(dǎo)電桿）的轉(zhuǎn)軸和拐臂等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。油箱中部是采用環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼制成的絕緣桶，內(nèi)部有滅弧室。滅弧室由六塊三聚氰氨滅弧片構(gòu)成三個(gè)橫吹口及兩個(gè)縱吹油道。油箱上部是鋁帽，內(nèi)有油氣分離室。與上接線(xiàn)端相連的是插座式靜觸頭，靜觸頭由工作觸頭與耐弧觸頭組成。合閘時(shí)，導(dǎo)電桿首先接觸的是耐弧觸頭，跳閘時(shí)，導(dǎo)電桿最后離開(kāi)的也是耐弧觸頭，因此，無(wú)論斷路器合閘或跳閘，電弧總是在耐弧觸頭與導(dǎo)電桿端部弧觸頭之間產(chǎn)生。為了使電弧能偏向耐弧觸頭，在滅弧室上部靠耐弧觸頭一側(cè)嵌有吸弧鐵片，利用電弧的磁效應(yīng)把電弧引向耐弧觸

11、頭，以減少工作觸頭的損壞。 斷路器的導(dǎo)電路徑為：上接線(xiàn)端子靜觸頭動(dòng)觸頭（導(dǎo)電桿）中間滾動(dòng)觸頭下接線(xiàn)端子。 斷路器的滅弧，主要依賴(lài)于如圖3所示的滅弧室。圖4是滅弧室的工作示意圖。 斷路器跳閘時(shí)，觸頭分?jǐn)喈a(chǎn)生電弧，油被氣化分解形成氣泡，導(dǎo)致靜觸頭周?chē)挠蛪后E增，迫使逆止閥（鋼珠）上升堵住中心孔。這時(shí)電弧在近乎封閉的空間內(nèi)燃燒，從而使滅弧室內(nèi)的油壓迅速增大。當(dāng)動(dòng)觸頭繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，相繼打開(kāi)一、二、三道滅弧溝及下面的油囊時(shí)，油氣流強(qiáng)烈地橫吹和縱吹電弧，加之動(dòng)觸頭向下運(yùn)動(dòng)，在滅弧室形成附加油流射向電弧，同時(shí)，動(dòng)觸頭端部的弧根部分總是與下面的新鮮冷油有接觸，進(jìn)一步改善了滅弧條件。在油氣流的橫吹和縱吹以及機(jī)械

12、運(yùn)動(dòng)引起的油吹等的綜合作用下，電弧迅速熄滅。 滅弧過(guò)程中產(chǎn)生的油氣混合物在油箱上部的油氣分離室旋轉(zhuǎn)分離，氣體從油箱頂部的排氣孔排出，油滴則順著內(nèi)壁流回滅弧室。 SN10-10等型少油斷路器可配用CS2等型手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、CD 10等型電磁操作機(jī)構(gòu)或CT7、CT8等型彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)。操作機(jī)構(gòu)的選用應(yīng)視負(fù)荷大小及操作電源情況而定。CD和CT型操作機(jī)構(gòu)內(nèi)部都有跳閘和合閘線(xiàn)圈，通過(guò)斷路器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使斷路器動(dòng)作。電磁操作機(jī)構(gòu)需要直流電源操作，彈簧操作機(jī)構(gòu)可交、直流操作電源兩用，它們都可以手動(dòng)，也可以遠(yuǎn)距離跳、合閘。1- 鋁帽； 2一上接線(xiàn)端子；3一油標(biāo)；4一絕緣簡(jiǎn)；5下線(xiàn)端子；6基座；7一主軸； 8一框

13、架；9一斷路彈簧圖1 SN10-10型高壓少油斷路器1一鋁帽；2一油氣分離器；3-上接線(xiàn)端子；4一油標(biāo)；5一插座式靜觸頭；6一滅弧室；7一動(dòng)觸頭（導(dǎo)電桿）；8一中間滾動(dòng)觸頭；9一下接線(xiàn)端子；10一轉(zhuǎn)軸；11一拐臂；12一基座；13一下支柱絕緣子；14一上支柱絕緣子；15一斷路彈簧；16一絕緣筒；17一逆止閥；18一絕緣油圖2 SN10-10型高壓少油斷路器的一相油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖4 SN 10-10型高壓少油斷 路器的滅弧室工作意圖l一靜觸頭；2一吸弧鐵片：3一橫吹滅弧溝； 4一縱吹油囊；5一電??；6-動(dòng)觸頭圖3 SN10-10型高壓少油斷路器的滅弧室 1一第一道滅弧溝；2一第二道滅弧溝； 3一

14、第只道滅弧溝；4一吸弧鐵片1 斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)：測(cè)量分合閘時(shí)間。 斷路器的合閘時(shí)間，是指合閘接觸器接通合閘電源起至斷路器動(dòng)、靜觸頭剛則接觸時(shí)止的這段時(shí)間，實(shí)際上是包括合閘接觸器動(dòng)作時(shí)間在內(nèi)的一段時(shí)間。斷路器的分閘時(shí)間，是在分閘線(xiàn)圈接通分閘電源起至動(dòng)、靜觸頭剛剛分離時(shí)止所需的這一段時(shí)間。它是斷電器本身固有的，不包括其它的動(dòng)作時(shí)間，但在實(shí)際運(yùn)行山還要延長(zhǎng)一段滅弧的時(shí)間。 動(dòng)作時(shí)間的試驗(yàn)方法，對(duì)低、中速動(dòng)作的斷路器，一般采用電秒表法測(cè)量；對(duì)高速的斷路器則用電磁錄波器如SC-10, SC-16型等進(jìn)行測(cè)量。下面僅介紹使用電秒表的試驗(yàn)方法。四、實(shí)驗(yàn)儀器序 號(hào)名 稱(chēng)主要用途1少油斷路器了解結(jié)構(gòu)2401電

15、秒表斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)3單相刀閘斷路器動(dòng)作特性試驗(yàn)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟合閘時(shí)間的測(cè)定方法1試驗(yàn)接線(xiàn)采用401型電秒表時(shí)的試驗(yàn)接線(xiàn)，如圖5所示。2試驗(yàn)步驟（1）合上交、直流電源，給電秒表和斷路器操作機(jī)構(gòu)送電。（2）閉合單相刀閘DK，電秒表開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)合閘接觸器動(dòng)作，斷路器合閘。（3）斷路器主觸頭接通后，電秒表停走，它所指示的時(shí)間就是本次斷路器的合閘時(shí)間。（4）拉開(kāi)刀閘，記錄時(shí)間值。（5）復(fù)位電秒表，然后重復(fù)試驗(yàn)三次。固有分閘時(shí)間的測(cè)定方法1試驗(yàn)接線(xiàn)試驗(yàn)接線(xiàn)如圖6所示。 圖5 斷路器合閘時(shí)間測(cè)定接線(xiàn)圖 圖6斷路器分閘時(shí)間測(cè)定接線(xiàn)圖 DK單相刀閘； t401型電秒表； GD被試斷路器；GD1斷路器輔

16、助觸點(diǎn)；HC合閘接觸器線(xiàn)圈；TQ斷路器分閘線(xiàn)圈。2試驗(yàn)步驟（1）合上交、直流電源，給電秒表和斷路器操作機(jī)構(gòu)送電。（2）合上刀閘，電秒表開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使分閘線(xiàn)圈接通電源，斷路器分閘。（3）斷路器主觸頭分離后，電秒表停走，秒表指示值即為本次試驗(yàn)的分閘時(shí)間。（4）拉開(kāi)刀閘，記錄時(shí)間值。（5）復(fù)位電秒表，重復(fù)試驗(yàn)三次。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析計(jì)算三次試驗(yàn)的平均值，即為該斷路器的合閘時(shí)間和分閘時(shí)間。七、注意事項(xiàng)（1）應(yīng)選擇質(zhì)量較好的單相刀閘，要求操作靈活、接觸良好。（2）刀閘合閘時(shí)，操作速度要快，以保證閉合時(shí)兩力同時(shí)接通，否則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。（3）電秒表的型式較多，試驗(yàn)前要弄清楚它的試驗(yàn)接線(xiàn)，避免接錯(cuò)。

17、（4）斷路器的合閘、分閘線(xiàn)圈及合閘接觸器線(xiàn)圈，均只允許短時(shí)通電，試驗(yàn)時(shí)要保證斷路器動(dòng)作后能立即切斷電源，以防這些線(xiàn)圈通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而燒環(huán)。八、預(yù)習(xí)與思考題1. 高壓斷路器的全型號(hào)表示和含義是什么？2. 高壓少油斷路器的滅弧介質(zhì)是什么？簡(jiǎn)述其滅弧原理。3.為什么少油斷路器在運(yùn)行時(shí)，要注意觀察油標(biāo)？4.寫(xiě)出SN1010斷路器的導(dǎo)電回路。實(shí)驗(yàn)三 單電源610kV線(xiàn)路過(guò)電流及電流速斷繼電保護(hù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解供電系統(tǒng)中常用的各種電磁型過(guò)電流繼電器的構(gòu)造原理和基本特性。學(xué)習(xí)調(diào)試各種簡(jiǎn)單繼電器的基本技能。了解和掌握定時(shí)限過(guò)電流及電流速斷保護(hù)的實(shí)際接線(xiàn)及構(gòu)成原理，并對(duì)各段線(xiàn)路動(dòng)作電流和時(shí)間配合的整定情況與

18、動(dòng)作情況進(jìn)行觀察、分析二、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型綜合型三、實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1.繼電保護(hù)裝置的組成繼電保護(hù)裝置是由若干個(gè)繼電器組成的，如圖1所示，當(dāng)線(xiàn)路上發(fā)生短路時(shí)，起動(dòng)用的圖1 繼電保護(hù)裝置框圖電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，使時(shí)間繼電器KT起動(dòng)，KT經(jīng)整定的一定時(shí)限后，接通信號(hào)繼電器KS和中間繼電器KM, KM觸頭接通斷路器QF的跳閘回路，使斷路器QF跳閘。 1. DL-10系列電磁式電流繼電器的結(jié)構(gòu)原理和基本特征KA為電磁式電流繼電器。電磁式電流繼電器在繼電保護(hù)裝置中，通常用作起動(dòng)元件，因此，又稱(chēng)起動(dòng)繼電器。常用的D1.-10系列電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，其內(nèi)部接線(xiàn)和圖形符號(hào)如圖3所示。當(dāng)線(xiàn)圈3通過(guò)電流時(shí)

19、，電磁鐵1中產(chǎn)生磁通，力圖使Z型鋼舌簧片2向凸出磁極偏轉(zhuǎn)。與此同時(shí)軸4上的彈簧5又力圖阻止鋼舌簧片偏轉(zhuǎn)。當(dāng)繼電器線(xiàn)圈中的電流增大到使鋼舌簧片所受到的轉(zhuǎn)矩大于彈簧的反作用力矩時(shí)，鋼舌簧片便被吸近磁極，使常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這就叫繼電器的動(dòng)作或起動(dòng)。 能使過(guò)電流繼電器動(dòng)作（觸點(diǎn)閉合）的最小電流稱(chēng)繼電器的“動(dòng)作電流”，用Iop表示。 過(guò)電流繼電器動(dòng)作后，減小通人繼電器線(xiàn)圈的電流到一定值時(shí)，鋼舌簧片在彈簧作用下返回起始位置（觸點(diǎn)斷開(kāi)）。使繼電器由動(dòng)作狀態(tài)返回到起始位置的最大電流，稱(chēng)為繼電器的“返回電流”，用Ire表示。 繼電器“返回電流”與“動(dòng)作電流”的比值，稱(chēng)為繼電器的返回系數(shù)，用Kre表示

20、，即 (1)DL-10系列繼電器的返回系數(shù)一般不小于0.8。 電磁式電流繼電器的動(dòng)作極為迅速，可認(rèn)為是瞬時(shí)動(dòng)作，因此，這種繼電器也稱(chēng)為瞬時(shí)繼電器。 電磁式電流繼電器的動(dòng)作電流調(diào)節(jié)有兩種方法：一種是平滑調(diào)節(jié)，即撥動(dòng)轉(zhuǎn)桿8（圖2)來(lái)改變彈簧5的反作用力矩；另一種是級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié)，即改變線(xiàn)圈連接方式，當(dāng)線(xiàn)圈并聯(lián)時(shí)，動(dòng)作電流將比線(xiàn)圈串聯(lián)時(shí)增大一倍。 DL-10系列電磁式繼電器的電流時(shí)間特性如圖4所示。 只要通人繼電器的電流超過(guò)某一預(yù)先整定的數(shù)值時(shí)，它就能動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)限是固定的，與外加電流無(wú)關(guān)，這種特性稱(chēng)作定時(shí)限特性。1一電磁鐵2-鋼舌簧片3一線(xiàn)圈4一轉(zhuǎn)軸5一反作用彈簧6一軸承7一標(biāo)度盤(pán)仁銘牌）8一起動(dòng)電流調(diào)

21、節(jié)轉(zhuǎn)桿9一動(dòng)觸點(diǎn)10一靜觸點(diǎn) 圖2 DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖4 電磁式電流繼電器的定時(shí)限特性圖3 DL-10系列電磁式電流繼電器的內(nèi)部接線(xiàn)和圖形符號(hào)a）DL-11型b) DL-12型c）DL-13型d)集中表示的圖形符號(hào)e）分開(kāi)表示的圖形符號(hào)3.KT為電磁式時(shí)間繼電器。在繼電保護(hù)裝置中，用作時(shí)限元件，使保護(hù)裝置的動(dòng)作獲得一定的延時(shí)。 供電系統(tǒng)中常用的有DS-110, 120系列電磁式時(shí)間繼電器。KS為電磁式信號(hào)繼電器。在繼電保護(hù)裝置中，用來(lái)發(fā)出指示信號(hào)，指示保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作，提醒運(yùn)行值班人員注意。供電系統(tǒng)中常用的DX-11型電磁式信號(hào)繼電器，有電流型和電壓型兩種，兩者線(xiàn)圈阻

22、抗和反應(yīng)參量不同。電流型可串聯(lián)在二次回路中而不影響其他二次元件的動(dòng)作。電壓型因線(xiàn)圈阻抗大，必須并聯(lián)在二次回路內(nèi)。KM為電磁式中間繼電器主要用于各種保護(hù)和自動(dòng)裝置中，以增加保護(hù)和控制回路的觸點(diǎn)數(shù)量和觸點(diǎn)容量。它通常用在保護(hù)裝置的出口回路中，用來(lái)接通斷路器的跳閘回路，故又稱(chēng)為出口繼電器。4.定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的工作原理 當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，當(dāng)電流增大到整定值，電流繼電器KA、KA2中至少一個(gè)瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其動(dòng)合觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器KT起動(dòng)。KT經(jīng)過(guò)整定限時(shí)后（保證動(dòng)作的選擇性），其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM動(dòng)作。KM動(dòng)作后，其觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘線(xiàn)圈YR的回路

23、，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。與此同時(shí)，KS動(dòng)作，其信號(hào)指示牌掉下，接通燈光和音響信號(hào)。在斷路器跳閘時(shí)，QF的輔助觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)跳閘回路，以切斷其回路中的電流，在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置中除KS外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS可手動(dòng)復(fù)位。見(jiàn)圖5所示圖5定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理展開(kāi)圖 QF一高壓斷路器 TAI、TA2一電流互感器 KA1、KA2-DI型電流繼電器KT-DS型時(shí)間繼電器KS-DX型信號(hào)繼電器 KM-D7型中間繼電器同 YR一跳閘線(xiàn)圈動(dòng)作電流的整定值為： （2）5.電流速斷保護(hù)的工作原理 電流速斷保護(hù)實(shí)際上就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。其動(dòng)作時(shí)限僅僅為繼電器本身的固

24、有動(dòng)作時(shí)間，它的選擇性不是依靠時(shí)限，而是依靠選擇適當(dāng)?shù)膭?dòng)作電流來(lái)解決。 圖6是同時(shí)具有電流速斷和定時(shí)限電流保護(hù)的展開(kāi)接線(xiàn)圖，圖中KAl、KA2、KT、KS1與KM構(gòu)成定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，KA3、KA4、KS2與KM構(gòu)成電流速斷保護(hù)。電流速斷保護(hù)裝置比定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置少了時(shí)間繼電器。 為了保證保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，電流速斷保護(hù)繼電器的動(dòng)作電流（即速斷電流）Iqb應(yīng)按躲過(guò)它所保護(hù)線(xiàn)路末端的最大短路電流（即三相短路電流IK.MAX）來(lái)整定。這樣能避免在后一級(jí)速斷保護(hù)所保護(hù)線(xiàn)路的首端發(fā)生三相短路時(shí)，可能發(fā)生的誤跳閘。圖6 6-10KV線(xiàn)路定時(shí)限過(guò)電流和電流速斷保護(hù)展開(kāi)接線(xiàn)原理圖電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流的

25、整定值如下： （3）電流速斷保護(hù)實(shí)際上不能保護(hù)線(xiàn)路的全長(zhǎng)，稱(chēng)裝置未保護(hù)的區(qū)域?yàn)椤八绤^(qū)”。因此，電流速斷保護(hù)必須和帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)配合，在速斷區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)作為主保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)作為后備保護(hù)，而在速斷保護(hù)的“死區(qū)”內(nèi)過(guò)電流保護(hù)為基本保護(hù)，按“階梯時(shí)間”動(dòng)作保證選擇性。四、實(shí)驗(yàn)儀器序 號(hào)名 稱(chēng)主要用途1高壓開(kāi)關(guān)柜觀察繼電保護(hù)的動(dòng)作五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1. 按保護(hù)原理圖查看保護(hù)裝置的元件配置及其接線(xiàn)。2. 學(xué)習(xí)調(diào)整DL型電磁式過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流，將其兩組線(xiàn)圈分別串聯(lián)和并聯(lián)，并通過(guò)調(diào)節(jié)舌片反拉力整定動(dòng)作電流。3. 調(diào)整時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間，各級(jí)時(shí)限階梯0.5S。4. 利用刀閘模擬短路，觀察各段線(xiàn)路

26、過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作及選擇性配合的情況。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析七、注意事項(xiàng)八、預(yù)習(xí)與思考題1.闡述電流速斷保護(hù)為什么存在死區(qū)？如何解決？2.DL-10型電流繼電器的兩個(gè)線(xiàn)圈由串聯(lián)改為并聯(lián)時(shí)，其動(dòng)作電流如何變化？3.什么是繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)？4.畫(huà)出定時(shí)限過(guò)電流和電流速斷保護(hù)的展開(kāi)原理接線(xiàn)圖，并簡(jiǎn)述其工作原理。5.定時(shí)限過(guò)電流是怎樣實(shí)現(xiàn)動(dòng)作選擇性的？實(shí)驗(yàn)四 GL型感應(yīng)式反時(shí)限電流繼電器的結(jié)構(gòu)動(dòng)作原理及特性分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解供電系統(tǒng)中常用的感應(yīng)型過(guò)電流繼電器的構(gòu)造原理和基本特性。學(xué)習(xí)調(diào)試其動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)限的基本技能。了解和掌握反時(shí)限過(guò)電流及電流速斷保護(hù)的實(shí)際接線(xiàn)

27、及構(gòu)成原理，并對(duì)各段線(xiàn)路動(dòng)作電流和時(shí)間配合的整定情況與動(dòng)作情況進(jìn)行觀察、分析。二、 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型綜合型三、實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1. GL感應(yīng)式電流繼電器。供電系統(tǒng)中常用的GL-10、GL-20感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由感應(yīng)系統(tǒng)和電磁系統(tǒng)兩大部分組成。感應(yīng)系統(tǒng)主要包括線(xiàn)圈七帶短路環(huán)3的鐵心2及裝在可偏轉(zhuǎn)的框架6上的轉(zhuǎn)動(dòng)鋁盤(pán)4等元件。電磁系統(tǒng)主要包括線(xiàn)圈1、鐵心2和銜鐵15。線(xiàn)圈1和鐵心2是兩組系統(tǒng)共用的。1一線(xiàn)圈2一鐵心3一短路環(huán)4一鋁盤(pán)5一鋼片6一鋁框架7一調(diào)節(jié)彈簧8一制動(dòng)永久磁鐵9一扇形齒輪10一蝸桿11一扁桿12一觸點(diǎn)13一時(shí)限調(diào)節(jié)螺釘14一速斷電流調(diào)節(jié)螺桿15一銜鐵16一動(dòng)作電流調(diào)

28、節(jié)插銷(xiāo)圖1感應(yīng)式電流繼電器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)感應(yīng)系統(tǒng)的工作原理可參看圖2。當(dāng)線(xiàn)圈1有電流IKA流過(guò)時(shí)，鐵心2在短路環(huán)3的作用下，產(chǎn)生在時(shí)間和空間位置上不相同的兩個(gè)磁通1和2，且1超前于2。這兩個(gè)磁通均穿過(guò)鋁盤(pán)4，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，這兩個(gè)磁通在磁盤(pán)上產(chǎn)生一個(gè)始終由超前磁通1向落后磁通2方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1。根據(jù)電能表的工作原理可知，此時(shí)作用于鋁盤(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為 M112siny -（1）式中，y為1與2之間的相位差，此值為一常數(shù)。 由于1IkA ， 2 IKA，且y為常數(shù)，因此M1 I2KA - （2） 在M1的作用下，鋁盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)后，切割永久磁鐵8，產(chǎn)生反向的制動(dòng)力矩M：。由電能表工作原理知，

29、M2 與鋁盤(pán)的轉(zhuǎn)速n成正比，即 M2n -（3） 這個(gè)制動(dòng)力矩在某一轉(zhuǎn)速下，與電磁鐵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相平衡，因而在一定的電流下保持鋁盤(pán)勻速旋轉(zhuǎn)。圖2感應(yīng)式電流繼電器的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1、制動(dòng)力矩M2 1一線(xiàn)圈2一鐵心3一短路環(huán)4一鋁盤(pán)5一鋼片 6一鋁框架7一調(diào)節(jié)彈簧8一制動(dòng)永久磁鐵 在上述M1和M2的作用下，鋁盤(pán)受力雖有使框架6和鋁盤(pán)4向外推出的趨勢(shì)，但由于受到彈簧7的拉力，仍保持在初始位置，見(jiàn)圖1。 當(dāng)繼電器線(xiàn)圈的電流增大到繼電器的動(dòng)作電流時(shí)，由電磁鐵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩亦增大，并使鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速隨之增大，永久磁鐵產(chǎn)生的制動(dòng)力矩也隨之增大。這兩個(gè)力克服彈簧的反作用力矩，從而使鋁盤(pán)帶動(dòng)框架前偏（圖2），使鍋桿10

30、與扇形齒輪9嚙合，這叫做“繼電器動(dòng)作”。由于鋁盤(pán)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使扇形齒輪沿著蝸桿上升，最后使觸點(diǎn)12切換，同時(shí)使信號(hào)牌（圖2上未表示）掉下，從觀察孔內(nèi)看到其紅色或白色的信號(hào)指示，表示繼電器已經(jīng)動(dòng)作。通人線(xiàn)圈的電流越大，鋁盤(pán)轉(zhuǎn)得越快，扇形齒輪沿蝸桿上升的速度也越快，則動(dòng)作時(shí)間越短，這就是感應(yīng)式電流繼電器的“反時(shí)限特性”，如圖3中曲線(xiàn)的abc部分。隨著電流增大，繼電器鐵心磁路飽和，特性曲線(xiàn)逐漸過(guò)渡到“定時(shí)限特性”，如圖3中曲線(xiàn)的cd部分。 圖3感應(yīng)式電流繼電器的反時(shí)限特性 這種繼電器還裝有瞬動(dòng)元件，當(dāng)流人繼電器線(xiàn)圈的電流繼續(xù)增加到某一預(yù)先整定的倍數(shù)（例如為8倍）時(shí)，則瞬動(dòng)元件起動(dòng)，繼電器的電流時(shí)間特性

31、如圖7-13中曲線(xiàn)的cd，這就是“瞬時(shí)速斷特性”。因此這種電磁元件又稱(chēng)為電流速斷元件。動(dòng)作曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)于開(kāi)始速斷時(shí)間的動(dòng)作電流倍數(shù)，稱(chēng)速斷電流倍數(shù)。即 （4）式中I op為感應(yīng)式電流繼電器的動(dòng)作電流；Iqb為感應(yīng)式電流繼電器的速斷電流，即繼電器線(xiàn)圈中使速斷元件動(dòng)作的最小電流。 實(shí)際的GL-10、20系列電流繼電器的速斷電流整定為動(dòng)作電流28倍，在速斷電流調(diào)節(jié)螺釘上面標(biāo)度。 感應(yīng)式電流繼電器的這種有一定限度的反時(shí)限動(dòng)作特性，稱(chēng)為“有限反時(shí)限特性。 繼電器的動(dòng)作電流則是利用插銷(xiāo)16來(lái)選擇插孔位置來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)際上是改變線(xiàn)圈1的匝數(shù)來(lái)進(jìn)行動(dòng)作電流的級(jí)進(jìn)調(diào)節(jié)，也可利用調(diào)節(jié)彈簧7的拉力來(lái)進(jìn)行平滑的微調(diào)。

32、繼電器的速斷電流倍數(shù)nqb可利用螺釘14改變銜鐵15與鐵心2之間的氣隙大小來(lái)調(diào)節(jié)。氣隙越大，nqb越大。 繼電器感應(yīng)元件的動(dòng)作時(shí)間（動(dòng)作時(shí)限），是利用螺桿13來(lái)改變扇形齒輪頂桿行程的起點(diǎn)，以使動(dòng)作特性曲線(xiàn)上下移動(dòng)。不過(guò)要注意，繼電器動(dòng)作時(shí)限調(diào)節(jié)螺桿的標(biāo)度尺，是以10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)限來(lái)標(biāo)度的，也就是標(biāo)度尺上所標(biāo)示的動(dòng)作時(shí)間，是繼電器線(xiàn)圈通過(guò)的電流為其整定的動(dòng)作電流的10倍時(shí)的動(dòng)作時(shí)間。因此，繼電器實(shí)際的動(dòng)作時(shí)間，與實(shí)際通過(guò)繼電器線(xiàn)圈的電流大小無(wú)關(guān)，須從相應(yīng)的動(dòng)作特性曲線(xiàn)上去查得。如圖4表示，GL-11、15、21、25系列感應(yīng)式電流繼電器的電流時(shí)間特性曲線(xiàn)族，橫坐標(biāo)是動(dòng)作電流倍數(shù)，曲線(xiàn)族上的

33、每根曲線(xiàn)都標(biāo)明有動(dòng)作時(shí)限，0.5s、0.7s、10s.等，是表示繼電器通過(guò)10倍的整定動(dòng)作電流所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作時(shí)限。某繼電器被調(diào)整至10倍整定動(dòng)作電流時(shí)動(dòng)作時(shí)限為2.0s的曲線(xiàn)上時(shí)，若其線(xiàn)圈通入3倍的整定動(dòng)作電流值，可從該曲線(xiàn)上查得此時(shí)繼電器的動(dòng)作時(shí)限t op=3.5s。圖4 GL-11、15、21、25系列感應(yīng)式電流的電流時(shí)間特性曲線(xiàn)圖感應(yīng)式電流繼電器機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度不高，瞬動(dòng)時(shí)限誤差大，但它的觸點(diǎn)容量大，它同時(shí)兼有電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器的功能，即它在繼電保護(hù)裝置中，既能作為起動(dòng)元件，又能實(shí)現(xiàn)延時(shí)、給出信號(hào)和直接接通跳閘回路；既能實(shí)現(xiàn)帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)，又能同時(shí)實(shí)

34、現(xiàn)電流速斷保護(hù)，從而使保護(hù)裝置的元件減少，接線(xiàn)簡(jiǎn)單。此外，感應(yīng)式電流繼電器采用交流操作電源，可減少投資。因而在6 lOkV供電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。2. 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。 反時(shí)限，就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間與反應(yīng)到繼電器中的短路電流的大小成反比關(guān)系，短路電流越大，動(dòng)作時(shí)間越短，所以反時(shí)限特性也稱(chēng)為反比延時(shí)特性或反延時(shí)特性。其電流時(shí)間特性如圖3所示。（1）電路組成及原理。圖5是一個(gè)交流操作的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置圖，KAl、KA2為GL型感應(yīng)式帶有瞬時(shí)動(dòng)作元件的反時(shí)限過(guò)電流繼電器，繼電器本身動(dòng)作帶有時(shí)限，并有動(dòng)作及指示信號(hào)牌，所以回路不需要時(shí)間繼電器和信號(hào)繼電器。當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA、

35、KA2至少有一個(gè)動(dòng)作，經(jīng)過(guò)一定時(shí)延時(shí)后（延時(shí)長(zhǎng)短與短路電流大小成反比關(guān)系），其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，緊接著其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)斷路器跳閘線(xiàn)圈YR因“去分流”而通電，從而使斷路器跳閘，切除短路故障部分。在繼電器去分流跳閘的同時(shí)，其信號(hào)牌自動(dòng)掉下，圖5反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 TAI、TA2一電流互感器KAl、KA2一感應(yīng)型電流繼電器 YR1、YR2一斷路器跳閘線(xiàn)圈指示保護(hù)裝置已經(jīng)動(dòng)作。在短路故障被切除后，繼電器自動(dòng)返回，信號(hào)牌則需手動(dòng)復(fù)位。一般繼電器轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)的動(dòng)作順序都是常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)后，常開(kāi)觸點(diǎn)再閉合。而這種繼電器的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，動(dòng)作時(shí)間的先后順序必須是：常開(kāi)觸點(diǎn)先閉合，常閉觸點(diǎn)后斷開(kāi)。這里采用

36、具有特殊結(jié)構(gòu)的先合后斷的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，不僅保證了繼電器的可靠動(dòng)作，而且還保證了在繼電器觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)電流互感器二次側(cè)不會(huì)帶負(fù)荷開(kāi)路。(2）動(dòng)作電流的整定。動(dòng)作電流的整定方式與定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)相同，只是Krel取1.30。四、實(shí)驗(yàn)儀器序 號(hào)名 稱(chēng)主要用途1高壓開(kāi)關(guān)柜觀察繼電保護(hù)的動(dòng)作2GL感應(yīng)式電流繼電器實(shí)驗(yàn)柜觀察繼電保護(hù)的動(dòng)作3自藕變壓器觀察繼電保護(hù)的動(dòng)作五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1. 按保護(hù)原理圖查看保護(hù)裝置的元件配置及其接線(xiàn)。2. 學(xué)習(xí)調(diào)整GL型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器的動(dòng)作電流（調(diào)節(jié)插銷(xiāo)16和彈簧7）；3調(diào)節(jié)速斷電流調(diào)節(jié)螺桿14整定動(dòng)作電流倍數(shù)； 4查銘牌上的電流時(shí)間特性曲線(xiàn)，確定10倍動(dòng)作電流時(shí)的動(dòng)作時(shí)限，

37、利用螺桿13標(biāo)度尺整定。利用刀閘和自藕變壓器模擬短路，觀察各段線(xiàn)路過(guò)電流保護(hù)裝置的動(dòng)作及選擇性配合的情況。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析七、注意事項(xiàng)八、預(yù)習(xí)與思考題1.說(shuō)明GL型感應(yīng)式電流繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用場(chǎng)所。2.簡(jiǎn)述反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的工作原理。3.反時(shí)限過(guò)電流是怎樣實(shí)現(xiàn)動(dòng)作選擇性的？如何整定各級(jí)的動(dòng)作時(shí)間保證階梯時(shí)限原則？實(shí)驗(yàn)五 備用電源自動(dòng)投入裝置一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求加深對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置基本要求的理解，了解和掌握備用電源自動(dòng)投入裝置的實(shí)際接線(xiàn)及構(gòu)成原理，并對(duì)兩段母線(xiàn)互為備用APD裝置及分段斷路器過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作電流的整定情況與動(dòng)作情況進(jìn)行觀察、分析。二、 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型綜合型三、 實(shí)驗(yàn)原理

38、及說(shuō)明在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中，為了保證不間斷供電，常采用備用電源的自動(dòng)投入裝置(APD)，當(dāng)工作電源不論由于何種原因而失去電壓時(shí)，備用電源自動(dòng)投人裝置能夠?qū)⑹ル妷旱碾娫辞袛?，隨即將另一備用電源自動(dòng)投人以恢復(fù)供電，因而能保證一類(lèi)負(fù)荷或重要的二類(lèi)負(fù)荷不間斷供電，提高供電的可靠性。 APD裝置應(yīng)用的場(chǎng)所很多，如用于備用線(xiàn)路、備用變壓器、備用母線(xiàn)及重要機(jī)組等。使用較廣泛的有下述兩種備用電源自動(dòng)投入裝置： 圖1(a）是有一條工作線(xiàn)路和一條備用線(xiàn)路的明備用情況，APD裝在備用進(jìn)線(xiàn)斷路器上。正常運(yùn)行時(shí)，備用電源斷開(kāi)，當(dāng)工作線(xiàn)路一旦失去電壓后便被APD切除，隨即將備用線(xiàn)路自動(dòng)投人。 圖1(b)為兩條獨(dú)立的工作

39、線(xiàn)路分別供電的暗備用情況，APD裝在母線(xiàn)分段斷路器上，正常運(yùn)行時(shí)分段斷路器斷開(kāi)，當(dāng)其中一條線(xiàn)路失去電壓后，APD能自動(dòng)將失壓線(xiàn)路的斷路器斷開(kāi)，隨即將分段斷路器自動(dòng)投人，讓非故障線(xiàn)路供應(yīng)全部負(fù)荷。 圖1備用電源自動(dòng)投人示意圖（a)明備用；(b)暗備用 對(duì)APD裝置的基本要求如下：1)當(dāng)工作電源上的電壓不論因何種原因消失時(shí)，APD均應(yīng)動(dòng)作，而且應(yīng)保證在工作電源斷開(kāi)后再投人備用電源；2)常用電源因負(fù)荷側(cè)故障被繼電保護(hù)切斷或備用電源無(wú)電時(shí)，APD均不應(yīng)動(dòng)作；3）應(yīng)保證APD裝置只動(dòng)作一次，這是為了避免將備用電源多次投人到具有永久性故障的線(xiàn)路上。 4）電壓互感器的熔絲熔斷或其刀閘拉開(kāi)時(shí)，APD裝置不應(yīng)誤

40、動(dòng)作； 5)常用電源正常停電操作時(shí)，APD裝置不準(zhǔn)動(dòng)作，以防備用電源投人。 圖2為10kV電源互為明備用的互投裝置原理接線(xiàn)圖。圖中QF1 、QF2為兩路電源進(jìn)線(xiàn)的斷路器，其操作機(jī)構(gòu)可用交流亦可用直流，操作電源由兩組電壓互感器ITV、2TV提供。這種接線(xiàn)能夠作到兩路電源互為備用、互投。其動(dòng)作情況簡(jiǎn)述如下： 假定電源1為常用電源，QF1處于合閘狀態(tài)，Q F2處于分閘狀態(tài)，電源2為備用電源。正常運(yùn)行時(shí)，ITV和2TV均帶電，則1KV一4KV動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷了APD裝置啟動(dòng)回路的時(shí)間繼電器1KT。采用2只電壓繼電器使其觸點(diǎn)串聯(lián)，是預(yù)防電壓互感器一相熔絲熔斷而使APD誤動(dòng)作。 當(dāng)一路電源因事故

41、停電后，則電壓繼電器1KV及2KV的常閉觸點(diǎn)接通，啟動(dòng)時(shí)間繼電器1 K T,經(jīng)過(guò)預(yù)先整定的時(shí)間t后，1KT動(dòng)作，通過(guò)信號(hào)繼電器1KS使斷路器QFl跳閘。QF1跳閘后，其常閉輔助觸點(diǎn)閉合，再通過(guò)防跳躍中間繼電器2KM的常閉觸點(diǎn)，使斷路器Q F2合閘，備用電源2開(kāi)始供電。QF2合閘后，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)將2KM啟動(dòng)并使其自保持，因而保證了QF2只動(dòng)合一次，此即為“防跳躍閉鎖”。 該電路由于采用交流操作電源，因此在常用電源消失、而備用電源又無(wú)電時(shí)，也就無(wú)操作電源，可保證APD裝置不應(yīng)動(dòng)作的要求。當(dāng)QF1因電流保護(hù)跳閘時(shí)，為防止QF2會(huì)自動(dòng)投人，致使第二路電源再投人故障點(diǎn)，QF1上裝設(shè)的過(guò)電流繼電器觸點(diǎn)串

42、入QF2的合閘回路，這樣QF1因保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，能閉鎖Q F2的合閘回路。QF2便不會(huì)投人到故障點(diǎn)去。儲(chǔ)能回路圖2 明備用兩路電源互投展開(kāi)圖和操作電源切換裝置原理圖 圖3為10kV電源互為暗備用的APD裝置原理接線(xiàn)圖。其工作原理去如下：圖3 10kV兩路電源互為暗備用的APD裝置原理接線(xiàn)圖當(dāng)其中一條線(xiàn)路G1（或G2）失去電壓后，低電壓繼電器1KV、2KV（3KV、4KV）失電，其常閉觸點(diǎn)閉合，同時(shí)另一路線(xiàn)路完好，4KV（2KV）有點(diǎn)，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，經(jīng)斷路器輔助觸點(diǎn)1QF（2QF）接通時(shí)間繼電器線(xiàn)圈，其常開(kāi)延時(shí)閉合觸點(diǎn)閉合，使跳閘線(xiàn)圈1YA（2YA）得電，跳開(kāi)故障進(jìn)線(xiàn)斷路器1QF（2QF），1

43、QF、2QF常閉輔助觸點(diǎn)并聯(lián)串入分段斷路器3QF合閘回路，3QF合閘。 若在母線(xiàn)下級(jí)發(fā)生故障，使I、（II）段母線(xiàn)失壓， 3QF備自投后，則在繼電保護(hù)裝置的作用下跳閘。即1KA、2KA動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，經(jīng)中間繼電器KM、KB（表示兩路進(jìn)線(xiàn)都有電）、KS信號(hào)繼電器、3QF常開(kāi)輔助觸點(diǎn)，使分段斷路器跳閘線(xiàn)圈3YA得電跳閘。四、實(shí)驗(yàn)儀器序 號(hào)名 稱(chēng)主要用途1高壓開(kāi)關(guān)柜（分段柜）2高壓開(kāi)關(guān)柜（進(jìn)線(xiàn)柜）四、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟一回路合閘，即601合閘二回路合閘，即602合閘兩路電源線(xiàn)路同時(shí)帶電，分段斷路器即603斷開(kāi)。操作模擬臺(tái)601失壓按鈕，601失壓跳閘，同時(shí)603合閘，紅燈閃亮，光字牌顯示，警鈴響

44、。復(fù)位，操作完畢。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析七、注意事項(xiàng)八、預(yù)習(xí)與思考題1.什么是備用電源自動(dòng)投入裝置？作用是什么？應(yīng)滿(mǎn)足那些基本要求？2.當(dāng)兩路電源為明備用或暗備用時(shí)，APD裝置如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)六 變電站10kV側(cè)配電系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控裝置一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求了解變電站綜合自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及微機(jī)監(jiān)控的主要功能。了解3720ACM高級(jí)電力智能監(jiān)測(cè)儀的主要技術(shù)性能和其基本操作方法。二、 實(shí)驗(yàn)類(lèi)型綜合型三、 實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明1.變電所綜合自動(dòng)化。變電所綜合自動(dòng)化是將變電所二次回路設(shè)備包括控制、信號(hào)、測(cè)量、保護(hù)、自動(dòng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，經(jīng)過(guò)功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)變電所執(zhí)行自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量

45、、控制和調(diào)節(jié)的一種綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)。它是變電所的一種現(xiàn)代化技術(shù)裝備，是自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)在變電所中的綜合應(yīng)用。它可以收集比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，有計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力和判斷功能，可以方便地監(jiān)視和控制變電所內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。它具有不同程度的功能綜合化，設(shè)備及操作、監(jiān)視微機(jī)化，結(jié)構(gòu)分布分層化，通信網(wǎng)絡(luò)光纜化及運(yùn)行管理智能化等特征。變電所綜合自動(dòng)化為變電所的小型化、智能化、擴(kuò)大監(jiān)控范圍及變電所安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，提供了現(xiàn)代化手段和基礎(chǔ)保證。它的應(yīng)用將為變電所無(wú)人值班，提供強(qiáng)有力的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控支持，在此基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)高水平的無(wú)人值班變電所的運(yùn)行管理。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分集中式、分布

46、式和分散（層）分布式等組態(tài)模式。圖1 分散（層）分布式組態(tài)模式的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖分散（層）分布式。分散（層）分布式系統(tǒng)，從邏輯上將變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)分為兩層，即變電所層（所級(jí)測(cè)控主單元）和間隔層間隔單元。間隔層中各數(shù)據(jù)采集、控制單元( I/O)單元）和保護(hù)單元就地分散安裝在開(kāi)關(guān)柜上或其他一次設(shè)備附近，各個(gè)單元的設(shè)備相互獨(dú)立，僅通過(guò)通信網(wǎng)互聯(lián)，并與所級(jí)測(cè)控主單元通信聯(lián)系。這種組態(tài)模式集中了分布式的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，并大大精簡(jiǎn)了二次設(shè)備和二次電纜，節(jié)約了土建投資。系統(tǒng)本身配置靈活，可以一部分集中在控制室內(nèi)，另一部分集中在高、低壓配電室內(nèi)分別組屏。系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性和維護(hù)性，是目前國(guó)內(nèi)外變電

47、所綜合自動(dòng)化結(jié)構(gòu)中最受歡迎的比較先進(jìn)的模式之一。 分散（層）分布式組態(tài)模式的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)示意圖如圖1所示。2.3720ACM電力智能監(jiān)控儀。 3720 ACM是一種微機(jī)型數(shù)字式三相“高級(jí)電力監(jiān)測(cè)儀”，可用于工業(yè)、商業(yè)、民用電力輸送系統(tǒng)的配電裝置和各變電站中。它將電源測(cè)試、保護(hù)、控制等功能集中到一個(gè)簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的裝置中，它可完全取代常規(guī)電磁設(shè)備，代替了大量單個(gè)的變送器和儀表。 該裝置采用12M，16位單片機(jī)作為微處理器，有非常高的處理速度，所以能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的實(shí)時(shí)處理工作。其內(nèi)部的16位CPU使其既能單獨(dú)完成電力測(cè)量與控制任務(wù)，又能作為一個(gè)多功能的RTU工作于一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)。多種輸入輸出量 372

48、0 ACM能應(yīng)用于各種配電系統(tǒng)、包括4線(xiàn)星形接線(xiàn)、3線(xiàn)三角形接線(xiàn)和單相系統(tǒng)。除輸入三相電壓和電流外，還可接入第4路電流輸入。當(dāng)系統(tǒng)接有非線(xiàn)性負(fù)載時(shí)，奇次諧波無(wú)法消除，中性線(xiàn)電抗器上將產(chǎn)生明顯的電流，3720 ACM允許接入第四路電流可以被選作測(cè)量此中性線(xiàn)電感上的電流，或者用來(lái)測(cè)接地電流。利用它的高速定值越限控制可提供可靠的接地保護(hù)。接入電壓、電流量時(shí)無(wú)需中間變送器，電壓低于347/600V的系統(tǒng)無(wú)需接PT，對(duì)更高電壓等級(jí)的系統(tǒng)，PT二次側(cè)額定電壓為120VAC。電流輸入可采用副方額定輸出為5安的CT接入線(xiàn)路（還有一種1安電流的配置）。超范圍測(cè)量可在125%到1000%之間選擇。圖2所示為4線(xiàn)星

49、形系統(tǒng)的接線(xiàn)示意圖（接3個(gè)PT）。一路附助電壓輸入可用來(lái)測(cè)量一個(gè)外部變化量，例如變壓器溫度或電池水平。輸入范圍為0-1伏。一路附助電流輸出可輸出正比于與測(cè)量量的。0-20 mA（或4一20 mA）的電流。 四路開(kāi)關(guān)量輸入可用來(lái)測(cè)量斷路器的狀態(tài)、接地故障繼電器狀態(tài)、或其他外部干接點(diǎn)的開(kāi)合。這幾路輸入還可用作脈沖計(jì)數(shù)，測(cè)量轉(zhuǎn)速和運(yùn)行時(shí)間等等。其內(nèi)部有一個(gè)30伏直流電源提供自激，用于接點(diǎn)無(wú)壓的情況。有電壓的接點(diǎn)測(cè)量可選擇外部激勵(lì)配置。 圖2 用于4線(xiàn)星形系統(tǒng)的接線(xiàn)示意圖（接3個(gè)PT） 輸出量還包括面板上3組10安c型干觸點(diǎn)繼電器，可由用戶(hù)編制的定值越限系統(tǒng)控制，或者通過(guò)通訊方式手動(dòng)控制。這些繼電器既可用于簡(jiǎn)單的報(bào)警操作，也可用于完圖3 3720ACM后板接線(xiàn)端子視圖整的自動(dòng)控制系統(tǒng)，功率因數(shù)或