饋電實驗臺實驗指導書

1、. . . . 概 述KDLZ-I饋電線路自動化綜合實驗臺適用于工廠供電、供配電技術、電氣工程基礎、微機繼電保護裝置等課程中基礎教學實驗容。實驗平臺涉與到變壓器保護、母線保護、饋線保護、接地選線、電動機保護等實驗。當配置上位機系統(tǒng)與相關軟件時，可實現(xiàn)遠方的檢測、控制、監(jiān)視等功能。實驗平臺具有直觀性、可測性、靈活性、擴展性、針對性、安裝方便等特點，可以進行課程設計、畢業(yè)設計、實習和某些開發(fā)性實驗，有利于學生計算分析、培養(yǎng)其動手能力。綜合自動化實驗教學系統(tǒng)由電動機組、試驗操作臺、無窮大系統(tǒng)等三大部分組成，柜體照片見圖1。圖1 KDLZ-饋電線路自動化綜合實驗臺1電動機組它由同在一個軸上的三相異步電

2、動機（PN=1.1kW，VN=400V，nN=1400r.p.m）和機座式磁粉離合器（額定轉M=25N.m，滑差功率P=2kW，額定電壓VN=24V，激磁電流I=0.94，最高轉速n=1500r.p.m，自冷）以與SC-3D型力控制器組成，磁粉離合器作為電動機的負荷。2試驗操作臺試驗操作臺由供電線路單元、四臺YHB-型微機保護單元、負荷調節(jié)單元、故障轉換與實驗選擇單元、儀表測量單元和短路故障模擬單元等組成。其中四臺“YHB-型微機保護裝置”代表四種不同的保護實驗裝置，分別為雙繞組變壓器保護裝置、母線保護裝置、接地選線裝置和電動機保護裝置。3無窮大系統(tǒng)無窮大電源由15kVA的自耦調壓器組成。通過

3、調整自耦調壓器的電壓可以改變無窮大母線的電壓。注意：試驗時，自耦調壓器的輸出電壓不能超過380V。操作時都必須先投入“電源開關”（向上扳至ON），此時反映各開關位置的綠色指示燈亮，同時四臺微機裝置上液晶均能正確顯示；在結束試驗時，必須斷開操作電源開關（向下扳至OFF）。應該特別指出，在進行試驗前，必須先閱讀本使用說明書，了解和掌握操作方法后，方可獨立地進行電力系統(tǒng)的試驗研究。第一章 實驗臺與附件說明1KDLZ-I饋電線路自動化綜合教學實驗一次系統(tǒng)簡介接地選線裝置母線保護裝置電動機保護裝置雙繞組變壓器保護裝置380V母線QF1QF2QF3QF4QF5QF5QF6QF7QF9M3220V母線母線I

4、段母線II段圖2 KDLZ-I實驗臺一次系統(tǒng)圖圖2為教學實驗臺一次系統(tǒng)圖，由圖可知一次系統(tǒng)由雙繞組變壓器、兩段母線、三條饋線、一臺電動機與轉換開關、控制開關組成。2KDLZ-I饋電線路自動化綜合實驗臺臺面元件說明實驗臺臺面布置如圖3所示。圖3 實驗臺臺面布置圖（1）YHB-型微機保護裝置四臺：分別為變壓器保護裝置、母線保護裝置、接地選線裝置和電動機保護裝置。臺面機箱上方文字和通電時液晶顯示可以區(qū)別各保護裝置。（2）空氣開關：用于整個臺體的電源控制。（3）合、分閘按鈕：QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7、QF8、QF9分別為線路上各模擬斷路器的合分閘按鈕。紅色按鈕亮為合，綠色

5、按鈕亮為分。（4）多功能表P1、P2、P3：分別用于測量380V母線電量、母線I段和母線II段的電量。（5）切換開關：SAV1（S1）用于選擇變壓器保護區(qū)外故障點。SAV2（S2）用于選擇母線保護I段和II段故障點。SAV3（S3）用于選擇饋線線路L1、L2、L3故障點。SAV4（S4）作為S1、S2、S3的試驗選擇，其中S1對應變壓器保護實驗，S2對應母線保護實驗，S4對應電動機實驗。S3用于作選線或非選線實驗。（6）故障選擇按鈕：由五個紅色帶鎖燈按鈕組成。“A相”、“B相”、“C相”、“N相”四個按鈕分別用于組合相間AB、BC、CA的短路或ABC三相短路，當為選線實驗時，則AN、BN、CN

6、組成接地故障。注：短路合閘時間不能超過10秒，否則將會導致設備損毀。（7）調節(jié)電動機電壓的調壓器：用于調節(jié)電動機機端電壓（輸入電壓），當每次電動機試驗完畢后，務必將調壓器歸零。注：在合上QF9后，電動機電壓調節(jié)才能對電動機機端電壓進行調節(jié)，當電動機剛啟動時，由于電動機的特性，啟動電流將會很大，所以在機端電壓升至100150V時需停頓一下，再將電壓升至額定。（8）電動機短路試驗點：是專為電動短路試驗劃定的界線，此界線實際電壓為150V左右，電動機進行短路試驗時，請不要超過此線，電動機短路實驗的電流很大，如果使用380V電壓做電動機短路實驗將會減短設備使用壽命，所以實驗中請務必按照說明書操作說明來

7、使用。（9）短路點位置指示：k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8：分別指示各個故障點位置。（10）力控制器使用說明QF9按鈕合閘前，請將手動旋鈕減至最小，合上QF9后，使用控制器時電源開關扳至“ON”，數(shù)碼管顯示點亮，且均為零。旋轉手動旋鈕可增加電動機負荷。注：手動旋鈕較為靈敏，旋動時應和數(shù)碼顯示配合，數(shù)碼管數(shù)值達0.19左右時即為過負荷時給出的激磁電流。第二章 實驗容1變壓器保護實驗操作（1）模擬變壓器正常運行方式實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；將所有轉換開關旋至“OFF”檔；將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2QF3（或QF4）、QF5、QF6

8、、QF7、QF8；讀取有關數(shù)據(jù)記錄于表1中；實驗完成后，使調壓器輸出電壓為0，斷開所有電源開關；對比計算值和實際值，分析誤差原因。表1 微機變壓器差動保護實驗數(shù)據(jù)記錄相電流方式高壓側電流/A低壓側電流/AA相B相C相A相B相C相A相B相C相A相B相C相計算值一次電流二次電流測量值一次電流二次電流誤差值一次電流二次電流注：多功能表P1讀取電流為高壓側一次電流，P2，P3讀取電流為低壓側一次電流。變壓器容量為5kVA，/Y-11接線方式，電壓為380V/220V，高壓側CT變比為7.5/5，接法Y。低壓側CT變比為24/5，接法。（2）模擬變壓器區(qū)故障實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開

9、關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV4”旋至“變壓器”檔；（注：其它轉換開關均選至“OFF”檔）將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2；將SAV1旋至“區(qū)”檔；在“故障選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則會合不上QF1、QF2。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。記錄實驗數(shù)據(jù)于表2-1-2。表2 微機變壓器區(qū)故障實驗數(shù)據(jù)記錄相電流

10、短 測量路類型高壓側低壓側一次二次一次二次A相B相C相A相B相C相A相B相C相A相B相C相ABBCABC整定值（3）模擬變壓器區(qū)外故障實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV4”旋至“變壓器”檔；（注：其它轉換開關均選至“OFF”檔）再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2；將SAV1旋至“區(qū)外”檔；在“故障選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次

11、實驗，否則會合不上QF1、QF2。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。記錄實驗數(shù)據(jù)于表3。表3 微機變壓器區(qū)外故障實驗數(shù)據(jù)記錄相電流方式高壓側電流/A低壓側電流/AA相B相C相A相B相C相A相B相C相A相B相C相計算值一次電流二次電流測量值一次電流二次電流誤差值一次電流二次電流（4）空載投入變壓器，檢查激磁涌流對保護的影響實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV4”旋至“變壓器”檔；（注：其它轉換開關均選至“OFF”檔）再將調壓器TM1從0升至380V；變壓器副方不接負載（QF2不合）；合模擬斷路器Q

12、F1，重復多次，觀察激磁涌流對保護的影響；改變速切保護的整定值，重復步驟6，觀察速切是否誤動；實驗完成后，使調壓器輸出電壓為0V，斷開所有電源開關。（5）改變差動保護制動特性對保護的影響實驗IcIk（Ires）Ipu.0IHD 圖7-8 差動保護制動特性AB微機變壓器差動保護制動特性如圖7-8所示，A點上、下移動，B點左右移動都可以改變動作區(qū)。因此在微機變壓器差動保護整定值中，通過改變A取值的大小可改變差動保護的最小起動值；通過改變B點取值的大小可改變B點。當B點最小值時，保護不易動作；當曲線的斜率小時，差動保護的動作最靈敏，斜率一般在0.250.5之間。實驗接線與實驗步驟與前面介紹的變壓器部

13、故障實驗過程完全一樣，只需要在每次之前將變壓器整定值根據(jù)實驗要求進行改變，實驗記錄表格也可使用前2個實驗同樣的格式，也可根據(jù)實際情況自行設計記錄表格。請通過改變Ipu.0（增加或減少）和IHD（增加或減少）在模擬變壓器部或外部短路的情況下觀察和分析差動保護的動作情況。2母線保護實驗操作（1）母線I段故障實驗操作：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV5”旋至“母線”檔；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔；再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7、QF8、QF9；將SAV2旋至“I段”檔；在“故障

14、選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則會合不上QF3、QF5。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。（2）母線II段故障實驗操作：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV5”旋至“母線”檔；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔；再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、

15、QF7、QF8、QF9；將SAV2旋至“II段”檔；在“故障選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則會合不上QF4、QF5。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。3接地選線實驗故障實驗（1）不同相別單相接地選線實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“選線”檔；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔。再將調壓器TM1從0升至380V；依

16、次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7、QF8；將SAV3旋至“L1”、“L2”、“L3”上任意一檔；在“故障選擇”模型上合上“A相”或“B相”或“C相”，再合上“N相”，然后合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路故障，保護動作指示燈亮后，松開短路操作開關。故障發(fā)生時，微機動作保護指示燈亮，但不跳閘，液晶屏顯示告警畫面，為SAV3所選線路，則接地選實驗完成。同時從液晶屏上記錄零序電流數(shù)據(jù)，并分析填寫表4。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則下次實驗將無法進行。信號復位后如果希望再次查詢近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。表4 不

17、同選線故障的零序電流記錄線路零序接地 電流故障類型L1L2L3ABCABCABCA相接地B相接地C相接地（2）模擬饋電線路短路故障實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“選線”檔；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔。再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6、QF7、QF8；將SAV3旋至“L1”、“L2”、“L3”上任意一檔；在“故障選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對

18、微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則會合不上QF4、QF5。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。4電動機綜合實驗（1）電動機相間短路保護實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV4”旋至“電動機”；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔。再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF9；再將調壓器TM2調至150V觀察電動機電壓表讀數(shù)。注意：a.在升壓過程中，需要緩慢調節(jié)調壓器，否則會因為電動機啟動電流而造成保護誤動；b.電動機的此項實驗電壓不可以超過15

19、0V，因為超過150V的短路電流非常大，會造成設備損毀。在“故障選擇”模型上選擇二相或三相故障短路點；以AB相間短路為例，即為合上“A相”、“B相”模擬短路按鈕。合上短路操作開關“短路”。模擬系統(tǒng)發(fā)生AB相間的短路故障，保護動作后，松開短路操作開關。對微機保護動作信號進行復位，才能進行下次實驗，否則會合不上QF9。信號復位后如果希望再次查詢最近8次的故障記錄，只需按機箱上的“畫面切換”即可查閱。記錄實驗數(shù)據(jù)于表5。表5 電動機相間短路實驗數(shù)據(jù)記錄相電流測量短路類型A相B相C相ABBCABC（2）電動機的低電壓保護動作實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔

20、，“SAV4”旋至“電動機”；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔。再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF9；再將調壓器TM2調至150V觀察電動機電壓表讀數(shù)；再調節(jié)調壓器TM2將電壓下降，觀察電動機電壓表，直至保護動作QF9跳開，記錄數(shù)據(jù)后，復位；實驗完成后關閉所有開關與電源。（3）電動機的過負荷保護實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；“SAV5”旋至“不選線”檔，“SAV4”旋至“電動機”；注：其它轉換開關均旋至“OFF”檔。再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF9；再將調壓器TM2

21、調至380V，觀察電動機電壓表讀數(shù)；注：調節(jié)過程必須緩慢進行。電動機工作至空載，此時把力控制器電源旋鈕調節(jié)到減小位置，電源開關拔至“ON”，數(shù)碼顯示亮且為0；增加激磁電流，即將旋鈕向增加方向旋動，直到電動機保護動作，QF9跳開，記錄實驗數(shù)據(jù)后復位；實驗完成后關閉所有開關與電源。（5）電流速斷保護靈敏度檢查實驗：將調壓器TM1調節(jié)至0V；合上電源空氣開關；所有轉換開關均旋至“OFF”檔；再將調壓器TM1從0升至380V；依次合上QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF9；將保護機箱過負荷保護退出。（方法見第三章微機保護的整定設置與說明）調節(jié)調壓器TM2至380V，此過程中會因為電動機起動特性

22、，造成電流速斷動作，記錄報警畫面數(shù)據(jù)后復位；實驗完成后關閉所有開關與電源。2-5 模擬變壓器與母線保護配合實驗2-6 母線與饋線線路保護配合實驗2-7 模擬變壓器、母線與饋線保護配合實驗2-8 備用電源自動投入實驗2-9 備用電源與饋電線路間保護配合實驗2-10 微機遠方通訊實驗第三章 微機保護的整定方法說明即將機箱上“+”“-”同時按下進入保護設定，用“”“”進行選項選擇，光標選至須修改參數(shù)位置時，通過“+”“-”按鈕，改變保護整定數(shù)值或狀態(tài)，當修改為所須數(shù)值或狀態(tài)時，按下“畫面切換”，再按“+”固化參數(shù)即可。 以下我各保護機箱顯示畫面示例。一、變壓器保護顯示畫面設置1整定值設置畫面通訊設置

23、地址號 XX 電流系數(shù) XXX 波特率 9600 速斷保護 OFF/ON時間 XX：XX：XX 速斷定值 XXX A差動保護 OFF/ON差電流 XXX A比率系數(shù) XXX制動電流 XXX A諧波系數(shù) XXX電流保護定值設置I段 II段保護投入 OFF/ON OFF/ON電流定值XXXAXXXA動作延時XXXSXXXS2正常運行顯示畫面正常運行信息高壓側 低壓側電流 Ia： XXX AXXX A Ib： XXX AXXX A Ic： XXX AXXX A3故障顯示畫面 （故障類型：例如：差動保護動作）保護動作時間 XX：XX：XX：XXX故障差流 Ia：XXX A Ib：XXX A Ic：XX

24、X A4裝置開機顯示畫面變壓器微機保護裝置 XX華大電自Tel：、電動機保護顯示畫面設置1整定值設置畫面電動機保護定值設置速斷過流 過負荷保護投入 OFF/ON OFF/ON OFF/ON電流定值XXXA XXXAXXXA動作延時XXXS XXXS XXXS低電壓保護OFF/ON 電壓定值 XXX V動作延時XXXS通訊設置地址號 XX 波特率 9600 時間 XX：XX：XX電流系數(shù) XXX電壓系數(shù) XXX說明：以上整定值的設置是根據(jù)對裝置的要求進行的。對電動機保護需要完成的實驗有：電動相間短路保護實驗；電流整斷保護靈敏度檢查實驗；電動機的過負荷實驗；電動機的低電

25、壓保護實驗；降壓啟動控制實驗。2正常運行顯示畫面 4裝置開機顯示畫面正常運行信息電動機微機保護裝置 XX華大電自Tel流 Ia：XXX A Ib：XXX A Ic：XXX A電壓 Uab：XXX V Ubc：XXX V Uca：XXX V3故障顯示畫面田 （故障類型：例如：過電流保護動作）保護動作時間 XX：XX：XX：XXX故障電流 A：XXX A B：XXX A C：XXX A（故障類型：例如：RAM故障）故障時間 XX：XX：XX：XXX三、接地選線裝置顯示畫面設置1整定值設置畫面零序電流保護定值設置I回線II回線III回線保護投入 OFF/ON OFF/ON

26、 OFF/ON電流定值XXXA XXXAXXXA動作延時XXXS XXXS XXXS通訊設置地址號 XX 波特率 9600 時間 XX：XX：XX 電流系數(shù) XXX電流保護II段定值設置I回線II回線III回線保護投入 OFF/ON OFF/ONOFF/ON電流定值XXXA XXXAXXXA動作延時XXXS XXXS XXXS電流保護I段定值設置I回線II回線III回線保護投入 OFF/ON OFF/ONOFF/ON電流定值XXXA XXXAXXXA動作延時XXXS XXXS XXXS2正常運行顯示畫面正常運行信息I回線II回線III回線電流 Ia：XXX AXXX AXXX A Ib：XXX

27、 AXXX AXXX A Ic：XXX AXXX AXXX AI0：XXX AXXX AXXX A3故障顯示畫面 （故障類型：例如：I回線接地故障）保護動作時間 XX：XX：XX：XXX故障電流 Ia：XXX A Ib：XXX A Ic：XXX A4裝置開機顯示畫面微機接地選線裝置 XX華大電自Tel： 027-678451715故障類型本裝置設置的故障類型有：I回線接地故障，II回線接地故障，III回線接地故障。四、母線保護裝置顯示畫面設置1整定值設置畫面母線保護定值設置I段 II段保護投入 OFF/ON OFF/ON電流定值XXXAXXXA動作延時XXXSXXXS通訊設置地址號 XX 波特

28、率 9600 時間 XX：XX：XX電流系數(shù) XXX說明：以上整定值的設置是根據(jù)對裝置的要求進行的。對母線保護需要完成的實驗有：I段母線故障保護實驗；II段母線故障保護實驗。2正常運行顯示畫面正常運行信息I段 II段電流 Ia： XXX AXXX A Ib： XXX AXXX A Ic： XXX AXXX A3故障顯示畫面 （故障類型：例如：I母線過流故障）保護動作時間 XX：XX：XX：XXX故障電流 Ia：XXX A Ib：XXX A Ic：XXX A4裝置開機顯示畫面微機母線保護裝置 XX華大電自Tel：：出廠默認參數(shù)值表表1 雙繞組變壓器保護序號液晶屏顯示整定值1電流調節(jié)系數(shù)1002速切保護投退選擇ON3差動保護投退選擇ON4電流段保護投退選擇ON5電流段保護