微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

.z---.--總結(jié)資料微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)電氣與電子工程學(xué)院微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)室華北電力大學(xué)2011年10月實(shí)驗(yàn)考前須知實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以穩(wěn)固和豐富已學(xué)到的理論知識(shí)，發(fā)現(xiàn)和探討實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的新問(wèn)題；培養(yǎng)實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；并能進(jìn)一步培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，為學(xué)生今后走上工作崗位打下良好根底。為保證實(shí)驗(yàn)正常順利進(jìn)展，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)遵循以下規(guī)定：1、實(shí)驗(yàn)前做好充分預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求、方法、和步驟。2、通電前，必須經(jīng)教師檢查電路接線(xiàn)，確認(rèn)無(wú)誤后，方可通電實(shí)驗(yàn)。3、保護(hù)計(jì)算機(jī)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，未搞清使用方法之前，不準(zhǔn)隨便使用。4、實(shí)驗(yàn)中要隨時(shí)注意現(xiàn)象的觀察，如果發(fā)生故障或異常，〔保險(xiǎn)熔斷，表計(jì)指示不正常，電路出現(xiàn)冒煙等〕必須立即斷開(kāi)電源,并告知教師。5、對(duì)違反操作規(guī)定以及損壞儀器、設(shè)備、工具和元器件者應(yīng)檢查原因，對(duì)情節(jié)嚴(yán)重者，還要按學(xué)校有關(guān)規(guī)定進(jìn)展賠償。6、要始終保持實(shí)驗(yàn)室安靜和整潔，不得在室內(nèi)喧嘩、打鬧、隨意走動(dòng)。7、實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)先斷開(kāi)各儀器電源開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上電源開(kāi)關(guān)。把所有儀器設(shè)備、導(dǎo)線(xiàn)、座位等歸位，整理就緒，清掃后經(jīng)允許才能離開(kāi)。目錄一、微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)一二、微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)一、微機(jī)保護(hù)根本原理實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹?shù)字式線(xiàn)路保護(hù)裝置硬件根本構(gòu)成。掌握數(shù)字式線(xiàn)路保護(hù)裝置安裝調(diào)試方法。2、CSL—161B數(shù)字式線(xiàn)路保護(hù)裝置簡(jiǎn)介：本裝置是以微型計(jì)算機(jī)為核心構(gòu)成的以距離保護(hù)為重點(diǎn)的微機(jī)保護(hù)裝置。用于110KV輸電線(xiàn)路，具有閉鎖式高頻距離和高頻零序方向保護(hù)、三段相間距離、三段接地距離、四段零序方向電流保護(hù)及三相一次重合閘。本裝置的硬件主要由以下局部構(gòu)成:１〕交流插件〔AC〕:本插件將系統(tǒng)電壓互感器、電流互感器二次側(cè)強(qiáng)電信號(hào)變換成保護(hù)裝置所需的弱電信號(hào)，同時(shí)起隔離和抗干擾作用。本插件設(shè)有九個(gè)模擬量輸入變壓器〔TV及TA〕，分別用于三相電壓、三相電流、3U0、3I0〔或I*〕及重合閘檢同期用的線(xiàn)路抽取電壓U*。2〕模數(shù)變換插件〔VFC〕：本插件共有九路電路構(gòu)造完全一樣的電壓頻率變換器，分別將交流插件輸出的五路電壓和四路電流變換成脈沖頻率隨輸入模擬量幅值大小變化的脈沖量，并經(jīng)快速光耦光電隔離后送至CPU系統(tǒng)中的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。３〕保護(hù)CPU插件：是整套保護(hù)裝置核心局部。本插件所用單片機(jī)的總線(xiàn)不引出，片內(nèi)包括了裝置所要求的各種外設(shè)功能邏輯。其上配有存放工作程序的只讀存儲(chǔ)器〔ＲＯＭ〕，由于單片機(jī)內(nèi)無(wú)，因而在片外設(shè)置了一片串行，利用CPU的兩根I/O線(xiàn)相連，一根作串行數(shù)據(jù)線(xiàn)〔SD〕，另一根作串行時(shí)鐘線(xiàn)〔SC〕，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。本裝置的單片機(jī)片內(nèi)設(shè)有兩個(gè)串行通訊口〔UART0及UART1〕，UART0用于同裝在面板上的人機(jī)對(duì)話(huà)CPU通訊。UART1則留作備用。４〕繼電器插件〔RELAY〕：用于開(kāi)關(guān)量輸出。開(kāi)出分成兩種，一種是用于驅(qū)動(dòng)出口及信號(hào)繼電器的，此種開(kāi)出的+24伏電源都是經(jīng)過(guò)繼電器插件告警繼電器常閉接點(diǎn)閉鎖的；另一種用于驅(qū)動(dòng)告警繼電器，其+24伏電源是不經(jīng)過(guò)閉鎖的。本裝置設(shè)有兩路告警，稱(chēng)告警Ⅰ和告警Ⅱ，告警Ⅰ用于檢測(cè)到必須閉鎖本CPU開(kāi)出的致命異常狀況時(shí)，告警Ⅱ用于不需閉鎖開(kāi)出的情況。５〕電源插件〔POWER〕：本插件為直流逆變電源插件。直流220V和110V電壓經(jīng)抗干擾濾波回路輸入，利用逆變?cè)磔敵霰狙b置需要的三組直流電壓，即5V、±15V及24V。６〕人機(jī)對(duì)話(huà)板〔MMI〕：用于輸入輸出管理，如：數(shù)據(jù)顯示、打印，定值管理等。設(shè)有11個(gè)多功能的I/O線(xiàn)可以完成多種功能，本裝置面板上設(shè)有六個(gè)鍵和一個(gè)液晶顯示器。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：保護(hù)裝置根本調(diào)試。4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：4．1、裝置通電檢查在通電檢查時(shí)請(qǐng)注意：a)通電情況下絕不允許插拔插件。b)電源接線(xiàn)正確：MMI板與邏輯繼電器插件相連的扁平電纜方向正確，才允許通電。圖〔一〕CSL—161B數(shù)字式線(xiàn)路保護(hù)裝置外部端子圖整機(jī)通電檢查:根據(jù)圖〔一〕，給保護(hù)裝置接直流220V工作電源〔DC220V端子或*=3535、*42號(hào)端子〕。注意：1、經(jīng)教師檢查接線(xiàn)以后才能合閘！2、關(guān)于本裝置的人—機(jī)對(duì)話(huà)功能請(qǐng)參閱附錄=2\*ROMANII裝置正常工作表現(xiàn)為：a)面板上工作指示綠色燈亮、其它指示燈滅。b)LCD第一行顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，第二行輪流顯示各模擬量的測(cè)量值及保護(hù)壓板和定值區(qū)號(hào)等有關(guān)信息〔當(dāng)KG2中相應(yīng)位置1時(shí)〕，無(wú)報(bào)警信號(hào)，則根本上可確定裝置已處于正常工作狀態(tài)。4．2、裝置調(diào)試、整定時(shí)間日期：a)在LCD的一級(jí)菜單中選CLK,按<SET>鍵，LCD顯示時(shí)間和日期，用選擇鍵將日期和時(shí)間調(diào)整好，按<SET>鍵確認(rèn)。b)按<Q>鍵使LCD回到正常狀態(tài)，觀察顯示的日期和時(shí)間是否正確。c)拉掉電源幾分鐘，然后合上，檢查顯示的日期和時(shí)間是否正確。4．2．2、開(kāi)入量檢查：使人機(jī)對(duì)話(huà)功能進(jìn)入VFC-VI-DI子菜單，給各開(kāi)入量輸入端子分別加上+24V電壓〔與端子相連〕，此時(shí)，LCD應(yīng)有相應(yīng)開(kāi)入端子號(hào)的顯示“DI：ΧΧ〞。否則，檢查開(kāi)入量的電路或光隔芯片。開(kāi)入端子號(hào)見(jiàn)表1表1開(kāi)入端子*19*20*23*24*25功能距離/過(guò)流投入零序投入定值3定值2定值14．2．3、開(kāi)出傳動(dòng)試驗(yàn)：利用面板上的人機(jī)對(duì)話(huà)功能，〔或運(yùn)行PC機(jī)調(diào)試軟件〕,使人機(jī)對(duì)話(huà)功能進(jìn)入CTL-DOT-CPU號(hào)開(kāi)出量編號(hào)傳動(dòng)，LCD顯示“DOT-NO：00”，按選擇鍵，根據(jù)表3所列的開(kāi)出功能的編號(hào)，輸入編號(hào)，并設(shè)置密碼后，在按<SET>，則裝置相應(yīng)的保護(hù)及重合閘動(dòng)作，LCD顯示“SUCCESSTESTOUPUT〞，LCD的保護(hù)動(dòng)作和重合閘動(dòng)作信號(hào)燈亮，運(yùn)行監(jiān)視燈閃光，相應(yīng)接點(diǎn)動(dòng)作，可用萬(wàn)用表測(cè)試接點(diǎn)閉合情況。按復(fù)歸按鈕退出試驗(yàn)。如輸入01、02編號(hào)時(shí)，LCD表3編號(hào)開(kāi)出功能應(yīng)亮的信號(hào)燈接點(diǎn)動(dòng)作情況01保護(hù)動(dòng)作調(diào)閘出口保護(hù)動(dòng)作*34--41,*31--3202保護(hù)動(dòng)作合閘出口重合閘動(dòng)作*34—*404．2．4、零漂檢查：裝置各交流端子均開(kāi)路，利用面板上的人機(jī)對(duì)話(huà)功能，〔或運(yùn)行PC機(jī)調(diào)試軟件〕,使人機(jī)對(duì)話(huà)功能進(jìn)入VFC-DC菜單，在LCD上逐項(xiàng)顯示各模擬量輸入通道的零點(diǎn)漂移值，要求在-0.2—+0.2〔5A額定值〕*圍，如不滿(mǎn)足，可以調(diào)節(jié)VFC插板上的調(diào)零電位器，RW2n(n=1—9)。將各值填入表表4：?jiǎn)挝唬簃vIaIbIcUaUbUc4．3裝置測(cè)試：實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)如圖〔二〕。圖〔二〕實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)4．3．1、電流電壓刻度檢查：·試驗(yàn)前將控制字段KG1的D15置“0〞，即將<模擬量輸入自檢、PT、CT斷線(xiàn)檢查〉退出?！ぐ磮D接線(xiàn)，然后請(qǐng)教師檢查接線(xiàn)。·按附錄有關(guān)章節(jié)所述，翻開(kāi)測(cè)試儀?！ぴ跍y(cè)試儀人-機(jī)對(duì)話(huà)界面設(shè)置各量?！y(cè)試方法見(jiàn)附錄Ⅰ有關(guān)章節(jié)〔建議用手動(dòng)試驗(yàn)或變頻實(shí)驗(yàn)〕a)、將電流回路順極性串聯(lián)，通入額定電流，使人機(jī)對(duì)話(huà)功能進(jìn)入VFI—VI—子菜單，觀察LCD顯示的有效值，要求與設(shè)置輸入電流值相差不大與±3%。如不滿(mǎn)足，可以調(diào)節(jié)VFC插板上的相應(yīng)電位器，RW1n(n=1—4)。將數(shù)據(jù)分別記錄到表5。b)、將電壓回路同極性并聯(lián)，加上額定電壓〔V〕。使人機(jī)對(duì)話(huà)功能進(jìn)入VFI—VI—子菜單，在LCD上逐項(xiàng)顯示的有效值，要求與設(shè)置輸入電壓值相差不大與±3%。如不滿(mǎn)足，可以調(diào)節(jié)VFC插板上的相應(yīng)電位器，RW1n(n=5—5)。將數(shù)據(jù)分別記錄到表5表5輸入電流5ALCD顯示數(shù)據(jù)IaIbIc3I0輸入電壓VLCD顯示數(shù)據(jù)UaUbUc3U04．3．2、電壓、電流線(xiàn)性度檢查：實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)如圖〔二〕。a)在電流回路，每一相分別通入8A、5A、2A、1、0.4A電流，觀察LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將Ia、Ib、Ic、3I0b)在電壓回路分別參加電壓75V、60V、50V、10V、5V、1V、0.4V，觀察LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將及Ua、Ub、Uc、3U0數(shù)據(jù)記錄表6表6輸入電流85A2A10.4ALCD顯示IaLCD顯示IbLCD顯示IcLCD顯示3I0輸入電壓75V50V5V1V0.4VLCD顯示UaLCD顯示UbLCD顯示UcLCD顯示3U0要求：電壓通道：80V—5V，誤差不大于2%，其它不大于10%電流通道：10A—24．3．3、濾波功能實(shí)驗(yàn)a)電流回路輸入基波電流3A,諧波電流分別選擇三次，五次，七次；諧波含量30%，諧波相位全部為零，觀察LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將及Ia、Ib、Ic、數(shù)據(jù)記錄表7b)電壓回路輸入基波電壓30V,諧波電壓分別選擇三次，五次，七次；諧波含量分30%，諧波相位全部為零，觀察LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將及Ua、Ub、Uc、數(shù)據(jù)記錄表8表7基波電流3A三次諧波含量30%五次諧波含量30%三七次諧波含量30%LCD顯示IaLCD顯示IbLCD顯示Ic表8基波電壓30V三次諧波含量30%五次諧波含量30%三七次諧波含量30%LCD顯示UaLCD顯示UbLCD顯示Uc注意：測(cè)試完畢，使測(cè)試儀出于退出工作狀態(tài)〔工作狀態(tài)指示燈滅〕！實(shí)驗(yàn)二、微機(jī)保護(hù)阻抗測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模薄呈煜のC(jī)保護(hù)裝置阻抗測(cè)量原理2〕熟悉微機(jī)保護(hù)裝置模擬短路故障試驗(yàn)的方法二、實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證型三、實(shí)驗(yàn)儀器CSL-161型數(shù)字式線(xiàn)路保護(hù)裝置；MRT-2000多功能繼電保護(hù)測(cè)試儀。四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1、利用保護(hù)安裝處測(cè)量電壓和測(cè)量電流的比值，到達(dá)阻抗測(cè)量目的，對(duì)于輸電線(xiàn)路，由于，所以還能反映短路點(diǎn)到保護(hù)安裝處的距離，因此，通常也稱(chēng)為距離保護(hù)。其中，-線(xiàn)路單位長(zhǎng)度正序阻抗，-短路點(diǎn)的距離。2、接地距離保護(hù)接線(xiàn)方式介紹：對(duì)于接地距離保護(hù)，故障環(huán)路為相-地，。-保護(hù)安裝處母線(xiàn)相電壓；-故障相電流；-故障相零序電流；-保護(hù)安裝處至故障點(diǎn)之間阻抗，-零序電流補(bǔ)償系數(shù)，，或,對(duì)于110KV電壓等級(jí)線(xiàn)路，一般。3、相間距離保護(hù)接線(xiàn)方式介紹：對(duì)于相間距離保護(hù)，故障環(huán)路為相-相，以AB相短路為例，。對(duì)于三相短路故障，五、實(shí)驗(yàn)步驟1、單相接地阻抗測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)見(jiàn)圖〔一〕，利用繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出單相電壓、電流信號(hào)，觀察保護(hù)裝置LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將、、數(shù)據(jù)記錄表1、表2、表3表1A相電壓幅值10VA相電流幅值2A相位差0°45°90°135°180°225°270°315°/R+j*表2B相電壓幅值10VB相電流幅值2A相位差0°45°90°135°180°225°270°315°/R+j*表3C相電壓幅值10VC相電流幅值2A相位差0°45°90°135°180°225°270°315°/R+j*圖〔一〕實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)2、三相短路阻抗測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)見(jiàn)圖〔一〕，利用繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出三相電壓、電流信號(hào)，觀察保護(hù)裝置LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將、、數(shù)據(jù)記錄4。表4電壓幅值5V電流幅值5A相位差0°45°90°135°180°225°270°315°/R+j*/R+j*/R+j*3、單相接地故障阻抗測(cè)量抗諧波干擾實(shí)驗(yàn)〔新測(cè)試儀〕實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)見(jiàn)圖〔一〕，利用繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出單相電壓〔含諧波〕、電流〔含諧波〕信號(hào)，觀察保護(hù)裝置LCD的顯示，對(duì)應(yīng)每個(gè)量，將數(shù)據(jù)記錄5。表5A相電壓幅值工頻電壓5V，三次諧波電壓2.5V,與工頻電壓同相A相電流幅值工頻電流5A，三次諧波電流2.5A,與工頻電流同相相位差0°45°90°