常規(guī)繼電保護實驗教案1

常規(guī)繼電保護實驗教案長沙理工大學(xué)備課紙

《繼電愛護原理》（001894）試驗教學(xué)方案

2022/2022學(xué)年第一學(xué)期電氣04級-1,2,3,4教學(xué)班

張艷平

一、繼電愛護的任務(wù)與作用原理

電力系統(tǒng)中發(fā)生故障和消失不正常運行狀況時，系統(tǒng)正常運行遭到破壞，以致造成對用戶的停頓供電或少供電，有時甚至破壞設(shè)備。

為了預(yù)防事故或縮小事故范圍，提高電力系統(tǒng)運行的牢靠性，最大限度地保證向用戶安全連續(xù)供電，在電力系統(tǒng)中，必需有特地的繼電愛護裝置。

繼電愛護裝置必需能正確區(qū)分被愛護元件是處于正常運行還是發(fā)生故障，必需能正確區(qū)分被愛護元件是處于區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，愛護裝置要實現(xiàn)這些功能，需要依據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后電氣物理量發(fā)生變化的特征為根底來構(gòu)成。例如：

（1）依據(jù)短路故障時電流的增大，可構(gòu)成過電流愛護；（2）依據(jù)短路故障時電壓的降低，可構(gòu)成低電壓愛護；

（3）依據(jù)短路故障時電流與電壓之間相角的變化，可構(gòu)勝利率方向愛護；

?U?（4）依據(jù)短路故障時電壓與電流比值（Z?）的變化，可構(gòu)成距離愛護；

?I（5）依據(jù)故障時，被愛護元件兩端電流相位和大小的變化，可構(gòu)成差動愛護；（6）依據(jù)不對稱短路時，消失的電流、電壓的相序重量，可構(gòu)成零序電流愛護，負序電流愛護及零序和負序功率方向愛護等等。

二、繼電愛護的組成

繼電愛護實質(zhì)上是一種自動掌握裝置，依據(jù)掌握過程信號性質(zhì)的不同，可以分為模擬型和數(shù)

字型兩大類。多年來應(yīng)用的常規(guī)繼電愛護裝置都屬于模擬型，而70年月進展的計算機愛護則屬于數(shù)字型，雖然這兩類愛護的實現(xiàn)方法和構(gòu)成各不一樣，但其根本原理是一樣的。繼電愛護依據(jù)被愛護的對象不同，又分為元件愛護和線路愛護兩類。元件愛護指發(fā)電機、變壓器、母線和電動機等元件的愛護；線路愛護指電力網(wǎng)及電力系統(tǒng)中輸電線路的愛護。

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繼電愛護的構(gòu)成方式雖然許多，但一般均由測量回路、規(guī)律回路和執(zhí)行回路三局部組成，其方框圖如圖1-2-1所示，測量回路1的作用是測量被愛護設(shè)備物理量（如電流、電壓、功率方向）的變化，以確定電力系統(tǒng)是否發(fā)生故障和不正常工作狀況，然后輸出相應(yīng)的訊號至規(guī)律回路。規(guī)律回路2的作用是依據(jù)測量回路的輸出訊號進展規(guī)律推斷，以確定是否向執(zhí)行回路發(fā)出相應(yīng)的訊號。執(zhí)行回路3的作用是依據(jù)規(guī)律回路的推斷執(zhí)行愛護的任務(wù)，跳閘或發(fā)出信號。

被測物理量1

23跳閘或信號圖1-2-1繼電愛護的方框圖

現(xiàn)以電磁型過流愛護為例來說明繼電愛護裝置的組成和作用原理。

圖1-2-1示出其單相原理圖。電力系統(tǒng)正常運行時測量回路（電流繼電器KA的線圈回路）流過的是負荷電流，繼電器KA的接點不閉合，沒有輸出訊號至規(guī)律回路（時間繼電器KT的線圈回路），斷路器不會跳閘。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，測量回路的電流增大，電流繼電器KA的接點閉合，接通規(guī)律回路，經(jīng)規(guī)律推斷（此電路為延時推斷）后，時間繼電器的接點閉合，接通執(zhí)行回路（信號繼電器KS的線圈），經(jīng)過中間繼電器KM使斷路器跳閘。

TQ-+KA發(fā)信號+KT+KS+KM--

圖1-2-1電磁型線路過流愛護的單相原理圖

由圖1-2-1可以看到：

（1）電磁型繼電愛護是由若干個不同功能的繼電器組合而成的。例如，用電流繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器可以組合成電流愛護，用電流、低壓、時間、信號等繼

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電器可以組合成低壓閉鎖過流愛護。同樣，用阻抗繼電器、差動繼電器和時間、中間、信號等繼電器的組合，可以構(gòu)成距離愛護、差動愛護等。

（2）全部電磁型繼電器都具有可動的接點，繼電器是否動作，簡單看到，對于繼電愛護的初學(xué)者，易于理解承受，因此，機電型繼電器經(jīng)常被作為繼電愛護的根底教學(xué)內(nèi)容進展講授。

三、電力系統(tǒng)繼電愛護原理試驗課程目的

鑒于電力系統(tǒng)繼電愛護課程是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)、電力系統(tǒng)與自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)課程，是一門理論性較強，且技能操作力量要求較高的必修課。繼電愛護試驗課程旨在通過試驗來加深理論學(xué)問的熟悉，培育操作技能，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維和科研力量。由于該試驗課程不作為獨立開設(shè)的專業(yè)試驗課，試驗教學(xué)過程必需跟隨理論課教學(xué)進度，并以復(fù)習(xí)與試驗相關(guān)的學(xué)問點和介紹試驗操作為重點，使學(xué)生獨立完成試驗內(nèi)容。試驗采納“TQDB-III多功能微機愛護與變電站綜合自動化試驗培訓(xùn)系統(tǒng)”為主要試驗裝置，本科試驗教學(xué)內(nèi)容以繼電愛護元件特性和局部整組模擬愛護為主，結(jié)合介紹簡潔電力系統(tǒng)狀態(tài)了解愛護元件的根本調(diào)試方法。

二、繼電愛護試驗課程實現(xiàn)方式及主要內(nèi)容

繼電愛護試驗室經(jīng)過更新建立，新增了十臺“TQDB-III多功能微機愛護與變電站綜合自動化試驗培訓(xùn)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)采納集成式、開放式的設(shè)計思路，掩蓋了多個專業(yè)多門課程，適合電力系統(tǒng)、電氣類、自動化類、電工類專業(yè)學(xué)生進展討論性、綜合性、設(shè)計性、開放性試驗，以及課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及創(chuàng)新設(shè)計。尤其在電氣專業(yè)本科繼電愛護試驗教學(xué)和計算機愛護試驗教學(xué)方面具有以下特點：

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1、試驗系統(tǒng)采納TQWX-II微機型繼電愛護信號發(fā)生裝置供應(yīng)高精度試驗信號，省去了傳統(tǒng)試驗系統(tǒng)中的調(diào)壓器、移相器、滑線電阻和測量儀表。試驗接線簡潔明確，常規(guī)繼電器和數(shù)字式繼電器特性試驗集成，可分別進展自動或手動測試方式，能在PC機屏幕上直觀的顯示坐標描點和繪制繼電器特性曲線全過程以及試驗數(shù)據(jù)的獵取。

2、試驗臺面板上具有成組微機愛護試驗的接線圖，學(xué)生在面板上進展微機愛護裝置與電流、電壓及出口信號的連接，在上位機界面上設(shè)置故障類型和故障點，可在接線圖上手動或在上位機界面中執(zhí)行短路操作，并觀看動態(tài)的試驗現(xiàn)象

3、系統(tǒng)附帶原理講解和操作說明，可以幫忙學(xué)生在加深理解試驗原理的根底上熟識試驗過程，到達良好的試驗效果

本學(xué)期主要試驗內(nèi)容有：（按教學(xué)打算試驗課時為8課時4個試驗。）試驗一、DL-31電磁型電流繼電器、DY-36電壓繼電器特性檢驗、

三段式電流愛護模擬試驗（微機型）

試驗二、DG-11整流型功率方向繼電器特性試驗試驗三、LZ-21整流型方向阻抗繼電器特性試驗試驗四、LCD-4型差動繼電器特性試驗三、試驗教學(xué)重點和難點一）教學(xué)重點

1、電力系統(tǒng)繼電愛護的作用，繼電愛護裝置的組成和根本任務(wù)；1、電磁式電流繼電器和電壓繼電器的根本構(gòu)成和動作原理；

2、三段式電流愛護模擬短路試驗中的短路電流計算，把握速斷，限時速斷、

過電流愛護的整定計算方法；

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3、功率方向電流愛護的裝設(shè)原則和雙側(cè)電源電力系統(tǒng)愛護配置的分析以及

繼電器的動作特性測試；

4、整流型阻抗繼電器內(nèi)部構(gòu)造介紹和測試；

5、LCD-4型電力變壓器差動繼電器制動特性的測試以及分析；二）教學(xué)難點

1、學(xué)生對繼電愛護理論學(xué)問和電力系統(tǒng)、發(fā)電廠二次局部等相關(guān)課程學(xué)問把握的程度以及理論聯(lián)系實際的力量不同，要求做模擬試驗時理解被愛護對象和愛護的關(guān)系，并在學(xué)會初步的愛護整定計算的根底上做試驗最好。

2、試驗室新設(shè)備系統(tǒng)比擬簡單，操作過程中要熟識使用方法并留意設(shè)備和人身安全。

3、該課程教學(xué)課時少，試驗內(nèi)容多，試驗時間的安排比擬緊急。四、試驗方法

以學(xué)生動手操作為主，利用系統(tǒng)附帶原理講解和操作說明指導(dǎo)學(xué)生獨立完成試驗。

五、教學(xué)用具：

每組一套“TQDB-III多功能微機愛護與變電站綜合自動化試驗培訓(xùn)系統(tǒng)”含微機愛護裝置、微機愛護測試儀、常規(guī)繼電器，及相關(guān)軟件。六、教學(xué)過程：

跟隨理論課教學(xué)進度，遵循試驗教學(xué)打算，依次進展電流電壓愛護和方向電流愛護，距離愛護阻抗元件，變壓器愛護差動繼電器的試驗。七、考核要求：

試驗成績占繼電愛護課程總成績的20