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工厂供电实验指导书 自动化与电气工程学院电气教研室 2014.2.26注意事项1、 实验要求两人或两人以上为1实验小组, 实验屏工作电压为交流380V.或220V。请同学们在做实验时注意安全。2、 实验前要检查所有的电源开关应在断开的位置上, 并要详细了解实验台的功能和接线位置。确定无误时才可接线。3、 接线时要认真仔细，接线完毕要由另人检查线路，确认无误后方可通电实验。4、 实验中不允许带电改变线路。调整参数时，要断开电源开关。实验中要人负责操作，另1人负责安全保护。 目录一 电磁型电流、电压和时间继电器的原理及性能测试 -3二 定时限过电流保护装置-7三 反时限过电流保护装置-10一 电磁型电流、电压和时间继电器的原理及性能测试一、实验目的了解电磁型电流继电器、时间继电器、中间继电器的工作原理、结构及参数测定。二、实验内容1、观察电流继电器、时间继电器、中间继电器的结构；2、 掌握电流继电器、时间继电器、中间继电器的参数测定方法。三、实验仪器DL型电流继电器 DS型时间继电器 DZ型中间继电器 电秒表 10电阻0-5A交流电流表 0-300V直流电压表 0-5A直流电流表 0-250v调压器 四、 实验步骤1、 观察继电器的结构。着重了解电磁系统的组成及动作原理。2、测定电流继电器的动作电流和返回电流。电流继电器实验接线如图1-1所示。 K1 K2-空气开关 YE-指示灯 KA-电流继电器 A-交流电流表 V-交流电压表 R-电阻 TY-调压器 图1-1 电流继电器实验接线图 电流继电器的动作电流和返回电流测试按图1-1进行。合上开关 K1 K2，调节调压器TY使电流 I由小到大逐渐增加，当继电器动合触点闭合（或动断触点断开）时流过继电器的最小电流称为继电器的动作电流Iop。当继电器流过的电流逐渐减小到某一值时，动合触点断开（或动断触点闭合），这个使继电器返回到初始位置的最大电流称为继电器的返回电流Ir。而返回系数Kr为 Kr = Ir / IopDL型电流继电器属过量继电器，返回系数不小于0.85。当大于0.9时，应注意继电器触点压力。以上过程重复做三次，实验数据填入表1-1中。计算每次的返回系数，取三次返回系数的平均值。表1-1 项 目第一次第二次第三次平均值动作电流(A)返回电流(A)返回系数 返回电流 Ir 总是小于动作电流 Iop。返回系数 Kr 总是小于1 。继电器质量愈好，返回系数 Kr 值愈高。 返回系数一般为 0.85。3、测定中间继电器的动作电压和返回电压。中间继电器实验接线图如图1-2所示： K1 K2- 空气开关 YE- 指示灯 V- 直流电压表 KM- 中间继电器 R- 调节变阻器 图1-2 中间继电器实验接线图实验时调节可变电阻R，使电压 V 由小到大逐渐增加，使中间继电器动作。继电器动作后断开开关 K1，保持可变电阻R不变，并再次快速合上K1。用 冲击法 给继电器加入电压，使衔铁完全被吸下时的最低电压称为动作电压值。然后调节可变电阻R，减小电压 V 使继电器的衔铁返回原始位置的最大电压值，即为返回电压值。实验数据填入表1-3中。重复做三次, 求平均值。表1-3 项 目第一次第二次第三次平均值动作电压(V)返回电压(V)中间继电器动作电压应为额定电压的70%以上。返回电压不应小于额定电压的5%。4、 测定时间继电器的动作电压、返回电压及动作时间。 动作电压和返回电压。时间继电器动作电压和返回电压实验接线如图1-3所示： K -空气开关 V- 直流电压表 KT- 时间继电器 R- 调节变阻器 图1-3 时间继电器动作电压和返回电压实验接线图实验时调节可变电阻R，使电压 V 由小到大逐渐增加，使继电器动作。继电器动作后断开开关 K，保持可变电阻R不变,并再次快速合上。对继电器用 冲击法 加入电压，使动铁芯完全被吸入时的最低电压称为动作电压。然后再减小电压， 使动铁芯返回原位的最高电压称为继电器的返回电压.实验数据填入表1-4中。重复做三次, 求平均值。表1-4 项 目第一次第二次第三次平均值动作电压(V)返回电压(V)测定动作时间。时间继电器实验接线图如图1-4所示： K1 K2 - 空气开关 V- 直流电压表 电秒表 KT- 时间继电器 R- 调节变阻器图1-4 时间继电器动作时间实验接线图 动作时间测定的目的是检查时间继电器的延时动作的准确程度，测定是在额定电压下，在时间继电器整定范围内取一整定时间值。实验数据填入表1-5中，测定三次动作时间.表1-5型号整定时间S实测时间S平均误差S 注：电秒表的使用方法。打开电源开关，选择开关选择到“双路输入”位置，按压电秒表清零按钮，这时电秒表以准备起动，当接通电秒表的“单”端子和“地”端子时，秒表起动并计时，当接通“双”端子和“地”端子时，秒表停止计时。电秒表显示的数值为继电器的动作时间。五、实验报告1、整理实验数据，并做出检验的结论。 2、整理回答实验中提出的问题。六、预习报告电磁型电流继电器、时间继电器、中间继电器的工作原理、结构。七、课堂讨论 当有3组学生完成实验后，暂停所有学生的实验，讨论实验过程遇到的问题和解决的方法，分析实验数据。二 定时限过电流保护装置一、实验目的了解定时限过电流保护装置和电流速断保护装置的动作原理，掌握定时限过电流、电流速断保护的设计及整定。二实验内容1、 认真阅读原理图2、定时限过电流保护装置动作特性测试3、 根据给定数据整定继电保护装置三、实验仪器DL型电流继电器 DS型时间继电器 10电阻DZ型中间继电器 05A交流电流表 电秒表四、实验步骤 1, 定时限过电流保护装置 认真阅读定时限过电流保护装置原理图,原理图2-1所示KT-时间继电器 YE-指示灯 KS-信号继电器 KM-中间继电器 TA1 TA2-电流互器 KA1 KA2-电流继电器 YTP-过电流脱扣器 QF-高压断路器图2-1 定时限过电流保护装置原理图 定时限过电流保护的动作原理：当线路d点发生短路时，流过线路的电流增大，当电流达到电流继电器的动作电流值时，电流继电器KA动作，继电器接点闭合，接通时间继电器KT 的线圈，经过延时后，接通中间继电器KM 的线圈，中间继电器的接点将断路器的跳闸线圈接通，断路器跳闸并切除故障。 定时限过电流保护装置动作特性，定时限过电流保护装置实验接线图如图2-2所示 TY-调压器 KA-电流继电器 KT-时间继电器 KM-中间继电器 R-电阻 K1，K2-空气开关 A-交流电流表 V-交流电压表 图2-2 定时限过电流保护装置实验接线图先将保护装置中电流继电器的动作电流值设定Iop为 2.4A。时间继电器的动作时限设定为2秒，先合上 K1，调节调压器TY 改变线路电流 I，使线路电流I=2.1A 后，拉开闸刀 K1。合上 K2，再快速合上 K1，用冲击法分别做出 I 为2.1A、2.4A、2.7A、3A时的动作时间。实验数据填入表2-1中表2-1动作电流2.1A2.4A2.7A3A动作时间注意分析当线路电流 I Iop时，定时限过电流保护装置动作状态。并根据表2-1记录的数据，分析并画出定时限过电流保护装置动作特性曲线It根据给定数据整定继电保护装置定时限过电流保护装置的整定。接线图如2-2。已知电流继电器的动作电流整定为Iop=2.4A，时间继电器的动作时限整定为2秒，当线路电流 I Iop（取I = 1.1Iop）,测定定时限过电流保护装置的动作时间，动作电流。以上实验重复做三次，实验数据填入表2-2中。计算出平均误差。表2-2123平均误差动作电流动作时间2、 自己设计速断电流保护装置速断电流保护装置的原理 当线路d点发生短路时，流过线路的电流剧增，当电流达到电流继电器的动作电流值时，电流继电器KA动作，继电器接点闭合，接通中间继电器KM 的线圈，中间继电器的接点将断路器的跳闸线圈接通，断路器跳闸并切除故障。 自己设计速断电流保护装置的整定实验接线图。参考实验接线图2-2 已知电流继电器的动作电流为Iop=2.4A，当线路电流IIop , I=Iop , IIop 时，测定保护装置的动作时间。以上实验重复做三次，观察保护装置动作状况，并记录动作时间。实验数据填入表2-3中.分析定时限过电流保护装置与电流速断保护装置的不同。注意分析掌握电流速断的原理。表2-3动作电流I2.4AI=2.4AI2.4A1 动作时间2 动作时间3 动作时间注：电秒表的使用方法。打开电源开关，选择开关选择到“双路输入”位置，按压电秒表清零按钮，这时电秒表以准备起动，当接通电秒表的“单”端子和“地”端子时，秒表起动并计时，当接通“双”端子和“地”端子时，秒表停止计时。电秒表显示的数值为继电器的动作时间。五、实验报告1、整理实验数据，画出定时限过电流保护装置特性曲线图。2、分析定时限过电流保护装置与电流速断保护装置的不同。六、预习内容1、什么是定时限过电流保护，什么是电流速断保护七、课堂讨论 当有3组学生完成实验后，暂停所有学生的实验，讨论实验过程遇到的问题和解决的方法，分析实验数据。三、 反时限过电流保护装置一、实验目的了解GL型过电流继电器的结构、动作原理；掌握GL型过电流继电器的测定方法及参数整定。二、实验内容1、观察继电器的结构2、测定继电器的特性3、 根据给定数据整定继电器三、实验仪器GL-15型过电流继电器 025A交流电流表 电秒表电阻器（8A、020） 单相调压器（5KV、220/0-250V）四、 实验步骤1、 观察继电器的结构。着重了解感应系统和电磁系统的组成及动作原理，了解什么是电流整定插销、瞬动电流倍数、蜗杆及扇形齿轮、继电器时限调节机构等。2、 认真阅读反时限过电流保护装置的原理图，反时限过电流原理图3-1所示。YTP-过电流脱扣器 KA1 KA1-过电流继电器 QF-断路器 QS-隔离开关 TY1 TY2-互感器图3-1 反时限过电流原理图反时限过电流保护采用GL型感应式过电流继电器，它是由两个系统组成，感应系统动作是有时限时，电磁系统动作是瞬时的，它具有反时限特性，动作时间与短路电流大小有关，短路电流越大，动作时间越小，短路电流越小，动作时间越大。3、 测定继电器的特性。、测定返回系数。返回系数测定实验接线图如图3-2所示。KA- GL-15电流继电器 R-电阻 TY-单相调压器 A-交流电流表 K1-闸刀开关图3-2 返回系数测定实验接线图先将继电器启动电流插销插在2A位置，合开关K1接通电源，调节单相调压器TY，使电流逐渐增加。当电流增加到某一数值时，蜗杆与扇形齿轮咬合，这个使蜗杆与扇形齿轮咬合的最小电流为继电器的启动电流Iop.蜗杆与扇形齿轮咬合后，扇形齿轮向上运动。当扇形齿轮的尾杆接近凸柄但又没有接触时，调节调压器TY使电流减小，直到蜗杆与扇形齿轮咬合脱开，此时的最大电流为继电器的返回电流Ir。以上过程重复做三次，数据填入表3-1中。计算每次的返回系数，求平均值。表3-1启动电流Iop(A)返回电流Ir(A)返回系数Kr (返回系数Kr=Ir/Iop,GL型继电器的返回系数为0.80.85)、测定延时特性。延时特性实验接线如图3-3所示。KA- GL-15电流继电器 R-电阻 TY-单相调压器 A-交流电流表SA1-启动按钮 SA2-停止按钮 KM1-交流触接器 KM2-中间继电器 K1,K2,K3-空气开关图3-3 延时特性实验接线图注：虚线内所示电路原理图，在盘内已接好，请自己分析。试验时，将电流继电器的启动电流整定插销插在2安位置，10秒动作电流时间调到4秒位置，瞬动电流调到4倍位置。试验步骤如下：（1） 合上开关 K2, 先将电流继电器线圈短路，（2） 合开关 K1 通电源，按启动按钮 SB1（绿色），接通电路，调节调压器TY使通过电路的电流值为3安（或15 Iop）记录此时电流。填入表3-2中（3） 按停止按钮 SB2（红色），再断开 K1 ，K2。（4） 将电秒表选择开关置于“双路输入”位置，按压电秒表“清零”按钮，使电秒表显示为“0”。电秒表已准备起动工作。（5） 合开关K1通电源，按启动按钮 SB1，过电流继电器开始工作, 继电器动作后,记录此时继电器的动作时间。并填入表3-2中重复上述操作步骤，分别做出通过电路的电流值为3安、4安、5安、6安、8安、10安、14安的继电器的动作时间。表3-2动作电流（安）瞬动电流倍数44444444动作时间（秒） (6)根据表3-2的测量数据，画出GL型过电流继电器的反时限特性曲线。t I4、根据给定数据整定继电器已知：继电器整定电流为 2A，瞬动电流倍数为4。要求：将继电器动作时限整定在继电器线圈电流为 5A ,其动作时限为 2 秒。试验方法，实验接线如图3-3所示。试验步骤如下：(1) 合上开关 K2, 先将电流继电器线圈短路。(2) 合K1通电源，按启动按钮 SB1（绿色），接通电路，调节调压器 TY 使通过电路电流值为5.0A。(3) 按停止按钮 SB2（红色），断开开关 K2, K1。(4) 改变继电器时限调节机构位置。使时限调节机构指针为 2秒。(5) 将电秒表选择开关置于“双路输入”位置，按压电秒表“清零”按