电力系统继电保护与装置综合训练学生姓名： 学号：系 部： 自动化专 业： 电气工程及其自动化指导教师：2019年9月实验一、直流屏一、系统原理图及工作原理1.系统原理图2.接线图3.工作原理：直流屏电力操作电源系统由交流配电部分、整流部分、直流馈电部分、监控部分组成。

其中交流配电部分主要由交流配电单元组成。

整流部分由充电模块和隔离二极管组成。

直流馈电部分由降压硅链、绝缘检测、合闸分路和控制分路组成，监控部分由监控模块和配电监控组成。

系统交流输入正常时，两路交流输入经交流切换控制电路选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。

充电模块将三相交流电转换为220V或110V的直流，经隔离二极管隔离后并联输出，一方面给电池充电，另一方面通过合闸分路和控制分路给负载提供正常的直流电源。

交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，由电池通过合闸分路和控制分路给负载供电。

交流输入恢复正常以后，充电模块对电池充电。

监控部分采用集散方式对系统进行监测和控制。

充电柜、馈电柜的运行参数和充电模块运行参数分别由配电监控电路和充电模块内部的监控电路采集处理，然后通过串行通讯口把处理后的信息上报给监控模块，由监控模块统一处理后，显示在液晶屏上。

二、各元器件功能及其作用1.电流表：检测控制回路输出电流的大小。

2.控母电压表：检测输出控制母线电压的大小。

3.电池电压表：检测蓄电池电压的大小。

4.转换开关：控制线路的转换、电压表、电流表的换相测量控制。

5.整流模块：将交流电变成直流电再进行输出。

6.监控器：用于显示监控模块的处理参数。

7.交流进线开关：控制交流电的输入。

8.充电开关：控制充电模块给蓄电池充电。

9.指示灯：显示各个元件的开关、运行状态。

10.控制馈出开关：控制控制回路的直流输出。

11.交流馈出开关：控制交流电的输出。

12.避雷器：防止过电压入侵。

13.绝缘检测单元：接受主监控发出的告警上下限，检测并发出母线对地电压值、对地电阻值信息。

14.漏电流传感器：用于直流及交流供电系统的母线及各支路绝缘情况的实时监测。

15.电池巡检单元：对电源系统蓄电池进行实时、完善的在线检测与管理。

16.降压硅链：检测母线电压，并与设定值比较，当母线电压高于（低于）设定值的上限（下限）时，控制器发出信号，驱动执行继电器。

三、直流屏平面布置图KM：直流控制开关KC：交流控制开关实验二、备自投一、备自投的方式有几种？绘制每种自投方式的系统主接线图并阐述工作原理共有6中工作方式。

自投方式1工作原理：正常工作时，进线1运行，进线2备用，即1DL,3DL在合位，当进线1因电源故障或其他原因被断开后，进线2备用电源自动投入，并且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了方式1自投的充电过程。

只有在充电完成后才允许自投。

方式1充电完成后在主屏的备投充电标志区显示1标志。

自投方式2工作原理:正常工作时，进线2运行，进线1备用，即2DL.3DL 在合位，1DL在分位；当进线2因电原故障或其它原因被断开后，进线1备用电源自动投入，且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了方式2自投的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。

方式2充电完成后在主屏的备投充电标志区显示2标志。

自投方式3工作原理:正常工作时，两段母线分列运行，每条进线各带一段母线，3当进线1电源因故障或其它原因被1断开后，分段开关自动投入，且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了方式3自投的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。

方式3充电完成后在主屏的备投充电标志区显示标志，如果此时方式4也充电完成则显示标志。

自投方式4工作原理：正常工作时，两段母线分列运行，每条进线各带一段母线，当进线2电源因故障或其它原因被断开后，分段开关自动投入，且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了方式4自投的充电过程，只有在充电完或后才允许自投。

方式4充电完成后在主屏的备投充电标志区显示4标志,如果此时方式3也充电完成则显示1标志。

自投方式5工作原理:正常工作时，进线1运行，进线2备用。

当进线1因电源故障或其它原因被断开后，进线2备用电源自动投入，且只允许动作一次。

为了满足这个要求，设计了方式5自投的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。

方式5充电完成后在主屏的备投充电标志区显示5标志。

自投方式6工作原理:正常工作时，进线2运行，进线1备用。

当进线2因电源故障或其它原因被断开后，进线1备用电源自动投入，且只允许动作-一次。

为了满足这个要求，设计了方式6自投的充电过程，只有在充电完成后才允许自投。

方式6充电完成后在主屏的备投充电标志区显示6标志。

二、阐述备自投保护实验屏各部分元器件的功能和作用1.电压互感器：测量进线端电压。

2.隔离开关：在投退进线段时起隔离电源的作用。

3.电流互感器：将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量。

4.1#进线断路器：通断1#进线。

5.2#进线断路器：通断2#进线。

6.联络断路器：通断1#母线与2#母线的联系。

7.PT柜：检测母线电压和实现保护功能。

三、每种自投方式的主接线图方式1,2系统主接线图（1） 方式3,4系统主接线图方式1,2系统主接线图（2）方式5,6主接线图三、无功功率补偿一、电容器进行无功功率补偿的原理电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。

其无功补偿的原理是把具有容性负荷的装置与感性负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。

这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，电网中的变压器和输电线路的负荷降低，从而输出有功能力增加。

在输出一定有功功率的情况下，供电系统的损耗降低。

二、电容柜原理图并简述其工作原理1. 电容柜原理图2.接线图3.工作原理用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。

当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。

电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。

电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源。

三、电容柜元器件及其作用1.熔断器：对短路电流和过载提供保护2.热继电器：当电容电流过大时控制接触器断开电容，达到保护电容的目的。

3.交流接触器：控制电器的自动切换进行补偿，限制涌流。

4.转换开关：电容补偿手动/自动之间以及工业/试验电容之间的互相切换。

5.电流互感器：用于三相电流的取样6.交流电流表：用于测量三相电流的大小7.信号灯：用于显示当前电容投切路投入状态。

8.功率因素表：对功率因素进行测量。

9.无功补偿控制器：补偿无功功率，提高电能质量，降低损耗，同时提供配电运行数据。

四、常规继电保护实训屏一、各种继电器型号、结构、工作原理、使用方法1、根据分类方法不同，常用的继电器有下列几类（1）按动作原理分有：电磁型、感应型、电动型、晶体管型继电器。

（2）按测量的参量分有：电流型、电压型、功率型、阻抗型等电量继电器，以及温度型、压力型等非电量缎电器。

（3）按功能分有：中间继电器、时间继电器和信号继电器等。

常见几种继电器简介（1）电流继电器DL-33结构：由缠绕铁芯的线圈、安装于铁片上的可动触点与固定触点组成的“触点部分”共同组合而成（电流继电器线圈匝数少而导线粗）。

工作原理：电流继电器是用于电气设备或电动机过电流和欠电流的种保护电器器件。

将电流维电器线圈串接在主电路中，感测主电路的工作电流，电流继电器的过电流参数整定值一般为被保护线路额定电流的1.1~4倍。

当被保护线路中电流正常时，衔铁不动作，被保护线路中的电流高于额定值，达到过电流继电器的整定值时，衔铁吸合，触点机构动作，常开和常闭触点输出相应的控制信号，从而达到保护的作用。

（2）电压型继电器：低电压继电器DY-32和过电压继电器DY-34C 结构：由缠绕铁芯的线圈、安装于铁片上的可动触点与固定触点组成的“触点部分”共同组合而成（电流继电器线圈匝数多而导线细）。

工作原理：低电压继电器-一般做低电压启动元件，当电压下降到一定数值时低电压继电器动作，起动保护电路。

过电压继电器：当电压高于额定电压某一值时，继电器动作。

（3）电磁型时间继电器DX-34C结构：由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构成。

工作原理：当线圈通电时，铁芯吸引使得衔铁和托板下移，瞬间动作触点接通或断开。

活塞杆和杠杆由于受阻尼作用影响缓慢下降，一定时间后，活塞杆下降到一定的位置，便通过杠杆推动延时动作触点发生动作，处于断开状态，而动合触点闭合。

继电器的延时时间便是线圈通电到延时触点完成动作的时间。

当线圈断电时，继电器依靠 弹簧的恢复作用复原。

(4)电磁型中间继电器DZY-201结构：由铁芯、线圈、衔铁、触点弹片等构成。

工作原理：线圈装在”U”形导磁体上，导磁体上面有一个活动的衔铁，导磁体两侧装有两排触点弹片。

在非动作状态下触点弹片将衔铁向上托起，使衔铁与导磁体之间保持一定间隙。

当气隙间的电磁力矩超过反作用力矩时，衔铁被吸向导磁体，同时衔铁压动触点弹片，使常闭触点断开常开触点闭合，完成继电器工作。

当电磁力矩减小到一定值时，由于触点弹片的反作用力矩，而使触点与衔铁返回到初始位置，准备下次工作。

(5)信号继电器DX-31/31B结构：一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

工作原理：在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。

当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。

这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

2、各类继电器的使用方法(1)先了解继电器选用的必要条件1）控制电路的电源电压，能提供的最大电流。

2)被控制电路中的电压和电流。

3)被控电路需要几组、什么形式的触点。

选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。

控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。

(2)查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。

若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。

最后考虑尺寸是否合适。

(3)注意器具的容积。

若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。

对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。

二、可以完成的实验举例三段式距离保护。