工厂供电实验指导书2

实验七 模拟系统正常、最大、最小运行方式
一．实验目的
理解电力系统的运行方式以及运行方式对继电保护的影响。

二．实验说明
在电力系统分析课程中，已学过电力系统等值网络的相关内容。

可知输电线路长短﹑电压级数﹑网络结构等，都会影响网络等值参数。

在实际中，由于不同时刻投入系统的发电机变压器数有可能发生改变，高压线路检修等情况，网络参数也在发生变化。

在继电保护课程中规定：通过保护安装处的短路电流最大时的运行方式称为系统最大运行方式，此时系统阻抗为最小。

反之，当流过保护安装处的短路电流为最小时的运行方式称为系统最小运行方式，此时系统阻抗最大。

由此可见，可将电力系统等效成一个电压源，最大最小运行方式是它在两个极端阻抗参数下的工况。

作为保护装置，应该保证被保护对象在任何工况下发生任何情况的故障，保护装置都能可靠动作。

对于线路的电流电压保护，可以认为保护设计与整定中考虑了两种极端情况后，其它情况下都能可靠动作。

三．实验内容与步骤
1．将线路XL1的电流互感器TA12﹑电压互感器TV8的出口端与保护装置相连。

如图7-2所示。

2．开启实验设备，运行方式设置为最大。

QS8,QS10,QS15拨到“ON ”,按下QF6,QF11的合闸按钮。

3．合上d2，在线路XL1段进行三相短路。

记录此时的短路电流和2#10KV 母线残余电压。

4．解除短路故障，将运行方式切换至正常。

合上d2，在线路XL1段进行第二次短路，记录短路电流和2#10KV 母线残余电压。

5．解除短路故障，将运行方式切换至最小，重复步骤3，记录短路电流和2#10KV 母线残余电压。

6．将实验数据填入表7-1。

四．实验报告
1．计算三相短路时的短路电流和母线残余电压。

短路电流计算公式： 1
)
3(l X K X X E I +=
ϕ
三相短路时母线残余电压：
1)
3(3l k cy X I U =
ϕ
E ——系统次暂态相电势；（理论值为
V 3
100
） X X ——系统电抗；（最大方式时,2Ω=X
X
正常方式时,4Ω=X X 最小方式时,6Ω=X X ）
X ——被保护线路每公里电抗；
l 1 ——被保护线路XL1的全长。

注：1l X 在实验计算中，直接用模拟线路电阻值代入。

（Ω=121l X ）
2．根据上面的计算模型，计算各种运行方式下，三相短路时母线残压和短路电流的理论值。

3．将计算数据和实验中的记录数据填如入下表。

4．分析数据，说明运行方式将如何影响残余电压和短路电流。

图7-1 模拟系统正常、最大、最小运行方式接线图
八 模拟系统短路实验
一．实验目的
1．掌握输电线路相间短路电流和残余电压的计算。

2．了解输电线路短路的各种形式。

3．了解中性点运行方式对继电保护的影响。

4．比较各种形式短路的危害。

二．实验说明
输电线路的短路故障可分为两大类：接地故障和相间故障。

在这里我们只对相间短路的情况进行研究，因为理解了相间故障的保护原理后，再学习接地保护就变得较简单。

大家知道中性点运行方式是一个综合性问题，它与电压等级﹑单相接地电流﹑过电压水平等有关。

它直接影响输电线路的接地保护形式。

另外，即使知道接地故障发生在哪一点，也很难精确计算其短路电流；因为这还涉及短路接地处的接地电阻﹑中性点运行方式等问题，所以基本上没有通过测量对地电流或对地电压，来设计接地保护的。

一般以零序电流﹑零序电压﹑接地阻抗或装设绝缘监察装置等来判断故障。

在装置整定方法上与相间短路有相通之处，只是判断故障的依据不同。

这一点希望大家能理解到。

三．实验内容与步骤
1．将线路XL1的电流互感器TA12﹑电压互感器TV8的出口端与保护装置相连。

如图8-1所示。

2. 开启实验设备，运行方式设置为最小。

QS8,QS10,QS15拨到“ON ”,按下QF6,QF11,QF12的合闸按钮。

3．按下d2，在线路XL1段进行三相短路实验。

记录短路电流和2#10KV 母线残余电压，应记录保护装置中的测量值。

4．解除所有故障,将线路XL2的电流互感器TA12﹑电压互感器TV8的出口端与保护装置相连。

5．按下d3，在线路XL2段进行三相短路。

记录短路电流和2#10KV 母线残余电压。

6. 认真体会短路点位置和短路形式不同，造成危害的程度差别。

四．实验报告
1．计算三相短路时的短路电流和母线残余电压的理论值。

短路电流计算公式：
l
X K X X E I +=
ϕ)
3(
母线残余电压：
l k cy X I U )
3(3=
ϕ
E ——系统次暂态相电势；（理论值为
V 3
100
） X X ——系统电抗；（最大方式时,2Ω=X
X
正常方式时,4Ω=X X 最小方式时,6Ω=X X ）
X ——被保护线路每公里电抗；
l ——被保护线路的全长。

注：在实验计算中，直接用模拟线路电阻值代入。

（Ω=121l X , Ω=282l X ） 2．将计算值和实测值填入下表。

表8-1线路XL1、XL2末端三相短路电流及电压值
图8-1 模拟系统短路接线图。