1、湖北理工學(xué)院實 驗 報 告 課程名稱： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 湖北理工學(xué)院電氣學(xué)院實 驗 報 告實驗項目名稱： 高低壓電器認識 同組人： 實驗時間： 2012.5.29五六節(jié) 實驗室： K3-114、115 指導(dǎo)教師： 湯立剛 一、實驗?zāi)康模菏煜じ叩蛪弘娖?、高低壓成套配電裝置的結(jié)構(gòu)、功能，了解其技術(shù)特性。二、實驗主要儀器與設(shè)備各種高低壓電器設(shè)備、高低壓成套配電裝置。三、實驗原理（一）高壓熔斷器（戶內(nèi)高壓熔斷器 ）熔斷器是常用的一種簡單的保護電器。當通過它的電流超過規(guī)定值并經(jīng)過一定的時間后熔體熔化，從而切斷電流，對線路及設(shè)備進行短路保護或過負荷保護。RN1和RN2型高壓管式熔

2、斷器。RNl及RN2型熔斷器結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，主要由熔管、觸座、動作指示器、絕緣子、石英砂填料和底座組成。 （b）熔管剖面圖（a）外形圖 圖1-1 RNl及RN2型熔斷器結(jié)構(gòu)圖短路電流通過時，并聯(lián)銅絲熔斷產(chǎn)生電弧，電弧在充滿石英砂填料的熔管內(nèi)燃燒，滅弧過程中利用了粗弧分細、長弧切短、狹溝滅弧和冷卻滅弧等滅弧方法。 XRNT、XRNP型高壓限流熔斷器。XRNT、XRNP型高壓限流熔斷器結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。（a）外形圖 （b）剖面圖圖1-2 高壓限流熔斷器的結(jié)構(gòu)圖熔斷器本體主要由瓷質(zhì)熔管、絲狀或片狀熔體、高純度石英砂、瓷芯柱、撞擊器等組成。熔斷器依靠石英砂對電弧的吸熱和游離氣體向石英砂間隙擴散的

3、作用進行滅弧，同時可利用冶金效應(yīng)形成串聯(lián)電弧，將長弧切短加速滅弧。熔絲熔斷時，撞擊器迅速彈出, 驅(qū)動連鎖電器（常用負荷開關(guān)）的脫扣器而使開關(guān)跳閘或并發(fā)出熔斷信號。（二）高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)是一種沒有滅弧裝置的開關(guān)電器，其功能主要是隔離高壓電源，以保證對其他電氣設(shè)備檢修工作的安全。圖1-3所示為GN8-10高壓隔離開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖，它的三相閘刀安裝在同一底座上，一般用手動操動機構(gòu)進行操作。圖1-3 GN8-10型高壓隔離開關(guān)外形 圖 1-4 ZN12-10型真空斷路器結(jié)構(gòu)圖 （三）高壓斷路器（高壓真空斷路器）高壓斷路器是具有完善的滅弧裝置的高壓開關(guān)電器。用來通斷負荷電流；短路故障時，在保護裝

4、置作用下自動跳閘。按采用的滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、SF6斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。ZN12-10真空斷路器主要由真空滅弧室、彈簧操動機構(gòu)和絕緣支撐件等組成。真空滅弧室由圓盤狀的動靜觸頭、屏蔽罩、波紋管屏蔽罩、陶瓷外殼等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。開斷過程：在觸頭剛分離時，高電場發(fā)射和熱電發(fā)射使觸頭間產(chǎn)生真空電弧，使金屬觸頭表面產(chǎn)生金屬蒸氣，金屬離子在屏蔽罩內(nèi)壁上凝聚，以致電弧在自然過零后極短的時間內(nèi)，觸頭間隙又恢復(fù)了原有的高真空度。（四）高壓開關(guān)柜（ 手車式高壓開關(guān)柜）高壓開關(guān)柜是將一、二次設(shè)備按一定的線路方案組合而成的一種成套配電設(shè)備。將某些主要電器設(shè)備固定安裝在可移動的手車上。

5、當手車上安裝的電器設(shè)備發(fā)生故障或需檢修、更換時，隨同手車一起移出柜外，再推入同類備用手車，即可恢復(fù)供電。如圖1-5所示為KYN28A-12型開關(guān)柜的外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部剖面圖。該開關(guān)柜完全金屬鎧裝，由金屬板分隔成手車室、母線室、電纜式和繼電器儀表室，每一單元的金屬外殼均獨立接地。（a）外形圖 （b）內(nèi)部剖面圖圖1-5 KYN28A-12型開關(guān)柜的外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部剖面圖（五）低壓一次設(shè)備供配電系統(tǒng)中的低壓一次設(shè)備種類繁多，有低壓熔斷器、低壓刀開關(guān)、低壓刀熔開關(guān)、低壓負荷開關(guān)、低壓斷路器和低壓配電屏等。1、低壓熔斷器（1）RM10系列熔斷器結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。當短路電流通過時，熔片窄部先熔斷，使熔管內(nèi)形成

6、幾段串聯(lián)的電弧而易于熄滅；過負荷時，往往在寬窄之間的斜部熔斷。 （a）外形圖 （b）熔片圖 圖1-6 RM10系列熔斷器結(jié)構(gòu)圖（2）有填料密閉管式熔斷器。以RT0型為例，其外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。RT0熔斷器主要由瓷熔管、銅熔體和底座三部分組成，熔管內(nèi)裝石英砂。熔體變截面小孔可使熔體在短路電流通過時熔斷，將長弧分割為多段短?。灰紪啪哂械入娢蛔饔茫勾只》旨?；電弧電流在石英砂中燃燒，形成狹溝滅弧。（a）熔體 （b）外形圖 圖1-7 RT0低壓熔斷器結(jié)構(gòu)圖 2低壓斷路器（1）圖1-8為DZ20系列塑料外殼式低壓斷路器的結(jié)構(gòu)圖。其主要特征是，所有部件都安裝在一個塑料外殼中，沒有裸露的帶電部分

7、，提高了使用的安全性。 1-8 DZ20型塑料外殼式低壓斷路器 （2）圖1-9是DW15型低壓斷路器的外形圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。由觸頭系統(tǒng)、操作機構(gòu)和脫扣器系統(tǒng)組成。滅弧室里采用鋼紙板材料和數(shù)十片鐵片作滅弧柵來加強電弧的熄滅。脫扣系統(tǒng)有過負荷長延時脫扣器、短路瞬時脫扣器、欠電壓脫扣器和分勵脫扣器等。圖1-9 DW15型低壓斷路器的外形圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3低壓開關(guān)柜低壓開關(guān)柜的種類很多，按其結(jié)構(gòu)有固定式和抽屜式兩種基本型式。圖1-10和圖1-11所示分別為GGD固定式低壓開關(guān)柜、GCS抽出式低壓開關(guān)柜（PC柜）外形圖。 圖1-10 GGD固定式低壓開關(guān)柜外形圖 圖1-11 GCS型低壓抽出式開關(guān)柜外形圖

8、四、實驗預(yù)習(xí)要求認真預(yù)習(xí)相關(guān)實驗內(nèi)容，明確實驗的目的和要求，記住安全注意事項。五、實驗內(nèi)容及步驟在實驗條件具備的情況下，通過拆裝、操作，熟悉電器設(shè)備結(jié)構(gòu)、原理、工作特性等。在實驗條件不具備的情況下，組織參觀工廠、發(fā)電廠或變電站，對主接線、變壓器及各種電氣設(shè)備有一個直觀的了解。包括：電廠的生產(chǎn)過程、電廠各主要廠房布置情況、機組運行情況、熱力系統(tǒng)類型及構(gòu)成、升壓站主接線、電力設(shè)備結(jié)構(gòu)及布置；變電站一次及二次系統(tǒng)；工廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成等。六、思考題1、電弧對電氣設(shè)備的安全運行有哪些影響?開關(guān)電器中有哪些常用的滅弧方法?其中最常用、最基本的滅弧方法是什么?2、比較高壓斷路器、高壓負荷開關(guān)、高壓隔離開關(guān)

9、的功能、結(jié)構(gòu)特點，操作時分別應(yīng)注意哪些事項？指導(dǎo)教師批閱及成績指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日實 驗 報 告實驗項目名稱： 繼電器的結(jié)構(gòu)和特性試驗 同組人： 實驗時間： 2012.6.5五六節(jié) 實驗室： K2-414 指導(dǎo)教師： 湯立剛 一、實驗?zāi)康?）了解繼電器基本分類方法及其結(jié)構(gòu)。2）熟悉幾種常用繼電器，如電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器等的構(gòu)成原理。3）學(xué)會調(diào)整、測量電磁型繼電器的動作值、返回值和計算返回系數(shù)。4）繼電器與電力系統(tǒng)繼電保護的關(guān)系非常密切，測量繼電器的基本特性，可對今后做繼電保護調(diào)試和整定計算打下良好基礎(chǔ)。二、實驗主要儀器與設(shè)備LHDJZ-型電氣自動化及

10、繼電保護綜合試驗臺、TQDB-繼電保護及變電站綜合自動化仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。三、實驗原理 繼電器是電力系統(tǒng)常規(guī)繼電保護的主要元件，它的種類繁多，原理與作用各異。繼電保護中常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、信號繼電器、阻抗繼電器、功率方向繼電器、差動繼電器等。下面僅就常用的電磁型繼電器的構(gòu)成及原理作簡要介紹。電磁型電流繼電器IKA34Fa56127 圖2-1 DL系列電流繼電器電磁型繼電器的典型代表是電磁型電流繼電器，它既是實現(xiàn)電流保護的基本元件，也是反應(yīng)故障電流增大而自動動作的一種電器。下面通過對電磁型電流繼電器的分析，來說明一般電磁型繼電器的工作原理和特性。圖2-1為DL系列電流繼電器的

11、結(jié)構(gòu)圖，它由固定觸點1、可動觸點2、線圈3、鐵心4、彈簧5、轉(zhuǎn)動舌片6、止擋7所組成。當線圈中通過電流IKA 時，鐵心中產(chǎn)生磁通 ，它 通過由鐵心、空氣隙和轉(zhuǎn)動舌片組成的磁路，將舌片磁化，產(chǎn)生電磁力Fe，形成一對力偶。由這對力偶所形成的電磁轉(zhuǎn)矩，將使轉(zhuǎn)動舌片按磁阻減小的方向（即順時針方向）轉(zhuǎn)動，從而使繼電器觸點閉合。電磁力Fe與磁通 的 平方成正比，即 分析表明，電磁轉(zhuǎn)矩Me 等于電磁力Fe與轉(zhuǎn)動舌片力臂的乘積，即 （2-1）式中， K2 為與磁阻RC、線圈匝數(shù)NKA和轉(zhuǎn)動舌片力臂lKA有關(guān)的一個系數(shù)。為了使繼電器動作（銜鐵吸持，觸點閉合），它的平均電磁力矩Me必須大于彈簧及摩擦的反抗力矩之和

12、(Ms+M)。所以由式（2-1）得到繼電器的動作條件是： （2-2）能使繼電器動作的最小電流稱為繼電器的動作電流，用IOP表示，在式（2-2）中用IOP代替IKA并取等號，移項后得： （2-3）從式（2-3）可見，IOP可用下列方法來調(diào)整：（1）改變繼電器線圈的匝數(shù)NKA；（2）改變彈簧的反作用力矩Ms；（3）改變能引起磁阻RC變化的氣隙d。繼電器的返回條件是： （2-4）能使繼電器返回的最大電流稱為繼電器的返回電流，并以Ire表之。在式（2-4）中，用Ire代替IKA并取等號且移項后得： （2-5）返回電流Ire與動作電流IOP的比值稱為返回系數(shù)Kre，即Kre=Ire/IOP。反應(yīng)電流增大

13、而動作的繼電器IOP>Ire，因而Kre<1。對于不同結(jié)構(gòu)的繼電器，Kre不相同，且在0.10.98這個相當大的范圍內(nèi)變化。四、預(yù)習(xí)要求認真預(yù)習(xí)相關(guān)實驗內(nèi)容，明確實驗的目的和要求，掌握實驗的原理及方法，了解實驗操作及所用儀器的使用方法，記住安全注意事項。五、實驗內(nèi)容及步驟 1、電流繼電器特性實驗電流繼電器動作、返回電流值測試實驗。實驗電路原理圖如圖2-2所示：A220VKA+-RTY130W 5A 2A圖2-2 電流繼電器動作電流值測試實驗原理圖實驗步驟如下：（1）按圖接線，將電流繼電器的動作值整定為1A，使調(diào)壓器輸出指示為0V，滑線電阻的滑動觸頭放在中間位置。（2）查線路無誤后，

14、先合上三相電源開關(guān)（對應(yīng)指示燈亮），再合上單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（3）慢慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表讀數(shù)緩慢升高，記下繼電器剛動作（動作信號燈XD1亮）時的最小電流值，即為動作值。（4）繼電器動作后，再調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流值平滑下降，記下繼電器返回時（指示燈XD1滅）的最大電流值，即為返回值。（5）重復(fù)步驟（2）至（4），測三組數(shù)據(jù)。 （6）實驗完成后，使調(diào)壓器輸出為0V，斷開所有電源開關(guān)。（7）分別計算動作值和返回值的平均值即為電流繼電器的動作電流值和返回電流值。（8）計算整定值的誤差、變差及返回系數(shù)。誤差 動作最小值整定值 整定值變差 動作最大值動作最小值 動作平均值 ´ 100%返回

15、系數(shù)返回平均值動作平均值表2-1 電流繼電器動作值、返回值測試實驗數(shù)據(jù)記錄表動作值/A返回值/A13.032.7523.052.8033.022.84平均值3.022.80誤差1.67%整定值Izd3.0變差0.10%返回系數(shù)0.93 2、電流繼電器動作時間測試實驗電流繼電器動作時間測試實驗原理圖如圖2-3所示：220VKABK停止A多功能表啟動TY1圖2-3 電流繼電器動作時間測試實驗電路原理圖實驗步驟如下：（1）按圖接線，將電流繼電器的常開觸點接在多功能表的“輸出2”和“公共線”，將開關(guān)BK的一條支路接在多功能表的“輸入1”和“公共線”，使調(diào)壓器輸出為0V，將電流繼電器動作值整定為1.2A

16、，滑線電阻的滑動觸頭置于其中間位置。（2）檢查線路無誤后，先合上三相電源開關(guān)，再合上單相電源開關(guān)。（3）打開多功能表電源開關(guān)，使用其時間測量功能（對應(yīng)“時間”指示燈亮），工作方式選擇開關(guān)置“連續(xù)”位置，按“清零”按鈕使多功能表顯示清零。（4）慢慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使其輸出電壓勻速升高，使加入繼電器的電流為1.2A。（5）先拉開刀閘（BK），復(fù)位多功能表，使其顯示為零，然后再迅速合上BK，多功能表顯示的時間即為動作時間，將時間測量值記錄于表2-2中。（6）重復(fù)步驟（5）的過程，測三組數(shù)據(jù)，計算平均值，結(jié)果填入表2-2中。表2-2 電流繼電器動作時間測試實驗數(shù)據(jù)記錄表I3.1A3.6A4.2A123平均123平均123平均T/ms0.1200.108