南昌大学实验报告
电气一次及二次控制实验
一、实验目的
通过电气一次及二次控制实验，达到加深对工厂电气设备的感性认识，熟悉工厂供电设备构成和运行方式。 二、实验的基本原理
根据实际的高压开关柜和利用所学的工厂供电知识，结合主接线电气知识及工厂一次、二次设备的构成，完成工厂供电系统的一次、二次接线图。 三、主要仪器设备及耗材
主要设备：高压开关柜
耗材：开关、导线、接插件、保险丝、继电器等 四、实验步骤
实验分两次完成 （1）一次系统(2学时)
了解一次系统的设备，画出一次系统的主接线图。给出设备的型号。 了解二次系统的主要设备，高压开关柜内装有哪些保护设备及二次回路以及他们的接线。如电度表的进线。保护的接线。
（初步了解）结合高压开关柜查找了解完善图纸中的端子标号、端子排图、安装图中的设备编号及接线端子的编号，根据以上的编号，结合原理图，完善原理图中的设备连接的标号。（内容未讲到，但学生想看实物，所以先看实物。了解一、二次设备及其型号、作用、连接、接线图）
在电压互感器回路演示隔离开关的操作。栓子要松开。在变压器回路，断路器在合闸位置所以栓子卡住了隔离开关的操作回路，说明断回路一定要先断断路器。否则断不了。 （2）二次系统(2学时)
结合高压开关柜查找了解完善图纸中的端子标号、端子排图、安装图中的设
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备编号及接线端子的编号，根据以上的编号，结合原理图，完善原理图中的设备连接的标号。
熟悉二次系统的接线，了解设备型号，查找资料，根据电气原理图叙述出过流保护，变压器瓦斯保护，手动跳、合闸及断路器操作机构的储能过程，以及断路器的防跳过程。
做断路器断开的演示实验：合上总电源，电压互感器调100伏，按跳闸按钮，则断路器断开。松开隔离开关的栓子，则操作隔离开关的操作回路，可使隔离开关跳闸。将白色按钮打向左，则短路器操作机构充电。 五、实验数据及处理结果
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六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议
通过本次实验，我对变配电所及其一次系统，二次系统有了一定的了解。对于一次系统的设备有了初步的了解。对高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器互感器、避雷器等变电所的主要电气设备的结构和作用有了一定的认识。还知道了在电压互感器回路隔离开关的操作。对于二次系统，则熟悉了二次系统的接线，了解了设备型号，除此之外，还知道了手动跳、合闸及断路器操作机构的储能过程，以及断路器的防跳过程。
总的来说，这次实验让我对书本知识有了感性的认识，使我在以后的学习过程中，对知识的理解加深，兴趣更加浓厚。 七、参考资料 《供配电技术》（第3版），唐志平主编
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电磁型电流继电器和电压继电器实验
一. 实验目的
1. 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构,工作原理,基本特性。 2. 掌握动作电流,动作电压参数的整定。 二. 原理说明
DL-20G系列电流继电器和DY-20C系列电压继电器为电磁式继电器.由电磁系统,整定装置,接触点系统组成.当线圈导通时,衔铁克服游丝的反作用力矩而作用,使动合触点闭合.转动刻度盘上的指针,可改变游丝的力矩,从而改变继电器的动作值.改变线圈的串联并联,可获得不同的额定值.
DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值,为线圈并联时的额定值.继电器用于反映发电机,变压器及输电线短路和过负荷的继电器保护装置中.
DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值,为线圈串联时的额定值. .继电器用于反映发电机,变压器及输电线路的电压升高(过压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中. 三. 实验内容
1. 整定点的动作值,返回值及返回系数测试
实验接线图2-1,图2-4分别为过流继电器及低压继电器的实验接线. (1)电流继电器的动作电流和返回电流测试:
a. 选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器(额定电流为6A),确定动作值并进行整定.本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态.
注意:本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A,学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值.
b. 根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式:
图2-1 过流继电器实验接线图
注意:
(1)过流继电器线圈可采用串联或并联接法,如右图所示.其中串联接法电流动作
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值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流读出,并联接法电流动作值则为串联接法的2倍.
(2)串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则就得不到预期的动作电流值。
c. 按图2-1接线，调压器T、变压器T2和电阻R均位于EPL-20，220V直流电源位于EPL-18，交流电流位于EPL-12，量程为10安。并把调压器表按钮逆时针调到低。
图2-2 过流继电器线圈接法
d. 检查无误后，合上主电路电源开关和220V直流电源船型开关，顺时针调节自藕调压器，增大输出电流，并同时观察交流电流表的读数和光示牌的动作情况。注意：当电流表的读数接近电流整定值时，应缓慢对对自藕调压器进行调节，以免电流变化太快。
当光示牌由灭变亮时，说明继电器动作，观察交流表并读取电流值。
e. 继电器动作后，反向缓慢调节调压器降低输出电流，当光示牌由亮变灭时，说明继电器返回．记录此时的电流值为返回电流，用Ifj表示（能使继电器返回的最大电流值），记入表2－1，并计算返回系数：继电器的返回系数是返回与动作电流的比值，用ＫＦ表示．
Id
过电流继电器的返回系数在０.８５～０.９之间．当小于０.８５或大于０.９时应进行调整，调整方式见附录．
f．改变继电器的线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤．
表2-1 过流继电器实验结果记录步骤 整定电流I（安） 2.7A 线圈接5.4A 线圈接线方 1 线方式测试序号 1 2 3 2 3 式： 为： 实验起动电流Ｉdj KfIf实验返回电流Ｉfj 返回系数Kf 起动电流与整定电流误差
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2．低压继电器的动作电压和返回电压测试
选ＥＰＬ－０５中的ＤＹ－２８Ｃ型低压继电器（额定电压为３０Ｖ），确定动作值并进行初步整定．本实验整定值为２４Ｖ及４８Ｖ两种工作状态．
注意；本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到２４Ｖ，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电压整定值．
图2-3 低压继电器线圈接法
b．根据整定值需求确定继电器接线方式．
注意：
（１）低压继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示．其中并联接法电压动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出，串联接法电压动作值则为并联接法的２倍．
（２）串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电压值．
c．按图2－4接线（采用串联接法），调压器Ｔ位于ＥＰＬ－２０，２２０Ｖ直流电源位于ＥＰＬ－１８，交流电压表位于ＥＰＬ－１１，量程为２００Ｖ．并把调压器旋钮逆时针到底．
图2-4 低压继电器实验接线图
d．顺时针调节自耦变压器，增大输出电压，并同时观察交流电压表的读数和关示牌的动作作情况．当光示牌由灭变亮后，再逆时针调节自耦变压器逐步降低电压，并观察光示牌的动作情况．注意：当电压表的读数接近电压整定值时，应缓慢对自耦调压器进行调节，以免电压变化太快．当光示牌由亮变灭时，说明继电器开始跌落．记录此时的电压称为动作电压Ｕdj．
e．再缓慢调节自耦变压器升高电压，当光示牌由亮变灭时，说明继电器舌片开始被吸上．记录此时的电压称为返回电压ＵＦＪ，将所取得的数值记入表2-2并计算返回系数．返回系数Ｋf为
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Ud
低压继电器的返回系数不大于１.２．将所得结果记入表2－2．
f．改变继电器线圈的接线方式（采用并联接法），重复以上步骤．
表2-2 低压继电器实验结果记录步骤 整定电流U（伏） 24V 线圈48伏 接线测试序号 1 2 3 1 2 方式： 实验起动电压Ｕdj KfUf3 线圈接线方式为： 实验返回电压Ｕfj 返回系数Kf 起动电流与整定电压误差% 四、思考讨论题或体会或对改进实验的建议 在这次实验中，我们熟悉了DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构,工作原理,基本特性，掌握了整定电流, 整定电压参数的概念。除此之外，我还自己动手测量了电流继电器和电压继电器的返回系数，动手能力的道理一定的锻炼。通过这次的实验，我对电流继电器和电压继电器的认识有了进一步的加深。
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南昌大学实验报告
电气绝缘试验
一、实验目的
1．学会高压实验的安全技术；
2．学习工频试验变压器的应用及其运行；
3．从实验中了解极不均匀电场下电极性和极间障对空气间隙击穿电压的影响；
4. 通过实验了解在绝缘介质表面的放电现象。 二、原理说明
1.空气间隙抗电抗强度和其击穿的发展过程
当间隙一定时，击穿电压和电场分布（均匀和不均匀对称或不对称）大气条件，电压作用时间，以及电场强度较大的电极极性等一系列因素有关。极不均匀电场的特征是电极间距离远大于电极本身曲率半径，电晕电压实际上和击穿电压相吻合。
极不均匀电场的另一特点是电极形状的改变，几乎不影响击穿电压，只是当电场分布不对称时（极不对称电场）击穿电压才出现有较大的差别，因此在实际应用中，对于极不均匀电场中击穿电压的估计常利用所谓典型电极（棒-棒、棒-极）的击穿电压对间隙距离曲线（两电极几何尺寸相差不多时，可利用棒-极曲线例如变压器相间空气距离，两电极几何尺寸相差很大时，可利用棒-极曲线例如变压器接线端对油枕的空气距离）。
在极不对称电场中，击穿过程的发展总开始于电场强度大的电极近旁，所以这个电极的极性不同，击穿电压也就有极显著区别。在图3-1中可以很明显的看到具有极不对称电场的棒-极间隙在正棒时击穿电压，远低于负棒是的击穿电压，而从电晕电压来看棒极为正时则反较负棒时较高些，要说明这些现象不得不比较详细的复习一下放电发展过程。
不管棒极为正或者为负间隙击穿以前，在棒极附近总首先出现电晕电压随间隙距离的变化（Uc：击穿电压，Ud：电晕电压）电晕放电，也即是说在整个间隙中这一区域内空气介质首先被破坏这里发生这里发生游离所形成的空间电荷对间隙击穿过程是起助长或抑制的作用，就决定了棒极性不同，在同样距离下击穿
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电压也就有很大差别的结果。
如果在空气间隙中放置一层薄层固体介质（极间隙），则离子的运动在此外受到阻碍，附着于极间隙的带电质点使电场分布发生变化，如果从改变电场分布的观点来看间隙的作用，那么极间隙的绝缘强度如何是无关紧要的。事实上只在电压接近于击穿电压时，极间隙的绝缘强度才起重要作用。
若两电极的距离a不变，改变极间隙对棒极间距离a1，击穿电压和a1/a比值的关系如图3-2所示。当间隙中具有极间隙时，在极间隙向着棒极的一面，散步着和棒极同以符号的离子，此时极间隙至板极间的一段间隙中电场或多或少的接近于均匀电场。较大部分电压也承受在这一部分间隙中，这个现象从图二实验曲线中的下列事实充分的得到证实。
放电距离
图3-1 在不同极性下棒一板间隙击穿电压
图3-2 棒一极隙中极间障位置对击穿电压的影响（极间障为电缆纸）
2.沿面放电现象
电力系统中所有的高压电器，如绝缘子、套管等是处在空气中绝缘的破坏往往首先是沿固体介质表面的空气击穿。因此对该类设备的沿面放电电压（或称闪
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络电压）应提出一定的要求，使在正常工作时不应因受过电压作用而发生闪络而导致电网的短路或设备的烧伤。
在均匀的电场中若置入一块介质，虽然介质的表面是沿电力线放置，但发现间隙的击穿电压会因介质的置入大为降低，这与下列的因素有关：
（a） （b）
图3-3 沿面放电现象
（1）由于介质与电极接触不紧，易导致整个间隙的击穿（图3-3a） （2）介质表面不平和边缘效应引起电场不均匀。（图3-3b）
（3）介质表面有水份杂质引起表面电场的畸变，因而实质上二极间已是一不均匀电场。因而放电电压降低。 工程实际中最常见的是图3-3b情况下的沿面放电。 这是一种不均匀的电场，其特点为沿介质的表面。 即有切线方向也有法线方向的电场力作用。
沿图放电有两个阶段：当外加电压值由零值逐渐上升时，在电极附近即产生电晕，随着作用电压数值的上升，电晕变得更激烈，光带变的更亮。 这一阶段的特点是电晕放电中火花的电压降较大（火花通道的电阻值较大）。因此放电不易迅速向前发展推移。 当电压继续上升电晕放电继续发展， 即转入沿面放电的第二阶段，此时有新的热游离因素占甚大的作用。 新生离子数目剧增，固体介质表面的火花光线很亮，放电火花呈树枝状，随着电压的继续上升，火花将甚易地向前迅速推移，放电声音也与第一阶段不同，带有爆裂声甚响。
三、实验设备和方法 1. 间隙击穿电压
试验设备的接线如下图所示，图3-4中若按图中实线的接法，直流输出电压的极性为负的。试验时直流击穿电压的读数都是根据高压试验变压器TP1的初级电压值换算的。电极的支架采用Q-15求隙器配用针、板电极。
实验前必须熟悉试验设备（型号、规格、外形）。然后完成实验接线。安装好电极后关好安全门才能进行加电压操作，安装电极时应测量好极间的距离。（可利用设备本身的标尺，也可以利用量具进行）。
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图3-4 T1 高压试验变压器 T2 调压器 R 保护电阻
Sr 硅堆整流器 C 高压电容器 V1 TP1测量电压表 V2 静电电压表
加压前将将接地棒拆除，合电源开关，缓缓升压，读出开始放电时的电压值。每一距离做三次。取平均值，每次均应把电压（调压器）退到零位，过一段时间，再升电压到放电。 2. 沿面放电
在平一板电极（薄铜板）上放一块玻璃板，在玻璃板中放一可移的圆柱形电极，再使电极经水电阻接到高压电源上（如图3-5）进行测量沿面放电。
玻璃高压电极ud电极
图3-5 玻璃板沿面放电
四、实验内容
1. 测量不同电极形状下间隙击穿电压。并确定它和间隙距离的关系曲线。 2. 极间障对间隙击穿电压影响。针一板极如图3-6，固定a=50毫米。正棒一负板间加入极间障（纸屏），绘制u=f（a1/a）曲线。
图3-6 加极间障的针-板间隙
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所有上述实验结果，绘制在同一坐标纸上，以便比较。
3. 如图3-5观察在圆柱形电极周围发生电晕的开始电压（有声紫色光圈）和滑闪放到介质表面完全放电的过程。 五、实验注意事项
1. 合闸前应先查调压器是否在零位。
2. 任何调节间隙距离或改变接线时必须先行接地。
3. 检查接地棒（线）的接地是否可靠，注意电容器短时间接地后仍可能有残余电荷。
4. 任何事故下，首先切断电源。接地后方可接触设备以处理事故。 六、实验心得：
这个实验让我体会到了高压电的神奇之处。通过高压电竟然可以产生绚丽的效果。但同时也让我更加体会到电的可怕之处，我们应该努力学好相关知识，在日常生活中帮助自己和他人防范和应对此类危险事故。
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