电力系统运行与保护实验指导书－继电保护部分

1、电力系统运行保护实验指南继电保护部分目录目录0实验笔记2实验 1 常规继电器特性 实验3第 1 部分：电流、电压、时间继电器特性实验3第二部分：中间，负序，功率方向继电器特性实验12实验2 输电线路电流电压常规保护实验23实验3 输电线路电流电压微机保护实验29附件一： ZNB -智能多功能仪表使用说明37附录二：微机保护装置的使用方法40实验笔记实验是教学的重要环节之一。通过实验，可以巩固和丰富所学的理论知识，在实验中发现和讨论新的问题；培养踏实、科学、严谨的工作作风；并进一步培养实验技能以帮助学生。为以后的工作打好基础。为保证实验的正常顺利进行和实验教学的质量，实验者应遵守以下规定：1.

2、做实验前的全面预习，明确实验的目的、要求、方法和步骤。2 、通电前，必须由老师检查电路接线，确认无误后才能进行通电实验。3.爱护电脑和实验设备，在没有弄清楚如何使用之前不要随便使用。4 、在实验过程中随时注意观察现象。如果出现故障或异常（保险丝熔断、仪表指示异常、电路冒烟等），必须立即断开电源并通知老师。5 、对违反操作规程，损坏仪器、设备、工具及部件的，应查明原因，情节严重的，按学校有关规定给予赔偿。6.始终保持实验室安静整洁，不要在房间内制造噪音、玩耍或走动。7 、实验结束后，应先断开各仪器的电源开关，再断开实验台上的电源开关。归还所有设备、电线、座椅等，整理好，清洁后经许可离开。实验-常

3、规继电器特性实验第 1 部分：电流、电压、时间继电器特性实验一、实验目的1）了解继电器的基本分类方法和结构。2）熟悉几种常见继电器的组成原理，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等。3）学会调整和测量电磁继电器的动作值、返回值和计算返回系数。4）测量继电器的基本特性。5）学习和设计各种继电器配合实验。二、继电器的种类及原理继电器是电力系统中常规继电保护的主要部件。继电器种类繁多，原理和功能各不相同。1) 继电器的分类继电器按其反应的物理量不同可分为带电和不带电两种。有气体继电器、速度继电器等，属于非电；反应电的种类很多，一般分为以下几种：(1)按结构原理分为：电磁式、感

4、应式、整流式、晶体管式、微机式等。(2)按继电器反射的电的性质，可分为：电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等。(3)按继电器的功能分为：启动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。近年来，微机保护在电力系统中得到广泛应用，整流式和晶体管式继电器以及感应式和电磁式继电器的使用已经减少。IKAIKA3456127图1-1 DL系列电流继电器继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器、差动继电器等。下面简单介绍常用的电磁继电器的组成和原理。(1) 电磁电流继电器电磁继电器的典型代表是电磁电流继电器，它既是实现电流保护

5、的基本元件，又是一种响应故障电流增大而自动动作的电器。下面通过对电磁电流继电器的分析，介绍一般电磁继电器的工作原理和特点。图6-1为DL系列电流继电器结构图，由固定触点1、活动触点2、线圈3、铁芯4、弹簧5、转舌6和限位器7组成。当线圈过电流I KA时，铁芯内产生磁通，通过铁芯、气隙和转动舌片组成的磁路对舌片进行磁化，产生电磁力Fe，形成一对力偶。这对力偶形成的电磁力矩会使转动舌片沿磁阻减小的方向（即顺时针）转动，从而使继电器触点闭合。电磁力 Fe 与磁通量 的平方成正比，即F e 2其中所以式中， 继电器线圈的匝数； 磁通量的磁路的磁阻。分析表明，电磁力矩Me等于电磁力F e与转舌力臂的乘积

6、，即(1-1)由式（1-1）可知，作用在转舌上的电磁力矩与继电器线圈中电流I KA 的平方成正比。因此， Me不随电流方向变化。因此，电磁结构可制成交流或直流继电器。除电流继电器外，还有采用电磁结构的电压继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器。(1-2)当I KA达到一定值时，上述公式成立，继电器动作。能使继电器动作的最小电流称为继电器动作电流，用I OP表示。式(1-2)中，用I OP代替I KA并取等号。转换术语后，我们得到：(1-3)由式（1-3）可知， I OP可以通过以下方法进行调整：N KA继电器线圈；(2)改变弹簧的反作用力矩Ms ；可以引起磁阻R C变化的气隙。减小时，已启

7、动的继电器在弹簧力的作用下回到起始位置。为了使继电器返回，弹簧的作用力矩M s必须大于电磁力矩Me和摩擦力的作用力矩M。继电器的返回条件为：减小到一定值时，上述公式成立，继电器返回。能使继电器返回的最大电流称为继电器的返回电流，用I re表示。式(1-4)中，将I KA替换为I re ，取等号，移项得：返回电流I re到工作电流I OP称为返回系数K re ，即K re = I re / I OP 。由于响应电流的增加而动作的继电器是I OP I re ，因此K re 1。对于不同结构的继电器， Kre是不同的，在 0.1 到 0.98 之间变化很大。(2) 电磁电压继电器电压继电器的线圈通过

8、电压互感器与系统电压Us相连，线圈中的电流为式中： Z r - 继电器线圈的阻抗。继电器的平均电磁力及其行为取决于系统电压U s 。我国工厂生产的DY系列电压继电器的结构与DL系列电流继电器的结构相同。它的线圈由温度系数小的线材（如康铜线）制成，线圈电阻大。DY系列电压继电器分为过电压继电器和低压继电器两种。过电压继电器动作时，衔铁保持，返回时，衔铁释放；而低压继电器则相反，动作时衔铁释放，返回时衔铁保持。即过压继电器的工作电压等于低压继电器的返回电压；过压继电器的返回电压相当于低压继电器的工作电压。因此，对于过电压继电器， K re 1。 DY系列电压继电器的优缺点与DL系列电流继电器相同。

9、它们都是不完善的接触系统，电流大时可能会发生振动。触点容量小，不能直接跳闸。(3) 时间继电器特性时间继电器用于在继电保护和自动装置中建立所需的时间延迟。时间继电器要求时间的准确性，动作时间不应随着运行中工作电压可能的波动而变化。电磁时间继电器由驱动时钟延迟机构的电磁机构组成。电磁启动机构采用螺线管线圈结构，线圈可采用直流或交流电源供电，但大多采用直流电源供电。其电磁机理与电压继电器相同，不同之处在于其线圈通电时，其触点要经过一定的延时才会动作，施加在其线圈上的电压始终为时间继电器的额定工作电压.时间继电器的电磁系统不需要很高的返回系数。因为继电器的返回是由保护装置启动机构完成的，以去除其线圈

10、上的所有电压。(4) 中间继电器的特性中间继电器的作用是：在继电保护接线中，用来增加接点数量和接点容量，以达到必要的延时，以满足保护装置的需要。它本质上是一个电压继电器，但触点数量多，容量大。为保证中间继电器在工作电源电压降低时仍能可靠工作，中间继电器的可靠工作电压只需达到额定电压的70%，瞬时中间继电器的固有动作时间不应超过 0.05 秒。(5) 信号继电器特性信号继电器在保护设备中用作整个设备组或单个组件的动作指示器。根据电磁原理构成的信号继电器，当线圈通电时，衔铁吸合，信号下降（指示灯亮），触点闭合。断电时，有的需要手动复位，有的需要电复位。信号继电器有电压启动和电流启动两种。三、实验内

11、容1）电流继电器特性实验电流继电器动作，返回电流值测试实验。实验电路原理图如图1-2所示：AA220VKA+RTY130 5A 2A图1-2 电流继电器动作电流值测试实验示意图实验步骤如下：(1)按图接线，将电流继电器的动作值设为1A，检查调压器输出指示为0V，并将滑线电阻的滑触头置于中间位置。(2)检查电路无误后，先打开三相电源开关（相应指示灯亮），再打开单相电源开关和直流电源开关。(3)缓慢调节电压调节器，使电流表读数缓慢上升，记录继电器刚动作时（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。(4)继电器动作后，调节电压调节器使电流值平稳下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）时的最大电

12、流值，即为返回值。(5)重复步骤(3)到(4)测量三组数据。(6) 实验完成后，将稳压器的输出设置为0V，并断开所有电源开关。(7)分别计算动作值和返回值的平均值，即电流继电器的动作电流值和返回电流值。(8) 计算设定值的误差、变异和返回系数。误差=动作最小值-设定值/设定值变化=动作的最大值-动作的最小值/动作的平均值100%回报系数=回报平均值/动作平均值表1-1 当前继电器动作值、返回值测试数据记录表动作值/A返回值/A123平均值错误设定值 I zd变化回报系数2）电流继电器动作时间测试实验2220VKABK停止A多功能表启动TY1图1-3 电流继电器动作时间测试实验电路示意图实验步骤

13、如下：(1)按图接线，将电流继电器的常开触点接到多功能表的“输出2”和“公共线”，将开关BK的一个支路接到“输入1”和多功能仪表的“”。 “公共线”，使稳压器的输出为0V，将电流继电器的动作值设置为1.2A，并将滑动电阻的滑动触点置于其中间位置。(2)检查电路无误后，先打开三相电源开关，再打开单相电源开关。（3）打开多功能仪表电源开关，使用其计时功能（对应“时间”指示灯），将工作模式选择开关置于“连续”位置，按“清除”按钮清除多功能仪表显示。(4)缓慢调整稳压器，使输出电压匀速上升，使加到继电器的电流为1.2A。（5）先打开刀开关（BK），将多功能表复位使其显示为零，然后快速关闭BK，多功能表

14、显示的时间为动作时间，时间测量值记录在表 1-2 中。(6)重复步骤(5)的过程，测量三组数据，计算平均值，将结果填入表1-2。表 1-2 电流继电器动作时间测试数据记录表我1.2A1.5A1.8A2.0A123123123123吨/毫秒(7) 先重复步骤(4)，使加到继电器的电流分别为1.5A、1.8A、2.4A，然后重复步骤(5)、(6)，测量此时的继电器动作时间，比较实验结果。记录在表 1-2 中。(8) 实验完成后，将稳压器的输出电压设置为0V，并断开所有电源开关。(9) 分析四种电流条件时读数是否相同，为什么？3）电压继电器特性实验电压继电器动作及返回电压值测试实验（以低压继电器为例

15、）。低压继电器动作值测试实验电路原理图如下图1-4所示：220VKV+TY1150VV图1-4 低压继电器动作值测试实验电路示意图实验步骤如下：(1)按图接线，检查电路无误后，将低压继电器的动作值设为60V，使稳压器输出电压为0V，接通三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关（对应指示灯亮），则动作信号灯XD1亮。(2)调整稳压器的输出，使其电压从0V缓慢上升，直到低压继电器的常闭触点打开（XD1熄灭）。（3）调节电压调节器使电压缓慢下降，记录继电器刚动作时（动作信号灯XD1刚亮）时的最大电压值，即动作值，记录数据见表1- 3.表1-3 低压继电器动作值、返回值测试数据记录表动作值/V返回值/

16、V123平均值错误设定值U set变化回报系数(4)继电器动作后，慢慢调整稳压器，使输出电压平稳上升，记录继电器常闭触点刚打开，XD1刚熄灭时的最小电压值，即为继电器的返回值。中继。(5)重复步骤(3)和(4)测量三组数据。分别计算动作值和返回值的平均值，即低压继电器的动作值和返回值。(6)实验完成后，将稳压器的输出调到0V，断开所有电源开关。(7) 计算设定值的误差、变异和返回系数。4）时间继电器特性测试实验220220VKTBK停止多功能表启动+图1-5 时间继电器动作时间测试实验电路示意图实验步骤如下：(1)按图连接电路，将时间继电器的常开触点接到多功能表的“输入2”和“公共线”，将开关

17、BK的一个支路接到“输入多功能表的“1”和“公共线”，调整时间设定值，将静触点时间设定指针对准刻度中心，例如可以对准2秒位置.（2）打开三相电源开关，打开多功能表的电源开关，使用其测时功能（对应的“时间”指示灯亮），设置测时工作模式选择开关将多功能表调到“连续”位置，按“清除”。 “归零”按钮清除万用表显示。(3)断开BK开关，合上直流电源开关，然后快速合上BK，通过快速加压测量动作时间。(4)重复步骤(2)和(3)，测量3次，将测量时间值记录在表1-4中，第一次动作时间测量不计入测量结果。表1-4 时间继电器动作时间测试设定值123平均错误变化吨/毫秒(5) 实验完成后，关闭所有电源开关。(

18、6) 计算动作时间误差。5) 试验各种继电器(1) 过流保护实验本实验由电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器、电压调节器、滑线变阻器组合组成过流保护。要求电流继电器动作时，启动时间继电器延时，一定时间后，启动信号继电器发出信号，中间继电器跳闸（指示灯亮）。AAKA+ao220VKT+-KS-KM+-AB图1-6 过流保护实验原理接线图实验步骤如下：图1-6为多继电器过流保护实验原理接线图。 按图接线，将调压器的输出设为0V，将滑线变阻器的滑触头置于中间位置。实验开始后，可以通过改变滑线变阻器的阻值来改变流入继电器的电流大小。将电流继电器动作值设置为 2A，将时间继电器动作值设置为 2

19、.5 秒。检查后，依次打开三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。 调整单相稳压器的输出电压，逐渐增大电流。当电流表的电流在1.8A左右时，停止调节单相调压器，慢慢调整滑线电阻滑动触点的位置，使电流表的值增大。直到信号指示灯亮起。仔细观察各种继电器的动作关系。 调整滑线变压器的滑触头，使电流逐渐减小，直至信号指示灯熄灭。仔细观察各种继电器的返回关系。实验结束后，将稳压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。(2)低压闭锁过流保护实验过流保护是根据避免可能的最大负载电流来设置的，而且起始值比较大，往往不能满足灵敏度的要求。为此，可采用低压启动过流保护来提高保护的灵敏度。

20、AKAAKA+KV1ao220VKT+-KS-KM+-ABKV2实验步骤如下：图1-7为多继电器低压闭锁过流保护实验原理接线图。，试验台上单相调压器TY 2 输出端的接线方法同上实验电流环的接线方法；单相调压器TY 1的输出端a和0接电压继电器B的线圈端A，并并联一个交流电压表。将电流继电器设置为 1 A，将电压继电器设置为 60 V。检查后，依次打开三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。 先调整TY 1使电压表读数为50V；再调整TY2，逐渐加大电流使电流表读出表1-5给定值，再调整TY1使稳压器输出电压降低至表1-5给定值。观察各种继电器的动作关系，分析给定电压、电流值下信号指示灯的亮

21、灭。您还可以设置实验的电压和电流值。 实验完成后，注意将稳压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。表1-5 低压闭锁和过流保护实验数据记录我/一个U /V动作信号灯亮灭0.5701.5601.530四、思考题(1)电磁式电流继电器、电压继电器和时间继电器在结构上有何异同？(2)电流继电器和电压继电器的返回系数如何调整？(3)电磁式电流继电器的动作电流与哪些因素有关？(4)过压继电器和低压继电器有什么区别？(5)为什么时间继电器的测试不计入整定后第一次测量的动作时间？(6)为什么电流继电器对应不同的动作电流，在相同的整定值下动作时间不同？(7)用实验详细描述各种继电器的

22、动作关系和返回关系。第二部分：中间、负序、功率方向继电器的特性实验一、实验目的（1）熟悉中间继电器的结构、功能和工作原理；掌握调节中间继电器以匹配中间继电器的动作值、返回值、保持值、动作时间和返回时间的实验方法；（2）熟悉DY-4型负序电压继电器的结构、功能及工作原理；掌握DY-4型负序电压继电器电气特性的检验方法。（3）熟悉LG -11功率方向继电器的结构、功能及工作原理；掌握LG-11功率定向组电器电气特性的检验方法。二、实验内容(1)电磁中间继电器的电气特性测试(1) 极性测试对于两个以上线圈的继电器，在新安装或线圈重绕后，应检查各线圈极性标记的正确性。极性测试接线如图1所示。测试电源可

23、以是1.5V干电池。如果刀的开关闭合，毫伏表的指针会向前偏，刀开关打开时，会反转。表的正极端子极性相同，反之亦然。继电器的线圈极性应符合制造商的规范。在继电器保持值验证期间也可以识别线圈极性。(2) 动作值和返回值测试1）打开电源开关，调整压敏电阻R，给继电器脉冲加上电压（或电流），记录使继电器衔铁完全吸合的最低电压（或电流）值，即动作值。如果衔铁动作慢或拉不到底，声音不清脆等，应加大电压（或电流）测试。2）调节可变电阻R，使电压（或电流）上升到继电器的额定电压（或电流），然后逐渐减小输入量，测试能使衔铁产生的最大电压（或电流）继电器返回初始位置，即继电器的返回值。3）重复测试3次，得到动作值

24、和返回值的平均值。继电器的工作电压一般不应大于该电压，工作电流不应大于其额定电流。中间继电器的返回值一般不小于其额定值的5%。测量次数123平均行动价值返回值图 2(a) 检查工作电流和返回电流接线图 图 2(b) 检查工作电压和返回电压接线图(3) 保持值测试电压动作电流保持中间继电器1) 打开开关, ,将继电器动作线圈的电压调到额定值, 继电器应动作。2）调整R2，使保持线圈的电流也达到其额定值，然后断开，此时继电器应自保持。3) 调整使保持线圈的电流逐渐减小直至继电器返回，并记录返回值。打开它，将保持线圈的电流调整到略大于返回值，然后断开。如果继电器可以自保持，则电流为最小保持值；否则，

25、增加电流以测量继电器可以自保持的最小电流。测量次数123平均保持价值当前工作电压保持中间继电器1) 打开开关, , ,调节继电器动作线圈电流至额定值，继电器应动作。2) 调节R1，使保持线圈的电压也达到其额定值，然后断开，此时继电器应自保持。3）调整使保持线圈的电压逐渐降低，直至继电器返回，并记录返回值。接通, , 调节使保持线圈的电压略大于返回值, 然后断开, , 如果继电器能自保持, 电压为最小保持值;否则，增加电压以测量继电器可以自保持的最小电压。测量次数123平均保持价值继电器的保持电流不应大于该值，保持电压不应大于该值。图3 电流和电压保持中间继电器检查接线(2)电磁负序电压继电器的

26、电气特性测试图4 DY-4型负序电压继电器部分接线图设定点负序电压动作值和返回值检查1.实验接线2.实验步骤模拟相间短路方法试验时，工作电压应为负序工作线电压的倍数。模拟的方法是将模拟短路的继电器的两相端子短接，在非故障相端子之间施加单相电压。DY-4型负序电压继电器加单相交流电压，用单相法检验。故障类型端子连接方式AB短路、BC短路、CA 短路、上述连接方式分别模拟了 AB 和 BC。对于CA的三种模式的两相短路，实测动作值与整定值的误差不应超过3%，返回系数不应小于0.8。由于执行器的刻度值是指滤波器输入端负序相间电压的动作值U ，所以在单相法检测时，需要2倍刻度的电压应加上值，即U DZ

27、(3)，如下表所示：执行器刻度值（伏特）6789101112U DZ ( 3 ) (伏特)10.412.1313.8615.5717.319.0320.76LG - 11型功率方向继电器的电气特性测试453056*453056*BZ1BZ278*Y*W1W2W3W4W2W3W1DKBYBC1UmImR1R2(a)交流电路图RR5c51112JJRR5BZ29102QFR6C2C4C3BZ1(b)直流电路图图1 LG-11功率方向继电器原理接线图1) 功率方向继电器的电压爬电现象检验实验LG-11功率方向继电器的实验原理接线如图2所示。图中380V交流电源经三相自动调压器、移相器和压敏电阻调节后

28、，电源电压线圈方向继电器从bc相输入，A相电流输入到继电器的电流线圈。请注意，多功能表具有相同的名称末端方向。AABCO移相器多功能表L G JbcR三相调压器220TY 130/5A 2AAVBKa0图2 LG-11功率方向继电器实验原理接线图实验步骤如下：（1）熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线和ZNB-型智能多功能仪表的操作方法和测试原理。仔细阅读LG-11功率方向继电器原理图和实验原理接线图，在实验原理接线图上画出功率方向继电器LGJ中的接线端子号和所需测量仪表的连接方法。(2)按实验原理电路图接线。(3)调节三相调压器和单相调压器，使输出电压为0V，操作开关BK闭合，移相器调到0

29、度，滑线电阻的滑动触点移动到中间位置。(4)合上三相电源开关和单相电源开关。(5) 打开多功能表的电源开关，将其功能选择开关拨到测相位置（“相位”指示灯亮），将相位频率测量单元的开关拉到“外接”位置频率”的位置。(6)调节三相调压器使移相器输出电压为50V，调节单相调压器使电流表读数为1A，观察分析多功能一体机的读数是否米是正确的。如果不正确，说明输入电流和电压相位不正确，分析原因并纠正。(7)多功能表读数正确时，三相稳压器和单相稳压器的输出均为0V，单相电源开关断开。检查功率继电器是否有爬行现象。电压蠕变测量：将移相器调整到灵敏角位置；打开电流回路，给电压回路加110V；用万用表测量极化继电

30、器JJ线圈的和端子之间的电压，如果小于0.1V，则说明无电压蠕变。电流爬行测量：将移相器调整到灵敏角位置；打开电压回路，将电流回路的电流调整到额定电流的10倍，使之突然加或减，观察继电器的动、合触点不应有瞬时动作。2）。用实验方法测量LG-11型功率方向继电器的角度特性Upu=f() ，并测试最大敏感角度。实验步骤如下：(1)按图2所示原理接线图接线。将灵敏角开关置于-30 位置，闭合操作开关BK。(2)检查电路无误后，打开三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。(3) 调整单相电压调节器和R1，使电流表读数为1A，保持电流值不变。(4)调整三相稳压器的输出电压，使电压表读数为50V。(5)

31、 调整移相器，在电压给定值的条件下改变所加继电器电流和电压的相位角，测量作用区的边界角1（正角）和2（负角） ，即使你找到了继电器动作的两个临界角1和2 （动作信号灯从关闭到打开），将测量数据记录在表1中。1 、当给定电压为30、20、10等时使继电器动作， 2、将数据记录在表1中。(7) 实验完成后，将稳压器的输出设置为0，并断开所有电源开关。(8) 计算继电器最大灵敏角的最大灵敏角和作用面积，作用面积= | 1 | + | 2 | ，画出角度特性曲线，并标出作用区域。表 1 角度特性U pu = f ( ) 实验数据记录表U /V5030201051 /度2 /度U pu = f ( I

32、r ) 和功率方向继电器的最小工作电压通过实验确定如下：(1) 调整功率方向继电器的角度= -30 ，调整移相器使= sen ，保持不变。(2) 实验接线同图2，检查接线后，合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。(3) 将电压表的读数调整到表 2 中的给定值。(4)调整单相调压器的输出，改变继电器输入电流的大小，记录继电器动作时此时电流表的读数。(5)在关键步骤(3)和(4)中，依次给定不同的电压时，找出使继电器动作的对应电流值(指示灯由灭到亮)，记录在表中2. 注意找到使继电器工作的最小电压和电流。(6)实验完成后，将所有稳压器的输出电压设置为0V，并断开所有电源开关。(7) 画出U

33、pu = f(Ir) 特性曲线。表2 伏安特性U pu = f (I r ) 实验数据记录表U pu /V10521.5 _10.5我/ A(4) LCD-4差动继电器特性实验12R512R5R63LBDKB15C3C1L1C6W2L2C4C5R142Dwy220kV791011141719R36BZ4BZ3BZ1Dwy5BZR13R41QP2123132462LBR2R1C27BZR122BZ1BZR7R8W1C7JH1LB82QPR9R10R11W3ZJ2C83DWY 4DWYZJ51JHZJ13LPC9R15LCD-4差动继电器原理图1) 检查当前运行值的实验步骤（1）按图接线，将差动继

34、电器的端接到指示灯电路的D2端；继电器端接指示灯电路的D1端，端与端短接，ZNB多功能表不接。输入（即公共端，输入2悬空）。注意：接线时，指示灯和ZNB多功能表不能同时接继电器端子和，否则会损坏ZNB多功能表。(2)继电器动作值压板置于1A位置。(3)闭合三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和操作开关BK，调节单相稳压器TY2，使电流增加到1A。(4)观察继电器是否动作。如果有错误，调整动作值微调W1。实验完成后，将稳压器的输出设置为0V，断开所有电源开关。AAAA8216453220VK1K2I1I2TY2ZNB1234公共端输入1公共端输入2D1D2测电流定值接线测动作时间接线差动继电

35、器动作值及谐波制动系数测试接线图2) 继电器动作时间检测实验步骤（1）按图接线，接ZNB多功能表，公共端接差动继电器端子，输入2接端子；指示电路端子 D1 和 D2 悬空。(2) 将继电器动作值压板置于1A位置，闭合操作开关BK，调整调整TY2使电流达到设定的动作电流，然后打开操作开关BK。（3）打开多功能仪表电源，将其功能选择开关拨到时间测量档位（“时间”指示灯亮），选择“连续”工作模式，按下“清除”键使显示为 0。(4) 快速闭合BK开关，将差动继电器的动作时间记录在表2-13中。(5)调整TY2，将电流分别增加到1.5A、2A、3A；重复步骤（3）和（4）重新进行测试，并将测量的时间记录

36、在表2-13中。表2-13 差动继电器动作时间测量记录工作电流/A11.523动作时间/毫秒(6)实验完成后，将稳压器的输出调到0V，断开所有电源开关。(7)画出差动继电器的动作时间特性曲线。3）瞬时元件动作值测试(1) 按图 2-29 接线，解开继电器端子、的连接片，将动作信号的 D1、D2 端子接到端子 1、3。ZNB 多功能表不接，公共端和输入 2 悬空。(2)打开三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和操作开关BK，调节TY2增加流入继电器的电流，在面板上调节瞬时调节使瞬时电流等于继电器的预定值。设定值。若有误差，可调整瞬时设定电位器W3。(3) 改变瞬时电流设定值，重新进行测试。4

37、) 测量瞬时元件的动作时间（1）按图2-29接线，将继电器端子和接到ZNB多功能表的公共端和输入2；指示灯的D1、D2端子悬空。(2) 调整继电器面板上的瞬时整定调整，使动作电流最小化。(3)打开操作开关BK开关，复位多功能表，然后快速闭合操作开关BK，记录动作时间。(5) 记录两个动作时间并进行比较。(6) 实验完成后，将稳压器的输出设置为0V，并断开所有电源开关。5）谐波制动系数测试实验步骤如下：如图所示接线。(1) 将继电器的电流设置到最小 1A 位置。(2)将三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和K2组合起来，将整流电流I 2调整为I 2 = (0.81) IN ，读取直流电流I

38、2 。(3) 闭合K1，通过额定正弦电流使继电器可靠动作，读取电流I 1 ；(4) 减小I 1使继电器刚返回；(5) 拉合单相电源开关继电器不应动作。如果是，则减小I 1直到单相电源开关继电器不动作，并读取电流I 1 ；(6) 计算谐波制动系数：K响应=(7) K resf应在 0.15 和 0.25 之间，通过调节高次谐波制动电位器 W2 可以得到所需的制动系数。6) 比率制动系数测量实验接线如下图所示。KKAA12864102153TY1TY2图2-30 比例制动特性实验接线图实验步骤如下：(1) 将差动电流动作设定值固定为1A，将制动电路的1012端子和差动电流电路的28端子如图连接，制

39、动系数设置为0.4。(2)闭合三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。(3)表2-14 比率制动系数测量实验数据记录表制动电流I 2 /A0123456工作电流I op /A制动系数K res(4) 调节TY2逐渐增大制动电流，使制动电流分别为表2-14中的值，然后调节TY1增大差动回路电流使继电器动作，记下相应的启动电流，并填写表 2-14。(5) 计算制动系数如下：(6)更换压板1QP的位置，将制动系数分别改为0.5或0.6，重复上述实验步骤。(7) 绘制比率制动曲线。(8) 改变差动电流动作设定值，重复上述步骤，得到不同的比率制动曲线。三、思考题(1) 功率方向继电器为什么会有死区？死

40、区应该如何消除？(2)用相量图分析加在功率方向继电器上的电压电流极性对动作特性的影响。（3）LG-11整流功率方向继电器的动作面积是否等于180度？为什么？(4)整流式功率方向继电器的角度特性与感应式功率方向继电器的角度特性有什么区别？(5) 功率方向继电器为什么要用90接线？使用0接线可以吗？(6)改变角度对防护动作性能有何影响？它实际上是什么意思？(7) 角度特性和伏安特性有什么用？(8) LCD-4差动继电器中设置二次谐波制动回路的目的是什么？为什么我的res越大，我的op就越大。(9) LCD-4差动继电器加瞬态元件的目的是什么？它与微分动作元素有何不同？(10)为什么差动保护会出现不

41、平衡电流？实验二 输电线路电流电压常规保护实验(1) 实验目的1、了解电磁电流电压保护的组成。2.了解3.研究了运行方式变化对电力系统保护灵敏度的影响。4、分析三段电流电压保护动作配合的正确性。(2) 实验内容DJZ-III试验台的常规继电器不接电流互感器和电压互感器。实验前应按图1试验台一次系统图设计保护接线图，接线后即可进行实验。112,4,5测量孔1KO1CTTB220/127VRS最小最大区内区外PT测量2KO2CTK11R23KORd102R45DXK3移相器图1 电流、电压保护实验一次系统图电流、电压保护其中：1KO实验系统的断路器； 2KO实验电路的断路器； 3KO模拟短路操作开

42、关； Rs系统阻抗，Rs.min=2欧，Rs.n=4欧，Rs.最大值 = 5 欧姆； Rd传输线阻抗，阻值为每相10欧； K1元件选择开关，分三档；选择变压器区域外的故障，选择变压器区域内的故障，选择输电线路； K3系统阻抗选择开关有“最大”、“正常”和“最小”三个选项； 1R短路实验限流电阻，阻值为每相2欧； 2 R负载电阻，阻值为每相45欧。1.正常工作模式实验(1) 三相自动稳压器的输出为0V。(2)系统工作模式置于“正常”位置。(3) 按图2所示常规电流保护接线方法的完整星形接线进行接线，并根据理论计算值确定各继电器的整定值。(4) 打开三相电源开关，将交流电压表并联到线型的PT测量点

43、，打开直流电源开关。(5) 闭合变压器二次侧的模拟断路器2KO。(6)调整三相自动调压器的输出，使并入线路的电压表指示由0V缓慢上升到100V。此时负载灯亮，仿真系统正常运行。(7) 实验结束后，使三相自动稳压器的输出归零，最后断开实验电源。KA1KA1KTKAM2KSKA2KA3KA4KA5KA6KSABCabco图2 完整的星型二段接线图2.短路故障模式实验(1) 三相自动稳压器的输出为0V。(2) 选择系统运行模式为最小运行模式。(3) 将模拟线路电阻Rd的活动头置于中间(50%)位置。(4) 接线按图2所示常规电流保护接线方法的完整星形接法接线，各继电器整定值按理论计算值确定。(5)

44、退出所有出线连接件（微电脑出线、常规出线）。(6)打开三相电源开关，打开直流电源开关，对应的电源开关灯全部亮。(7) 闭合变压器两侧的模拟断路器，调节三相自动稳压器的输出，使并入线路的电压表指示由0V缓慢上升到100V。此时负载灯泡亮起（与正常操作相同）。(8)闭合短路模拟开关(两相或三相均可)。(9) 闭合故障模拟断路器 3KO 以模拟系统中的短路故障。此时，根据短路的类型，负载灯完全或部分熄灭。电流表指示较大的值。然后模拟系统处于短路故障模式。短路故障发生后，应立即断开故障模拟断路器的3KO操作开关，以免短路电流过大烧毁设备。断开故障模拟断路器的3KO操作开关，排除短路故障。(10)实验结

45、束后，断开故障模拟断路器，将三相自动稳压器的输出调回零，最后断开实验电源。3、三相短路保护第一阶段保护动作实验及灵敏度测试在不同的系统运行模式下，做三级常规电流保护实验，找出第一级电流保护的最大和最小保护范围。具体实验步骤如下：(1)根据上述完整的星形实验接线，将变压器初级CT二次侧短接，将I段中三个电流继电器的整定值调整为5.16A，整定值第二节中三个电流继电器的值为2.78A或第三节设定值为1.62A。(2)系统运行模式选择设置为“Max ” ，重合闸开关切换到“OFF”位置。(3) 在“线路”文件中选择“区域” 、“线路”和“区外”的开关（“区”和“区外”用于变压器保护，不用于线路保护）

46、。(4)打开三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，停止下面的实验）。（5）打开直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮，停止下面的实验，检查直流线路，解决问题）。(6)闭合变压器两侧的模拟断路器，(7)慢慢调整三相自动稳压器的输出，使并入线路的电压表显示读数从0V上升到100V。此时，负载灯全部亮起。(8)将常规出线连接片LP2放入，微机出线连接片LP1退出。(9)闭合模拟短路选择开关SA、SB、SC。(10) 在模拟线路段的不同位置进行短路实验。先将短路点置于100%位置（顺时针调整短路电阻至最大位置），闭合故障模拟断路器，检查保护段I是否动作。调到90%，然后打开故障模拟断路器，检查保

47、护I段是否工作，如果没有动作，继续上述方法改变短路电阻的位置，直到保护I段工作，然后慢慢增加短路一点点。电阻值，直到第一级不动作，最后才能使第一级保护动作的短路电阻临界值记录在表1中。（11）将系统运行模式分别设置为“最小”和“正常”，重复步骤（4）至（10）的过程，将第一级保护动作的短路电阻值记录在表1中。(12) 实验完成后，将稳压器输出调至0V，并断开所有电源开关。(13)根据实验数据，分析了恒流速断保护的最大保护范围。表1 三相短路测试数据记录表短路电阻/操作模式10987654321最大最低限度普通的4、两相短路保护第一阶段保护动作实验及灵敏度测试在系统工作模式最小时，进行三级常规电

48、流保护实验，找出第一级电流保护的最小保护范围。具体实验步骤如下：(1)按照上述完整的星形实验接线，将变压器初级CT的二次侧短接。将段三个电流继电器的整定值调整为5.16A，将段的三个电流继电器整定值调整为2.78A或将段的整定值调整为1.62A。(2) 系统运行模式选择设置为“最小” 。(3) 在“线”文件中选择“区域”、“线”和“区域外”的开关。(4)打开三相电源开关，三相电源指示灯亮（如果不亮，停止下面的实验）。(5)打开直流电源开关，直流电源指示灯亮（如果不亮，停止下面的实验）。(6)闭合变压器两侧的模拟断路器，(7) 慢慢调整三相自动调压器的输出，使所连接线路的电压显示值从0V上升到1

49、00V。此时，负载灯全部亮起。(8) 放入常规出线连接件LP2，退出微机出线连接件（断开LP1）。(9)闭合任意两相短路选择开关SA、SB、SC按钮，如AB相。(10) 在模拟线段的不同部位做短路实验。首先将短路电阻置于100%，闭合故障模拟断路器，检查第一段保护是否启动。若无动作，断开故障模拟断路器，然后将短路点调至90%，闭合故障模拟断路器，检查第一级是否动作。如果没有动作，继续上述方法改变短路电阻的位置，直到第一级保护动作，然后再慢慢增加短路电阻一点。直到第一级保护不起作用，记录表2中可以使保护级I起作用的最大短路电阻值。表2 两相短路实验数据记录表短路电阻/操作模式AB相短路BC相短路

50、CA 相短路最大最低限度普通的（11）将系统运行模式分别设置为“Max”和“Normal”，重复步骤（4）至（10）的过程，将第一级保护动作的最大短路电阻值记录在表中2.(12)实验完成后，将稳压器的输出调到0V，断开所有电源开关。(13) 将短路选择开关设置为交流或BC相，重复步骤(2)至(12)，将实验数据记录在表2中。(14)根据实验数据，分析了恒流速断保护的最小保护范围。5.电流电压联锁保护实验低压闭锁电流速断保护实验步骤如下：(1)按照上面介绍的完整星形实验接线图完成实验接线，然后接上电压继电器，短接变压器初级CT二次侧，调整三个电流继电器的整定值第一段为4.3A，电压继电器整定值为

51、56V。（2）重复实验3（三相短路实验）中的步骤（2）至（12），将实验数据记录在表3中。(3)根据实验数据，找出电流电压互锁电流速断保护的最大范围，比较电流电压互锁速断保护和无时限电流速断保护的保护范围，并分析电流电压互锁电流速断保护的灵敏度。表3 低压闭锁电流速断保护实验数据记录表短路电阻/操作模式10987654防护罩最大最低限度普通的6、复合电压启动过流保护实验实验原理接线图。-KA+KV2ao220VKT+-KSKM+-ABKV1负序电压滤过器abcAKAKA+KV2KT+-KSKM+-KV1负序电压滤过器abcaoao220VA图3 复合电压启动过流保护实验原理接线图具体实验步骤如

52、下：(1)将变压器初级CT二次侧短接，在前面实验接线图的基础上，将负序电压和低压继电器串联起来，调整3个电流继电器的整定值。第一部分为 4.3A。电压继电器整定值为56V，负序电压继电器整定值为6V。（2）重复实验3（三相短路实验）中的步骤（2）至（12），记录4中的实验数据。(3)根据实验数据，得到复合电压启动的过流保护的最大保护范围，分析了复合电压启动的过流保护的灵敏度，确定了低-比较了电压闭锁速断保护和永不过时的电流速断保护。表4 复合电压启动过流保护实验数据记录表短路电阻/操作模式45678防护罩最大最低限度普通的7.保护动作协调实验(1)按完整的星形接线图完成实验接线，将变压器初级C

53、T二次侧短接。(2)设置三段式电流继电器整定值：=5.16A, = 0秒=2.78A, = 0.5 秒=1.62A, =1 秒(3) 选择系统运行模式为“Max”，将重合闸开关切换到“OFF”位置，将转换开关选择在“Line”。拉出连接件，使保护装置不会跳闸。(4)合上三相电源开关，调整三相自动稳压器的输出，使线路上的线电压不超过100V，合上模拟断路器，负载灯亮。(5) 三相短路或两相短路故障按前面实验介绍的方法产生。(6) 检查保护动作。保护应按第 I 节 - 第 II 节 - 第 III 节的顺序进行。(7) 实验结束时，将三相自动稳压器的输出调至0V，并断开所有电源开关。注意：由于保护

54、出线连接片已抽出（断开），模拟断路器在保护动作后无法断开，故故障持续时间不易过长。故障模拟断路器。（三）思考题1、比较分析三段式电流保护和电压电流联锁保护与复合电压过流保护的灵敏度。2、电流保护和电流电压互锁保护的整定值计算方法有什么区别？实验3 输电线路电流电压微机保护实验(1) 实验目的1 2.研究电力系统运行模式变化对保护的影响。3、了解电磁保护与微机保护的区别。4、熟悉三相一次重合闸和保护配合的特点。(2) 实验内容电流电压微机保护的实验能力与常规输电线路电流电压保护的实验能力相近，可以参考。下面列出微机保护实验的内容。1、三段式电流微机保护实验1）电流速断保护灵敏度检测实验(1)DJ

55、Z-III试验台的常规继电器和微机保护装置不接电流互感器TA电路。测试前应连接测试。试验用一次系统如图1所示。实验原理接线图如图2所示。按照示意图完成接线，将变压器初级CT二次侧短接。112,4,5测量孔1KO1CTTB220/127VRS最小最大区内区外PT测量2KO2CTK11R23KORd102R45DXK3移相器图1 电流、电压保护实验一次系统图电流、电压保护(2) 将模拟线路电阻滑块移动到 0 欧姆。微机保护装置a微机保护装置a2A2B2Cbco（来自PT测量）（来自2CT互感器二次侧）图2 微机电流电压保护实验原理接线图(4)打开三相电源开关，调节稳压器的输出，使台上电压表的指示由

56、0V缓慢上升到100V。注意此时的电压应该是变压器二次侧的电压，其值为100V。(5)打开微机装置的电源开关，根据实验2中三段电流整定值的计算和附录2介绍的微机保护装置的使用方法进行相关整定。)放投入运行，微机保护的第二段和第三段（过流和过载）撤出。(6) 打开直流电源开关；合上线路部分的两个模拟断路器，负载灯全部亮。(7)由于使用微机保护，需要连接LP1（微机插座的连接片放入）。(8) 任意选择两相短路。如果选择 AB 相，闭合 AB 相短路模拟开关。(9)闭合故障模拟断路器3KO，模拟系统出现两相短路故障。此时负载灯部分熄灭，台上电流表读数大于速断（段）保护整定值。因此，应采用 I 段保护

57、动作，使模拟断路器跳闸进行保护。故障时的运行条件和电流测量幅度记录在表 1 中。表1 电流速断保护灵敏度检测实验数据记录表短路阻抗/1245678910最大操作模式AB相短路第一阶段行动短路电流/ABC相短路第一阶段行动短路电流/ACA 相短路第一阶段行动短路电流/A1245678910普通手术AB相短路第一阶段行动短路电流/ABC相短路第一阶段行动短路电流/ACA 相短路第一阶段行动短路电流/A1245678910最小操作模式AB相短路第一阶段行动短路电流/ABC相短路第一阶段行动短路电流/ACA 相短路第一阶段行动短路电流/A(10)断开故障模拟断路器，按下微机保护装置上的“信号复位”按钮

58、，重新合上模拟断路器，负载灯全部亮，即模拟系统恢复故障- 自由运行状态。(11) 按表1给出的阻值移动短路电阻的滑动接头，重复步骤(9)和(10)，直到不能启动I级保护，然后减小模拟量的阻值线一点。动作，记录此时滑线压敏电阻的短路电流和阻值，记录在表1中（1表示保护动作，0表示保护不动作）。(12)改变系统运行模式，设置为“最大”和“正常”运行模式，重复步骤(6)至(11)，记录实验数据并填写表1。(13)将短路形式分别改为BC相和CA相，重复步骤(6)(12)。(14)实验结束后，将稳压器的输出设置回零，断开各种短路模拟开关，断开模拟断路器，最后断开所有实验电源开关。2）限时电流速断保护灵敏

59、度检验实验实验步骤与实验1)完全相同，只是将微机保护的I、III段撤去，只放入II段。同时，为了减少实验次数，短路电阻的初始位置可设置为5。关于三级（过载）保护外壳的检查，请参考以上实验步骤自行设计实验，此处不再赘述。另外，三相短路实验中三级电流保护外壳的检查步骤同上，在此不再赘述。请大家自己设计。3) 过流保护外壳的检查实验步骤参考上述实验。4）当发生三相短路时，检查三段保护的每一段步骤参考上述实验。5) 同站间保护合作实验为了观察同站间微机保护的配合情况，根据试验台的硬件设置，需要断开所有微机保护的出线开路电路，使用常规的过流保护将故障隔离开来。断路器。（1）常规保护按完整的星形两级接线图

60、连接（仅采用常规过流保护，整定时间略长于微机保护第三级动作时间）。共站保护配合实验原理接线图如图3所示：KA1KTKA1KTKAM2KSKA2TA3KA4KA5KA6KSABCabco(2)按第一、三段设定常规保护各元件整定值，时间继电器整定时间比微机保护三段整定时间长12秒。(3)打开三相电源开关，调节稳压器的输出，使台上电压表的指示由0V缓慢上升到100V。(4) 打开微机装置的电源开关，按实验1)所述方法设置相关整定值，退出低压启动和重合闸功能，打开保护段I、II、三。(5) 将模拟线路电阻滑块移动到 5 。(6) 选择系统运行模式，设置为“Max”，退出微机出口LP1，将常规出口LP2