《电力系统继电保护》课程实验教学大纲

《电力系统继电保护》课程实验教学大纲

目录

一、课程简介................................................................2

二、课程实验教学的目的、任务与要求..........................................2

三、实验方式与基本要求......................................................2

四、实验项目设置............................................................2

五、教材（讲义、指导书）....................................................3

六、实验报告要求............................................................3

七、考试（考核）方式..........................................................3

八、使用说明...............................................错误!未定义书签。

《电力系统继电保护》课程实验项目1....................................................................................4

《电力系统继电保护》课程实验项目2....................................................................................7

《电力系统继电保护》课程实验项目3....................................................................................9

《电力系统继电保护》课程实验项目4..................................................................................11

课程名称：电力系统继电保护课程编号：056227

英文名称：PowerSystemRelayProtection

课程性质：非独立设课

课程属性：专业

应开实验学期：第7学期

学时学分：课程总学时--32实验学时一8课程总学分一-2实验学分一-0.5

实验者类别：本科生

适用专业：电气工程及其自动化

先修课程：电气工程基础、工厂供电

一、课程简介

本课程是电力系统自动化技术、供用电技术专业的一门重要的专业必修课，是一门理论与实践

并重的学科。主要讲述各种常用的继电器的基本特性，电力系统中线路、变压器、发电机等设备保

护的基本原理、分析方法和整定原则，并注意加强微机保护的现场应用，反映继电保护的一些新技

术成就。该课程在本专业中占有重要地位。

二、课程实验教学的目的、任务与要求

本实验课程主要用来培养学生综合运用所学的知识，对继电保护中的各种继电器进行实验的能

力，使学生对继电器的原理及特性形成直观的感性认识：培养学生进行实验方案的设计，仪器、仪

表的选择与应用，实验电路的接线与操作、数据处理与误差分析等方面的能力；通过此专业实验课,

培养学生对实验结果进行分析，得出结论和编写科学实验报告的初步能力。

三、实验方式与基本要求

实验方式：学生7到10人一台实验设备，小组实验。

基本要求：实验前，学生要认真预习实验指导书，了解实验目的和实验内容；实验时，要认真

上机，做好实验记录；实验后，按要求编写实验报告。

四、实验项目设置

实验实验实验实验实验每组

序号实验项目名称实验内容提要

编号时数类型类别要求人数

掌握继电器的基本特性

101电磁型继电器特性实验2验证专业必修7~10

熟悉过电流继电保护的原理

202过电流保护实验2综合专业必修7-10

掌握自动重合闸的原理

303自动重合闸装置实验2综合必修7-10

2

掌握三段式过电流继电保护原

404三段式过电流保护实验2综合专业必修7~10

理

告十8

注实较也1.演示，2喻正3综合/4.设计研究5其他簸感“1.搞出2专业挣出3专业4其，学雌&：1.必修2选修3其它

五、教材（讲义、指导书）：

教材：《电力系统继电保护》，张保会编，中国电力出版社，出版时间：2004

参考书：《电力系统线电保护原理》，贺家李编，中国电力出版社，出版时间：2004

六、实验报告要求

每个实验均按统一格式编写实验报告。

七、考试（考核）方式

实验课表现及实验报告分。

3

常闭接点闭合。

动作电压：不大于额定电压的70%

返回电压：不小于额定电压的5%

动作时间：在额定电压下不大于0.05S

功率消耗：在额定电压下不大于5W

接点长期允许通过电流不大于5A

（3）DX型信号继电器

信号继电器作为继电器保护装置和自动装置整组或个别元件动作后的信号指示。

继电器是以电磁动作原理构成，当线圈带电时，衔铁被吸，信号掉牌出于动作而掉下，同时使

接点闭合，继电器需人工复归掉牌和接点。

串联电流信号继电器，为保证可靠动作，保护装置动作时，通过信号继电器线圈中的电流,

应为大于1.5倍额定电流，而其压降应大于全回路电压降的10%o

并联电压信号继电器应保证全回路在80%额定电压下可靠动作。

继电器的动作值：

1）电流启动的继电器的动作值不超过额定电流。

2）电压启动的继电器的动作值不超过70%的额定电压。

2.测定和校验起动电流

3.测定返I可电流并计算返I可系数

4.测定触点闭合时间，是否满足现程要求。

六、实验方法与步骤

1.按实验接线图接好线。

2.使调压器的指针处于最低位，使滑线电阻器处于最高电阻值，准备测动作电流及返回电流的测定。

3.接同电源，通过改变调压器和滑线电阻，增大电流达到使继电器动作的最小电流称为动作电流，

此时继电器接点闭合，电秒表停转。

4.断开电源，电秒表归零。重新接通电源，此时电秒表指示继电器的动作时间。而后减小电流，待

接点打开为止，此电流为返回电流。每个整定值测三次，并记录其动作时间，取平均值。返回系数

要在0.85—0.9才算合格，规程规定动作电流的1.5倍时的动作时间不超过0.15s,2倍时的动作时

间不超过0.02so

5.测1.5倍动作电流的动作时间及2倍动作电流的动作时间。

6.填写继电器特性测试记录表格。

5

整定实测实测起实测返返回动作1.5倍动2倍动刻度合

电流值次数动电流回电流系数时间作时间作时间格否

1.5A

2.4A

平均值

七、实验要求

1.写实验报告具体的要求与规范格式

2.实验考核评价要求

八、场地、设备与器材

（1）DL—20c系列电流继电器

（2）DZ-30B系列中间继电器

（3）DX型信号继电器

6

《电力系统继电保护》课程实验项目2

一、实验项目名称及实验项目编号

时间继电器特性实验，02

二、课程名称及课程编号

电力系统继电保护，*******

三、实验目的

1.了解电磁型时间继电器的构造及工作原理。

2.了解时间继电器的基本特性。

四、实验原理

本实验是验证性实验，当继电器线圈中通入电流时，产生磁通，经铁心、衔铁和气隙形成回路，

衔铁被磁化，产生电磁力，当克服弹簧反作用力，衔铁被吸起，触点接通，继电器动作

五、实验内容

1、认识电磁型时间继电器的结构。

(1)DS20系列时间继电器

DS2O系列时间继电器作为各种保护和自动控制线路中的辅助元件，用以使被控制元件的动作得

到可调节的延时。

该继电器是带有延时机构的吸入继电器，有一付瞬动转换接点，一付滑动主接点和一付终止主

接点。

当电压加在线圈两端时，活动铁芯克服塔形弹簧的作用力被吸入，瞬动常开触点闭合，常闭接

点断开。同时延时机构开始启动，经过一定的整定时间后，先闭合滑动主接点，再经过一定时间后，

闭合终止常开主接点从而得到所需的延时。当线圈断电时在塔形弹簧的作用下，使活动铁芯和延时

机构返回原位。

延时调整：可以移动静接点位置的方法调整,并由指针在刻度盘上指出。

继电器的可靠动作电压：对于DS—21—24/C不大于75%额定电压。

继电器的返回电压：不低于5%额定电压。

(2)ST3PA—A型时间继电器

ST3PA—A型时间继电器采用大规模专用集成电路，并选用高性能电子元器件，简化了线路，减

少了元器件数量，缩小了体积，提高了可靠性，提高了抗干扰性能，并降低了功耗。采用高精度振

荡回路和高分频率分频回路，保证了高精度及长延时。采用单刻度刻度板和大型整定旋钮，时间整

7

定方便，刻度清晰。多档式规格具有四挡不同的延时范围，用装在刻度板后面的转换开关能很方便

地选择所需要的延时范围。安装方式为插拔式。

该时间继电器集数字式时间继电器与阻容式时间继电器之特长而成，线路由延时整定、振荡、

分频(可编程控制)、电源及执行等五部分组成。其内部接线和时间整定选择位置如图2—3所示。

2.利用电秒表校验时间绊电器的动作时间。

六、实验方法与步骤

1.按实验接线图接好线。

2.使滑线电阻器处于最低电阻值，把电秒表置于零位，准备测动作时间。

3.投入刀闸，测定各标度下的动作时间，实验时对每个标度处进行三次试验，取其平均值。看

是否合格，否则调整之。填写校验继电器动作时间记录表格。

时间继电器整定0.5s12345

第1次测量结果

第2次测量结果

第3次测量结果

平均值

七、实验要求

1.写实验报告具体的要求与规范格式

2.实验考核评价要求

八、场地、设备与器材

(1)时间继电器ST3PA—A

(2)电秒表408

(3)DS20系列时间继电器

8

《电力系统继电保护》课程实验项目3

一、实验项目名称及实验项目编号

三段式过流保护实验，03

二、课程名称及课程编号

电力系统继电保护，*******

三、实验目的

1.掌握三段式电流速断保护原理。

2.掌握三段式电流速断的整定配合。

四、实验原理

无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，不能作为下一

线路的后备保护，为此必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。由无时限电流速断、

带时限电流速断与定时限过电流保护相配合构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电

流保护。

五、实验内容

（1）对实际的过流保护时限配合的输电线路做模拟实验。

（2）对模拟实验线路的各级保护的动作电流进行整定。

（3）确定配合时限级差。

六、实验方法与步骤

（1）首先按模拟实验线路接线。

（2）确定三段电流值。

（3）确定级差At=ls。

（4）先合交流电源，后合直流电源。按下启动按钮，调整交流问路电流，确定DI、D2、D3三

个短路点，断开交直流电源。重新合上交直流电源，观察各点短路时的保护配合情况。填写继电器

特性测试记录表格，并画出时限配合图形。

短路点

D]D2D3

项目

1段整定值

II段整定值

III段整定值

9

电路中的电流值

时间配合

是否具有选择性

七、实验要求

1.写实验报告具体的要求与规范格式

2.实验考核评价要求

八、场地、设备与器材

名称型号

单相调压器1KVA

电流继电器DL—21型

时间继电器ST3PA—A

中间继电器DZ

接触渊交流220V

滑线变阻器38.8。

电流表0—5A

信号灯

起动按钮

10

《电力系统继电保护》课程实验项目4

一、实验项目名称及实验项目编号

自动重合闸装置实验，01

二、课程名称及课程编号

电力系统继电保护，*******

三、实验目的

了解自动重合闸装置在电力系统中的作用。

四、实验原理

把控制开关KK打在自动位置，使KK1接通，给自动合闸装置加上电源。如图1所示，正常工作

状态下线路上的断路器都在合闸位置，则线路上的断路器的常闭辅助触点都是断开的，无电压继电

器KV1,KV2的常闭触点与同步继电器KSY的常闭触点也都是断开的，自动合网的时间元件没有电源,

因此不可能起动。此外，在图1中的R-C充电回路在KK1接通时开始对C充电，经15-25S的延时后,

使&1起动KCS合闸继电器动作，发出合闸脉冲。它还可以同时起动&2门，使信号灯HG2点亮，表

示允许自动合闸动作。

如果任意线路发生永久性故障时，且满足自动合闸的条件，经KTM1延时到能够躲过进线断路

器跳闸和重合闸之和的时间后，起动一次合闸脉冲元件KTC1（记忆时间约为0.3s）。KTC1动作后即

发出0.3s的合闸脉冲，经过&1门起动合闸继电器KCS进行合闸。KTC2动作后输出高电平，1）给