电力系统继电保实验指导书

批注[bl):纸型16开，页边距上下各2厘米，左右各

《电力系统继电保护》25厘米。

批注["]:黑体,小初，居中

试验指导书

何瑞文陈少华李惜玉编

广东工业大学自动化学院批注IZ]:擀体，四号,加粗，居中

二00七年三月印刷

试验一基于仿真系统的电磁型继电器的特性试验

试验项目性质：综合性

所属课程名称：电力系统继电保护

试验计划课时：2

批注出宋体,四号,加相,内容仍为宋体，四号,

一、试验目的5]:

不加出

I.认识电随型电流及电压继电器的构造：

2.掌握继电器动作参数的设定措施，观测继电器II勺接点动作状况：

3.掌握继电器启动值和返回值的测试措施、返回系数和误差的计算措施。

二、试验内容和规定

认识继电器"勺构造、动作过程、接线方式、调整措施。继电器内部接线图如

图一所示。继电器内部有•两组线圈，运用两组线圈的串联或并联可使整定值变化

一倍。

三、试验重要仪器设备和材料

1.DL型电流继电器及DY型电压继日器各一种

2.直流稳压电源一台

3.DSF—2多功能继电保护测试仿真装置一套，其输出电流幅值：0~3（）A（有效

值）湘，输出电压幅值：O~H）OV（有效值）/IIIo

四、试验措施、环节及成果测试

I.测定电流继电器的启动电流、返回电流并计算返回系数和误差。

试验接线图如图二所示。在主功能菜单上用鼠标左犍点击“继电测试”按钮

注入该测试功能，出现“各类继电器及有关特性测试”界面。测试前。可选择自

动测试（或手动测试），再点击“继电器”按钮进行被试继电器类型和相别的设

置，以A相为例，可选择A相及电流继电器，然后点击“确认”按钮。辨幕右

下方的“增长减少”按钮意思是增长或减少对应的被标注量，变化量II勺大小由屏

暮左下方的各量口勺步长确定。在手动测试时，只有按“增长减少”按钮时，那些

标注了向上或向下箭头的量将按其对应的步长变化，当自动测试时，点击“开始

测试”按钮后，那些标注了向上或向下箭头的量将按步长对应地增长或减少。以

A相为例，设置电流步长Ay为某一值，再用鼠标右键点击A相电流有效fUAJ

的方框，方框内出现减少标志，点击"增长减少”使其减少至0A0用鼠标左键

点击A相电流有效值［A］的左边方框，方框内出现增长标志，点击“增长减少”

按钮使其从0A增长至某一值。点击“中断测试”按钮可中断本次测试。

IA

图二

(1)测试启动电流

当A相电流有效值［A］从零按某一步长逐渐增大到某•值，电流继电器

客开接点刚刚闭合的最小电流，即为继电器H勺启动电流，其值与继电器刻度盘指

针所指的整定值左应相似，容许误差不应超+5%。

(2)测试返回电流

当继电器处在动作位置后，当A相电流有效值［A］从启动电流开始按某一步

长Ala减少，电流继电器常开接点刚刚断开的最大电流值，即为继电器的返回电

流。

(3)求返回系数

根据启动电流1而和返回电流【hi一算返回系数：

Kh=Ih/Idz

DL系列继电器的返回系数约为().85左右。

(4)求误差百分数：

AI=(3Tz)"z

在试验时按刻度盘的指示选测三点(17),可将整定指针放在刻度盘上最大、

口间、最小三个位置，将试验成果填入表一：

表一

整定值测定值计算值

测定次数

K

Iz%IhhAI

1

2

3

2.测定电压维电器的启动电压、返回电压并计算返回系数和误差。

试验接线图如图三所示。点击“测试设置”按钮选择自动测试，再点击“确

认”。点击“参数设置”对应地设置A和电压有效值及电压的步长AUa.再按“确

认”。当A相电压有效值［V］从零按某一步长AUa逐渐增大到某一值，电压继电

器常开接点刚刚闭合的最小电压，此电压即为继电器的启动电压，其值与把手所

行的整定值相似，容许误差不能超过二5%。当继电器处在动作位置后，按电压

步长逐渐减少A相电压有效值［V］,电压继电器常开接点刚刚断开的最大电压值,

此电压即为继电器返回电压。

在试验时将电压继电解线圈的联接方式设为串联或并联，按刻度口勺标度选测

三点（Uz）.测试后将试验所得成果填入表二：

表二

整定值测定值计算值

测定次数

UzUdzUhKhAU

1

2

3

3.测定电流继电器动作时间、返回时间，观测时间与启动电流的关系

试验接线图如图四。手动测试时，置A相电流有效值［AJ等于l.2Iz(1z是

电流继电器电流整定位)，电秒表复位，点击“开始测试”，合刀闸K,电秒表【

和川获得动作信号开始计数，当继电器通过一段时间接合闭合后，则【和III获得

此信号，电秒表的数码管便显示数字，此数字即为电流维电器接点闭合时间。用

电秒表的复位按钮把数字灭掉，再拉开刀闸K,数码管再显示的数字即为电流继

电器接点返同时间。反复三次。不变化整定值Iz值，再次设置A电流方效值［A］,

使之分别为2。、3及，测量继电器的接点闭合时间和接点返回时间。

图四

把上面所得的一系列数据填入下表内:

表三

1.2Iz2Iz3Iz

IzTdzThTdzThTdzTh

(ms)(ms)(ms)(ms)(ms)(ms)

1

2

t3

,『均

五、试验汇报规定

I.分析电流、电压继电器H勺构造和动作过程：

2.比较电流、电压继电器H勺动作电与返回值，认识返回系数:

3.理解继电器的动作时间与返回时间。

六、思索题

1.Iz.1而、Ih、八、AI%意义是什么？

2.DL继电器怎样进行hzR勺调整？1也有哪些调整措施？

3.DL系列继电器动作时间与返回时间各与电流关系怎样？

试验二基于仿真系统的功率方向继电器的特性试验

试验项目性质：综合性

所属课程名称：电力系统继电保护

试验计划课时：2

批注［］宋体.四号，加粗.内容仍为宋体,四号,

一、试验目的b6:

不加粗

1,熟悉功率方向维电器BG-12型口勺构造；

2.认识功率方向继电器的工作原理；

3.掌握功率方向继电器H勺动作特牛。

二、试验内容和规定

1、观测功率方向维电渊BG-12型的构造。

2、相角特性试验。

3、伏安特性试验。

4、潜动试验。

三、试验重要仪器设备和材料

I.BG-12型功率方向继电器和220V（直流）中间维电G一种:

2.直流稳压电源一台：

3.DSF-2多功能继电保护测试仿真装置一套，其愉出电流幅值：0~30A（有

效值）/相，输出电压幅值：0~l（X）V（有效值）/相。

四、试验措施、环节及成果测试

1、观测功率方向继电器BG-I2型的构造，电流电压线圈的接线和极性关系,

变化继电器内角Q的措施。

2、相角特性试验：采用如图一所示接线，设置A相电流有效值［A］为IA,

A相电流相位［度］为0。，A相电压有效值［V）为20V,A相电压相位［度］为某一

角度,记为力。“测试方式”选择自动方式，用度标左键点击A相电压相位［度］

的左边方框，方框出现向上箭头，再点击“开始测试”，A相电压相位［度甘安电

压相位步长△的I变化（粗调时步长可设为15°,精调时可设为1°）。指示灯

凫表达继电器动作，指示灯灭表达继电器不动作，找出动作区与不动作区，求出

继电器11勺最大敏捷角。

%0。15:30"45;607590°105112()135°150°165°

%180195^210225'240'255'270'285300315"330'345"

不动作区动作区最大敏捷角

图一

3、伏安特性试验：点击“参数设苴”，设置A相电压相位为垣大敏捷角，A

相电流有效值［A］为1A,A相电流相位［度］为0°,A相电压有效值［V］为0V,电

压步长AUa为某一值，再点击“确认”。点击A相电压有效值［V］的左边框，方

框出现向上箭头，再点击“开始测试”,A相电压有效值［V］从零伏按电压步长△

Ua逐渐增长至某一值，继电器动作，记录下最小动作电压值。在其他数据不变

的状况下,变化A相电流有效值［A］使之分别为2A、3A,测出对应的最小动作

电压。

同理,固定A相电压值为10V、20V、30V,测定继电器的最小动作电流。

IA2A3A

%10V20V30V

'd:min

4、潜动试验：“潜动”指在只加入电压或电流的状况下，继电器就可以动作

时现象。接线图如图一所示，在主功能菜单上用鼠标左键点击“继电测试”按钮

注入该测试功能，出现“各类继电器及有关特性测试”界面。“测试方式”选择

“自动测试”，再点击“参数设置”，设置A相电流相位［度］为0",A相电压相

位为最大敏捷角，A相电流有效值［AJ为0A,相电压有效值［V］为0V,电压步长

，\Ua为某一值，再点击“确认”返回，然后点击“开始测试”，A相电压有效值

［V］按步长AUa逐渐从0V增大至30V,中断测试可点击“中断测试”按钮，观

测继电器与否动作。同理，固定A相电压有效值［V］为OV,A相电流有效性［AJ

按步长△la逐渐从0A增大至3A,观测继电器4否动作。

五、试验汇报规定

I.列出试验过程的表格记录数据，然后作出对应的角度特性和伏安特性曲

线；

2.分析功率方向继电器的伏安特性、角度特性和潜动特性；

3.分析功率方向继电器"勺动作范围及死区。

六、思索题

1.功率方向继电器的伏安特性和角度特性阐明什么问题？

2.请解释“电压死区”的原因?

3.功率方向纯电器如有潜动对保护产生什么影响？

试验三单侧电源线路电流保护的试验

试验项目性质：一般性

所属课程名称：电力系统继电保护

试验计划课时：2

批注出］宋体,四号,加粗.内容仍为宋体.四号,

一、试验目的7:

不加粗

I.掌握单侧电源辐射形线路过电流及电流速断保护的原理和构造;

2.认识电流保护与三相一次重:费闸的配合关系;

3.学习电流继电器、时间继电器动作值口勺调整措施。

二、试验内容和规定

I、观测电流保护装置的构造：

2、认识电磁型保护的多种继电器：

3、掌握电流保护的动作特性。

三、试验重要仪器设备和材料

I.电力保护装置一套；

2.DSF-2多功能继电保护测试仿真装苴一套。

四、试验措施、环节及成果测试

(~)原理接线图

被成验网络为单侧电源幅射形电网，如图一所示，线路。〃装有三段式电流

保护，第一•段为无时限电流速断，用表达；第二段为限时电流速断，用，表

达：第三段为过流，用;表达。线路0“〃则装有二段电流保护，无时限电流速

断及过流，其表达措施与上相似。

1-

B

一

/

_

DL-2DL—3

图一被保护线路示意图

(二)试验阐明

在实际接线图中有如下几点阐明：

线路中的油开关在试验时是以三相交流接触器替代，因接触器只有一种线

圈，故列用两个中间继电器来控制合间及跳闸其中1"为合闸继电将，2/比为

跳闸继电器。

线路不一样地点短路时参数模拟及详细操作：

线路H勺一次回路运用五个电抗线图或电阻器及电阻K,构成，为了使短路时

短路电流不至于过大，一次向路接的交流电源采用220V。

为「模拟线路不一样地点短路，一次同路中接入四个刀闸（见试验线路总图）

①手动合闸：首先将三相交流电源刀闸K及直流电源刀间合上，然后用手接

按钮，接触器合闸，其详细过程加下：

HA⑺Z_

_____________oo_________________________

IDZ启动问路

合间继电器1DZ启动，接触器线圈0Q带电、开关合上。当主接点闭合后，

运用其辅助节点广〃一门保持（因手放后，它自动返回，1QZ继电器也返回）,

使接触器保持在合闸状态。

②跳闸：跳闸分手动跳闸和自动跳闸两种:

自动跳闸即继电保护动作使开关跳闸，当任一套保护动作后其接点闭合起动

2OZ维电器，2DZ起动后常闭接点打开，使接触器线圈失电，因此开关跳闸。

手动跳闸时，状况与上相似，不过此时2Z)Z继电器启动H勺正电源是从跳闸

按钮刀'来，当手按下刀t,正电源即送给2OZ。

③自动合闸。继电器由保护动作或其他原因误动作而跳闸时，断路器II勺辅助

营闭接点，即相称于模拟线路中接触整的辅助接点F〃一闭合。因此，跳闸监视

继电器3DZ动作，其常开接点闭合起动重登闸继电器。〃-1中的时间继电器，

通过重强闸I向整定期间后，接通了断路的合闸回路，便断路自动合闸吊z断

开为止。

本模拟试验中只在/〃一〃,线路上装有zc〃。ZC”的详细接线如下：

④多种故障状况：

A.过流动作：；成少电阻至过流保护启动，这时相称于本线路或相邻线路发

生动作，使开关跳闸，这时可看出信号继电器5K、7X、8X掉牌。同步扃动ZCH

籽开关重新合上。

B./〃一〃线路电流速断动作：合刀闸K一相称于/〃.〃线路上速断保护区内

发生短路，这时过流及速断都起动，由于过流要经一段限时，而无时限电流速断

瞬时动作，将故障切除。这时可看出信号继电器5X、6X、8K掉牌。同步启动zc〃

籽开关重新合上。

C.合刀闸K3相称于故障发生在线路/〃〃〃无时限电流速断及线路1,.„

限时电流速断II勺共同保护范围内，这时两套保护都启动，根据选择性规定，应当

曰/〃〃〃的无时限电流速断动作切除故隙。这时可看出信号维电器4X、5X、6X、

&X掉牌，同步启动ZC"将开关重新合上。

D.合刀闸（相称于线路“末端发生短路，这时。一〃的限时电流速断

及过流均启动，但过流延时较长，因此限时速断动作切除故障，这时可看出信号

维电器4X、2X、5X掉牌。

E.合刀闸6相称于线路力〃无时限电流速断范围内发生.故障，这时保护瞬

时启动，将故障切除，信号继电器IX、4X、5X掉牌。

注意：作上述前三项时，必须保证重叠闸继电器中的电容的足够II勺充电时间，

大概为15〜20秒。要不保护动作，跳开断路牌后无法重叠。

线路不一样地点短路时的详细参数。

已知：〃〃=4A.Idlll=2.2A

KK=1.3瞬时电流速新的可靠系数

K；=1.1限时速断速断的可靠系数

假设/比-1、/儿-2、3处的过电流保护参数己知为

=

/出=Idxbh-2，论・“1-3=2A

rd2»bh-3=1Os

电流互感器变比为“川=10/5

试根据以上数据选择"-1、"-2处电流速断保护、限时电流速断保护以

及过电流保护的动作参数和时限参数。

（三）试验环节

1.观测保护盘的接线及所用的各电器。

2.根据计算出来的多种保护装置的整定值，整定各继电器的参数。

3.合电源刀闸K,并给上直流电源（直流电源为单相桥式整流，亦可用汞

弧整流电源），按“A、"4、开关及/九-2合闸，然后减少电阻K,使过

流起动，记下此时电流值及保护动作状况。

4.合刀闸K,观测线路/〃皿线路保护动作的状况，并记下动作电流及动作

状况与保护动作观测ZCH的动作状况，并记录下来。

5.合刀闸3观测线路/八〃、/〃一〃,线路保护动作状况并记录成果。同步观测

ZCH的动作状况及与保护H勺配合关系。

6.合刀闸息观测线路〃〃保护动作状况，并记下试验成果。

7.合刀闸/观测线路保护动作状况,并记下试验成果。

五、试验汇报规定

1.将试验记录成果列出，并分析在多种故障状况下保护的行为4否4理论

相符合。

2.画出OL-1处三段过电流交直流回路IKJ展开图，接线图中设备规范：

名称编号型号规范

电流继电器1/DA-11/10

电流继电器213/DL-ll/6

电流继电器4151DL-ll/2

时间继电器\TD5-111/0.1-1.3

时间继电器2r37DS-112/0.25~3.5

中间维电器\DZ2DZ3DZDZ-3\B

信号继电器】OX~8OXDX-11/0.015

六、思索题

1.电流速断保护与过电流保护在保护定值、动作时间、动作范围等方而有

何区别；

2.电流保护与自动重叠闸怎样配合。

试验四基于变电站仿真系统的继电保护动作特性分析

试验项目性质：综合性

所属课程名称：电力系统继电保护

试验计划课时：2

一试验目的批注|b«］：宋体‘四号‘加粗’内存"为宋体’四号,

、不加机

1、认识电力系统变电站仿真系统。通过仿真系统熟悉变电所的一次接线以

及变电所控制室的实际控制设备；

2、熟悉继电保护装置的原理与构造；

3、仿真分析电力系统发生故障后，继电保护的实际动作状况。

二、试验