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实验报告

网络高等教育

《电力系统继电保护》实验报告

学习中心：

层次：

专科起点本科

专业：

电气工程及其自动化

年级：

2011年春季

学号：

学生姓名：

实验一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型电压继电器的的实际结构，工作原理、基本特性；

2、学习动作电流、动作电压参数的整定方法。

二、实验电路

1．过流继电器实验接线图

2.低压继电器实验接线图

三、预习题

1.DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈_并联_时的额定值；DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈_串联_时的额定值。

（串联，并联）

2.电流继电器的返回系数为什么恒小于1？

继电器的返回系数是返回与动作电流的比值，用Kf表示。

由于有摩擦力矩和剩余力矩的存在，使得返回量小于动作量。

根据返回力矩的定义，返回系数恒小于1。

过流继电器的返回系数在0.85-0.9之间。

四、实验内容

1．电流继电器的动作电流和返回电流测试

表一过流继电器实验结果记录表

整定电流I（安）

2.7A

线圈接线方式为：

串联

5.4A

线圈接线方式为：

并联

测试序号

1

2

3

1

2

3

实测起动电流Idj

2.68

2.71

2.69

5.42

5.42

5.45

实测返回电流Ifj

2.33

2.34

2.36

4.66

4.63

4.64

返回系数Kf

0.86

0.88

0.85

0.859

0.860

0.853

起动电流与整定电流误差%

0.9%

1.03%

1%

0.7%

0.8%

0.6%

2．低压继电器的动作电压和返回电压测试

表二低压继电器实验结果记录表

整定电压U（伏）

24V

线圈接线方式为：

串联

48V

线圈接线方式为：

并联

测试序号

1

2

3

1

2

3

实测起动电压Udj

23.1

23.0

23.1

46.2

46.5

46.3

实测返回电压Ufj

28.9

28.9

28.6

58.1

57.6

57.8

返回系数Kf

1.24

1.24

1.23

1.25

1.26

1.23

起动电压与整定电压误差%

0.96%

0.94%

0.96%

0.96%

0.97%

0.96%

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-20A

变压器及单相可调电源

EPL-04

继电器

（一）—DL-21C电流继电器

EPL-05

继电器

（二）—DY-28C电压继电器

EPL-11

交流电压表

EPL-11

交流电流表

EPL-11

直流电源及母线

EPL-13

光示牌

六、问题与思考

1．动作电流（压），返回电流（压）和返回系数的定义是什么？

答：

在电压继电器或中间继电器的线圈上,从0逐步升压,到继电器动作,这个电压是动作电压;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压. 

返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数。

2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？

答：

返回系数是确保保护选择性的重要指标.让不该动作的继电器及时返回,使正常运行的部分系统不被切除。

实验二电磁型时间继电器和中间继电器实验

一、实验目的

1、熟悉时间继电器和中间继电器的实际结构、工作原理和基本特性；

2、掌握时间继电器和中间继电器的的测试和调整方法。

二、实验电路

1．时间继电器动作电压、返回电压实验接线图

2．时间继电器动作时间实验接线图

3．中间继电器实验接线图

4．中间继电器动作时间测量实验接线图

三、预习题

影响起动电压、返回电压的因素是什么？

答：

（1）剩余力矩的大小；

（2）衔铁与铁芯之间的气隙大小；

（3）可动部分的摩擦力矩。

四、实验内容

1．时间继电器的动作电流和返回电流测试

表一时间继电器动作电压、返回电压测试

测量值

为额定电压的%

动作电压Ud（V）

82

37.1

返回电压Uf（V）

11

5

2．时间继电器的动作时间测定

表二时间继电器动作时间测定

测量值

整定值t（s）

1

2

3

0.25

0.2613

0.2607

0.2601

0.75

0.7382

0.7553

0.7541

1

1.05

0.95

0.98

3．中间继电器测试

表三中间继电器动作时间实验记录表

动作电压Udj（V）

返回电压Ufj（V）

动作时间t（ms）

120

45

18.9

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-05

继电器

（二）—DS-21C时间继电器

EPL-06

继电器（四）—DZ-31B中间继电器

EPL-11

直流电源及母线

EPL-11

直流电压表

EPL-12

电秒表及相位仪

EPL-13

光示牌

EPL-14

按钮及电阻盘

六、问题与思考

1．根据你所学的知识说明时间继电器常用在哪些继电保护装置电路？

答：

时间继电器常用在：

过流保护、过负荷保护、过压保护、欠压保护、失磁保护、低周保护电路中。

2．发电厂、变电所的继电器保护及自动装置中常用哪几种中间继电器？

答：

静态中间继电器、带保持中间继电器、电磁式中间继电器

延时中间继电器、交流中间继电器、快速中间继电器

大容量中间继电器

实验三三段式电流保护实验

一、实验目的

1、掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电路原理，工作特性及整定原则；

2、理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器的功用；

3、掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。

二、实验电路

三、预习题（填写表格）

序号

代号

型号规格

用途

实验整定值

线圈接法

1

KA1

DL－21C/6

无时限电流速断保护

2A

串联

2

KA2

DL－21C/3

带时限电流速断保护

0.93A

串联

3

KA3

DL－21C/3

定时限过电流保护

0.5A

串联

4

KT1

DS－21

带时限电流速断保护时间

0.75s

5

KT2

DS－21

定时限过电流保护时间

1.25s

四、实验内容

表一

故障点位置

动作情况

AB线路

始端

AB线路

中间

AB线路

末端

BC线路

始端

BC线路

中间

BC线路

末端

最小运行方式

两相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

√

√

×

×

Ⅲ段

√

√

√

√

√

×

三相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

√

×

√

×

×

Ⅲ段

√

√

√

√

√

√

最大运行方式

两相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

×

√

√

×

×

Ⅲ段

√

√

×

√

√

×

三相短路

Ⅰ段

×

×

×

×

×

×

Ⅱ段

√

×

√

√

×

×

Ⅲ段

√

√

√

×

√

√

注继电器动作打“√”，未动作打“×”。

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-01

输电线路

EPL-03A

AB站故障点设置

EPL-03B

BC站故障点设置

EPL-04

继电器

（一）—DL-21C电流继电器

EPL-05

继电器

（二）—DS-21时间继电器

EPL-06

继电器（四）—DZ-31B中间继电器

EPL-17

三相交流电源

EPL-11

直流电源及母线

EPL-32

继电器（三）—DL-21C电流继电器

—DS-21时间继电器

六、问题与思考

1．三段式电流保护为什么要使各段的保护范围和时限特性相配合？

答:

 三段保护（过负荷、过流、速断）应当互相配合，各个保护区域能够连续， 

这样，在回路发生故障时，无论电流在什么值，保护都能动作。

如果三段保护范围没有配合，各段保护区域之间还有空挡，而回路故障电流正好在这个空挡中，就没有了保护，会造成事故扩大。

2．三段式保护模拟动作操作前是否必须对每个继电器进行参数整定？

为什么？

答:

 根据满足需要进行设定。

因为, 保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证 在其他各种运行方式和短路类型下，其保护范围均不至于超出本线路范围。

保 护范围就必然不能包括被保护线路的全长。

因为只有当短路电流大于保护的动作电流时，保护才能动作。

实验四功率方向电流保护实验

一、实验目的

1、熟悉相间短路功率方向电流保护的基本工作原理；

2、进一步了解功率方向继电器的结构及工作原理；

3、掌握功率方向电流保护的基本特性和整定实验方法。

二、实验电路

三、预习题

功率方向电流保护在多电源网络中什么情况下称为正方向？

什么情况下称为反方向？

为什么它可以只按正方向保证选择性的条件选择动作电流？

答:

规定功率的方向由母线流向线路的为正，功率的方向由线路流向母线的为负，并由功率方向继电器加以判断，当功率方向为正时动作，反之不动作。

四、实验内容

表一

序号

名称

实验整定值

正方向功率

反方向功率

0.8A

1.0A

0.8A

1.0A

1

电流继电器

0.9A

×

√

×

×

2

功率方向继电器

-45°

×

×

×

×

3

时间继电器

1秒

×

×

×

×

4

信号继电器

×

√

×

×

5

中间继电器

×

×

×

×

6

光示牌

×

√

×

×

7

电流表

×

×

×

×

8

电压表

×

×

×

×

9

相位仪

×

×

×

×

注继电器动作打“√”，未动作打“×”。

五、实验仪器设备

设备名称

使用仪器名称

控制屏

EPL-01

输电线路

EPL-03A

AB站故障点设置

EPL-04

继电器

（一）—DL-21C电流继电器

EPL-05

继电器

（二）—DS-21时间继电器

EPL-06

继电器（四）—DZ-31B中间继电器

EPL-07

继电器（五）—DX-8信号继电器

EPL-10

继电器（十）—功率方向继电器

EPL-11

交流电压表

EPL-11

交流电流表

EPL-12

相位仪

EPL-13

光示牌

EPL-17

三相交流电源

EPL-11

直流电源及母线

六、问题与思考

1．方向电流保护是否存在死区？

死区可能在什么位置发生？

答:

 方向电流保护存在死区，可能发生在被保护线路出口发生短路时母线流向线路为正。

2．简述90°接线原理的三相功率方向保护标准接线要求。

答:

 90度接线是指一次系统三相对称,且功率因数为1,则加给功率方向继电器电压线圈和电流线圈的电压和电流之间的相位差为90度,称为90度接线。

如果电压和电流之间的相位为0，则称为0度接线。