工厂供电实验指导书杨老师.docx
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工厂供电实验指导书杨老师
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型电压继电器的结构、原理和基本特性；
2、掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。
二、预习与思考
1、电流继电器的返回系数为什么恒小于１？
2、动作电流（压）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？
3、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？
三、原理说明
DL—20c系列电流继电器常用于反映发电机、变压器及输电线路的短路和过负荷的继电保护装置中。
DY—20c系列电压继电器常用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。
DL—20c、DY—20c系列继电器的内部接线图见图15一1。
上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。
过电流（压）继电器：
当电流（压）升高至整定值（或大于整定值）时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。
低电压继电器：
当电压降低至整定电压时,继电器立即动作,常开触点断开，常闭触点闭合。
继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈相串联，电压继电器两线圈并联时标注的,指示值等于整定值。
若上述二继电器两线圈分别改作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。
转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。
图15-1电流（电压）继电器内部接
线图
图15-2电流继电器实验接线图
图15-3过电压继电器实验接线图
五、实验内容与步骤
1、绝缘测试（略）
2、整定点的动作值、返回值及返回系数测试
实验接线图15－2、图15－3、图15－4分别为电流继电器及过（低）电压继电器的实验接线，可根据下述要求分别进行实验。
实验的参数电流值（或电压值）可用三相自耦调压器、短路开关等设备进行调节。
（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试
a、选择DL—24C/2型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。
本实验整定值为0.8A及1.6A的两种工作状态，见表15－2。
b、根据整定值的要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；查表15－5。
c、按图15--2接线，保证自耦调压器输出为零，关断直流电源和微机保护装置。
将BC段短路点调至线路首端，设置成最大运行方式下的三相短路，合上QF1、QF2；检查无误后，调节自耦调压器，增大输出电流，使继电器动作。
读取能使继电器动作的最小电流值（继电器常开触点由断开变成闭合的最小电流），并记入表15－2中。
动作电流用Idj表示。
继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器以降低输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用Ifj表示，读取此值并记入表15—2。
据此计算返回系数；继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用Kf表示，即：
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，调整方法详见本节第（4）点。
整定电流I（安）
0.8A
继电器两线圈的接线方式选择为：
1.6A
继电器两线圈的接线方式选择为：
测试序号
1
2
3
1
2
3
实测起动电流Idj
实测返回电流Ifj
返回系数Kf=Ifj/Idj
求每次实测起动电流
与整定电流的误差%
表15-2电流继电器实验结果记录表
（2）过电压继电器的动作电压和返回电压测试
a、选择DY—28c/160型过电压继电器（当过电压继电器使用），确定动作值为1.2倍的额定电压，即实验参数取120V并进行初步整定。
b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表15－6。
c、将自耦调压器逆时针方向方向调到底，保证电压输出为零。
按图15--3接线。
检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器动作的最小电压Udj和使继电器返回的最高电压Ufj，记入表15－3并计算返回系数Kf。
返回系数的含义与电流继电器的相同。
返回系数不应小于0.85，当大于0.9时，也应进行调整。
（3）低电压继电器的动作电压和返回电压测试
a、选择DY—28c/160型低电压继电器，确定动作值为0.7倍的额定电压，即实验参数取70V并进行初步整定。
b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表15－6。
c、按图15--3接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加100伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压Udj，再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压Ufj，将所取得的数值记入表15－3并计算返回系数。
返回系数Kf为:
低电压继电器的返回系数不大于1.2，用于强行励磁时不应大于1.06。
以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压的实验参数值，并应注意继电器舌片转动情况。
如遇到舌片有中途停顿或其他不正常现象时，应检查轴承有无污垢、触点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。
动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±3%。
否则应检查轴承和轴尖。
在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。
用整定电流的1.2倍或额定电压1.1倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±3%。
否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。
表15-3电压继电器实验结果记录表
继电器种类
过电压继电器
低电压继电器
整定电压U（伏）
120V
继电器两线圈的接线方式选择为：
70V
继电器两线圈的接线方式选择为：
测试序号
1
2
3
1
2
3
实测起动电压Udj
实测返回电压Ufj
返回系数Kf=Ufj/Udj
求每次实测动作电压与整定电压的误差%
图15－4 低电压继电器实验接线图
六、实验报告
实验结束后，针对过电流、过电压、低电压继电器实验的要求及相应动作值、返回值、返回系数的具体整定方法，按实验报告编写的格式和要求及时写出电流继电器、电压继电器的实验报告。
对本实验有何体会，并解答本实验相关的思考题。
实验二电磁型时间继电器实验
一、实验目的
1、熟悉DS—20系列时间继电器的实际结构、工作原理和基本特性；
2、掌握时限的整定和试验调整方法。
二、预习与思考
1、绝缘测试时发现绝缘电阻下降，且不符合要求，试问这是什么原因引起的？
2、对某一整定点动作时间的测定，所测得的数值大于（或小于）该点整定的时间，并超出允许误差时，你用什么方法进行调整？
3、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及自动化的电路中？
三、原理说明
DS—20系列时间继电器用于各种继电保护和自动控制线路中，使被控制元件按时限控制原则进行动作。
该系列的时间继电器是带有延时机构的吸入式电磁继电器，其中DS—21～DS—24是内附热稳定限流电阻型时间继电器（线圈适于短时工作），DS—21/c～DS—24/c是外附热稳定限流电阻型时间继电器（线圈适于长时工作）。
DS—25～28是交流时间继电器。
该继电器具有一付瞬时转换触点，一付滑动主触点和一付终止主触点。
继电器内部接线见图16-1。
图16-1时间继电器内部接线图
当加电压于线圈两端时，衔铁克服塔形弹簧的反作用力被吸入，常开触点瞬时闭合，常闭触点断开，同时延时机构开始启动，先闭合滑动常开主触点，经延时后闭合常开主触点，从而实现所需的延时控制。
当线圈断电时，在塔形弹簧作用下，使衔铁和延时机构立刻返回原位。
从电压加于线圈的瞬间起到延时闭合常开主触点止，这段时间就是继电器的延时时间，它通过整定螺钉来移动静接点位置进行调整，并由螺钉下的指针在刻度盘上指示要设定的时限。
五、实验内容与步骤
1、内部结构检查2、绝缘测试（略）3、动作时间测定
动作时间测定的目的是检查时间继电器的控制延时动作的准确程度，也能从中发现时间继电器机械部分所存在的问题。
测定是在额定电压下，取所试验继电器允许时限整定范围内的大、中、小四点的整定时间值（见表16－2），在每点测定三次，其误差应符合表16—2的要求。
用电秒表测定时间继电器动作时间的实验接线图如图16-2所示。
图16-2时间继电器实验接线图
按图16-2接线后，将继电器定时标度放在较小的刻度上（如DS—23型可整定在2.5s）。
打开电秒表工作电源开关，并将电秒表复位，合上开关S，使继电器与电秒表同时起动，继电器动作后经一定时限后，触点（5）（6）闭合。
将电秒表控制端“I”和“II”短接，秒表停止记数，此时电秒表所指示的时间就是继电器的延时时间，把测得数据填入表16－3中。
每一整定时间刻度应测定三次，取三次平均值作为该刻度的动作值。
表16-2时间继电器整定时间与允许误差
型号
整定时间（s）
整定值误差（s）
型号
整定时间（s）
整定值误差（s）
DS—21C
DS—21
DS—25
0.2
±0.05
DS—22/C
DS—22
DS—26
1.2
±0.11
0.5
±0.06
2.5
±0.15
1
±0.08
3.7
±0.20
1.5
±0.15
5
±0.25
DS—23C
DS—23
DS—27
2.5
±0.13
DS—24/C
DS—24
DS—28
5
±0.2
5
±0.20
10
±0.3
7.5
±0.25
15
±0.4
10
±0.30
20
±0.5
然后将定时标度分别置于中间刻度5s、7.5s及最大刻度10s上，按上述方法各重复三次，求平均值。
动作时限应和刻度值相符，允许误差不得超过表16－2中的规定值，若误差大于规定时，可调节钟表机构摆轮上弹簧的松紧程度，具体操作应在教师指导下进行。
表16-3时间继电器的实验记录
继电器铭牌记录
内部结构
检查记录
额定电压
整定范围
制造厂
出厂年月
特性试验记录
整定时间t（秒）
2.5S
5S
7.5S
10S
第一次测试结果
第二次测试结果
第三次测试结果
平均值
六、实验报告
实验结束后，结合时间继电器的各项测试内容及时限整定的具体方法，按实验报告编写的格式和要求，及时地完成本实验的报告，并写出对本次实验的体会和思考题的答案。
实验三、中间继电器实验
一、实验目的
1、通过本实验，熟悉中间继电器的实际结构、工作原理与基本特性；
2、掌握对各类中间继电器的测试和调整方法。
二、预习与思考
1、为什么目前在一些保护屏上广泛采用DZ－30B系列中间继电器，它与DZ－10系列中间继电器比较有那些特点？
2、具有保持绕组的中间继电器为什么要进行极性检验？
如何判明各绕组的同极性端子。
3、使用中间继电器一般根据哪几个指标进行选择？
4、发电厂、变电所的继电保护及自动化装置中常用哪几种中间继电器？
三、原理说明
DZ—30B、DZB—10B系列中间继电器用于直流操作的各种继电保护和自动控制线路中，它作为辅助继电器，以增加接点数量和接点容量。
1、DZ—30B为电磁式瞬时动作继电器。
当电压加在线圈两端时，衔铁向闭合位置运动，使常开触点闭合，常闭触点断开。
断开电源时，衔铁在接触片的反弹力下，返回到原始状态，常开触点断开，常闭触点闭合。
继电器内部接线见图17—1。
图17—1DZ－30B中间继电器内部接线图
2、DZB—10B系列是具有保持绕组的中间继电器。
它基于电磁原理工作，按不同要求在同一铁芯上绕有两个以上的线圈，其中DZB－11B、12B、13B为电压启动、电流保持型；DZB－14B为电流启动、电压保持型。
它们都是瞬时动作的继电器。
当动作电压（或电流）加在线圈两端时，衔铁向闭合位置运动，此时，常开触点闭合，常闭触点断开。
断开启动电源时，由于电压（或电流）保持绕组的磁场存在，致使衔铁仍然闭合。
只有当保持绕组断电后，衔铁在接触片的反弹力作用下返回到原始状态，使常开触点断开，常闭触点闭合。
继电器内的部接线如图17—2所示。
图17-2DZB-10B中间继电器内部接线图
四、实验步骤和要求
1、内部结构及触点检查：
方法与实验二十四相同，但中间继电器接点较多，故在进行检查时应特别注意：
（1）触点应在正位接触，各对触点应同时接触同时离开。
（2）触点接触后应有足够的压力和共同的行程，使其接触良好。
（3）转换触点在切换过程中应能满足保护使用上的要求。
2、线圈直流电阻测量：
用电桥或万用表的电阻档测量继电器线圈的直流电阻，将测得数值填入表17-4，并与表17－1,17－2,17－3中所对应继电器的额定技术数据进行比较，实测值不应超过制造厂规定值的±10%。
3、绝缘测试
用1000伏兆欧表测试全部端子对铁心的绝缘电阻应不小于50兆欧；各绕组间的绝缘电阻应不小于10兆欧；绕组对接点及各接点间的绝缘电阻应不小于50兆欧。
将测得的数据填入表17—4中。
4、动作实验
实验接线见图17-3、17-4。
图17-3为DZB-12B电压起动电流保持型中间继电器的实验接线，图17-4所示为DZ-31B型中间继电器实验接线图。
对于DZB-12B中间继电器，首先合上S1，再合上S2，继电器立即动作。
触点通断指示灯亮。
此时断开S2，切除电压线圈的电源，继电器应保持在动作位置。
断开S1，继电器立即返回。
如果在S1处交换实验连接线，继电器正常动作。
如果在S2处单独改变电压线圈或电流线圈的电源极性，电压线圈断电后继电器将不能保持动作状态。
带有保持线圈的中间继电器，新安装或线圈重绕后应作极性检验，以判明各线圈的同极性端子。
线圈极性可在保持值试验时判明，也可单独作极性试验予以判定。
线圈极性应与制造厂所标极性相一致。
对于D31B中间继电器，合上开关S，它即动作。
反之，断开电源即返回。
改变电源极性，继电器也能正常工作。
图17-3DZB-12B中间继电器实验
图17-4DZ-31B中间继电器实验
六、实验报告
1﹑针对实验中四种继电器的具体测试方法，按要求分别写出它们的实验报告和对本次实验的体会。
2﹑解答本实验所提出的思考题。
实验四JX-21A/T信号继电器实验
一、实验目的
熟悉和掌握JX-21A/T信号继电器工作原理，实际结构、基本特性和使用方法。
二、原理说明
JX-21A/T型信号继电器适用于直流操作的继电器保护和在自动控制线路中作信号指示用。
它带有两组动合保持触点，可以完全取代DXM-2A型信号继电器，如图18-1所示。
在正常情况下，接通辅助电源电压（继电器内部元件的工作电压），电源指示灯（绿色）亮；当启动回路（1、6端）输入电压和电流时，内部出口继电器动作，触点闭合，继电器动作指示灯（红色）亮。
启动回路断电后，继电器保持动作状态，红色指示灯仍然亮。
复归有两种形式，即手动复归和电动复归。
图18-1JX-21A/T内部端子接线图
该型号的信号继电器有如下特点：
1、动作范围宽，电流型继电器仅有一个规格，它能满足DXM-2A型0.01～4A全系列18种规格，电压降小于2.5V，便于设计和现场使用。
2、动作速度快，克服了当前国内电力系统跳闸回路由于采用快速动作的真空型开关后，使原电磁型信号继电器反映不了动作信号的缺陷。
3、启动电流可以是连续量或脉冲量（宽度大于50ms）。
4、继电器动作后，启动回路不消耗功率，只有电源回路除面板上发光二极管有微量的功耗，因此本继电器在连续工作时无发热和噪音现象。
5、具有远方点复归功能（也可机旁手动复归），满足无人值班的要求。
6具有两副动合保持触点，满足中央信号及远动遥信的要求。
7、继电器可以接入LED光字牌或白炽灯光字牌。
三、实验内容与步骤
1、内部检查。
拆开塑料外壳，检查焊点接线，有无漏焊脱焊虚焊等现象。
如有，应及时纠正。
2、绝缘检查。
用500V兆欧表测试。
继电器导电电路与外露非带电金属部分及外壳之间以及在电气上无联系的不同电路之间的绝缘电阻，其值应不小于200MΩ。
注意不要将高压直接加在二极管、电容、及集成块上。
测试时，可将这些元件短路，集成块若插在集成插座上，应取下。
3、动作实验。
按图18-2接线，当检查无误后。
合上开关S1，信号继电器绿色电源指示灯亮。
将电秒表设为连续状态，并复位。
合上S2，电秒表开始计时，直到信号继电器动作时为止。
电秒表的示数值即为继电器动作时间。
断开S2，继电器保持动作状态。
图18-2信号继电器实验接线图
此时，若按下按钮S或用导线从继电器端子5将电源正极引到端子4，继电器返回。
再合上S1、S2，继电器动作后，断开S1，触点通断指示灯一直发光，继电器仍保持动作状态。
实验中电流电压极性一定要正确。
四、技术数据
1、触点通断容量在电压不大于250V，电流不大于1A的直流有感负荷电路（时间常数为5±0.75ms）中，继电器触点断开容量为50W；在电压不大于250V，电流不大于2A的交流电路（cosΦ=0.4±0.1）中，继电器触点开断容量为250VA。
】
2、寿命额定工作状态下，电寿命与机械寿命均为
次。
3、热稳定性允许长期加3倍额定电流。
五、实验报告
1、JX-21A/T电流启动型信号继电器具有哪些特点？
2、实验中，如果不断开S2，就按下复位按钮或加复位回路，这样操作对吗？
为什么？
3、写出你的内部检查和绝缘检查情况。
综合动作实验，对该继电器的性能作出综合评价。
实验五、6～10KV线路过电流保护实验
一、实验目的
1、掌握过流保护的电路原理，深入理解继电保护、自动装置的二次原理接线图和展开接线图。
2、学会识别本实验中继电保护的实际设备与原理接线图和展开接线图的对应关系。
3、通过实际接线操作,掌握过流保护的整定调试和动作试验方法。
二、预习与思考
1、根据实验内容，参考图19－1、图19－2，设计并绘制过电流保护实验的接线图（可参照图19－3）。
2、为什么要选定主要继电器的动作值，并进行整定？
3、过电流保护中哪一种继电器属于测量元件？
三、原理说明
电力自动化与继电保护设备称为二次设备。
二次设备经导线或控制电缆以一定的方式与其他电气设备相连接的电路称为二次回路，或叫二次接线。
二次电路图中的原理接线图和展开接线图是广泛应用的两种二次接线图，它们是以两种不同的型式表示同一套继电保护电路。
1、原理接线图
原理接线图用来表征继电保护和自动装置的工作原理。
所有的电器都以整体的形式画在一张图上，相互联系的电流回路、电压电路和直流回路都综合在一起。
为了表明这种回路对一次回路的作用，将一次回路的有关部分也画在原理接线图中，以达到对这个回路有一个整体的概念。
图19—1表示6~10KV线路的过电流保护原理接线图。
从图中可以看出，整套保护装置由五只继电器组成，电流继电器3、4的线圈接于A、C两相电流互感器的二次线圈回路中，即两相两继电器式接线。
当发生三相短路或任意两相短路时，流过继电器的电流将超过整定值，其常开触点闭合，接通了时间继电器5的线圈回路，直流电源电压加在时间继电器5的线圈上，使其起动，经过一定时限后其延时触点闭合，接通信号继电器6和保护出口中间继电器7的线圈回路。
二继电器同时起动，信号继电器6触点闭合，发出6－10KV线路过流保护动作信号并自保持，中间继电器7起动后把断路器的辅助触点8和跳闸线圈9二者串联接到直流电源中，使跳闸线圈9通电，脱扣机构动作，使断路器跳闸，切断故障电路，断路器1跳闸后，辅助触点8分开，从而切断了跳闸回路。
由于原理接线图上各元件之间的联系是用整体连接表示的，没有画出它们的内部接线和引出端子的编号、回路的编号；直流部分仅标明电源的极性，没有标出从何熔断器引出；信号部分在图中仅标出“至信号”，无具体接线。
因此，只有原理接线图是不能进行二次回路施工的，还要其他一些二次图纸的配合才可，而展开接线图就是其中的一种。
2、展开接线图
展开接线图是将整个电路图按交流电流回路、交流电压回路和直流回路分别画成几个彼此独立的部分，仪表和电器的电流线圈、电压线圈和触点要分开画在不同的回路里。
为了避免混淆，属于同一元件的线圈和触点采用相同的文字符号表示。
展开接线图一般是分成交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等几个主要组成部分。
每一部分又分成若干行，交流回路按a、b、c的相序，直流回路按继电器的动作顺序各行从上至下排列。
每一行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序排列，每一回路的右侧标有文字说明。
展开接线图中的图形符号和文字标号是按国家统一规定的图形符号和文字标号来表示的。
图19—16~10KV线路过电流保护原理图
1—断路器；2—电流互感器；3、4—电流继电器；5—时间继电器；
6—信号继电器；7—保护出口中间继电器；8－断路器的辅助触点；9—跳闸线圈。
二次接线图中所有开关电器和继电器的触点都按照它们的正常状态来表示，即指开关电器在非动作状态和继电器线圈断电的状态。
即常开（动合）触点就是继电器线圈不通电时,该触点断开,常闭（动断）触点则相反。
图19—2是根据图19—1所示的原理接线图而绘制的展开接线图。
左侧是保护回路展开图，右侧是示意图。
从中可看出，展开接线图是由交流电流回路、直流操作回路和信号回路三部分组成。
交流电流回路由电流互感器1LH的二次绕组供电，电流互感器仅装在A、C两相上，其二次绕组各接入一个电流继电器线圈，然后用一根公共线引回构成不完全星形接线。
A411、C411和N411为回路的编号。
图19—26~10KV线路过电流保护展开图
QS—隔离开关；QF—断路器；1LH、2LH—电流互感器；1LJ、2LJ—电流继电器；
SJ—时间继电器；XJ—信号继电器；BCJ－保护出口中间继电器；TQ—跳闸线圈。
在直流操作回路中，画在两侧的竖线表示正、负电源，向上的箭头及编号101和102表示它们分别是从控制回路（＋）（－）的熔断器FU1和FU2下面引出。
横线条中上面两行为时间继电器起动回路，第三行为信号继电器和中间继电器起动回路，第四行为信号指示回路，第五行为跳闸回路。
3．实验原理说明
实验线路见图19－3。
过电流保护的动作顺序如下:
当调节单相自耦调压器和变阻器R，模拟被保护线路发生过电流时，电流继电器LJ动作（注：
实验中交流电流回路采用单相式），其常开触点闭合,接通时间继电器SJ的线圈回路，SJ则动作，经过一定时限后，其延时触点闭合，接通信号继电器XJ和保护出口中间继电器BCJ的线圈回路，BCJ的常开触点闭合，从而接通了跳闸回路（因断路器QF在合闸状态，其常开触点QF是闭合的）。
使断路器跳闸，切断短路电流。
同时，XJ动作并自保持，接通光字牌GP，则光字牌亮，显示“6－10KV过流保护动作指示”。
通过实验接线整定调试后，将会体会到：
用展开接线图表达较为清晰，易于阅读，便于了解整套装置的动作程序和工作原理，特别在复杂的电路中，其优点更为突出。
四、实验内容与步骤
1、选择电流继电器的动作值（确定线圈接线方式）和时间继电器的动作时限。
（例：
设额定运行时的工作电流为0.2A，选择DL－24C/0.6型电流继电器，整定动作值0.3A；选择DS－23型时间继电器整
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