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继电保护实验实训指导书
继电保护实验实训指导书
石家庄瑞特电器有限公司
2006年第一版
目录
RTDB-1电力系统继电保护实验台操作说明……………………………………………（4）
电力系统继电保护实验的基本要求……………………………………………………（5）
电力系统继电保护实验台安全操作规程………………………………………………（7）
实验1.1电磁型电流继电器特性实验…………………………………………………（8）
实验1.2电磁型电压继电器特性实验…………………………………………………（10）
实验1.3电磁型时间继电器特性实验……………………………………………………（13）
实验1.4电磁型中间继电器特性实验……………………………………………………（15）
实验1.5具有保持线圈的中间继电器实验………………………………………………（18）
实验1.6带延时触点的中间继电器特性实验……………………………………………（20）
实验1.7DXM－2A信号继电器动作特性实验……………………………………………（22）
实验1.8BFY－12A型负序电压继电器特性实验…………………………………………（24）
实验1.9ZC—23型冲击继电器特性实验…………………………………………………（29）
实验1.10BCH—2差动继电器特性实验…………………………………………………（31）
实验1.11DH—3型三相一次重合闸继电器特性实验……………………………………（39）
实验1.12GL—15型过电流继电器特性实验……………………………………………（41）
实验2.1定时限过电流保护实验…………………………………………………………（46）
实验2.2瞬时过电流速断保护实验………………………………………………………（49）
实验2．3单侧电源线路二段式电流保护实验……………………………………………（52）
实验2.4单侧电源输电线路三段式电流保护实验………………………………………（54）
实验2.5低电压闭锁过电流保护实验……………………………………………………（65）
实验2.6 带低电压起动的过电流保护…………………………………………………（68）
实验2.7 复合电压起动过电流保护实验…………………………………………………（71）
实验2.8 单侧电源供电的三相一次重合闸实验…………………………………………（77）
实验2.9 自动重合闸前加速保护实验……………………………………………………（79）
实验2.10 自动重合闸后加速保护实验…………………………………………………（83）
实验2.11 发电机过电压保护实验………………………………………………………（87）
实验2.12 明备用二路电源互投电路实验………………………………………………（89）
实验2.13 暗备用母联断路器自动投入电路实验………………………………………（93）
实验2.14反时限过电流继电器保护实验…………………………………………………（97）
实验3.1断路器手动分闸，合闸实验……………………………………………………（100）
实验3.2 闪光继电器构成的闪光装置实验……………………………………………（101）
实验3.3具有灯光监视的断路器控制实验……………………………………………（103）
实验3.4具有灯光音响监视的断路器控制实验………………………………………（106）
实验3.5装有防跳继电器的断路器控制回路实验……………………………………（108）
实验3.6中央复归不重复动作事故信号装置实验……………………………………（112）
实验3.7中央自动复归重复动作事故音响信号装置…………………………………（114）
实验3.8中央手动复归可重复瞬时预告信号实验……………………………………（117）
实验3.9绝缘监视装置实验………………………………………………………………（119）
附件一常用符号一览表……………………………………………………………………（122）
附件二挂箱“RTDB02断路器模拟组件”使用说明………………………………………（124）
附件三DXM-2A信号继电器使用说明……………………………………………………（125）
附录四LW2－Z－la·4·6a·40·20·20·4/F8型万能转换开关使用说明（126）
附录五RTDB数字电秒表使用说明……………………………………………………（128）
附件六挂箱“RTDB02—1模拟断路器”使用及与配电盘配合使用的说明………（131）
RTDB-1电力系统继电保护实验台操作说明
本实验台的工作电源为交流380V三相四线（或三相五线）制，除了设有电源控制屏外，为了更好配合实验在实验台中部增设了五块小控制屏。
下面我们将逐一做出说明。
一、电源控制屏部分
1.电源控制屏的上部是三相电网或调压相电压指示表、三相进线保险和三相进线指示灯。
另外“电网”和“调压”的按钮也在此处，目的更加方便的切换，便于观察电网电压和调压电压输出。
电源控制屏上装有实验指示灯，它是一只直流220V平光/闪光指示灯，接X1—X3为平光，接X2—X3为闪光，X3接直流负极，做继电器特性实验时，使用平光或闪光由实验效果来决定。
2．电源控制屏中部设有数字显示的交直电压电流表各一组：
包括交流电压表一只,测量范围0～450V,精度0.5级。
设有数字交流电流表一只，测量范围0～5A，精度0.5级。
设有数字显示直流电压表一只,测量范围0～500V，精度0.5级。
设有直流电流表一只,可测量0～5A直流电流，精度0.5级。
四只表均装有过电流保险作保护，当出现过载测量时，仪表显示为“1”。
3．电源控制屏的下部设有:
报警指示灯、报警解除按钮、实验台控制回路的保险、“起动”“停止”“急停”按钮。
当出现紧急情况时按动“急停”按钮，会切断实验台交流接触器线圈电源，接触器断电，切断实验台输出电源。
当出现漏电、过载时实验台保护回路动作，切断接触器线圈电源并报警，报警灯亮、实验台内部蜂鸣器响，只有消除漏电或过载，按动解除按钮，重新起动接触器，实验台才能正常工作。
中间设有直流电源，指针表显示,最大输出３Ａ，钮子开关控制，使用时注意区分正负极，不能接错。
右侧是交流输出部分，设有电网Ｕ、Ｖ、Ｗ、和调压u、v、w输出插孔，由万能转换开关控制输出的通断，以减少启动停止实验台的次数。
二、小控制屏部分
为配合实验，实验台还增置了五块小控制屏主要器件包括：
升流器（提供三组10V电压输出，最大输出20A）、实验断路器（为电流性实验作保护使用）、整流回路（为实验方便而增加的可自行接线的直流输出）、单相调压器输出、可调电阻两组（2500Ω和5Ω）、万转开关，实验按钮，固定电阻等器件。
三、其它
1.实验台顶部装有照明用日光灯、中部设有两只抽屉、下部是贮藏室，实验台装有脚轮和支撑，既方便移动又方便固定。
2.实验台左侧设有三相四孔插座，做实验台辅助进出电源，右侧设有单相六孔插座。
电力系统继电保护实验的基本要求
一、实验的基本要求
电力系统继电保护实验的目的在于培养学生掌握基本实验方法与操作技能。
培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行电路工作状态的分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。
在整个实验过程中，必须集中精力及时认真做好实验。
下面按照实验过程提出下列基本要求：
实验准备
实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，避免在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验，甚至损坏实验装置。
因此，实验前应做到：
（1）复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；
（2）预习实验指导书，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验的工作原理和方法；
（3）写出预习报告，其中应包括实验的详细接线图、实验步骤等；
（4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等；
实验实施
在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。
实验时要做到以下几点：
（1）实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。
（2）指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器
明确这些设备的功能、使用方法。
（3）如按实验小组进行实验，小组成员应有明确的分工，各人的任务应在实验进行中实行轮换，使参加者都能全面掌握实验技术，提高动手能力。
（4）按预习报告上的详细的实验线路图进行接线，也可同时进行接线。
（5）完成实验接线后，必须进行自查：
串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各设备、负载的位置、极性等是否正确，合理；并联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。
距离较近的两连接端尽可能用短导线；距离较远的两连接端尽量选用长导线直接连接，尽可能不用多根导线做过渡连接。
自查完成后，须经指导教师复查后方可通电实验。
（6）实验时，应按实验指导书所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。
改接线路时，必须断开电源。
实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否合理，实验结果是否与理论相一致。
完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验结果。
经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具。
实验报告
实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。
实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。
1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温。
2、列出实验中所用组件的名称及编号，继电器铭牌数据等。
3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值。
4、数据的整理和计算
5、解答各个实验的思考题，部分思考题在实验前要进行抽查提问，作为学生实验预习成绩中的一部分。
6、根据数据说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。
实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。
7、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。
电力系统继电保护实验台安全操作规程
为了按时完成电力系统继电保护实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程。
1、实验时，人体不可接触带电线路和带电体。
2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。
3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其它同学引起注意后方可接通电源。
实验中如发生事故，应切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。
4、通电前应先检查所有仪表量程是否符合要求，是否有短路回路存在，以免损坏仪表或电源。
5、总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导老师来控制，其他人员只能经指导老师允许后方可操作，不得自行合闸。
实验1.1电磁型电流继电器特性实验
1．实验目的
电流继电器一般作为过电流保护电路的启动元件，当电路电流超过继电器整定数值时，继电器应尽快动作。
通过电流继电器特性实验，进一步理解电磁型电流继电器的动作过程和动作特性。
电流继电器的特性包括：
1）动作电流值：
使电流继电器动作的最小电流值。
2）返回电流值：
使电流继电器返回原始位置的最大值。
3）动作变差：
连续动作三次，与整定值比较，最大的误差值。
4）返回系数：
返回电流值/动作电流值
5）动作时间：
继电器线圈得电到继电器触点闭合的时间。
２．实验设备
序号
名称
型 号
数量
基本数据
所在位置
1
数字交流电流表ＰＡ
1
0～5A
RTDB—1
2
电流继电器ＫＡ
DL-24
1
6A
RTDB07
3
指示灯ＨＬ
1
220V
RTDB—1
4
升流器Ｂ
1
RTDB—1
5
调压器ＴＹ
1
0.5KVA
RTDB—1
6
数字电秒表
1
RTDB03
3．实验电路见下图
４．实验步骤与内容
我们实验的电流继电器是DL-21型，请注意它的名牌数据和接线方式。
按图1接好电路。
将电流继电器动作值调整为4A（继电器线圈连接成串联型），将调压器旋钮逆时针旋转到底部（即零值）。
1）接通电源，缓慢顺时针转动调压器，注意观察电流表的数值，当电流上升到4A左右时，电流继电器动作，指示灯亮，此时应记录继电器的动作数值，即动作电流值。
2）缓慢逆时针转动调压器，观察电流表数值当电流下降到某一数值时。
继电器返回原始状态，指示灯灭，此时应记录电流表数值，即继电器的返回电流值。
3）动作变差，以上过程应重复三次，每次动作误差值不应超过整定值的±3%。
4）分别取三次的动作电流值与三次返回电流值的平均值计算继电器的返回系数：
返回系数=
<1电流继电器返回系数一般为0.80～0.85
一般有DL—10系列约为0.80，DL—20、30系列不小于0.85。
5）电流继电器动作时间的测定：
a）将电流调整到整定电流的1.2倍即4×1.2=4.8A（注1），调压器保持不动。
b）断开电源，并按图２接线，电秒表选用双路输入方式，祥见附件五〈〈ＲＴＤＢ数字电秒表使用说明〉〉。
c）继电器动作时间的检验：
接通实验电路，搬动钮子开关Ｋ，电秒表显示的时间即为电流继电器的动作时间。
一般１.２倍整定电流时，继电器动作时间不大余０.１５秒；２.０倍整定电流时，继电器动作时间不大余０.０２～０.０３秒。
图2工作原理：
电秒表选用双路输入方式，接通实验电路电源，电秒表开始计时；至电流继电器动作，其常开触点闭合，电秒表停止计时，显示器显示记录的时间，为电流继电器线圈得电到继电器常开触点闭合所用的时间。
5．实验思考题与实验报告
1简述电流继电器的动作原理。
2了解如何计算电磁型电流继电器的返回系数？
3考虑有没有其它方法可以产生电流的电路进行电流继电器的实验。
注1：
1.2倍是电流继电器动作的保险系数，一般电流动作的继电器的保险系数取值为1.2～1.3，常用符号为KK。
上面实验的动作电流值，可以写为：
ID=KK×IZ
Id：
动作电流
KK：
保险系数
IZ：
继电器整定电流
实验1.2电磁型电压继电器特性实验
2．实验目的
电磁型电压继电器一般可分为低电压继电器和过电压继电器。
低电压继电器的作用是：
当电压下降到某一数值时继电器释放，通过其触点发出信号；过电压继电器的作用是：
当电压上升到某一数值时继电器吸合，通过其触点发出信号。
通过实验，了解电磁型电压继电器的工作原理，了解低电压继电器和过电压继电器的工作过程、动作特性。
掌握如何测定继电器的动作电压和返回电压，掌握如何计算电压继电器的返回系数，掌握电压继电器具体接线方法。
电磁型电压继电器的特性包括：
1）动作电压：
使电压继电器动作的最小电压值。
2）返回电压：
使电压继电器返回原始位置的最大电压值。
3）返回系数：
返回电压/动作电压
4）动作误差：
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%.
5）稳定性：
在1.1倍的额定电压下吸合五次，重复测量动作值和返回值，与整定值的误差不应大于±3%.
2．实验设备
序号
名称
型 号
数量
基本数据
所在位置
1
低电压继电器KV1
DY—28C
1
～160V
RTDB08
2
过电压继电器KV2
DY—23C
1
～400V
RTDB10
3
调压器TY
0.5KVA
1
0～250V
RTDB—1
4
数字交流电压表PV
1
0～450V
RTDB—1
5
指示灯HL
1
—220V
RTDB—1
３．实验电路见下图
４．实验步骤内容
我们实验的低电压继电器DY—28C和过电压继电器DY—23C，都是交流电压继电器实验时请先注意继电器名牌数据和接线方式。
4．1低电压继电器：
低电压继电器一般做低电压起动元件，当电压下降到一定数值时，低电压继电器动作，起动保护电路。
我们设置额定电压为220V，低电压继电器的动作值取额定电压的40～60%，我们按额定电压的６０％计算，也就是132V （220×60%＝132V），我们将低电压继电器DY—28C的动作点调整到大约132V的位置即可。
实验步骤：
1）按实验电路（图1）要求接线。
2）将调压器电压表连接好，并调整电压显示为220V。
3）断开电源，将低电压继电器，指示灯接入电路（注意：
指示灯电路接继电器常闭点）。
4）重新接通电源，继电器吸合，常闭触点断开，指示灯不亮。
此时的状态为低电压继电器正常工作状态。
5）逆时针缓慢转动调压器手柄，当电压下降到132V左右时低电压继电器释放，指示灯亮。
停止转动调压器手柄，并记录继电器释放电压值（动作电压）。
6）将电压值调低一点，待电压显示平稳后，顺时针缓慢转动调压器旋钮，使电压逐渐升高。
7）当调压器电压上升到某一值时继电器吸合，指示灯熄灭，记录此时的电压值，即继电器的吸合电压（返加电压）。
以上实验过程应实验三次。
释放电压和吸合电压分别取三次的平均值，并用公式计算返回系数。
返回系数＝
＞1
低电压继电器的返回系数大于1。
一般为1.1～1.2。
低电压继电器释放电压值（动作电压）的最大误差值，不应超过整定值的３％。
4．2过电压继电器：
当电压高于额定电压某一值时，动作的继电器。
我们设置额定电压为220V，过电压的动作值，设在额定电压的1.3倍即286V（220V×1.3＝286V）左右，将过电压继电器DY—23C调整在286V左右。
实验步骤
1）将调压器的旋钮调到零点（即逆时针旋转到底）按图2接线。
2）接通电源，电压表显示220V，继电器不吸合，指示灯也不亮。
3）顺时针缓慢转动调压器旋钮，电压会从220V逐渐上升（最高可以升到380V）。
4）当继电器线圈两端的电压上升到286V左右时，继电器吸合，指示灯亮，此时停止调压并记录电压值，此电压值为过电压继电器的动作电压。
5）逆时针转动调压器使电压下降，当电压下降到某一数值时继电器释放，应记录此时的电压值，即继电器的返回电压值。
6）此实验应做三次，记录并计算动作电压和返回电压的三次平均值。
7）计算返回系数，公式如下：
返回系数＝
＜１
过电压继电器返回系数应小于1，一般为0.8～0.9。
过电压继电器吸合电压值（动作电压）的最大误差值，不应超过整定值的３％。
５．电压继电器稳定性实验
将调压器电压调至１.１倍的继电器动作电压值，使继电器联续动作五次，检查继电器触点不应有松动等现象，复查继电器吸合电压和释放电压各三次，与整定值的误差不应超过3%。
6．实验思考题与实验报告
６．１思考题
1低电压继电器和过电压继电器的返回系数应如何计算？
2低电压继电器与过电压继电器的动作电压有什么不同？
3低电压继电器与过电压继电器的作用有什么不同？
６．２ 实验报告
实验1.3电磁型时间继电器特性实验
3．实验目的
时间继电器在电路中一般作为延时元件使用。
通过实验了解时间继电器的动作特性和工作原理。
时间继电器的动作特性包括：
（1）继电器的动作电压不大于额定电压的70%，并且吸合可靠。
（2）继电器的释放电压不小于额定电压的5%。
（3）继电器延时时间变差不大于最小整定值的50%。
2．实验设备
序号
名称
型 号
数量
基本数据
所在位置
1
磁盘电阻RP
1
2500欧
RTDB—1
2
直流电压表PA
1
0—250V
RTDB—1
3
时间继电器KT
DS—22
1
延时0～5S
RTDB06
4
电秒表
1
RTDB03
5
直流电源
1
220V
RTDB—1
6
指示灯HL
1
-220V
RTDB--1
3．实验电路
4．实验步骤内容
1）取时间继电器DS—22一只调整在延时5秒的位置（出厂时已经调整好）
2）按图1接电路，将磁盘电阻RP调整到最小位置，接通电源，此时继电器不吸合，指示灯不亮。
3）顺时针缓慢转动磁盘电阻，使电压值逐步上升，注意电压表PV显示的电压值，当电压上升到某一值时，继电器吸合，此时电压为动作电压，动作电压不大于额定电压的70%，即220V×70%=154V。
经过延时时间大约5S，继电器延时触点吸合，指示灯亮。
4）此时应做三次冲击合闸试验，观察继电器能否可靠动作。
即可调电阻位置不变只断掉电源，让继电器失电，几秒钟后再接通电源，继电器得电应可靠吸合，并连做三次，证明继电器的吸合可靠性。
5）将电压调整为220V，使继电器吸合，延时触点也闭合，然后缓慢调节可调电阻，使电压逐渐下降，电压下降到继电器释放，指示灯熄灭。
记下此时电压即为继电器的释放电压，也称返回电压。
返回电压不小于额定电压的5%，即220V×5%=11V。
6）动作时间的检验，按图2接线。
7）将电秒表调整到双路输入计时状态。
祥见<>。
将继电器线圈电压调整到额定电压即直流220V。
8）接通电源，继电器开始延时，电秒表记录时间，延时时间到，继电器延时触点闭合，电秒表停止计时。
检查延时时间误差，一般连续实验三次，最大变差不大于继电器最小整定值的50%。
9）一般来说继电器刻度盘上指示数值均应进行较验，在刻度每一点上进行三次测量取三次平均值，注意校验时，通电时间不宜过长，以免继电器线圈过热而烧毁。
5．实验思考题与实验报告
1了解时间继电器的作用。
2在动作电压和额定电压之间电压的变化会影响继电器延时时间吗？
实验1.4电磁型中间继电器特性实验
1．中间继电器简介
中间继电器种类繁多，一般可分为控制用中间继电器和继电保护用中间继电器两大类。
常见用于继电保护的中间继电器有DZ型（一般型），DZJ型（交流操作）DZB型（带有保持线圈）DZS型（延时动作）和DZK型（快速动作）等。
还有带有动作指示灯或带有机械保持的信号触点等。
4．实验目的
这里我们只做DZ一般型中间继电器的实验。
通过实验了解中间继电器的吸合电压、释放电压、热稳定电压，了解中间继电器“固有动作时间”、“固有返回时间”，这一重要概念。
中间继电器的特性一般包括：
i.中间继电器的吸合电压不高于额定电压的70%。
ii.中间继电器的最高释放电压不低于额定电压的5%。
iii.中间继电器的热稳定电压为额定电压的110%。
iv.继电器的动作时间：
从继电器的吸合线圈得电到继电器常开触点闭合，所用的时间。
也称为继电器的“固有动作时间”，一般在0.03～0.05秒左右。
v.继电器的返回时间：
从继电器的吸合线圈失电到继电器常开触点断开，所用的时间。
也称为继电器的“固有返回时间”，一般也在0.03～0.05秒左右。
vi.中间继电器的作用主要是用来增加触点数目和触点容量。
5．实验设备
序号
名称
型 号
数量
基本数据
所在位置
1
直流电源
1
220V
RTDB—1
2
中间继电器
DZ—31B
1
—220V
RTDB10
3
数字电秒表
1
RTDB03
4
钮子开关
K
1
升级会员 