电力系统继电保护实验指导.docx
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电力系统继电保护实验指导
实验一电磁型电流继电器的特性实验
一．实验目的
了解电磁型电流继电器的构造、特性，掌握继电器的基本参数（整定电流、返回电流、返回系数）及实验方法。
二．实验内容
1．观察电磁型电流继电器的结构，熟悉其动作原理，了解继电器的主要参数。
2．接线如图一所示
（1）测定电流继电器的起动电流
a）利用改变继电器的线圈串联或并联，进行整定值范围的选择。
当线圈串联时，其动作值即为刻度盘上所示的值。
当线圈并联时，其动作值即为刻度盘上的两倍。
b）测出在其电气线圈串联及并联情况下，继电器的动作电流值。
测起动电流时，调节调压器，使通入继电器的电流均匀增大到串联在电流继电器常开接点回路中的指示灯刚好亮为止，即，使继电器刚好能动作的最小电流Idz，记入表1中。
（2）测定电流继电器的返回电流
待继电器动作后，再调节调压器，降低电流，使通入的电流下降至使指示灯刚好熄灭为止，即，刚好是继电器返回的最大电流，即为继电器的返回电流Ire，记入表1中。
（3）计算返回系数
将测出的Idz、Ire，填入表1中，计算出返回系数。
电流继电器的返回系数Kre不应小于0.85。
表1
两线圈串联
两线圈并联
整定值
（继电器刻度盘上读出）
Idz
Ire
Kre
（计算得出）
*3．继电器的调整方法
（1）动作值不符合刻度盘时，可按下顺序进行调整：
a）将继电器把手放在最大值，当测出的动作电流值小于盘上数值时，可将舌片的起始位置远离电磁铁的磁极；大于盘上数值时，则应调整左限止杆，将其移近磁极。
b）再将把手放在最小值，测动作电流，由于第一步已将最大值调整到与刻度盘相符满足了要求。
若最小值还不符合要求，则可用改变弹簧拉力进行调整——顺时针移动弹簧使电流减小，反之增大。
c）刻度盘调整的同时，要检验最大位置的返回系数及最小位置是接点接触的可靠性满足要求后在检查中间位置的刻度。
（2）消除接点振动方法：
对于接近动作电流时发生震动原因有：
静接点弹片太硬太厚不均匀；静接点弹片弯曲不正确；接点桥摆动角度过大；接点相遇角度不合适等，可针对上述原因进行调整纠正。
三、思考题
1．电流继电器的返回系数Kre为什么要求在0.85～0.9之间，太大或太小有什么问题？
2．电流继电器的二组线圈由串联改为并联时其整定值有何变化？
实验二电磁型时间继电器的特性实验
一．实验目的
了解电磁型时间继电器的构造、特性，掌握继电器的基本参数（动作时限）及实验方法。
二．实验内容
1．观察电磁型时间继电器的结构，熟悉其动作原理，了解继电器的主要参数。
2．接线如图二所示
图2-1电磁型时间继电器的实验接线
（1）动作电压Ud的测试
按图2-1接好线后，将可变电阻R置于输出电压最小位置，合上S1及S2，调节可变电阻R使输出电压由最小位置慢慢升高到时间继电器的衔铁完全被吸入为止，可变电阻R保持不变，断开开关S1，然后迅速合上开关S1，以冲击方式使继电器动作，如不能动作，再调整可变电阻R，增大输出电压，用冲击方式使继电器衔铁瞬时完全被吸入的最低冲击电压即为继电器的最低动作电压Ud，断开开关S1，将动作电压填入表2-1中。
Ud应不大于70%Ued（154V）。
对于DS-21/C～24/C型应不大于75%Ued，DS-25～DS-28型应不大于85%Ued。
（2）返回电压Uf的测试
合上S1、S2加大电压至额定值220V，然后渐渐的调节可变电阻R降低输出电压，使电压降低到触点开启即继电器的衔铁返回到原来位置的最高电压即为Uf，断开开关S1，将Uf填入表2－1中。
应使U发不低于0.05倍额定电压（11V）。
（3）测定时间继电器的动作时间：
合上开关S1、S2，调节可变电阻器R，使加在继电器上的电压为额定电压，拉开S2，合上电秒表工作电源开关，并将电秒表复位，然后投入S2，使继电器和电秒表同时启动，继电器动作后经一定时限，触点闭合，将电秒表控制端“I”和“II”短接，秒表停止计数，此时电秒表所指示的时间就是继电器的延时时间，测定三次，记录数据。
取三次的平均值作为动作值。
表2-1时间继电器实验记录
额定电压
动作电压
为额定电压的%
返回电压
为额定电压的%
V
V
整定值
（继电器刻度盘上读出）
测定值1
测定值2
测定值3
平均值
实验三组合型信号继电器特性实验
一．实验目的
熟悉和掌握DXM-2A和JX-21A/T型信号继电器的工作原理、实际结构、基本特性及其工作参数和释放参数的测试方法。
二．原理说明
DXM-2A型信号继电器有密封干簧接点、工作绕组、释放绕组、自锁磁铁和指示灯等组成。
继电器内部接线图如图3-1所示，图（a）为电流起动，图（b）为电压起动。
当继电器工作绕组的端子①－⑥加入电流（或电压）时，线圈所产生的磁场作用在簧片两端的磁通极性与放置在线圈内的永久磁铁极性相同，两磁通迭加，使触点闭合，信号指示灯亮。
在工作绕组断电后触点借永久磁铁的作用进行自保持；当释放绕组④－⑨两端间加入电压时，所产生的磁场作用在触点簧片两端的磁通与磁铁极性相反，两磁通相互抵销，使触点返回原位，指示灯灭。
JX-21A/T型信号继电器为电子型，两者实际应用和保护接线基本相同。
实验中使用的JX-21A/T型信号继电器为电流起动，DXM-2A型信号继电器为电压起动。
（a）电流起动（b）电压起动
图3-1DXM-2A型信号继电器内部接线图
三．实验设备
序号
设备名称
使用仪器名称
数量
1
ZB15
JX-21A/T型信号继电器
1
2
DXM-2A型信号继电器
1
3
ZB03
数字式电秒表
1
4
ZB44
可调电阻2.5KΩ/0.25A
1
5
面板DZB01
直流操作电源
1
6
面板JTS02-1
可调电阻220Ω/1.2A
7
触点通断指示灯
1
8
面板JTS02-2
数字式直流电压表、电流表
各1
四．实验内容与步骤
1、观察DXM-2A和JX-21A/T型信号继电器的结构和内部接线，有如下特点：
（1）前者出口触点采用干簧触点代替普通青铜接触片，后者用微型继电器做出口触点。
（2）前者用磁力自保持代替机械自保持，后者用记忆电路实现故障信号保持。
（3）前者用氖管发光指示，后者用发光二极管代替信号掉牌指示。
（4）二者都可以远距离复归。
2、动作电流（电压）和释放电压测试
电流（电压）起动信号继电器实验接线如图3-2所示。
接线时应注意工作线圈和起动线圈的极性，端子①为工作绕组正极性端子，端子④为释放线圈的正极性端子。
（a）电流起动
（b）电压起动
图3-2信号继电器实验接线
（1）JX-21A/T型信号继电器的动作电流和释放电压测试
①按图3-2（a）接好线后，经指导教师检查后方可合上开关S1和S2，慢慢调整可调电压源的调节旋钮，加大输出电流直至继电器动作，指示灯亮。
此时电流表指示值即为继电器的动作值，填入表3-2，动作值不应超过额定电压。
然后断开S2，切断工作绕组电源，继电器触点应保持在动作位置；
②之后调整可变电阻R1加大输出电压至70%额定电压（154V），合上开关S3，继电器应释放，指示灯灭；
③调整调整可变电阻R1逐步降低输出电压，重复上述步骤①、②，以冲击方式观察继电器能否可靠释放：
若已释放（或不释放）可将输出电压减小（或增大），直至找出能使继电器可靠释放的最小电压，读取电压表指示即为继电器的释放电压，填入表3-1，继电器的释放电压不应超过70%的额定电压。
表3-1JX-21A/T型信号继电器实验记录表
铭牌数据
实验记录
型号
工作绕组额定电压
动作值A
为额定值的%
启动电流额定值
释放值V
为额定值的%
（2）DXM-2A型信号继电器
①按图3-2（b）接好线后，经指导教师检查后方可合上开关S1和S2，慢慢调整可调电压源的调节旋钮，加大输出电压直至继电器动作，指示灯亮。
此时电压表指示值即为继电器的动作值，填入表3-1，动作值不应超过额定电压。
然后断开S2，切断工作绕组电源，继电器触点应保持在动作位置；
②之后合上开关S3，调整可变电阻R1加大输出电压，使继电器已动作闭合的常开触点释放断开，指示灯灭，读取电压表指示即为继电器的释放电压，填入表3-1，继电器的释放电压不应超过70%的额定电压。
表3-2DXM-2A型信号继电器实验记录表
铭牌数据
实验记录
型号
工作绕组额定电压
动作值V
为额定值的%
释放绕组额定值
释放值V
为额定值的%
（3）动作时间、返回时间
对继电器的工作绕组和释放绕组加额定值时，其动作时间与返回时间不超过10ms。
五．实验报告
DXM-2A和JX-21A/T型信号继电器是否都有记忆作用，在实验中如何判别记忆功能的好坏？
实验四过电流保护实验
一．实验目的
熟悉过电流保护的原理及接线。
二．实验内容
1、观察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。
2、按图三接线。
图三过电流保护原理图
3、将调压器、变流器、限流电阻和交流电流表等连接成电流回路，将电流输出端接入电流继电器的线圈。
4、检查接线和设备，确定无误后，根据实验原理说明加入电流，进行保护动作实验，并认真观察动作过程，做好记录，深入理解各个继电器在该保护电路中的作用和动作次序。
三、实验报告内容
1．过电流保护原理接线图。
2．做出过电流保护展开接线图。
3．分析说明过电流保护装置的实际应用和保护范围。
实验五DH-3型三相一次自动重合闸装置实验
一．实验目的
1．熟悉三相一次重合闸装置的电气结构和工作原理。
2．理解三相一次重合闸装置内部器件的功能和特性，掌握其实验操作及调整方法。
二．原理说明
DH-3型三相一次重合闸装置用于输电线路上实现三相一次自动重合闸，它是重要的保护设备。
重合闸装置内部接线图见图4-1。
装置由一只DS-22时间继电器（作为时间元件）、一只电码继电器（作为中间元件）及一些电阻、电容元件组成。
装置内部的元件及其主要功用如下：
图4-1自动重合闸装置内部接线图
1．时间元件SJ：
该元件由DS-22时间继电器构成，其延时调整范围为1.2~5s，用以调整从重合闸装置起动到接通断路器合闸线圈实现断路器重合的延时，时间元件有一对延时常开触点和一对延时滑动触点及两对瞬时切换触点。
2．中间元件ZJ：
该元件有电码继电器构成，是装置的出口元件，用以接通断路器的合闸线圈。
继电器线圈有两个绕组组成：
电压绕组ZJ（V），用于中间元件的起动；电流绕组ZJ（I），用于在中间元件起动后使衔铁继续保持在合闸位置。
3．电容器C：
用于保证装置只动作一次。
4．充电电阻4R：
用于限制电容器的充电速度。
5．附加电阻5R：
用于保证时间元件SJ的线圈热稳定性。
6．放电电阻6R：
在需要实现分闸，但不允许重合闸动作（禁止重合闸）时，电容器上储存的电能经过它放电。
7．信号灯XD：
在装置的接线中，监视中间元件的触点ZJ1、ZJ2和控制按钮的辅助触点是否正常。
故障发生时信号灯应熄灭，当直流电源发生中断时，信号灯也应熄灭。
8．附加电阻17R：
用于降低信号灯XD上的电压。
在输电线路正常工作的情况下，重合闸装置中的电容器C经电阻4R已经充足电，整个装置处于准备动作状态。
当断路器由于保护动作或其它原因跳闸时，断路器的辅助接点起动重合闸装置的时间元件SJ，经过延时后触点SJ2闭合，电容器C通过SJ2对ZJ（V）放电，ZJ（V）起动后接通了ZJ（I）回路并自保持到断路器完成合闸。
如果线路上发生的是暂时性故障，则合闸成功后，电容器自行充电，装置重新处于准备动作的状态；如线路上存在永久性故障，此时重合闸不成功，断路器第二次跳闸，但这一段时间远远小于电容器充电到使ZJ（V）起动所需的时间（15s～25s），因而保证重合闸装置只能动作一次。
四．实验设备
序号
设备名称
适用仪器名称
数量
1
ZB19
DH-3重合闸继电器
1
2
ZB03
数字式点秒表及开关组件
1
3
ZB43
可调电阻800Ω/0.44A
1
4
面板DZB01
直流操作电源
1
5
面板JTS02-2
数字式直流电压、电流表
各1
五．实验内容
1、DH-3型自动重合闸装置实验接线图见图4-2，按图接线完毕后，首先进行自检，然后请指导教师检查，确定无误后，接入直流操作电源进行调试。
2、时间继电器动作电压、返回电压的测定。
（1）合上开关S1，调节R1使直流电压达重合闸装置的额定值，然后检查各元件有无异常现象，DH-3型重合闸装置投入额定直流工作电压后经15～25s指示灯亮，表明电容C已储足电能，处于准备合闸状态。
（2）调节R1将直流电压降为0V，然后合上S2，再调节R1逐步提高输入电压，读取SJ铁芯可靠吸合的最小动作电压，填入表4－1。
（3）上述SJ动作后，向反方向调节R1，逐步降低输入电压，读取SJ返回的最高电压，填入表4－1。
图4-2DH-3型重合闸装置实验接线图
3、中间元件的自保持电流测试
（1）合上S1后，调节R2使阻值降至700Ω左右，然后调节可调电压源使电压等于装置的额定电压，待15～25s后，闭合S2使中间元件ZJ的衔铁吸合并自保持，即常开接点闭合，然后观察电流表A1，R2调整增大阻值减小保持电流，要求流过ZJ线圈的电流略低于0.9倍的额定电流时，ZJ应能维持自保持状态。
断开S1、S2，使ZJ复归。
（2）再合上S1，待电容充电15～25s后，投入S2，使SJ线圈励磁，经过某一整定延时时间，ZJ动作并自保持，此时断开S2，ZJ不应返回。
（3）调节R2使阻值增加，电流减小，重复步骤
（2），测出中间元件ZJ的最小保持电流，填入表4－1。
4、中间元件电压线圈的动作电压测定
在重合闸继电器接线端子5与17之间连接一导线，合上S1，调节R1，从0v逐渐升高电压，测出使中间元件衔铁能被可靠吸住的最小动作电压，填入表4－1。
一般对于额定电压为220v的中间元件ZJ动作电压为50v左右，本项测定完毕后应拆除连接导线。
5、充电时间的测定
仍按图4-2接线，在额定电压下合上S1对C充电，经15～25s后再投入S2，中间元件应能可靠地动作并自保持。
这时电秒表1记录的时间为充电时间，填入表4－1。
重复测定充电时间时，应先断开S1，后断开S2，以保证电容器的放电状态。
并将电秒表1回零，再重复以上操作，进行第二次实验。
6、保证只动作一次测定
在额定电压下合上S1，充电60s后，瞬间短接5与15端子，使电容器放电，然后合上S2，此时中间元件不应动作。
7、重合闸装置动作时间整定实验
先将S1合上，观察电秒表1，当给电容器C充电25s后，再合上S2，此时电秒表2所记录的时间就是重合闸装置的动作时间，填入表4－1。
这一接线方式的特点是：
当合上S2，起动重合闸装置的同时起动了电秒表2，停止了电秒表1，并以中间元件ZJ常开接点的闭合停止电秒表2计时，所以电秒表2可测得重合闸继电器起动到实现断路器重合的时间。
电秒表1记录了电容器C的充电时间。
重合闸装置动作时间的整定可以通过改变时间元件的整定时间来实现。
六．实验报告
1．保证只能动作一次是由哪几个元件决定的？
2．结合实验现象分析为什么充电时间是一个关键的测试技术指标，若充电时间过短会发生什么问题？
表4－1重合闸装置实验记录
名称
额定电压
型号
额定电流
测试数据
SJ最小启动电压
SJ最高返回电压
ZJ最小动作电压
ZJ最小保持电流
C充电时间
1
ZCH
重合时间
1
2
2
3
3
升级会员 