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前言电力系统继电保护是本专业的主要课程，是一门理论性和实践性都很强的专业课，要求学生通过本课程的学习，掌握电力系统继电保护的基本原理、基本概念、考虑和解决问题的基本方法以及基本的实验技能，为学生毕业后从事本专业范围内的各项工作奠定专业基础。
因此，实验是教学的主要环节之一，通过实验，掌握各种主要保护继电器的构造、特性及一般调试方法，巩固和丰富所学到的理论知识、培养操作技能，并可从中发现和探讨新的问题。
为保护实验的顺利进行，提高实验质量，以达到预期的效果，实验应按以下要求进行：1.实验前应对实验内容认真预习，弄清所需仪器设备规范、性能及使用方法，并写好预习报告。
预习报告内容应包括：实验目的；简明的实验步骤；实验接线图及实验数据记录表格。
实验前将预习报告交指导教师签阅后方可参加实验。
否则，不得参加实验。
2.按实验接线图接线。
接线要整齐、清晰。
线路接好后须经指导教师检查、方可接通电源进行实验。
3.按实验步骤进行实验。
每做完一项实验，应将数据交指导教师检查后，方能拆线，再进行下一个实验。
注意：改变实验接线前应先拉开电源。
4.实验中如遇异常事故，应首先切断电源，请指导教师一起查明原因后方可再进行实验。
事故损坏的仪器设备，按学校规定处理。
5.实验完毕，应将全部数据交指导教师审阅后再拆除实验线路，整理好实验所用的仪器设备及导线。
6.实验报告按规定内容书写，按时交指导教师批阅。
实验一、DL-10系列电流继电器、DJ-100系列电压继电器的特性实验一、实验目的：1．了解电磁型电流继电器和电压继电器的构造及动作原理。
2．测量继电器的各项电气参数及进行各部件调整以达到掌握电流、电压继电器的基本检验及调试方法。
3．加深对过量继电器和欠量继电器的动作、返回的意义的理解。
二、实验内容：1．观察电流继电器及电压继电器的构造及其动作原理。
2．测量电流继电器的动作电流IDZ 及返回电流IFH，计算返回系数KFH。
3．测量低电压继电器起动电压UDZ 和返回电压UFH，计算返回系数KFH。
《电力系统继电保护》实验指导书电气与信息工程学院实验中心前言电力系统继电保护实验课电力系统继电保护课程重要的实践教学环节，通过实验，加深学生对课程内容的理解，掌握电力系统继电保护的实际运用能力。
学生通过实际操作，从实验中观察到系统故障现象和掌握正确处理的措施，加深对继电器、继电保护装置、自动装置理论知识的理解；掌握常用仪器和试验设备的使用方法，以及继电器的构造原理、调试方法步骤；掌握阅读保护、控制、测量、自动装置的原理展开图和安装图的读图方法。
目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
目录实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验） (1)实验二单侧电源辐射式线路三段式电流保护实验（综合型） (5)实验三Y/Δ—11双绕组变压器差动保护实验（综合型） (10)实验四具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验（综合型） (15)实验五自动重合闸前加速保护实验（综合型） (18)实验六零序电流保护实验（综合型） (21)实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验）一、实验目的1、熟悉DL型电流继电器的实际结构、工作原理、基本特性；2、掌握其动作电流、返回电流及返回系数的整定计算方法；3、绘制电磁型电流继电器特性实验的原理接线图。
4、熟悉DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；5、掌握动作电压、返回电压、返回系数及相关参数的整定计算方法；6、绘制电磁型电压继电器特性实验的原理接线图。
二、实验原理DL—20c电流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：常开触点闭合，常闭触点断开。
继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联时指示值等于整定值标注的；继电器两线圈并联使用时，整定值为指示值的2倍，转动刻度盘上指针，可以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。
DY—20c系列电压继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈两端电压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。
继电保护及微机保护实验指导书湖南大学电气与信息工程学院2009.5实验前说明第一次实验前请仔细阅读第一章，了解实验系统各部分的功能和连接方式。
实验过程中接线切记以下几点：1. 测试仪上的电流输出应连接到各继电器及多功能微机保护实验装置的电流输入端子上！并注意接好电流公共端！与多功能微机保护实验装置连接时注意把三相电流公共端连在一起后再连接到测试仪电流公共端上！2. 测试仪的电压输出应连接到各继电器及多功能微机保护实验装置的电压输入端子上！并注意接好电压公共端！3. 测试仪的开关量信号分清楚开入和开出，不要接错！4. 实验前必须仔细阅读《TQWX-II微机型继电保护试验测试仪用户手册》（或继电保护信号测试系统软件帮助文件）和《TQDB-II 型多功能微机保护实验装置用户手册》，熟悉TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和TQDB-II型多功能微机保护实验装置的操作使用后方可进行实验。
5. 实验电流较大（大于12A）时，测试仪不得长期工作！6．接线完毕后，必须由另一人检查线路。
第一章概述一、系统简介：TQDB-III多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统采用集成式、开放式的设计思路，覆盖了多个专业多门课程，适合电力系统、电气类、自动化类、电工类专业学生进行研究性、综合性、设计性、开放性实验、课程设计、毕业设计及创新设计。
本实验指导书着重介绍与《电力系统继电保护原理》、《电力系统微机保护》、《变电站综合自动化》课程相关的实验。
本实验台可完成：常规继电器特性实验、数字式继电器特性实验及成组微机保护综合实验三大部分。
其中包含的常规继电器有：DL-31型电流继电器、DY-36型电压继电器、LG-11型功率方向继电器、LCD-4型变压器差动继电器。
数字式继电器有：数字式电流继电器、电压继电器，反时限电流继电器，功率方向继电器，差动继电器，阻抗继电器，零序电流、零序电压继电器，负序电流继电器、负序电压继电器，反时限零序继电器、反时限负序电流继电器。
实验一三段式电流保护与自动重合闸装置综合实验（一）实验目的1．了解电磁式电流保护的组成。
2．学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
3．研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。
4．分析三段式电流保护动作配合的正确性。
（二）基本原理1．电流保护实验基本原理图1-1 电流保护实验一次系统图1）三段式电流保护当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。
根据这个特点可以构成电流保护。
电流保护分无时限电流速断保护（简称I段）、带时限速断保护（简称II段）和过电流保护（简称III段）。
下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。
（1）无时限电流速断保护（I段）单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图1-2来说明。
短路电流的大小I k和短路点至电源间的总电阻R∑及短路类型有关。
三相短路和两相短路时，短路电流I k与R∑的关系可分别表示如下：lR R E R E I s ss k 0)3(+==∑ lR R E I s s k 0)2(*23+=式中， E s ——电源的等值计算相电势；R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R 0—— 线路单位长度的正序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
由上两式可以看到，短路点距电源愈远（l 愈长）短路电流L k 愈小；系统运行方式小（R s 愈大的运行方式）I k 亦小。
I k 与l 的关系曲线如图1-2曲线1和2所示。
曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线，曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。
线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB 上发生故障时，希望保护KA 2能瞬时动作，而当线路BC 上故障时，希望保护KA 1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。
但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。
电力系统继电保护实验指导书实验一同步发电机出口短路的MATLAB仿真分析实验二双端电源高压输电线路短路故障的MATLAB仿真分析实验三三段式电流保护综合实验附录1：微机线路保护装置参数整定操作电气工程教研室2011-8-28实验一同步发电机出口短路的MATLAB仿真分析同步发电机是电力系统中的重要元件，同步电机是由多个由磁耦合关系的绕组构成，同步电机的突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍。
对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。
1. 实验原理同步电机突然短路电路模型如下图1-1 所示。
使用简化的同步电机，三相并联PLC负载，通过三相电路短路发生器实现同步电机的三相短路，再用示波器观察同步发电机在发生三相短路时的暂态过程。
图1-1 实验原理图2．电路各元件的选取、参数设置2.1同步发电机的选取，设置打开Matlab仿真软件，在命令窗口中输入“Simulink”在弹出的窗口中将简化同步电机（Simplified Synchronous Machine）添加到“模型编辑窗口”重命名为“SM”双击设置其参数设置为如图1-2：图1-3 PM图1-2 SM2.2常数发生器的选取、设置将常数发生器（Constant）拖放到当前仿真窗口双击参数设置如图1-3 ，用于发电机功率输入，并重命名为PM；再选取一常数发生器，参数设如图1-4 ，用于发电机电压输入。
图1-4 VLLrms 图1-5 V-I2.3三相电压-电流测量元件选取、设置在测量元件库中选择三相-电流测量元件（Three-Phase V-I Measurment），复制粘贴到仿真窗口中，双击设置参数如图1-52.4三相并联负载的选取、设置在线路元件库中选择三相并联PLC负载元件复制粘贴到电路图中，双击设置其参数如图1-6 并重命名为Load。
2.5短路发生器的选取、设置将三相电路故障发生器拖放到电路图中，部分参数设置如图1-72.6示波器、选择器及三相序信号分析器的选取在元件库中拖入两个选择器（Selector）一个用于电流电路选择，一个用于电压电路选择；四个示波器（Scope）分别用于观察电流、电压、序分量电流幅值、序分量电流相角；一个序信号分析器。
实验一 阶段式过电流与自动重合闸前加速一、实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理与接线。
2、掌握自动重合闸与继电保护的配合形式。
3、理解继电保护与自动重合闸前加速这种配合形式的使用场合。
二、实验说明重合闸前加速保护是当线路发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作，使断路器跳闸，尔后再借助于自动重合闸来纠正这种非选择性的动作。
重合闸前加速保护的动作原理可由图12-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路X-2上装有过流保护4，ZCH 仅装在靠近电源的线路X-1上。
无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端的短路电流来整定，动作不带延时。
过流保护2、4的动作时限按阶梯原则来整定，即t 2＞t 4。
图 12-1 自动重合闸前加速保护原理示意图当任何线路、母线（I 除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所I 的无选择性电流速断保护1总是先动作，不带延时地将1QF 跳开，尔后ZCH 动作再将1QF 重合。
若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ZCH 的动作退出工作，因此，此时通过各电流保护有选择性地切除故障。
图12-2示出了ZCH 前加速保护的原理接线图。
其中1LJ 是电流速断，2LJ 是过流保护。
从该图可以清楚地看出，线路X-1故障时，首先速断保护的1LJ 动作，其接点闭合，经JSJ 的常闭接点不带时限地动作于断路器，使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸装置，将断路器合上。
重合闸动作的同时，起动加速继电器JSJ ，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因JSJ 的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2LJ 及SJ 带时限有选择性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。
自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ZCH 的优点。
其缺点是增加了1QF 的动作次数，一旦1QF 或ZCH 拒绝动作将会扩大停电范围。
电力系统继电保护实验指导书机电工程学院电气工程教研室实验一 电磁型电压电流继电器特性实验1．实验目的1）了解继电器基本分类方法及其结构。
2）熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3）学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4）测量继电器的基本特性。
2．实验内容1）电流继电器特性实验电流继电器动作、返回电流值测试实验。
实验电路原理图如图1所示：图1 电流继电器动作电流值测试实验原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1A ，使调压器输出指示为0V ，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
（2）查线路无误后，先合上三相电源开关（对应指示灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。
（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。
（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）的最大电流值，即为返回值。
（5）重复步骤（2）至（4），测三组数据。
（6）实验完成后，使调压器输出为0V ，断开所有电源开关。
（7）分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
-（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差＝［动作最小值－整定值 ]／整定值变差＝［动作最大值－动作最小值］／动作平均值 100%返回系数＝返回平均值／动作平均值表1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表2）电流继电器动作时间测试实验电流继电器动作时间测试实验原理图如图2所示：图2 电流继电器动作时间测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，使调压器输出为0V，将电流继电器动作值整定为1.2A，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。
实验一电磁型电流继电器实验一．实验目的1．熟悉DL型电流继电器的内部结构、工作原理、基本特性。
2.测量电流继电器的动作值及返回值，计算返回系数。
掌握测试、调整这些参数的基本方法。
3.了解继电器常开接点和常闭接点的区别，观察接点工作可靠性。
二．原理说明DL-20C系列电流继电器为电磁式继电器。
由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。
当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动合触点闭合。
转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。
改变线圈的串联或并联，可获得不同的额定值。
DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。
继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。
三．实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1 控制屏 12 EPL-20A 变压器及单相可调电源 13 EPL-04 继电器—DL-21C电流继电器 14 EPL-11 交流电压表 15 EPL-11 交流电流表 16 EPL-11 直流电源及母线 17 EPL-12B 光示牌 1四．实验内容及步骤1.机械部分检查、转轴活动部分检查、舌片与电磁铁间隙的检查、弹簧的检查与调整、触点的检查与调整轴承与轴尖的检查。
2. 整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图1-2为过流继电器的实验接线。
（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试：a .选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器（额定电流为6A），确定动作值并进行整定。
本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态。
注意：本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值。
b .根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式； 注意：（1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示。
其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出，并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。
（2）串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电流值。
电力系统继电保护实验室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。
继电器的一般性检验1、外部检查继电器应符合以下要求：(1)外壳应清洁无灰尘。
(2)外壳，玻璃或塑料面应完整，嵌接良好。
(3)外壳与底座接合应紧密牢固，防尘密封良好。
(4)整体安装端正，端子接线及焊点牢固可靠，导电部分与屏柜面板的距离不小于3~5mm。
2、内部和机械检查(1)内部应清洁，无灰尘和油污。
(2)可动部分应动作灵活，无卡阻现象，转轴纵向和横向活动范围应适当。
(3)时间继电器的钟表机构及可动系统在前进和后退过程中动作应灵活。
(4)各部件安装完好，螺丝拧紧，整定把手应能可靠的固定在整定的位置上，整定螺丝插头与整定孔的接触良好。
(5)弹簧应无变形，层间距离要均匀，整个弹簧平面应与转轴垂直。
(6)内部触点无损伤且接触良好，动作后有明显的动作行程，即压力足够，且行程应符合要求，动、静触点接触时应中心相对。
(7)具有多对触点的继电器，除特殊要求外，各对触点的接触应同步。
(8)内部各焊点应牢固可靠，谨防虚焊、脱焊，相邻焊点及接线鼻之间要有一定的距离，以避免短路。
实验一电磁型电流继电器一、实验目的1、了解DL型继电器的构造，各部分的功用及动作原理。
2、掌握DL型继电器的调整步骤及调整方法。
3、学会DL型电流继电器返回系数的调整方法。
三、功率方向继电器特性实验（一）实验目的1.学会运用相位测试仪器测量电流和电压之间相角的方法。
2.掌握功率方向继电器的动作特性、接线方式及动作特性的试验方法。
3.研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。
（二）LG-11型功率方向继电器简介1．电流保护中引入方向判别的必要性在单侧电源的电网中，电流保护能满足线路保护的需要。
但是，在两侧电源的电网（包括单电源环形电网）中，只靠电流定值和动作时限的整定不能完全取得动作的选择性。
现以图3-1所示的两端供电电网为例，分析电流速断保护和过电流保护的行为。
先观察两侧电源的电网上发生短路时，电流速断保护的动作行为。
因为电流速断保护没有方向性，所以只要短路电流大于它的整定值就可以动作。
从图3-1中可以看出，当k1点发生短路时，4QF的电流速断保护可以动作，5QF也可以动作。
如果4QF先于5QF动作，就扩大了停电范围。
同样，在k2点发生短路时，2QF和5QF可能在电流速断保护作用下，非选择性地动作。
所以，在两侧电源供电的电网中，断路器流过反向电源提供的短路电流时，电流速断保护有可能失去选择性而误动。
再从图3-1（c）分析过电流保护的动作行为。
k2点短路时，要求3QF、4QF 先于2QF、5QF动作，即要求t2＞t3，t5＞t4；而在K1、K3点短路时，要求5QF 先于4QF动作，2QF先于3QF动作，即要求t4＞t5，t3＞t2。
这是矛盾的，显然是不可能实现的。
因为过电流保护的动作时间是不可能随意更改的，所以，在两侧电源供电的电网中，过电流保护也可能失去选择性。
(a)(b)(c)图3-1 双侧电源电网电流保护动作行为分析（a）系统图（b）两侧电流与保护配合关系（c）时间配合图为了保证选择性，应该在保护回路中加方向闭锁，构成方向性电流保护。
要求只有在流过断路器的电流的方向从母线侧流向线路侧时，才允许保护动作。
由于规定了电流从母线流向线路时为保护动作的方向，因此，可以利用功率方向继电器来做到这一点。
采用功率方向继电器以后，图3-1（a）双电源系统就可以分为两个单端电源的保护系统。
即双号断路器的保护是一个保护系统，它负责切除由电源N供给的短路功率；单号断路器的保护又是一个保护系统，它负责切除电源M供给的短路功率。
保护的动作时间的选择就可按阶梯原则来进行。
即t5＜t3＜t1和t6＞t4＞t2。
由此可见，方向过电流保护就是由过电流保护加装功率方向继电器构成。
在方向过电流保护的单相原理图中，当正方向区内故障时，只有功率方向元件和电流元件都动作，保护才能动作跳闸。
由此可知，功率方向继电器是多电源网络保证保护动作有选择性的重要元件。
2．LG-11整流型 功率方向继电器的工作原理LG-11型功率方向继电器是目前广泛应用的整流型功率方向继电器，其比较幅值的两电气量动作方程为：m y m k m y m k U K I K U K I K -≥+继电器的接线如图3-2所示，其中图（a ）为继电器的交流回路图，也就是比较电气量的电压形成回路，加入继电器的电流为m I ，电压为m U 。
电流m I 通过电抗变压器DKB 的一次绕组W 1，二次绕组W 2和W 3端钮获得电压分量m k I K ，它超前电流m I 的相角就是转移阻抗k K 的阻抗角ϕk ，绕组W 4用来调整ϕk 的数值，以得到继电器的最灵敏角。
电压m U 经电容C 1接入中间变压器YB 的一次绕组W 1，由两个二次绕组W 2和W 3获得电压分量m y U K ，m y U K 超前m U 的相角为90︒。
DKB 和YB 标有W 2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压m y I K +m y U K ，加于整流桥BZ 1输入端；DKB 和YB 标有W 3的二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压m y I K -m y U K ，加于整流桥BZ 2输入端。
图（b ）为幅值比较回路，它按循环电流式接线，执行元件采用极化继电器JJ 。
继电器最大灵敏角的调整是利用改变电抗变压器DKB 第三个二次绕组W 4所接的电阻值来实现的。
继电器的内角α=90°-ϕk ，当接入电阻R 3时，阻抗角ϕk =60︒，α=30°；当接入电阻R 4时，ϕk =45︒，α=45°。
因此，继电器的最大灵敏角ϕlsen =-α，并可以调整为两个数值，一个为-30︒，另一个为-45︒。
当在保护安装处正向出口发生相间短路时，相间电压几乎将降为零值，这时功率方向继电器的输入电压m U ≈0，动作方程为m k m k I K I K =，即BA U U =。
由于整流型功率方向继电器的动作需克服执行继电器的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定的功率（尽管这一功率的数值不大），因此，要使继电器动作，必须满足BA U U >的条件。
所以在m U ≈0的情况下，功率方向继电器动作不了，因而产生了电压死区。
(b)图3-2 LG-II 功率方向继电器原理接线图(a)交流回路图 (b)直流回路图为了消除电压死区，功率方向继电器的电压回路需加设“记忆回路”，就是需电容C 1与中间变压器YB 的绕组电感构成对50Hz 串联谐振回路。
这样当电压m U 突然降低为零时，该回路中电流mI 并不立即消失，而是按50Hz 谐振my U K m k I K mI频率，经过几个周波后，逐渐衰减为零。
而这个电流与故障前电压mU 同相，并且在谐振衰减过程中维持相位不变。
因此，相当于“记住了”短路前的电压的相位，故称为“记忆回路”。
由于电压回路有了“记忆回路”的存在，当加于继电器的电压mU ≈0时，在一定的时间内YB 的二次绕组端钮有电压分量m y U K 存在，就可以继续进行幅值的比较，因而消除了在正方向出口短路时继电器的电压死区。
在整流比较回路中，电容C 2和C 3主要是滤除二次谐波，C 4用来滤除高次谐波。
3．功率方向继电器的动作特性 继电器的动作特性如图3-3所示，临界动作条件为垂直于最大灵敏线通过原点的一条直线，动作区为带有阴影线的半平面范围。
最大灵敏线是超前mU 为α角的一条直线。
电流m I 的相位可以改变，当m I 与最大灵敏线重合时，即处于灵敏角ϕsen =-α情况下，电压分量m k I K 与超前m U 为90︒相角的电压分量m y U K 相重合。
通常功率方向继电器的动作特性还有下面两种表示方法：mU 图3-3 LG-11型功率方向继电器的动作特性（α为30︒或45︒）（1）角度特性：表示I m 固定不变时，继电器起动电压U pu ⋅t =f (ϕm )的关系曲线。
理论上此特性可用图3-4表示，其最大灵敏角为ϕsen =-α。
当ϕk =60︒时，ϕsen =-30︒，理想情况下动作范围位于以ϕsen 为中心的±90︒以内。
在此动作范围内，继电器的最小起动电压U pu ⋅r ⋅min基本上与ϕr 无关，当加入继电器的电压U r ＜U pu ⋅r ⋅min 时，继电器将不能起动，这就是出现“电压死区”的原因。
（2）伏安特性：表示当ϕm =ϕsen 固定不变时，继电器起动U pu ⋅r =f (I m )的关系曲线。
在理想情况下，该曲线平行于两个坐标轴，如图3-5所示，只要加入继电器的电流和电压分别大于最小起动电流I pu ⋅r ⋅min 和最小起动电压U pu ⋅r ⋅min ，继电器就可以动作。
其中I pu ⋅r ⋅min 之值主要取决于在电流回路中形成方波时所需加入的最小电流。
在分析功率方向继电器的动作特性时，还要考虑继电器的“潜动”问题。
功率方向继电器可能出现电流潜动或电压潜动两种。
所谓电压潜动，就是功率方向继电器仅加入电压mU 时产生的动作。
产生电压潜动的I mpu.r .min U pu.r .U pu.r图3-5 功率方向继电器的伏安特性ϕm60︒0︒-30︒ -120︒图3-4 功率方向继电器（ϕ=30︒）的角度特性原因是由于中间变压器YB 的两个二次绕组W 3、W 2的输出电压不等，当动作回路YB 的W 2端电压分量m U y K 大于制动回路YB 的W 3端电压分量mU y K 时，就会产生电压潜动现象。
为了消除电压潜动，可调整制动回路中的电阻R 3，使I m =0时，加于两个整流桥输入端的电压相等，因而消除了电压潜动。
所谓电流潜动，就是功率方向继电器仅通入电流m I 时产生的动作。
产生电流潜动的原因是由于电抗变压器DKB 两个二次绕组W 2、W 3的电压分量m k I K 不等，当W 2电压分量m k I K 大于W 3端电压分量m k I K （也就是动作电压大于制动电压）时，就会产生电流潜动现象。
为了消除电流潜动，可调整动作回路中的电阻R 1，使U m =0时，加于两个整流桥输入端的电压相等，因而消除了电流潜动。
发生潜动的最大危害是在反方向出口处三相短路时，此时U m ≈0，而I m很大，方向继电器本应将保护装置闭锁，如果此时出现了潜动，就可能使保护装置失去方向性而误动作。
4．相间短路功率方向继电器的接线方式由于功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，因此，对其接线方式应提出如下要求。
（1）正方向任何形式的故障都能动作，而当反方向故障时则不动作。
BC图3-6 cos ϕ=1时I 、U（2）故障以后加入继电器的电流r I 和电压rU 应尽可能地大一些，并尽可能使ϕr 接近于最灵敏角ϕlsen ，以便消除和减小方向继电器的死区。
为了满足以上要求，功率方向继电器广泛采用的是90︒接线方式，所谓90︒接线方式是指在三相对称的情况下，当 cos ϕ=1时，加入继电器的电流如A I 和电压BCU 相位相差90︒。
如图3-6所示，这个定义仅仅是为了称呼的方便，没有什么物理意义。
采用这种接线方式时，三个继电器分别接于A I 、BC U ，B I 、CA U 和CI 、ABU 而构成三相式方向过电流保护接线图。
在此顺便指出，对功率方向继电器的接线，必须十分注意继电器电流线圈和电压线圈的极性问题，如果有一个线圈的极性接错就会出现正方向拒动，反方向误动的现象。
（三）实验内容本实验所采用的实验原理接线如图3-8所示。
图中，380V 交流电源经移相器和调压器调整后，由bc 相分别输入功率方向继电器的电压线圈，A 相电流输入至继电器的电流线圈，注意同名端方向。
1．熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线和相位仪的操作接线及试验原理。
认真阅读LG-11功率方向继电器原理图（图3-7）和实验原理接线图（图3-8），在图3-8上画出LGJ 中的接线端子号和所需测量仪表接法。
2．按实验线路接线，用相位仪检查接线极性是否正确。
将移相器调至0︒，合上电源开关加1A 电流，20V 电压观察分析相位仪读数是否正确。
