继保实验指导书(最新改).

继电保护基础实验指导书吴传武庄秀娟编福州大学电气学院二0一四年九月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．用途与构造原理DL-10系列电流继电器用于发电机、变压器、线路及电动机等的过负荷和短路保护装置。

图为DL-10系列电流继电器的结构图，当继电器线圈中的电流增加到一定值时，该电流产生的电磁力矩能够克服弹簧反作用力矩和摩擦力矩，使Z形舌片沿顺时针方向转动，动静触点接通，继电器动作。

当线圈的电流中断或减小到一定值时，弹簧的反作用力矩使继电器返回。

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。

4．检验电流继电器的时间特性，并作出时间特性曲线图。

三、实验步骤及实验线路图1．DL-10系列电流继电器特性实验：1）动作电流和返回电流的测量：实验接线图如图（一）所示图（一）（1）串联继电器的二个线圈，并按图（一）接好线路，然后把继电器的整定把手放在第一个位置。

接通电源，均匀调节调压器及滑线电阻，使继电器电流按单一方向增加，至继电器的触点接通（指示灯由暗变亮），继电器动作，此时电流表计的读数就是电流继电器的起动电流I DZ ，注意，继电器的整定值与测量值的相对误差不得超过±3%。

（2）单方向减少继电器电流，使继电器的触点断开（指示灯由亮变暗），继电器返回，此时的电流表的读数即为继电器返回电流I FH ，重复测量继电器的起动电流和返回电流，取三次平均值。

（3）将继电器线圈改为并联，重做（1）（2）步骤实验。

并记录实验结果。

**（4）将整定把手放在其它位置上，重做（1）（2）（3）步骤实验。

并记录实验结果。

计算公式：误差△I%=（I DZ -I ZD ）／I ZD ×100%＜±3% K FH =I FH ／I DZ ； I DZ ------动作电流；I ZD ------整定值 ；I FH ------返回电流。

2）校验电流继电器时间特性，作时间特性曲线t dz =f （I R ／I dz ），I R 为实际通过继电器的电流图（二）如图（二）接线，将电流继电器线圈串联，整定把手定在起始位置，合上K与BK，调整单相调压器，使流过继电器的电流为整定值I的1.2倍，然后断开BK，并将多功能表清ZD0，后速合上B K，此时继电器动作，从多功能表（时间测量）中记下继电器的动作时间，时，动作时间不重复3次取平均值。

将电流改为1.5倍、2倍，重复上述步骤。

要求1.2IZD 大于0.15″；2I时，不大于0.03″。

ZD2．电压继电器动作电压和返回电压的测量图（三）（1）按图（三）接线，将电压继电器线圈串联，整定把手放在起始位置，调单相调压器，电压由0开始上升，使继电器触点由接通变成断开（指示灯由亮变暗）,此时继电器返回。

这，重复二次，取平均值。

时电压表的读数是继电器的返回电压UFH（2）降低电压，使继电器触点由断开变成接通（指示灯由暗变亮），此时继电器动作，，重复测量继电器的返回电压和动作电压，取三这时电压表的读数为继电器的动作电压UDZ次平均值。

（3）将继电器线圈改为并联，重做（1）（2）步骤实验。

并记录实验结果。

**（4）将整定把手放在其它位置上，重做（1）（2）（3）步骤实验。

并记录实验结果。

计算公式：△U%=（UDZ -UZD）／UZD×100% ； KFH=UFH／UZDU DZ -------动作电压； UZD-------整定值四、实验报告：1．根据所测数据计算继电器的返回系数KFH ，对电流继电器要求KFH不小于0.85，不大于0.9，低电压继电器的返回系数KFH＜1.2。

2．用方格纸作出电流继电器的时间特性曲线。

3．通过实验，对欠量继电器和过量继电器的动作、返回意义有何体会。

五、实验设备；单相调压器3KVA 1台滑线变阻器5A 、 30Ω 1个交流电流表 1只交流电压表 1只多功能表 1个JTC—ⅢA型继电器特性测试台实验二、电磁型电流电压保护整组实验一、实验目的1．研究电力系统中如何利用电流电压整定保护2．研究电力系运行方式对电流电压保护灵敏度的影响3．了解中间继电器、信号继电器的结构特点及作用，学会调整电流电压继电器的动作值、返回值和返回系数。

二、实验原理与实验电流保护是根据网络发生短路时，电源到故障点之间电流增大的特点构成的。

如图一所示：图（一）I d =E／XS+Zd式中：E-------为系统等值电源的相电势Zd------为短路点至保护安装处之间的阻抗X S ------为系统等值阻抗，当最大运行方式时，XS为XSmin，当最小运行方式时，XS为XSmax，正常运行方式时，XS 为XSN由式可见，当一定运行方式下，XS 和E一定，则I=f（Zd）。

三段式电流保护的整定计算及电流电压保护整定计算见教材：无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电流为整定的原则，它是靠动作电流的整定获得选择性。

带时限电流速断保护则同时依靠动作电流和动作时间获得选择性，并要下一线路的无时限电流速断保护相配合。

过电流保护以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可靠返回为整定原则。

它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。

本实验：XSmin =2Ω，XSmax=5Ω，XSN=3Ω，线路LAB=10Ω，LBC=10Ω，最大负荷电流为1安和0.9安，A变电所装无时限电流速断保护和过电流保护，B变电所装电流电压联锁速断保护和过电流保护，B变电所动作时间tB=1秒，取△t=0.5秒。

实验见图（二）所示，TB为自耦变压器，模拟线电压为100伏的电源电势，它由TB付方调定，一组可变绕线电阻模拟，线路断路器1DL和2DL由交流接触器模拟KT1和KT2，不同地点的三相和二相短路由闸门实现，负载用灯泡负载箱代替。

图（二）三、实验内容与要求1．根据下表测量在各种运行方式下，短路点Id 与短路点至保护安装处距离Zd的关系曲线，即Id （3）=f（L），Id（2）=f（L）的关系曲线。

并作出B变电所母线残余电压UCY与短路点至保护安装处距离的关系曲线。

即：UCY=f（L）2．整定电流继电器、电压继电器和时间继电器的动作值，即IDZ 、UDZ、tDZ，且取KKI=1.25K K II=1.15 Kf=0.85，以上内容应在实验预习报告中完成，并计算各种运行方式及不同类型短路时各保护的灵敏度。

3．整定、调整电流继电器和电压继电器的动作值和返回值，要求电流继电器的返回系数K f =0.85~0.9，电压继电器的返回系数Kf=1.15，整定时间继电器的动作时间。

4．测量各种运行方式对电流、电压保护灵敏度的影响，用实验方法求取A、B变电所电流速断保护在各种运行方式及各种短路类型下的灵敏度，并与理论计算值进行比较。

5．根据图三中A、B变电所保护原理接线图画出展开图。

四、实验设备1．电流、电压保护盘三组2．三相灯泡三组实验三、LG-11型功率方向继电器特性实验一、实验目的1．学会用有关相位测试仪测量电流和电压之间相角的关系2．掌握功率方向继电器的动作特性、接线方式及测量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4．掌握移相器与多功能表（相位表）的使用方法。

二、实验原理与实验装置简介本实验选用LG-11整流型功率方向继电器为实验对象，该继电器是根据绝对值比较原理构成的。

它由电压形成回路、比较回路和执行元件三部分组成。

1．电压形成回路：电压形成回路主要是由电压变换器UV和电抗变压器UR构成，将加到继电器上的电压UK 和电流IK变换成电压KUUK和KIIK，以便进行幅值比较。

其中UR有两个相同的二次绕组W2、W3，与一次绕组W1间的转移阻抗均为KI，KI的阻抗角为UR输出电压KIIK超前IK 的相位角φI，可通过移相绕组W4的移相电阻Rφ1或Rφ2调节。

φI的余角α（α=90°-φI），称作继电器的内角，该继电器的内角有两个值30°和45°。

它可通过更换面板上的压板Y的位置来进行调整。

2．幅值比较回路：由图中可见LG-11型的功率方向继电器的比较回路为环流式，整流桥BZ1所加的交流电压为KUUK+KIIK，它称为工作电压，整流桥BZ2所加的交流电压为KUUK-KIIK，它称为制动电压。

其中UK 、IK分别为加入功率方向继电器的电压和电流；KU为电压变换器UV的匝比，KI 为电抗变压器的模拟电抗。

工作电压和制动电压分别经整流后输出电流II和III。

3．执行元件：整流型的继电器所采用的执行元件为极化继电器，极化继电器的动作具有方向性，当电流从极化继电器的极性端流入时，继电器动作；反之不动作。

继电器的动作条件为：II -III≥II极化继电器的动作电流。

理想状态下I=0，故LG-11型功率方向继电器的动作条件是工作电压大于制动电压，其动作方程为：|KU UK+KIIK|≥|KUUK-KIIK|三、实验内容：1．检查功率方向继电器的电压潜动和电流潜动2．测量功率方向继电器动作区及最大灵敏角度3．测量功率方向继电器的角度特性UJ=f（φ），并测出最小的动作电压4．测量功率方向继电器的伏安特性UJ =f（IJ）并测出继电器的最小动作电流5．改变接入功率方向继电器的电流或电压的极性，测量继电器的动作区6．测量功率方向继电器的记忆特性四、实验接线图及实验步骤：实验线路图1．检查继电器的潜动情况：此时多功能表（相位表）不接入，理论上，当继电器只加入电流或电压时，继电器不可能动作。