LG-11型功率方向继电器特性实验报告

实验一电磁型继电器的特性实验一．实验目的：1．进一步了解电磁型继电器（电流、电压、时间、中间继电器）的构造、工作原理和特性；2．了解继电器各种参数的意义，掌握继电器整定植的调试方法；3．了解有关仪器、仪表的选择原则及使用方法。

二．实验项目：1．打开外壳，仔细观察各种继电器的内部构造，并记录下继电器铭牌的主要参数；2．测定电流继电器的动作电流、返回电流及返回系数；3．测定电压继电器的动作电压、返回电压及返回系数；4．测定时间继电器的动作电压、返回电压及返回系数；5．测定中间继电器的动作电压、返回电压及返回系数。

三．实验内容：（一）熟悉常用继电器的内部接线DL-21C DL-22C；DY-22C DL-23C；DY-23CDS-21A~24A DZ-31B（二）测定电流继电器的动作电流I.d.j。

返回电流I f.j及返回系数K f。

1．实验接线：图1-1 电流继电器实验接线图2．实验需用仪器设备①交流电流表 0~5A②单相自藕调压器(ZOB) 2KVA 220/0~250V 一台③滑线电阻 69Ω3.9A或40Ω6A 一台④电流继电器 DL-21C 一个3.实验方法(1)首先将继电器的两组线圈串联;将继电器的整定把手放在某一选定位置;将自藕调压器把手旋至输出为零伏位置;将滑线电阻的滑动端放在阻值为最大位置;(2)合上电源开关,逐渐增大通入继电器的电流,使继电器刚好动作(常开接点闭合,即指示灯亮)的最小电流称为电流继电器的动作电流Id.j.(3)逐渐减小通入继电器的电流,使继电器的接点返回到原始位置(常开接点断开,即指示灯灭)的最大电流称为电流的继电器的返回电流If.j.(4)测定Id.j 和If.j时,对所选的整定位置重复作三次,将测量结果填入表1中(5)断开电源,将继电器的两组线圈改为并联.然后,按上述方法测量继电器线圈并联时的和将测量结果填入表2中.(6)数据处理误差: △I%=要求:返回系数:K=要求:0.05<Kf<0.9表1 继电器的两组线圈串联（表中电流单位：A ）表2 继电器的两组线圈并联（表中电流单位：A ）（三）测定低电压继电器的动作电压Ud.j 返回电压Uc。

第1篇一、实验目的1. 了解继电器的基本分类方法及其结构。

2. 熟悉常用继电器（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，并计算返回系数。

4. 测量继电器的基本特性。

5. 学习和设计多种继电器配合实验。

二、实验原理继电器是一种利用电磁原理实现自动控制的开关装置，广泛应用于电力系统、自动化控制等领域。

本实验主要研究电磁型继电器的特性，包括动作值、返回值、返回系数等。

三、实验仪器与设备1. 电磁型继电器2. 电流表3. 电压表4. 调压器5. 滑线电阻6. 电源7. 接线板四、实验步骤1. 接线：按照实验电路图连接电路，确保接线正确无误。

2. 整定动作值：将电流继电器的动作值整定为实验要求值，例如1.2A。

3. 测量动作值：打开电源，调节调压器使电流表读数缓慢升高，当继电器动作时（动作信号灯亮），记录此时电流表的读数，即为动作值。

4. 测量返回值：继电器动作后，调节调压器使电流值平滑下降，当继电器返回时（动作信号灯灭），记录此时电流表的读数，即为返回值。

5. 重复测量：重复步骤3和4，进行多次测量，记录数据。

6. 计算返回系数：返回系数 = 返回值 / 动作值。

7. 实验结束：关闭电源，断开所有连接线。

五、实验结果与分析1. 动作值：通过实验测量，得到电流继电器的动作值约为1.2A，与整定值基本一致。

2. 返回值：通过实验测量，得到电流继电器的返回值约为0.9A，与动作值相比有所下降。

3. 返回系数：通过计算，得到电流继电器的返回系数约为0.75，说明该继电器的返回性能较好。

4. 继电器特性：通过实验，可以观察到继电器在不同电流下的动作和返回情况，进一步了解继电器的特性。

六、实验结论1. 本实验成功测量了电流继电器的动作值、返回值和返回系数，验证了继电器的特性。

2. 通过实验，加深了对继电器原理和特性的理解，为后续学习和应用打下了基础。

实验七 功率方向继电器实验一．实验目的1．学会运用相位测试仪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．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 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-≥+继电器的接线图如图7-1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W1，二次绕组W2和W3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R K 的阻抗角 k ，绕组W4用来调整 k 的数值，以得到继电器的最大灵敏角。

电压m U ⋅经电容C1接入中间变压器YB 的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量m K U K ⋅⋅，m U y K ⋅⋅超前m U ⋅的相角为90度。

DKB 和YB 标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅+，加于整流桥BZ1输入端；DKB 和YB 标有W3的二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅-，加于整流桥BZ2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 。

继电器最大灵敏度的调整是利用改变变压器DKB 第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的。

继电器的内角 =090- k ，当接入电阻R3时，阻抗角 k =060， =030；当接入电阻R4时， k =045， =045。

因此，继电器的最大灵敏度αϕ-=res ，并可以调整为两个数值，一个为-030，另一个为-045。

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。

微机保护部分包括：单双电源10kv线路微机保护综合实验，单双电源35kv线路微机保护综合实验，单双电源110kv线路微机保护综合实验，变压器微机保护综合实验，电容器微机保护综合实验。

二、系统特点：1. 实验接线非常简单明确，减小实验准备工作的强度。

2. 实验系统采用自主研制的信号发生装置提供高精度实验信号，省去了传统实验系统中的调压器、移相器、滑线电阻和测量仪表。

实验接线非常简单，不需要进行实验准备工作。

3. 各种常规继电器和微机保护继电器特性实验可以设置为自动或手动测试，并在PC机屏幕上直观的显示坐标描点和绘制继电器特性曲线全过程4. 实验台面板上具有成组微机保护实验的接线图，学生在面板上进行微机保护装置与电流、电压及出口信号的连接，在上位机界面上设置故障类型和故障点，可在接线图上或在上位机界面中执行短路操作，并观察动态的实验现象5. 系统附带详细的原理讲解和操作说明，可以帮助学生在加深理解实验原理的基础上熟悉实验过程，达到良好的实验效果三、系统构成：一套实验培训系统由一个实验操作台、多个常规保护继电器、一台TQDB-II型多功能微机保护实验装置、一台TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和一台PC机构成。

实验七 功率方向继电器实验一．实验目的1．学会运用相位测试仪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．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 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-≥+继电器的接线图如图7-1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W1，二次绕组W2和W3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R K 的阻抗角k ，绕组W4用来调整k 的数值，以得到继电器的最大灵敏角。

电压m U ⋅经电容C1接入中间变压器YB 的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量m K U K ⋅⋅，m U y K ⋅⋅超前m U ⋅的相角为90度。

DKB 和YB 标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅+，加于整流桥BZ1输入端；DKB 和YB 标有W3的二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅-，加于整流桥BZ2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 。

继电器最大灵敏度的调整是利用改变变压器DKB 第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的。

继电器的内角=090-k ，当接入电阻R3时，阻抗角k =060，=030；当接入电阻R4时，k =045， =045。

因此，继电器的最大灵敏度αϕ-=res ，并可以调整为两个数值，一个为-030，另一个为-045。

实验一电磁型继电器的特性实验一．实验目的：1．进一步了解电磁型继电器（电流、电压、时间、中间继电器）的构造、工作原理和特性；2．了解继电器各种参数的意义，掌握继电器整定植的调试方法；3．了解有关仪器、仪表的选择原则及使用方法。

二．实验项目：1．打开外壳，仔细观察各种继电器的内部构造，并记录下继电器铭牌的主要参数；2．测定电流继电器的动作电流、返回电流及返回系数；3．测定电压继电器的动作电压、返回电压及返回系数；4．测定时间继电器的动作电压、返回电压及返回系数；5．测定中间继电器的动作电压、返回电压及返回系数。

三．实验内容：（一）熟悉常用继电器的内部接线DL-21C DL-22C；DY-22C DL-23C；DY-23CDS-21A~24A DZ-31B（二）测定电流继电器的动作电流I.d.j。

返回电流I f.j及返回系数K f。

1．实验接线：图1-1 电流继电器实验接线图2．实验需用仪器设备①交流电流表 0~5A②单相自藕调压器(ZOB) 2KVA 220/0~250V 一台③滑线电阻 69Ω3.9A或40Ω6A 一台④电流继电器 DL-21C 一个3.实验方法(1)首先将继电器的两组线圈串联;将继电器的整定把手放在某一选定位置;将自藕调压器把手旋至输出为零伏位置;将滑线电阻的滑动端放在阻值为最大位置;(2)合上电源开关,逐渐增大通入继电器的电流,使继电器刚好动作(常开接点闭合,即指示灯亮)的最小电流称为电流继电器的动作电流Id.j.(3)逐渐减小通入继电器的电流,使继电器的接点返回到原始位置(常开接点断开,即指示灯灭)的最大电流称为电流的继电器的返回电流If.j.(4)测定Id.j 和If.j时,对所选的整定位置重复作三次,将测量结果填入表1中(5)断开电源,将继电器的两组线圈改为并联.然后,按上述方法测量继电器线圈并联时的和将测量结果填入表2中.(6)数据处理误差: △I%=要求:返回系数:K=要求:0.05<Kf<0.9表1 继电器的两组线圈串联（表中电流单位：A ）表 2 继电器的两组线圈并联（表中电流单位：A ）（三）测定低电压继电器的动作电压Ud.j 返回电压Uc。

电力系统继电保护实验报告姓 名学 号指导教师专业班级学 院 信息工程学院实验二：方向阻抗继电器特性实验一、实验目的1. 熟悉整流型LZ-21型方向阻抗继电器的原理接线图，了解其动作特性；2. 测量方向阻抗继电器的静态()ϕf Z pu =特性，求取最大灵敏角；3. 测量方向阻抗继电器的静态()r pu I f Z =特性，求取最小精工电流；4. 研究方向阻抗继电器记忆回路和引入第三相电压的作用。

二、实验内容1．整流型阻抗继电器的阻抗整定值的整定和调整前述可知，当方向阻抗继电器处在临界动作状态时，推证的整定阻抗表达式如式4-3所示，显然，阻抗继电器的整定与LZ-21中的电抗变压器DKB 的模拟阻抗Z I 、电压变换器YB 的变比n YB 、电压互感器变比n PT 和电流互感器n CT 有关。

例如，若要求整定阻抗为Zset =15Ω，当n PT =100，n CT =20，Z I =2Ω（即DKB 原方匝数为20匝时），则1015=yb n ，即YB n 1=0.67。

也就是说电压变换器YB 副方线圈匝数是原方匝数的67%，这时插头应插入60、5、2三个位置，如图4-10所示。

（1，检查电抗变压器DKB 原方匝数应为16（2）计算电压变换器YB 的变比6.15=yb n ，YB 副方线圈对应的匝数为原方匝数的32%。

（3）在参考图4-10阻抗继电器面板上选择20匝、10匝，2匝插孔插入螺钉。

表4-3 DKB 最小整定阻抗范围与原方线圈对应接线（4）改变DKB原方匝数为20匝（Z I=2Ω）重复步骤（1）、（2），在阻抗继电器面板上选择40匝、0匝，0匝插孔插入螺钉。

（5）上述步骤完成后，保持整定值不变，继续做下一个实验。

2．方向阻抗继电器的静态特性Z pu=f（ϕ）测试实验实验步骤如下：（1）熟悉LZ-21方向阻抗继电器和ZNB-Ⅱ智能电秒表的操作接线及实验原理。

认真阅读LZ-21方向阻抗继电器原理接线图4-2和实验原理接线图（图4-11）（2）按实验原理图接线，具体接线方法可参阅LG-11功率方向继电器实验中所介绍的内容。

实验一电磁型电流继电器、电压继电器实验一、实验目的：1．熟悉电磁型电流继电器和电压继电器的构造，规范。

2．掌握继电器基本参数的测试方法。

二、电磁型电流继电器实验：1．实验内容：(1)观察继电器的构造,熟悉其动作原理，了解整定方法。

(2)测量继电器的起动电流，返回电流，返回系数的意义。

2．实验接线：3．实验步骤：(1)观察继电器构造及铭牌上规范，线圈连接情况及整定把手与整定电流之间关系。

(2)将两个线圈顺向串联，整定把手置于刻度最小、最中、最大三个位置时，分别读取继电器起动电流值(常开接点刚好闭合时最小电流为起动电流)和返回电流( 接点闭合后逐渐减小电流，使接点刚好打开时电流即为返回电流)。

(3)计算返回系数：=Kre/IreIop(4)将继电器两个线圈并联，重复上述(2)步骤，并与其比较。

(5)记录实验读数并计算返回系数。

4．注意事项：(1)起动电流测量值与整定值误差不应大于±5％，如不符合要求时，可先将整定把手放在最大刻度位置，当测量值小于刻度值时，将Ｚ形舌片起始位置向远离电磁铁的磁极位置调节，反之则反，然后再将把手放在最小位置，调节弹簧拉力，使在最小时亦满足，此时应注意接点接触的可靠性。

(2)返回系数应在0.85~0.95之间。

调整静接点片弹力及舌片弹力及舌片终置位置，限位螺杆的位置改变返回系数。

(3)在1.05倍起动电流使接点闭合时，接点不应抖动。

三、电磁型电压继电器实验：1．实验内容：(1)观察继电器的构造及线圈特点，理解其动作原理整定方法。

(2)测量继电器的动作电压、返回电压，求出返回系数，理解低电压继电器上述数据的不同点。

2．实验接线：3．实验步骤：(1)观察继电器构造及铬牌上规范，线圈连接情况及整定把手与整定电压之间关系。

(2)观察继电器线圈并用万能表测量线圈直流电阻。

(3)根据试验电源电压，选用试验设备及继电器整定电压范围，将继电器线圈串联或并联，分别在最小、中间、最大三个位置，读取动作电压与返回电压。

电力系统整流型功率方向继电器实验指导书一、实验目的1、加深对功率方向继电器原理、特性的理解，掌握基本的实验方法。

二、实验类型验证型三、实验仪器MRT-2000多功能继电保护测试仪，LG—11功率方向继电器。

四、实验原理LG—11功率方向继电器是按幅值比较原理来实现的，构成如图（一）所示图（一） LG—11功率方向继电器构成图1、 构成：①电压形成回路：由DKB、YB 组成：JI J U A I K U K U ···+=JI J U B I K U K U ···-=R1、R2——消除潜动、调整平衡。

C1——与YB 的励磁电抗形成谐振，使超前90o,其记忆作用用于消除死区，记忆时间为几十毫秒； ②比较回路：由半导体整流桥BZ1,BZ2组成的环流是比较回路。

aAi U®·bBi U®·③执行元件——极化继电器J,非常灵敏标记“＊”，当电流从＊端流入时，J 动作，反之则不动。

0³-b a i i 时，J 动作；2、 动作方程：oo90arg90££-Û³+Þ³········JIJ U JIJU JIJU BAIKU K IKUK IKUK UU－Ki Ku 、分别为中间变压器变比和电抗变压器变比。

从理论上讲，当Uj =0或Ij =0时，极化继电器J 不动。

但由于比较回路中各元件参数的不完全对称，可能使得在仅有Uj =0或Ij =0时，J 动作，即潜动。

仅有Uj 时动，电压潜动，仅有Ij 时动，叫电流潜动。

潜动对保护的影响：对正方向接地短路时，有利于保护正确动作；当反方向接地短路时，可能导致GJ 误动，使得保护误动。

消除方法：调R1（电流潜动时），调R2（电压潜动时）。

实验1 时间、中间、信号继电器特性实验一、实验目的1.熟悉常用时间继电器、中间继电器和信号继电器等。

2.学会调整、测量电磁型继电器的动作值。

3.测量电磁型继电器的时间特性。

4.学会中间继电器和信号继电器的质检试验方法。

5.了解多种继电器配合实验。

二、常用时间继电器、中间继电器和信号继电器简介1. 时间继电器在电路中起着控制动作时间的作用。

对时间继电器的要求是时间的准确性，而且动作时间不应随操作电压在运行中可能的波动而改变。

它通常都有延时吸合触头和延时释放触头,有些型号的时间继电器还兼有瞬时闭合与瞬时分断触头。

无论是吸合延时还是释放延时继电器，在电力继电保护回路中常用作时限元件获得延时动作来实现自动控制功效。

时间继电器的电磁系统不要求很高的返回系数，因为继电器的返回是由保护装置启动机构将其线圈上的电压全部撤除来完成的。

本实验使用的是JS14S数显型时间继电器,它采用了大规模集成电路，LED数字显示，数字开关预置。

该时间继电器设定方便、精度高、延时范围大、输出容量大、功耗低、无机械磨损，故工作稳定可靠。

它的端子接线图如图1-1所示。

图1-1 JS14S接线端子示意图JS14S数显型时间继电器的主要技术参数:(l)额定工作电压：AC220V的85%～110%，50HZ；(2)延时控制精度：交流频率精度0.05秒；(3)触头与容量：AC220V,3A；DC28V,6A(阻性)。

JS14S使用说明(l)把数字开关及时段开关预置在所需的控制时间位置，接通电源，此时数显将从零开始计时，当到达所预置的时间时，延时触点动作实现转换，数显保持此刻的时间显示，实现定时控制。

(2)复零功能可作断开延时使用，即在任意时刻接通复零键(按动)，延时触点将回复到初始位置，断开后(释放复零键)，数显从O开始计时。

利用此功能，将复零端子接外控触点也可以实现断开延时。

(3)在任意时刻接通暂停键，计时暂停，显示将保持此刻的时间，断开后再继续计时。

继电保护及微机保护实验报告实验一 DL-31型电流继电器特性实验一、实验目的：1、了解常规电流继电器的构造及工作原理。

2、掌握设置电流继电器动作定值的方法。

3、学习微机型继电保护试验测试仪的测试原理和方法，并测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。

二、实验方法： （1）、按照实验指导接好连线； （2）、打开测试仪，在PC 机上运行“继电保护特性测试”系统软件； （3）、设置测试仪的控制参数，本实验是动态改变I a 的幅值，以“I a 幅值”为控制量，步长 设置为，整定值为3A ，起始值设置为0A 。

（4）、重复手动测试继电器动作值及返回值，记录数据。

三、实验结果四、思考题 1、电磁型电流继电器的动作电流与电流的整定值有关，也就是舌片的上方的止位螺钉的位置有关系，动作电流也与舌片的Z 字型的舌片的Z 的角度有关。

还与铁芯上的线圈的粗细，匝数、游丝的松紧程度有关。

2、返回系数的大小主要是继电器断开的时间长断，返回系数是指返回电流re I 与动作电流OP I 的比值称为返回系数re K ，即： 。

OPrere I IK实验二 DY-36型电压继电器特性实验一、实验目的：1、了解常规电压继电器的构造及工作原理。

2、掌握设置电压继电器动作定值的方法。

3、测试DY-36型电压继电器的动作值、返回值和返回系数 二、 实验方法： （1）、按照实验指导接好连线； （2）、打开测试仪，在PC 机上运行“继电保护特性测试”系统软件； （3）、设置测试仪的控制参数，本实验是动态改变U a 的幅值，以“U a 幅值”为控制量，步长设置为，整定值为50v ，起始值设置为40v 。

4）、重复手动测试继电器动作值及返回值，记录数据。

三、实验结果四、思考题1、电磁型电压继电器的动作电压与电压的整定值有关，和相关磁路的磁阻有关（具体包括铁芯材料的磁导率、铁芯的尺寸、空气气隙的长度），也和线圈的匝数有关。

2、电压继电器的返回系数是实验三 LG-11型功率方向继电器特性实验一、实验目的：1、掌握功率方向继电器的动作特性试验方法 2、测试LG-11型功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围；3、测试LG-11型功率方向继电器的角度特性和伏安特性，考虑出现“电压死区”的原因。

第二节 功率方向继电器一、功率方向继电器工作原理功率方向继电器既可按相位比较原理（比相原理）构成，也可按幅值比较原理（比幅原理）构成。

(一)按相位比较原理构成的功率方向继电器图 4 –5 功率方向继电器工作原理说明（a ）网络接线；（b ）K1点短路时相量图；（c ）K2点短路时相量图现以图4-5（a ）所示系统为例，说明判断功率方向继电器正、反方向故障的工作原理。

以装于线路PN 上的P 侧方向过电流保护1中方向继电器为例，它通过电压互感器TV 和电流互感器TA 分别取得电压g U ⋅和电流g I ⋅。

电流以由母线流向线路作为假定正方向，而电压以母线高于地为假定正方向，如图4-5（a ）所示。

设电流互感器和电压互感器变比都为1，当正方向1K 点发生三相短路时，电流、电压相量如图4-5（b ）所示，1K ϕ在0~2π范围内变化，即1K ϕ为锐角，其短路功率0cos 111>=K K K UI P ϕ；当反方向2K 点发生三相短路时，电流、电压相量如图4-5（c ）所示，2K ϕ在1180K ϕ+范围内变化，即2K ϕ为钝角，其短路功率0)180cos(122<+=K K K UI P ϕ 。

由上述分析可知：若0>K P ，说明故障点在其保护正方向，若0<K P ，说明故障点在其保护的反方向。

所以功率方向继电器的工作原理，实质上就是判断母线电压⋅U 和流入线路电流K I ⋅间的相位角是否在 90~90-范围内，常用式9090≤≤-⋅⋅K I UArg （4-1） 表示其动作条件。

式中符号K I UArg ••⋅，表示取复数K I U ••的相角。

若相角在式（4-1）的范围内时，0>K P ，故障点在其保护方向上，继电器动作；否则不动作。

构成功率方向继电器，既可直接比较g U ⋅和g I ⋅间的相角，也可间接比较电压g U K C •••=和g br I Z D ••=之间的相角，即9090≤≤-•••g br g I Z U K Argαα-≤≤--••9090g g I U Arg （4-2）式中 α——称为继电器内角，其值为br brZ K Argϕα-==• 90 根据前面所讲的比相与比幅的关系，按式（4-2）比较•C 和•D 间相位原理构成的功率方向继电器，可转换为比较•A 和•B 绝对值原理构成的功率方向继电器。

实验二LG-11型功率方向继电器特性实验1．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。

2．实验内容1）功率方向继电器电压潜动现象检查实验LG-11功率方向继电器实验原理接线如图2-1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。

图2-1 LG-11功率方向继电器实验原理接线图图2-2LG-11功率方向继电器实验原理接线图实验步骤如下：（1）熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线及试验原理。

（2）按实验原理线路图2-1接线，将电流回路开路。

（3）调节三相调压器和单相调压器，使其输出电压为0V。

（4）合上三相电源开关，调节三相调压器对电压回路加入110V电压。

（5）测量极化继电器JJ两端之间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。

检查功率继电器是否有潜动现象。

电压潜动测量：将电流回路开路，对电压回路加入110V电压；测量极化继电器JJ两端之间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。

2）用实验法测LG-11整流型功率方向继电器角度特性U pu= f（ϕ），并找出继电器的最大灵敏角和最小动作电压。

实验步骤如下：（1）按图2-2所示原理接线图接线。

（2）检查线路无误后，合上三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和移相器电源开关。

（3）调节单相调压器的输出电压使电流表的读数为1A，并保护此电流值不变。

（4）在操作开关断开状态下，调节三相调压器的输出电压约为20V左右，按下移相器开机按钮，继续调节调压器输出，使电压表读数为20V。

（5）调节移相器，在电压表为给定值的条件下找到使继电器动作（动作信号灯由不亮变亮）的两个临界角度ϕ1，、ϕ2，，将测量数据记录于表2-1中。

实验二 LG_10系列功率方向继电器特性实验一、实验目的1. 了解继电器的原理及构造（采用整流式原理，嵌入式结构）2. 掌握继电器的检验方法（主要部分）3. 掌握移相器和相位表的使用方法二、结构原理继电器的原理接线图如下：LG-11型继电器可作为相间故障保护中的方向元件。

继电器采用嵌入式结构，全部元件安装在一个带透明盖子的金属外壳内。

继电器采用整流式原理比较电流电压综合量的绝对值，当继电器加入电流Ij 与电压Uj以后，首先经过电压形成回路，该回路分成电流及电压回路两部分。

1. 电流回路：电流Ij通过DKB的一次绕组W1，在其两个二次绕组W2、W3上得到相等同的电压Ud=KiIj，KiIj超前Ij的相位角为γ，此γ可以用DKB 的W4绕组回路电阻RΦ1和RΦ2来调节，γ的余角为α，称之为继电器的内角，LG-11型继电器的内角有两个数值，一个是30°、另一个是45°。

2. 电压回路：LG-11型继电器的电压Uj加到中间变压器YB，YB的一次绕组设有抽头，另外还有一附加绕组，改变YB的6、7、8三个抽头位置，加入或减去9、10小绕组可以对谐振回路进行调整。

YB的一次侧有一电容C1，C1与YB一次绕组构成对50Hz的串联谐振回路主要作用有二个：其一是经谐振回路在电感上取得电压，使电压移相90°，其二是在保护安装处正方向三相短路时，依靠谐振回路的记忆作用使继电器能可靠动作，从而消除了死区。

谐振回路谐振时，该回路的电抗与容性电抗相等（ωL=1/ωC1），电路呈现纯电阻性，Uc和Ul分别为电容器C1和绕组电感上的电压，故在YB一次绕组上的电压Ul比Uj超前90°，通过YB后把Ul转化为二次电压U2=Kul，K是一实数，故U2=KuUj，Ku是综合考虑了Uj与Ul大小的比例关系、考虑了Ul 超前Uj为90°的相移关系，又考虑了YB一次、二次绕组间的变比。

所以Ku 是一个复数的比例常数。

功率方向继电器的实验指导一．实验目的1．学会运用相位测试仪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．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 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅-≥+继电器的接线图如图7-1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W1，二次绕组W2和W3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R K 的阻抗角 k ，绕组W4用来调整 k 的数值，以得到继电器的最大灵敏角。

电压m U ⋅经电容C1接入中间变压器YB 的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量m K U K ⋅⋅，m U y K ⋅⋅超前m U ⋅的相角为90度。

DKB 和YB 标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅+，加于整流桥BZ1输入端；DKB 和YB 标有W3的二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压m y m K U K I K ⋅⋅⋅⋅-，加于整流桥BZ2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 。

继电器最大灵敏度的调整是利用改变变压器DKB 第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的。

继电器的内角 =090- k ，当接入电阻R3时，阻抗角 k =060， =030；当接入电阻R4时， k =045， =045。

因此，继电器的最大灵敏度αϕ-=res ，并可以调整为两个数值，一个为-030，另一个为-045。

目录：目录： (1)实验1：电磁型电流继电器和电压继电器特性实验 (2)实验2：JSS48A-S时间继电器特性实验 (8)实验3：中间继电器特性实验 (10)实验4：信号继电器特性实验 (13)实验5：线路的定时限过电流保护实验 (16)实验6：线路的反时限过电流保护实验 (20)实验7：接触器动作值的检验和触头联锁关系实验 (26)实验8：DCD—2差动继电器实验 (30)实验9：功率方向继电器实验 (35)实验10：方向阻抗继电器实验 (40)实验11：单侧电源辐射式线路三段式电流保护实验 (44)实验12：冲击继电器 (50)实验13：闪光继电器 (53)实验14：三相一次重合闸装置 (56)实验15：负序电压继电器 (61)实验16：微机过电流保护实验 (66)实验17：微机无时限电流速断保护实验 (71)实验18：微机带时限电流速断保护实验 (74)实验19：微机阶段式电流保护实验 (75)实验 1 电磁型电流继电器和电压继电器特性实验一、实验目的1.了解继电器基本分类、方法及其结构。

2. 熟悉常用电流继电器和电压继电器。

3.学会调整，测量电磁型继电器的动作值，返回值和返回系数。

4.测量电磁型继电器的时间特性。

二、继电器的类型与认识继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异。

1.继电器的分类继电器按所反应的物理量的不同可分为电量和非电量的两种，属于非电量的有瓦斯继电器，速度继电器。

反应电量的种类比较多，一般分类如下：a.按动作原理可分为：电磁型，感应型，整流型，晶体管型，微机型等。

b.按继电器所反应的电量性质可分为电流继电器、电压继电器、功率继电器，阻抗继电器、频率继电器等；c.按继电器的作用可分为起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。

d.近年来电力系统中已大量使用微机保护，整流型和晶体管型继电器以及感应型，电磁型继电器使用量已有减少。

2.常用电流继电器的构成原理DL-30系列电磁型电流继电器常用于电机、变压器和输电线路的过负荷和短路保护中，作为起动元件,只有它首先反应出电流的剧增,由它再起动和传递到保护环节、直至触发断路器跳闸，将故障部分从系统中切除。

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．学习时间继电器的动作时间的测定和整定方法4．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．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。