电力系统运行与保护实验指导书－继电保护部分.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电力系统运行与保护实验指导书继电保护部分.精品文档.电力系统运行与保护课程设计实验指导书继电保护部分电气与自动化工程学院新能源利用与电气控制实验教学示范中心目录目录0实验注意事项2实验一 常规继电器特性实验3第一部分：电流、电压、时间继电器特性实验3第二部分：中间、负序、功率方向继电器特性实验12实验二 输电线路电流电压常规保护实验23实验三 输电线路的电流、电压微机保护实验29附录一：ZNB-智能式多功能表使用说明37附录二：微机保护装置的使用方法40实验注意事项实验是教学的重要环节之一，通过实验可以巩固和丰富已学到的理论知识，发现和探讨实验中出现的新问题；培养实事求是、科学严谨的工作作风；并能进一步培养实验技能，为学生今后走上工作岗位打下良好基础。为保证实验正常顺利进行，保证实验教学质量，实验者应遵循以下规定：1、实验前做好充分预习，明确实验目的、要求、方法、和步骤。2、通电前，必须经老师检查电路接线，确认无误后，方可通电实验。3、爱护计算机及实验设备，未搞清使用方法之前，不准随便使用。4、实验中要随时注意现象的观察，如果发生故障或异常（保险熔断，表计指示不正常，电路出现冒烟等），必须立即断开电源，并告知老师。5、对违反操作规定以及损坏仪器、设备、工具和元器件者应检查原因，对情节严重者，还要按学校有关规定进行赔偿。6、要始终保持实验室安静和整洁，不得在室内喧哗、打闹、随意走动。7、实验结束，应先断开各仪器电源开关，再断开实验台上电源开关。把所有仪器设备、导线、座位等归位，整理就绪，清扫后经允许才能离开。实验一 常规继电器特性实验第一部分：电流、电压、时间继电器特性实验一、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。5）学习和设计多种继电器配合实验。二、继电器的类型与原理继电器是电力系统常规继电保护主要元件，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与非电量的两种。属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等；反应电量的种类比较多，一般分类如下：（1）按结构原理分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等。（2）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。（3）按继电器的作用分为：起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。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。IKA34Fa56127图1-1 DL系列电流继电器2）电磁型继电器的构成原理继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器、差动继电器等。下面仅就常用的电磁型继电器的构成及原理作简要介绍。（1）电磁型电流继电器电磁型继电器的典型代表是电磁型电流继电器，它既是实现电流保护的基本元件，也是反应故障电流增大而自动动作的一种电器。下面通过对电磁型电流继电器的分析，来说明一般电磁型继电器的工作原理和特性。图6-1为DL系列电流继电器的结构图，它由固定触点1、可动触点2、线圈3、铁心4、弹簧5、转动舌片6、止挡7组成。当线圈中通过电流IKA 时，铁心中产生磁通，它通过由铁心、空气隙和转动舌片组成的磁路，将舌片磁化，产生电磁力Fe，形成一对力偶。由这对力偶所形成的电磁转矩，将使转动舌片按磁阻减小的方向（即顺时针方向）转动，从而使继电器触点闭合。电磁力Fe与磁通的平方成正比，即 Fe2 其中 F =所以 式中，-继电器线圈匝数；- 磁通 所经过的磁路的磁阻。分析表明，电磁转矩Me 等于电磁力Fe与转动舌片力臂的乘积，即 （1-1）式中， K2 为与磁阻、线圈匝数和转动舌片力臂有关的一个系数，。从式（1-1）可知，作用于转动舌片上的电磁力矩与继电器线圈中的电流IKA的平方成正比，因此，Me不随电流的方向而变化，所以，电磁型结构可以制造成交流或直流继电器。除电流继电器之外，应用电磁型结构的还有电压继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器。为了使继电器动作（衔铁吸持，触点闭合），它的平均电磁力矩Me必须大于弹簧及摩擦的反抗力矩之和(Ms+M)。所以由式（1-1）得到继电器的动作条件是： （1-2）当IKA达到一定值后，上式即能成立，继电器动作。能使继电器动作的最小电流称为继电器的动作电流，用IOP表示，在式（1-2）中用IOP代替IKA并取等号，移项后得： （1-3）从式（1-3）可见，IOP可用下列方法来调整：（1）改变继电器线圈的匝数NKA；（2）改变弹簧的反作用力矩Ms；（3）改变能引起磁阻RC变化的气隙d。当 IKA减小时，已经动作的继电器在弹簧力的作用下会返回到起始位置。为使继电器返回，弹簧的作用力矩M¢s必须大于电磁力矩M¢e及摩擦的作用力矩M¢。继电器的返回条件是： （1-4）当 IKA减小到一定数值时，上式即能成立，继电器返回。能使继电器返回的最大电流称为继电器的返回电流，并以Ire表之。在式（1-4）中，用Ire代替IKA并取等号且移项后得： （1-5）返回电流Ire与动作电流IOP的比值称为返回系数Kre，即Kre=Ire/IOP。反应电流增大而动作的继电器IOP>Ire，因而Kre<1。对于不同结构的继电器，Kre不相同，且在0.10.98这个相当大的范围内变化。（2）电磁型电压继电器电压继电器的线圈是经过电压互感器接入系统电压Us的，其线圈中的电流为式中：Ur加于继电器线圈上的电压，等于Us/npT（npT为电压互感器的变比）；Zr继电器线圈的阻抗。继电器的平均电磁力，因而它的动作情况取决于系统电压Us。我国工厂生产的DY系列电压继电器的结构和DL系列电流继电器相同。它的线圈是用温度系数很小的导线（例如康铜线）制成，且线圈的电阻很大。DY系列电压继电器分过电压继电器和低电压继电器两种。过电压继电器动作时，衔铁被吸持，返回时，衔铁释放；而低电压继电器则相反，动作时衔铁释放，返回时，衔铁吸持。亦即过电压继电器的动作电压相当于低电压继电器的返回电压；过电压继电器的返回电压相当于低电压继电器的动作电压。因而过电压继电器的Kre<1；而低电压继电器的Kre>1。DY系列电压继电器的优缺点和DL系列电流继电器相同。它们都是触点系统不够完善，在电流较大时，可能发生振动现象。触点容量小不能直接跳闸。（3）时间继电器特性时间继电器是用来在继电保护和自动装置中建立所需要的延时。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。电磁型时间继电器由电磁机构带动一钟表延时机构组成。电磁起动机构采用螺管线圈式结构，线圈可由直流或交流电源供电，但大多由直流电源供电。其电磁机构与电压继电器相同，区别在于：当它的线圈通电后，其触点须经一定延时才动作，而且加在其线圈上的电压总是时间继电器的额定动作电压。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起动机构将其线圈上的电压全部撤除来完成的。（4）中间继电器特性中间继电器的作用是：在继电保护接线中，用以增加触点数量和触点容量，实现必要的延时，以适应保护装置的需要。它实质上是一种电压继电器，但它的触点数量多且容量大。为保证在操作电源电压降低时中间继电器仍能可靠地动作，中间继电器的可靠动作电压只要达到额定电压的70%即可，瞬动式中间继电器的固有动作时间不应大于0.05秒。（5）信号继电器特性信号继电器在保护装置中，作为整组装置或个别元件的动作指示器。按电磁原理构成的信号继电器，当线圈通电时，衔铁被吸引，信号掉牌（指示灯亮）且触点闭合。失去电源时，有的需手动复归，有的电动复归。信号继电器有电压起动和电流起动两种。三、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1-2所示：A220VKA+-RTY130W 5A 2A图1-2 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，检查调压器输出指示为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（3）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1-1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表动作值/A返回值/A123平均值误差整定值Izd变差返回系数2）电流继电器动作时间测试实验220VKABK停止A多功能表启动TY1电流继电器动作时间测试实验原理图如图1-3所示：图1-3 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。（2）检查线路无误后，先合上三相电源开关，再合上单相电源开关。（3）打开多功能表电源开关，使用其时间测量功能（对应“时间”指示灯亮），工作方式选择开关置“连续”位置，按“清零”按钮使多功能表显示清零。（4）慢慢调节调压器使其输出电压匀速升高，使加入继电器的电流为1.2A。（5）先拉开刀闸（BK），复位多功能表，使其显示为零，然后再迅速合上BK，多功能表显示的时间即为动作时间，将时间测量值记录于表1-2中。（6）重复步骤（5）的过程，测三组数据，计算平均值，结果填入表1-2中。表1-2 电流继电器动作时间测试实验数据记录表I1.2A1.5A1.8A2.0A123平均123平均123平均123平均T/ms（7）先重复步骤（4），使加入继电器的电流分别为1.5A、1.8A、2.4A，再重复步骤（5）和（6），测量此种情况下的继电器动作时间，将实验结果记录于表1-2。（8）实验完成后，使调压器输出电压为0V，断开所有电源开关。（9）分析四种电流情况时读数是否相同，为什么？3）电压继电器特性实验电压继电器动作、返回电压值测试实验（以低电压继电器为例）。低电压继电器动作值测试实验电路原理图如下图1-4所示：220VKV+-TY1150VV图1-4 低电压继电器动作值测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接线，检查线路无误后，将低电压继电器的动作值整定为60V，使调压器的输出电压为0V，合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关（对应指示灯亮），这时动作信号灯XD1亮。（2）调节调压器输出，使其电压从0V慢慢升高，直至低电压继电器常闭触点打开（XD1熄灭）。（3）调节调压器使其电压缓慢降低，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1刚亮）时的最大电压值，即为动作值，将数据记录于表1-3中。表1-3 低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表动作值/V返回值/V123平均值误差整定值Uset变差返回系数（4）继电器动作后，再慢慢调节调压器使其输出电压平滑地升高，记下继电器常闭触点刚打开，XD1刚熄灭时的最小电压值，即为继电器的返回值。（5）重复步骤（3）和（4），测三组数据。分别计算动作值和返回值的平均值，即为低电压继电器的动作值和返回值。（6）实验完成后，将调压器输出调为0V，断开所有电源开关。（7）计算整定值的误差、变差及返回系数。4）时间继电器特性测试实验220VKTBK停止多功能表启动+时间继电器特性测试实验电路原理接线图如图1-5所示：图1-5 时间继电器动作时间测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接好线路，将时间继电器的常开触点接在多功能表的“输入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”，调整时间整定值，将静触点时间整定指针对准一刻度中心位置，例如可对准2秒位置。（2）合上三相电源开关，打开多功能表电源开关，使用其时间测量功能（对应“时间”指示灯亮），使多功能表时间测量工作方式选择开关置“连续”位置，按“清零”按钮使多功能表显示清零。（3）断开BK开关，合上直流电源开关，再迅速合上BK，采用迅速加压的方法测量动作时间。（4）重复步骤（2）和（3），测量三次，将测量时间值记录于表1-4中，且第一次动作时间测量不计入测量结果中。表1-4 时间继电器动作时间测试整定值123平均误差变差T/ms（5）实验完成后，断开所有电源开关。（6）计算动作时间误差。5）多种继电器配合实验（1）过电流保护实验该实验内容为将电流继电器、时间继电器、信号继电器、中间继电器、调压器、滑线变阻器等组合构成一个过电流保护。要求当电流继电器动作后，启动时间继电器延时，经过一定时间后，启动信号继电器发信号和中间继电器动作跳闸（指示灯亮）。AKA+ao220VKT+-KS-KM+-AB图1-6 过电流保护实验原理接线图实验步骤如下：图1-6为多个继电器配合的过电流保护实验原理接线图。按图接线，将调压器输出置0V，滑线变阻器的滑动触头放置在中间位置，实验开始后可以通过改变滑线变阻器的阻值来改变流入继电器电流的大小。将电流继电器动作值整定为2A，时间继电器动作值整定为2.5秒。经检查无误后，依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。调节单相调压器输出电压，逐步增加电流，当电流表电流约为1.8A时，停止调节单相调压器，改为慢慢调节滑线电阻的滑动触头位置，使电流表数值增大直至信号指示灯变亮。仔细观察各种继电器的动作关系。调节滑线变压器的滑动触头，逐步减小电流，直至信号指示灯熄灭。仔细观察各种继电器的返回关系。实验结束后，将调压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。（2）低电压闭锁的过电流保护实验过电流保护按躲开可能出现的最大负荷电流整定，启动值比较大，往往不能满足灵敏度的要求。为此，可以采用低电压启动的过电流保护，以提高保护的灵敏度。AKA+KV1ao220VKT+-KS-KM+-ABKV2图1-7 低电压闭锁过流保护实验原理接线图实验步骤如下： 1-7为多个继电器配合的低电压闭锁过流保护实验原理接线图。按图接线，试验台上单相调压器TY2输出端的接法与上个实验电流回路接法相同；单相调压器TY1的输出端a、0接到电压继电器的线圈端子A、B上，同时并联上一块交流电压表。整定电流继电器为1A，电压继电器为60V。经检查无误后，依次合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。先调TY1使电压表读数为50伏；再调TY2，逐步增加电流，使电流表读数为表1-5中的给定值，然后调TY1减小调压器的输出电压至表1-5中的给定值。观察各种继电器的动作关系，对信号指示灯在给出的电压、电流值下亮、灭情况进行分析。也可自行设定电压、电流值进行实验。实验完毕后，注意将调压器调回零，断开直流电源开关，最后断开单相电源开关和三相电源开关。表1-5 低电压闭锁过流保护实验数据记录表I/AU/V动作信号灯亮熄情况0.5701.5601.530四、思考题（1）电磁型电流继电器、电压继电器和时间继电器在结构上有什么异同点？（2）如何调整电流继电器、电压继电器的返回系数？（3）电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关？（4）过电压继电器和低电压继电器有何区别？（5）在时间继电器的测试中为何整定后第一次测量的动作时间不计？（6）为什么电流继电器在同一整定值下对应不同的动作电流，有不同的动作时间？（7）详细描述多种继电器配合实验的动作关系和返回关系。第二部分：中间、负序、功率方向继电器特性实验一、实验目的（1）熟悉中间继电器结构、作用和工作原理；掌握中间继电器调整以及中间继电器动作值、返回值、保持值、动作时间和返回时间的实验方法；（2）熟悉 DY-4 型负序电压继电器的结构、作用和工作原理；掌握 DY-4 型负序电压继电器电气特性的检验方法。（3）熟悉 LG-11 型功率方向继电器的结构、作用和工作原理；掌握 LG-11 型功率方向组电器电气特性的检验方法。二、实验内容（一）电磁型中间继电器电气特性试验（1）极性检验对有两个线圈以上的继电器，在新安装或线圈重绕后，应检查各线圈极性标示的正确性。极性检验接线如图1所示，试验电源可用1.5干电池，如果合上闸刀开关瞬间，毫伏表指针正偏，拉开刀闸时反偏，则接电池正极的端子与接毫伏表正极的端子是同极性，反之为异极性。继电器的线圈极性应符合厂家规定。线圈极性也可在继电器保持值检验时判明。（2）动作值与返回值检验1）合上电源开关，调节变阻器，继电器冲击加入电压（或电流），记下使继电器衔铁完全被吸合的最低电压（或电流）值即动作值。若动作时出现衔铁缓慢运动或吸合不到底以及声音不清脆等现象，应加大电压（或电流）试验。2）调节可变电阻使电压（或电流）升至继电器的额定电压（或电流）， 然后逐渐减小输入量，测试能使继电器的衔铁返回到初始位置的最大电压（或电流）即继电器的返回值。3）重复测试三次，求取动作值和返回值的平均值。继电器的动作电压一般应不大于，动作电流不应大于其额定电流，一般以的额定电流为适宜。中间继电器返回值一般不小于其额定值的5。测量次数1 2 3 平均 动 作 值     返 回 值     图2（a）检验动作电流、返回电流接线图 图2（b）检验动作电压、返回电压接线图（3）保持值检验电压动作电流保持中间继电器1）依次合上开关、，调整使继电器动作线圈的电压升至其额定值，继电器应动作。2）调节2使保持线圈的电流也达到其额定值，再断开，此时继电器应自保持。3）调节使保持线圈的电流逐渐减小到继电器返回，记下返回值。合上，调节使保持线圈的电流略大于返回值，再断开，若继电器能自保持，则该电流为其最小保持值；否则，再增大电流测出继电器能自保持的最小电流。测量次数1 2 3 平均 保持值    电流动作电压保持中间继电器1）依次合上开关、，调整使继电器动作线圈的电流升至其额定值，继电器应动作。2）调节1使保持线圈的电压也达到其额定值，再断开，此时继电器应自保持。3）调节使保持线圈的电压逐渐减小到继电器返回，记下返回值。合上、，调节使保持线圈的电压略大于返回值，再断开、，若继电器能自保持，则该电压为其最小保持值；否则，再增大电压测出继电器能自保持的最小电压。测量次数1 2 3 平均 保持值    继电器的保持电流应不大于，保持电压应不大于。图3 电流、电压保持中间继电器检验接线（二）电磁型负序电压继电器电气特性试验   图4 DY-4型负序电压继电器的内部接线图 整定点的负序电压动作值和返回值检验1、实验接线   2、实验步骤 模拟相间短路的方法试验时，动作电压应为负序动作线电压的倍。模拟的方法是将模拟短路的继电器两相端子短接，于非故障相端子间加单相电压。 DY 4 型负序电压继电器加入单相交流电压，用单相法检验。 故障类型 端子连接方法 AB 短路 、 BC 短路 、 CA 短路 、 以上接法，分别模拟 AB 、 BC CA 三种方式的两相短路，所测定的动作值与整定值的误差不应超过± 3 ，返回系数不小于 0.8 。  由于执行元件的刻度值是指滤过器输入端的负序相间电压动作值 U ,因此，采用单相法进行检验时，应加入刻度值倍的电压，即 U DZ(3) ，如下表： 执行元件刻度值（伏） 6 7 8 9 10 11 12 U DZ（3） （伏） 10.4 12.13 13.86 15.57 17.3 19.03 20.76 （三）LG11 型功率方向继电器电气特性试验 45°30°56*BZ1BZ278*Y*W1W2W3W4W2W3W1DKBYBC1UmImR1R2LG11 型功率继电器用于相间短路方向保护，作为功率方向的判别元件。继电器的原理电路图见下图。(a) 交流回路图R5c51112JJR5BZ29102QFR6C2C4C3BZ1 (b)直流回路图图1 LG-11功率方向继电器原理接线图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所示。图中，380V交流电源经三相自耦调压器、移相器和变阻器调整后，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，注意多功能表同名端方向。ABCO移相器多功能表L G JbcR三相调压器220TY 130W/5A 2AAVBKa0图2 LG-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和ZNB-智能式多功能表的操作方法及试验原理。认真阅读LG-11功率方向继电器原理图和实验原理接线图，在实验原理接线图上画出功率方向继电器LGJ中的接线端子号和所需测量仪表接法。（2）按实验原理线路图接线。（3）调节三相调压器和单相调压器，使其输出电压为0V，操作开关BK闭合,将移相器调至0度，将滑线电阻滑动触头移到其中间位置。（4）合上三相电源开关、单相电源开关。（5）打开多功能表电源开关，将其功能选择开关置于相位测量位置（“相位”指示灯亮），相位频率测量单元的开关拔到“外接频率”位置。（6）调节三相调压器使移相器输出电压为50V，调节单相调压器使电流表读数为1A，观察分析多功能表读数是否正确。若不正确，则说明输入电流和电压相位不正确，分析原因，并加以改正。（7）在多功能表读数正确时，使三相调压器和单相调压器输出均为0V，断开单相电源开关。检查功率继电器是否有潜动现象。电压潜动测量：调整移相器至灵敏角位；将电流回路开路，对电压回路加入110V电压；用万用表测量极化继电器JJ线圈端子、 两端之间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。电流潜动测量：调整移相器至灵敏角位；将电压回路开路，调整电流回路的电流为10倍额定电流，使其突然加入或去除，观察继电器动合触点应无瞬时动作现象。 2）用实验法测LG-11型功率方向继电器角度特性Upu = f（j），并最大灵敏角试验，实验步骤如下：（1）按图2所示原理接线图接线。将灵敏角开关置于-30°位置，操作开关BK闭合。（2）检查线路无误后，合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。（3）调节单相调压器和R1使电流表的读数为1A，并保持此电流值不变。（4）调节三相调压器的输出电压使电压表读数为50V。（5）调节移相器，在电压位给定值的条件下，改变加入继电器电流与电压的相位角，测出动作区的边界角度j1（正角度）、j2（负角度），即找到使继电器动作（动作信号灯由灭变亮）的两个临界角度j1、j2，将测量数据记入表1中。（6）保持电流为1 A不变，调节三相调压器，依次降低电压值，重复步骤（5）的过程，在给定电压为30、20、10等情况，测量使继电器动作的j1、j2，将数据记入表1中。（7）实验完成后，使调压器输出为0，断开所有电源开关。（8）计算继电器最大灵敏角的最大灵敏角和动作区，动作区 |1|2|，绘制角度特性曲线，并标明动作区。 表1 角度特性Upu = f（j）实验数据记录表U/V503020105j1/度j2/度3）用实验法作出功率方向继电器的伏安特性Upu = f（Ir）和最小动作电压实验步骤如下：（1）调整功率方向继电器的内角j = -30°，调节移相器使j = jsen，并保持不变。（2）实验接线与图2相同，检查线路无误后，合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。（3）将电压表读数调至表2中的某一给定值。（4）调节单相调压器的输出，改变继电器输入电流的大小，当继电器动作时，记录此时电流表的读数。（5）重点步骤（3）和（4），在依次给出不同的电压时，找出使继电器动作（指示灯由不亮到亮）的相应的电流值，记入表2。注意找出使继电器动作的最小电压和电流。（6）实验完成后，使所有调压器输出电压为0V，断开所有电源开关。（7）绘出Upu = f（Ir）特性曲线。表2 伏安特性Upu = f（Ir）实验数据记录表Upu/V10521.510.5Ir/A（四）LCD-4差动继电器特性实验12R5R63LBDKB15C3C1L1C6W2L2C4C5R142Dwy220kV791011141719R36BZ4BZ3BZ1Dwy5BZR13R41QP2123132462LBR2R1C27BZR122BZ1BZR7R8W1C7JH1LB82QPR9R10R11W3ZJ2C83DWY 4DWYZJ51JHZJ13LPC9R15LCD-4型差动继电器用于电力变压器的差动保护。差动继电器的结构原理内部接线如图2-26所示。LCD-4差动继电器原理图1）电流动作值检查实验步骤（1）按图下接线，将差动继电器的端子，接指示灯回路的端子D2；继电器端子，接指示灯回路的端子D1，端子与端子短接，ZNB多功能表不接入（即公共端、输入2悬空）。注意：接线时不能将指示灯和ZNB多功能表同时接在继电器端子和上，否则将损坏ZNB多功能表。（2）继电器动作值压板放在1A位置。（3）合上三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和操作开关BK，调节单相调压器TY2，使电流增大到1A位置。（4）观察继电器是否动作，若有误差，可调节动作值微调W1。实验完成后使调压器输出为0V，断开所有电源开关。AA8216453220VK1K2I1I2TY2ZNB1234公共端输入1公共端输入2D1D2测电流定值接线测动作时间接线（5）改变继电器动作值压板位置分别在1.5A、2A、2.5A位置。重复上述步骤（3）和（4）。差动继电器动作值及谐波制动系数测试接线图2）继电器动作时间检查实验步骤（1）按图接线，接入ZNB多功能表，并将公共端接差动继电器端子，输入2接端子；指示灯回路端子D1、D2悬空。（2）继电器动作值压板放在1A位置，闭合操作开关BK，调节调TY2使电流至整定动作电流后，打开操作开关BK。（3）打开多功能表电源，将其功能选择开关置于时间测量档（“时间”指示灯亮），选“连续”工作方式，按“清零”按钮使显示为0。（4）快速合上BK开关，记录差动继电器动作时间于表2-13中。（5）调TY2使电流分别增大到1.5A，2A，3A；重复步骤（3）、（4）重做试验，并将测定的时间记录于表2-13中。表2-13 差动继电器的动作时间测定记录动作电流/A11.523动作时间/ms（6）实验完成后，将调压器输出调至0V，断开所有电源开关。（7）绘制差动继电器动作时间特性曲线。3）瞬动元件动作值测试（1）按图2-29接线，将继电器端子、的连接片解开，动作信号灯的D1、D2端子接在1、3端子上。ZNB多功能表不接入，公共端、输入2悬空。（2）合上三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关及操作开关BK，调TY2，使流入继电器的电流增大，调节面板上瞬动调节，使瞬动电流等于继电器事先确定的整定值。若有误差可调节瞬动整定电位器W3。（3）改变瞬动电流的整定值重做试验。4）测定瞬动元件的动作时间（1）按图2-29接线，使继电器端子、接至ZNB多功能表的公共端和输入2上；指示灯的端子D1，D2悬空。（2）调节继电器面板上的瞬动整定调节，使动作电流为最小。（3）拉开操作开关BK开关，将多功能表复位，然后快速合上操作开关BK，记录动作时间。（4）调TY2使电流增大到瞬动元件动作值的1.2倍，重复步骤（3），再测试继电器动作时间。（5）记录两次动作时间，并进行比较。（6）实验完成后，使调压器输出为0V，断开所有电源开关。5）谐波制动系数测试实验步骤如下：接线如图所示。（1）将继电器的电流整定在最小1A位置。（2）合三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关及K2，调节整流电流I2为I2=(0.81)IN，读取直流电流I2。（3）合K1，通入额定正弦电流使继电器刚好可靠动作，读取电流I1；（4）减小I1使继电器刚好返回；（5）拉合单相电源开关继电器不应动作，若动作则应再减小I1，直到拉合单相电源开关继电器刚好不动作，读取电流I1；（6）计算谐波制动系数：Kresf=（7）Kresf应为0.150.25之间，通过调整高次谐波制动电位器W2能获得所需的制动系数。6）比率制动系数测量 实验接线如图下所示。KAA12864102153TY1TY2图2-30 比率制动特性实验接线图实验步骤如下：（1）将差动电流动作整定值固定在1A位置，按图接通制动回路1012端子，差动电流回路28端子，将制动系数设置为0.4。（2）合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。（3）先调TY2使制动回路电流为0，调TY1增加差动回路电流，使继电器动作，记录此时的动作电流，填入表2-14中；然后调节TY1为0。表2-14 比率制动系数测量实验数据记录表制动电流I2/A0123456动作电流Iop/A 制动系数Kres（4）调TY2逐渐增加制动电流，使制动电流分别为表2-14中的数值，再调TY1，增加差动回路电流使继电器动作，记下相应的起动电流，填入表2-14中。（5）按下式计算制动系数：式中Iop2 制动电流为Ires2时的动作电流；Iop1制动电流为Ires1时的动作电流。（6）更换压板1QP位置，分别改变制动系数为0.5或0.6，重复以上实验步骤。（7）绘制出比率制动曲线。（8）更换差动电流动作整定值，重复上述步骤，可得到不同的比率制动曲线。三、思考题（1）功率方向继电器为什么会有死区？应如何消除死区？（2）用相量图分析加入功率方向继电器的电压、电流极性发生变化对动作特性的影响。（3）LG-11整流型功率方向继电器的动作区是否等于180度？为什么？（4）整流型功率方向继电器的角度特性与感应型功率方向继电器角度特性有什么差异？（5）功率方向继电器为什么要采用90°接线？用0°接线行不行？（6）改变内角a对保护动作性能有何影响？它有何实质意义？（7）角度特性及伏安特性有什么用途？（8）LCD-4差动继电器中，设置二次谐波制动回路的目的是什么？为什么Ires越大，Iop就越大。（9）LCD-4差动继电器中增设瞬动元件的目的是什么？它与差动动作元件有什么不同？（10）差动保护中，为什么会出现不平衡电流？实验二 输电线路电流电压常规保护实验（一）实验目的1了解电磁式电流、电压保护的组成。2学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、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、电压保护动作配合的正确性。（二）实验内容DJZ-试验台的常规继电器都没有接入电流互感器和电压互感器，在实验之前应按图1试验台的一次系统图，设计好保护接线图，并接好线后才能进行实验。12,4,5W测量孔1KO1CTTB220/127VRS最小最大区内区外PT测量2KO2CTK11R2W3KORd10W2R45WDXK3移相器图1 电流、电压保护实验一次