继电保护实验指导书(新1)

1电力系统继电保护实验指导书山东科技大学信息与电气工程学院2前言继电保护是保证电力系统安全可靠运行的主要措施之一，被誉为电力系统的“哨兵”，继电保护装置的正确工作是极其重要的。但要判断继电保护装置在运行中的工作状态却十分困难，因为长期安装在电力系统内的继电保护装置经受故障考验的机会是很少的，并且多数继电保护装置在运行中是不能检测的。因此，为了保证继电保护装置的正确工作，在研制、生产、安装验收、定值整定、定期和补充检验的各个阶段，都需要十分认真的对继电器和保护装置进行各种试验。本书是根据我校电力系统继电保护实验室的实际情况，在前几届实验教学的基础上总结而成的。全书由电气工程系于群、于永进老师编写。硕士研究生赵晓楠、周彦飞为本书做了许多有益的工作，在此表示感谢。限于编者的经验与水平，书中错误和不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。编者2009年10月3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。4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。二、主要实验设备序号名称型号数量基本数据1数字交流电流表ＰＡ10～5A2电流继电器ＫＡDL-1116A3调压器ＴＹ20.5kVA4刀闸开关1220V，A三、实验方法电流继电器按结构可分为电磁型电流继电器和感应式电流继电器两种，本实验用到的是DL-11型电磁型电流继电器。电流继电器的特性包括：1）动作电流值：使电流继电器动作的最小电流值。2）返回电流值：使电流继电器返回原始位置的最大值。3）动作变差：连续动作三次，与整定值比较，最大的误差值。4）返回系数：返回电流值/动作电流值5）动作时间：继电器线圈得电到继电器触点闭合的时间。1.电磁型电流继电器的结构及工作原理DL-11电磁型电流继电器结构如图1.1所示5图1.1DL-11系列电流继电器结构图1-电磁铁；2-线圈；3-Z型舌片；4-弹簧；5-动触点桥；6-静触点；7-整定值调整把手；8-刻度盘在图1.1中继电器有两个线圈，用切换片可改接为串联或并联方式，如图1.2所示，2，6接点和4，8接点间为两个线圈，1，3点接外部动作装置。当4，6接点用切换片连接，2，8接点接外电路时，线圈为串联接入电路；当2，4接点和6，8接点用切换片连接，2，8接点接外电路时，线圈为并联接入电路。②⑧①③④⑥图1.2电流继电器内部线圈接线图当线圈中通过一定电流即动作电流时，所产生的磁场吸引可动的Z形舌片，使轴转动，并带动触点接触,接通外部动作电路，使动作装置动作。正常状态下，继电器整定值的调整方法主要有：○1旋转调整把手，改变弹簧6力矩，调整把手顺时针旋转时，整定值减小，反之整定值增加；○2改变两个线圈连接方式，当调整把手固定在某一位置不变时，线圈并联时的动作电流是串联时的两倍。2.实验步骤与内容首先检查实验用的继电器，一般性检验按前述步骤进行，其中：轴的纵向活动范围应在0.15-1.2mm内；继电器在动作位置时，Z型舌片与磁极间的间隙不得小于0.5mm；动触点桥与静触点桥接触时，所交角度应为55°--65°且在离静触点首端1/3处接触，滑行至末端的1/3处终止；对具有动合、动断触点的继电器，动触点与静触点压接后，和上触点的距离不小于3mm，当动触点在中间位置时对上下触点的距离不应小于1mm，以防上下触点短路。在继电器的整定中注意以下几点：1）整定点动作值与整定值的误差不得超过±3%.2）返回系数不小于0.85，大于0.9时应注意触点压力，一般在0.85-0.9范围内较好。3）若需在运行中改变定植，则应进行刻度检验或检验所需改变的定值。4）用保护安装处可能出现的最大短路电流进行冲击试验后，需重复测试整定值，其值与整定值的误差不得超过±3%.。5）若以1.05倍的动作电流和保护安装处可能出现的最大短路电流冲击时，触点应无振动或鸟啄现象。当检查完实验用的继电器后，按图1.3接好实验电路。图中T为220/10V变压器，TZ为调压器，K1为电源开关，A为电流表。实验时将电流继电器动作值调整为你需要整定的电流值，例如1.5A，将调压器旋钮逆时针旋转到底部（即零值）。1）接通电源，缓慢顺时针转动调压器，注意观察电流表的数值，当电流上升到整定电流值左右时，电流继电器动作，常开接点闭合，此时应记录继电器的AIDLTTZK11~220V图1．37动作数值，即动作电流值。2）缓慢逆时针转动调压器，观察电流表数值当电流下降到某一数值时。继电器返回原始状态，常开接点打开，此时应记录电流表数值，即继电器的返回电流值。3）以上过程应重复三次，每次动作误差值不应超过整定值的±3%。4）分别取三次的动作电流值与三次返回电流值的平均值计算继电器的返回系数：1动作电流值返回电流值返回系数电流继电器返回系数一般为0.85～0.90之间。改变整定电流值，重复上述实验步骤。将所有结果填入表1-1中。实验时要注意，一点要单向变化（增加或减小）电流值，不应在上下波动时读数电流继电器的返回系数应不小于0.85。如果电流继电器的返回系数在0.9以上，则应检查接点接触的可靠性。如果不合格则需调整舌片吸合位置限位螺杆，但一般不采用调整舌片起始位置螺杆，因为这将改变继电器定值。3、动作值符合标盘刻度值调整把手在标盘上所指的值应符合实际动作值，如果不符合应做如下调整。（1）将继电器手把放在最大值，若与指示值不符合应调舌片的起始位置，当动作电流小于指示值时，将舌片起始位置远离铁芯，反之则移近铁芯。（2）将继电器把手放在最小值，若与指示不符合时，则应调整弹簧。方法是松开手把上固定弹簧的螺丝。然后移动弹簧支杆，顺时针方向电流减小，反之则增加。以上调整互相影响，所以进行该项调整后要进行最大值调整。（3）若动作电流和把手指示值相差太大时，可检查两线圈的接线极性及线圈内部是否短路。四、实验报告要求报告实验中的步骤及调整方法，把试验所得的数据填入表1－1中。并回答以下问题。1、怎样调整DL型电流继电器的返回系数？为什么要这样调整？8表1－1整定电流A动作电流A返回电流A返回系数123平均值123平均值判定9实验二电磁型时间继电器一、实验目的1、了解DS型时间继电器的构造。2、了解DS型时间继电器动作电压、返回电压的试验方法。3、掌握DS型时间继电器动作时间的试验方法。二、主要实验设备序号名称型号数量基本数据1万用表MS8222G12时间继电器DS-1131220V3滑动变阻器RX8-2726A,92Ω4刀闸开关1220V，10A5电秒表FP-S16可调直流电源10~220V三、实验方法时间继电器在电路中一般作为延时元件使用。通过实验应了解时间继电器的动作特性和工作原理。时间继电器的动作特性包括：(1)继电器的动作电压不大于额定电压的70%，并且吸合可靠。(2)继电器的释放电压不小于额定电压的5%。(3)继电器延时时间误差每次不应超过整定值0.07s。1．电磁型时间继电器的结构及工作原理DS-113电磁型时间继电器结构如图2.1所示。在图中，若为直流时间继电器，则其电源直接加到继电器线圈，如果是交流时间继电器，则其电源经继电器内部的桥式整流器整成直流后才提供给继电器线圈。时间继电器的内部接线如图2.2所示。当线圈加上电压后，衔铁被吸入线圈内，扇形齿轮曲臂被释放，在钟表弹簧作用下，使扇形齿轮转动，带动棘轮上的传动齿轮，于此同时，摆轮启动器强行推动摆轮，使之立即启动，以缩短启动时间和增加启动的可靠性。因棘轮的作用，使同轴上主传动齿轮只能单向逆时针旋转，同时主传动齿轮带动钟表机10构转动。在钟表机构摆动下，使动触点恒速旋转，经一定时限后与静触点接触。动作时限的大小用改变静触点的位置来调整。当继电器线圈断电后，衔铁被返回弹簧顶回原位。同时，扇形齿轮经轴套曲臂被衔铁顶回原位，使钟表弹簧重新拉伸，以备下次动作。图2.1DS-113系列时间继电器结构图1-线圈；2-铁心；3-衔铁；4-返回弹簧；5、6-静瞬时触点；7-绝缘件；8-动瞬时触点；9-压杆；10-平衡锤；11-摆动卡板；12-扇形齿轮；13-传动齿轮；14-动延时触点；15-静延时触点；16-标度盘；17-拉引弹簧；18-弹簧拉力调节器；19-摩擦离合器；20-主齿轮；21-小齿轮；22-擎轮；23、24-传动齿轮V②⑧①③④⑤⑦⑥图2.2时间继电器的内部接线图112.实验步骤与原理(1)一般性检验除按实验一中所述步骤进行一般性检验外，机械部分的检查还必须满足：1)衔铁应灵活，无明显摩擦，返回应灵活自如。2)按下衔铁，钟表机构开始走动，直到终止位置，要求走动均匀，不得忽快忽慢、跳动、停卡或滑行。(2)触点部分检验触点部分应满足如下条件：1)衔铁上的弯板在固定槽内应无明显摩擦，瞬时切换触点的开闭良好。2)松开静触点固定板的固定螺丝时，其转动应灵活无摩擦。3)动触点在钟表机构的轴上固定牢固。按下衔铁，动触点应在距静触点首端约1/3处开始接触，滑行道1/2处停止，可靠的闭合静触点，不得碰击触点簧片。衔铁释放后，动触点应随衔铁迅速返回原位。(3)动作电压与返回电压检验当检查完实验用的继电器后，按图2.3接好电路。1)将时间继电器DS-113的延时时间调整在较大位置。2)电路接好后，将滑动变阻器R的阻值调整到最小位置(注意滑动变阻器的接线方法)，闭合开关K，接通直流电源，此时继电器不吸合。3)缓慢调节滑动变阻器，使电压值逐步上升，注意电压表V显示的电压值，当电压上升到某一值时，继电器的衔铁刚好被吸入，记下该电压值，接着做三次冲击合闸试验，衔铁均能吸入，则此时电压为继电器的动作电压。否则还需要提高电压重做冲击试验。动作电压不大于额定电压的70%，即220V×70%=154V。4)将电压调整为额定值，然后缓慢调节可调电阻，使电压逐渐下降至时间继电器衔铁返回到原始位置时的最高电压，此时电压即为继电器的返回电压。返回电压不小于额定电压的5%，即220V×5%=11V。VK1图2.4tDSK2丄ⅠⅡ~220VK3TR+-VK3图2.3tDSR+--220V-220V125)将试验测得的动作电压，返回电压记入表2-1中。(4)动作时间的检验时间继电器的动作时间检验的接线如图2.4所示。当接线经检查无误后，调整时间继电器延时接点的动触点于刻度盘上某一指示数值，并固定好。1)接通操作电源K1