继电保护与电力自动化实验指导书(高自完整).DOC文档

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。通过实验对电流继电器的特性、接线方式和整定都有明确的认识。DL-30系列电磁型电流继电器的主要产品有DL-31、DL-32、DL-33、DL-34等。本实验所用的电流继电器为DL-31，最大整定电流为6A、整定电流范围为1.5～6A。该继电器为磁电式，瞬时动作，磁系统有两个线圈，可根据需要串联或并联，故改变接线方式可使继电器整定范围变化一倍。继电器名牌的刻度值及额定值对于电流继电器是线圈串联的值（以安培为单位），拨动刻度的指针，即可改变继电器的动作值。（原理是改变游丝的反作用力矩）。继电器的动作是这样的：当电流值升至整定值或大于整定值时，继电器动作，动合触点闭合，动断触点断开。当电流降低到0.8倍整定值时，继电器就返回，动合触点断开，动断触点闭合。DL-31型电流继电器内部接线如图1-1所示。图1-1DL-31型电流继电器接线图DL-31型电流继电器，按整定值的范围的误差有：①每一整定值的误差不大于±6%。②继电器刻度极限误差不大于6%。③动作值的离散度（变差）不大于6%。④对于DL-31、DL-32、DL-33、DL-34型电流继电器的返回系数不小于0.8，最大整定电流为200A的电流继电器的返回系数不小于0.7。⑤在1.1倍动作值时，动作时间不大于0.12S；在2倍动作值时，动作时间不大于0.04S。3.常用电压继电器的构成原理常用的电磁式电压继电器的结构和原理，与电磁式电流继电器极为类似，只是电压继电器的线圈为电压线圈，有过电压继电器和欠电压继电器，多作成低电压(欠电压)继电器。低电压继电器的动作电压Uop，为其线圈上的使继电器动作的最高电压；其返回电压Ure，为其线圈上的使继电器由动作状态返回到起始位置的最低电压。低电压的返回系数Kre＝Ure／Uop＞1，其值越接近1，说明继电器越灵敏，一般为1.25。过电压的返回系数Kre＝Ure／Uop＜1，其值越接近1，说明继电器越灵敏。本实验用DY-32型电压继电器(～60V)，其内部接线如图1-2所示。图1-2DY-32型电压继电器接线图三、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。实验电路原理如图1-3所示。HL1开关AKA~220VN图1-3电流继电器特性实验原理图实验步骤如下：1.整定继电器动作值，按图1-3接线，调压器输出指示为0V。2.检查线路正确后，合上电源开关。3.调节调压器使电流值缓慢升高，记下继电器动作（指示灯HL1亮）时的电流值，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HL1灭）最大电流值，即为返回值。5.测三组数据，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。6.计算整定值的误差、变差及返回系数[模拟TA]单相调压器⑧③②①117.将结果填入表1-1中表1-1动作值，返回值测试线圈接法动作值返回值线圈串联123平均值误差整定值zdI变差返回系数线圈并联123平均值误差整定值zdI变差返回系数四、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（以过电压继电器为例）。实验原理图如下图1-4所示。HL1开关AKV~220VN图1-4电压继电器特性实验原理图实验步骤如下：1.整定继电器动作值，按图1-4接线，调压器输出指示为0V。2.检查线路正确后，合上电源开关；3.调整调压器使电压缓慢升高，记下继电器动作（指示灯HL1亮）时的电(模拟PT)单相调压器⑧③②①11AVA压值，即为动作值；4.继电器动作后，再调节调压器使电压缓慢下降，记下继电器返回（指示灯HL1灭）时的电压值，即为继电器的返回值；5.测三组数据，分别计算动作值和返回值的平均值，即为过电压继电器的动作值和返回值；6.计算整定值的误差、变差及返回系数；7.结果填入表1-2中表1-2动作值，返回值测试动作值返回值123平均值误差整定值zdU变差返回系数五、电压继电器动作时间测试实验实验原理如图1-5所示。开关AⅡⅢKVⅠⅢ~220VNQS2图1-5电压继电器动作时间测试实验原理图实验步骤如下：1.按图1-5接线，调压器输出指示为0V，整定继电器动作值。2.检查线路正确后，合上电源开关。3.打开电秒表电源开关，工作选择开关置“连续”。4.调整调压器使电压匀速升高，约超过继电器动作值1.2～1.5倍。(模拟PT)单相调压器启动停止⑧③②①11AVA电秒表5.合上备用刀闸（QS2），电秒表显示的时间即为动作时间。记下该值，然后复位。6.测3组数据，计算平均值即为电压继电器动作时间值，结果填入表1.3中。表1.3电压继电器动作时间测试时间123平均值T六、注意事项1.正确联接电流继电器电流线圈、电压继电器电压线圈的两种联接方式，并明确不同联接时的整定范围。2.电流继电器的电流线圈只允许短时间通入大电流。七、思考题1.电磁型电流继电器和电压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.DL型电流继电器的动作电流的调整方法有哪几种？4.过电压继电器和欠电压继电器有何区别？5.如果要测试电流继电器动作时间测试实验应如何做?画出实出原理图并进行测试.实验5线路的定时限过电流保护实验一、实验目的1.掌握定时限过电流保护的整定原则与方法；2.明确定时限保护装置中信号继电器、中间继电器的应用与作用；3.理解供配电系统中组成的定时限过电流保护线路及其保护原理；4.学会自我设计电路原理图，并分析判断运行结果的正确性。二、定时限过电流保护简要说明电力系统的发电机、变压器和线路等电气元件发生故障时，将产生很大的短路电流，而且，故障点距离电源愈近，短路电流愈大。所以，继电保护装置根据故障电流大小而动作的电流继电器和其他电器元件构成过电流保护和速断保护。当故障电流超过它们的整定值时,保护装置就动作，使断路器跳闸，将故障从系统中切除。其中常用的一种是过电流保护就是定时限过电流保护。定时限保护是指继电保护的动作时间(时限)固定不变，与故障电流的大小无关。定时限保护的时限由时间继电器获得的，它的时限根据保护要求来整定。定时限过电流保护一般采用两段式保护。通常由电磁型电流继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器构成。实际电力运行中的变压器定时限过电流保护与线路定时限过电流保护的原理接线如图3-1所示。在图3-1中，继电器l、2、3、7构成无时限过电流保护，继电器4、5、6、8构成定时限保护。电流继电器作为起动元件，首先反映出电流的剧增。当过载时，LH(TA)二次电流I2大于继电器动作电流时，首先继电器4或5动作，其次6动作，在整定的时限后8动作，发出信号的同时，最后动作于断路器的跳闸线圈TQ、断路器QD跳闸，切断故障。当发生短路时，LH(TA)二次电流I2大于继电器动作电流时，继电器1或2动作，接着3动作；然后7动作发出信号同时动作于断路器跳闸线圈TQ、断路器QD跳闸、切除故障。本实验拟定为两级定时限过电流保护，其简化原理示意图(只示意继电器动作顺序)如图3-2所示。从图3-2可以看出其保护原理和保护组成的环节所用的继电器基本上是相同的。YRQF图3-1定时限过电流保护原理接线图1、2、4、5为电磁型电流继电器；3为中间继电器;6为时间继电器；7、8为信号继电器；9、10为跳闸连接片；11为电流试验端子KA1KT1KS1KM1KA2KT2KS2KM2QF1WL1QF2dWL2图3-2两级定时限过电流保护简化示意图三、实验内容l.在没有对实验台供电的前提下，按图3-3正确连接实验电路，并反复检查是否接线有误。2.核查单相调压器置“0”输出位置。模拟WL1阻抗的RP1调至较小值(逆时针方向调节，但不要调到底，约RP1值的1/3~1/4)，而模拟WL2阻抗的RP2则调至较大值(顺时针方向调节，约RP2值的2/3~3/4)。3.闭合总电源开关，按起动按钮，对实验装置台供电。调节单相调压器，使电流表通过的电流为2A，此电流假定为通过电流继电器KA1和KA2的最大负荷电流I‘Lmax，按停止供电按钮断电。计算最大负荷电流公式为I’Lmax=（Kw/Ki）ILmax，其中Kw----------为电流继电器KA1和KA2的结线系数。接线系数有三种情况：①两相两继电器式结线属相电流结线。在一次电路发生任何相间短路时，Kw=l，即保护灵敏度都相同。②两相一继电器式结线，即两相电流差结线或两相交叉结线，当一次电路发生三相短路时，3K)3(W。I.IYR1YR2③当装有电流互感器的A、C两相短路时，2K)CA,(W。而当A、B两相或B、C两相短路时，1KK)CB,(W)BA,(W，这里B相未装电流互感器。Ki----------为电流互感器的变流比。4.整定计算KA1和KA2的动作电流：不仅动作电流IOP要躲过IL‘max，而且返回电流Ire也要躲过IL‘max，因此maxLrerelmaxLiwrelopIIreIKKKKKK,,式中Krel------可靠系数，取1.2。（DL型电流继电器取1.2，GL型电流继电器取1.3。）Kre------继电器的返回系数，取0.8。于是，动作电流应为maxLo