南昌大学继电保护实验报告

本科生实验报告课程名称：继电保护原理实验专业班级：电力系统124班姓名：学号：所在学期：2014-2015-22015年06月20日目录实验一继电器特性试验实验二功率方向继电器特性试验实验三微机保护实验1实验四微机保护实验2南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：电力系统124班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2015.5.14实验成绩：一、实验项目名称电磁型电流继电器和电压继电器实验二、实验目的1.熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构，工作原理，基本特性。2.掌握动作电流，动作电压参数的整定。三、实验基本原理DL-20G系列电流继电器和DY-20C系列电压继电器为电磁式继电器。由电磁系统，整定装置，接触点系统组成。当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而作用，使动合触点闭合.转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。改变线圈的串联并联，可获得不同的额定值。DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电器保护装置中。DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈串联时的额定值。继电器用于反映发电机，变压器及输电线路的电压升高(过压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。四、主要仪器设备及耗材DL-20G系列电流继电器和DY-20C系列电压继电器为电磁式继电器。五、实验步骤1.整定点的动作值,返回值及返回系数测试实验接线图1-2,图1-4分别为过流继电器及低压继电器的实验接线.(1)电流继电器的动作电流和返回电流测试:a.选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器(额定电流为6A),确定动作值并进行整定.本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态.注意:本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A,学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值.b.根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式:注意:(1)过流继电器线圈可采用串联或并联接法,如右图所示.其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流读出,并联接法电流动作值则为串联接法的2倍.(2)串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则就得不到预期的动作电流值。c.按图1-2接线，调压器T、变压器T2和电阻R均位于EPL-20，220V直流电源位于EPL-18，交流电流位于EPL-12，量程为10安。并把调压器表按钮逆时针调到低。d.检查无误后，合上主电路电源开关和220V直流电源船型开关，顺时针调节自藕调压器，增大输出电流，并同时观察交流电流表的读数和光示牌的动作情况。注意：当电流表的读数接近电流整定值时，应缓慢对对自藕调压器进行调节，以免电流变化太快。当光示牌由灭变亮时，说明继电器动作，观察交流表并读取电流值。e.继电器动作后，反向缓慢调节调压器降低输出电流，当光示牌由亮变灭时，说明继电器返回．记录此时的电流值为返回电流，用Ifj表示（能使继电器返回的最大电流值），记入表１－２，并计算返回系数：继电器的返回系数是返回与动作电流的比值，用ＫＦ表示．Ｋf＝Ｉfj／Ｉdj过电流继电器的返回系数在０.８５～０.９之间．当小于０.８５或大于０.９时应进行调整，调整方式见附录．f．改变继电器的线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤．(2)低压继电器的动作电压和返回电压测试a.选ＥＰＬ－０５中的ＤＹ－２８Ｃ型低压继电器（额定电压为３０Ｖ），确定动作值并进行初步整定．本实验整定值为２４Ｖ及４８Ｖ两种工作状态．注意；本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到２４Ｖ，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电压整定值．b.根据整定值需求确定继电器接线方式．注意：(1)低压继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示．其中并联接法电压动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出，串联接法电压动作值则为并联接法的２倍．(2)串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电压值．c.按图１－３接线（采用串联接法），调压器Ｔ位于ＥＰＬ－２０，２２０Ｖ直流电源位于ＥＰＬ－１８，交流电压表位于ＥＰＬ－１１，量程为２００Ｖ．并把调压器旋钮逆时针到底．d．顺时针调节自耦变压器，增大输出电压，并同时观察交流电压表的读数和关示牌的动作作情况．当光示牌由灭变亮后，再逆时针调节自耦变压器逐步降低电压，并观察光示牌的动作情况．注意：当电压表的读数接近电压整定值时，应缓慢对自耦调压器进行调节，以免电压变化太快．当光示牌由亮变灭时，说明继电器开始跌落．记录此时的电压称为动作电压Ｕdj．e．再缓慢调节自耦变压器升高电压，当光示牌由亮变灭时，说明继电器舌片开始被吸上．记录此时的电压称为返回电压ＵＦＪ，将所取得的数值记入表１－３并计算返回系数．返回系数ＫＦ为Ｋf＝Ｕfj／Ｕdj低压继电器的返回系数不大于１.２．将所得结果记入表１－３．f．改变继电器线圈的接线方式（采用并联接法），重复以上步骤．六、实验数据及处理结果表1-2过流继电器实验结果记录步骤整定电流I（安）2.7A线圈接线方式：串联5.4A线圈接线方式为：并联测试序号123123实验起动电流Ｉdj2.782.722.735.425.415.41实验返回电流Ｉfj2.432.432.424.684.524.75返回系数Kf0.870.890.890.860.840.88起动电流与整定电流误差2.96%0.74%1.11%0.37%0.19%0.19%表1-3过流继电器实验结果记录步骤整定电流U（伏）24V线圈接线方式：串联48伏线圈接线方式为：并联测试序号123123实验起动电压Ｕdj23.724.123.348.348.648.1实验返回电压Ｕfj25.625.225.149.856.250.0返回系数Kf1.081.051.081.031.161.04起动电流与整定电压误差%-1.25%0.42%-0.29%0.63%1.25%0.21%七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议实验结束后，针对过电流，低压继电器实验要求及相应动作返回值，返回系数的具体整定方法，按实验报告编写的格式和要求写出过流继电器，低压继电器实验报告和实验体会，并书面解答本实验思考题．1.电流继电器的返回系数为什么恒小于1?答：继电器的返回系数,r,rereoprIKI，由于剩余转矩M和摩擦转矩fM的存在，决定了返回电流必然小于动作电流，故电流继电器的返回系数恒小于1。2.动作电流(压),返回电流(压)和返回系数的定义是什么?答：（1）能使继电器动作的最小电磁转矩称为继电器的动作转矩，其对应的能使继电器动作的最小电流（压）称为继电器的动作电流（压）。（2）当rI减小到继电器刚好能够返回，能够使继电器可靠返回原来位置的最大电磁转矩称为返回转矩，其反应最大返回电流（压）称为继电器的返回电流（压）。（3）继电器的返回电流（压）与动作电流（压）的比值称为返回系数。3.实验结果如返回系数不符合要求,你能正确地进行调整吗?答：返回系数的调整方法有：1.调整舌片的起始角和终止角，舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回系数愈小。2.变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离3.适当调整触点压力4.返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途?答：返回系数是确保保护选择性的重要指标，让不该动作的继电器及时返回,使正常运行的部分系统不被切除.八、参考资料1.《继电保护原理（第三版）》中国电力出版社2.《继电保护实验讲课稿》南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：电力系统124班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2015.5.21实验成绩：一、实验项目名称功率方向继电器实验二、实验目的1、学会运用相位测试仪测量电流电压之间的相角方法。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实验方法。三、实验基本原理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：IrUrIrUrkIkUkIkU继电器的接线如图2-1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，加入继电器的的电流为rI，电压为rU，电流rI通过电抗变压器UX的一次绕组W1，二次绕组W2和W3端获得电压分量rrKI，它超前电流rI的相角就是转移阻抗IK的阻抗角I，绕组W4用来调整I的数值，以得到继电器的最大灵敏角。电压rU经过电容C1接入中间变压器UV的一次绕组W1，两个二次绕组W2和W3获得电压分量UrKU。UrKU超前rU的相角90度。根据如图上UX和UV的绕组连接方式，可以得到动作电压=KIAIrUrUkU,加于整流桥U1的输入端；得到制动电压=KIBIrUrUkU，加于整流桥U2端。图（b）为幅值比较回路，它按循环电流式接下，执行元件采用极化继电器KP。继电器的最大灵敏角的调整是利用改变电抗变换器UX第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的，继电器的内角k090，当接入电阻R3时，阻抗角;0030,60k当接入电阻R4时;0045,45k。因此，继电器的最大灵敏角sen，并可以调整为两个数字，一个为-30°，另一个为-45°。当在保护安装处于正向出线发生三相短路时，相间电压几乎降为0值，这时功率方向继电器的输入电压0Ur，由于功率方向继电器的动作需克服执行的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定的功率（尽管这一功率消耗不大）。因此必须满足条件BAUU。所以在rU=0的情况下，功率方向继电器动作不了。因而产生了电压死区。为了消除电压死区，功率方向继电器的电压回路需要加设记忆回路，就是需要电容C1与中间变压器YB的绕组电感构成对50Hz串联谐振电路。这样当电压突然降低为rU=0时，该回路中的电流并不立即消失，而是按50HZ谐振电路的频率，经过几个周波后，逐渐衰减为0。而这个电流与故障前的电压同相，并且在谐振衰减过程中维持相位不变化。因此，相当于记住了短路前的电压的相位，所以称为记忆回路。由于电压回路有了记忆回路的存在，相当于继电器的电压为rU=0时，在一定的时间内YB的二次绕组端纽有电压分量的存在，就可以继续进行幅值的比较，因而消除了在正方向的出口短路时继电器的电压死区。在整流比较回路中电容C2和C3主要是滤除二次谐波，C4用来滤除高次谐波。图2-1LG-11功率方向继电器原理接线图2、功率方向继电器的动作特性继电器的动作特性如图2-2所示。临界动作条件为垂直于最大灵敏线通过原点的一条直线，动作区为带有阴影线的半平面范围。电流的相位可以改变，当与最大灵敏线重合时，即处于灵敏角sen的情况下，电压分量rrKI与超前rU为90度相角的电压分量urKU相重合。图2-2功率方向继电器动作特性通常功率方向继电器的动作特性还有下面2种表示方法：（1）角度特性：表示rI固定不变，继电器的动作电压()rmUf的关系曲线，理论上此特性可以用图2-3所表示，理想情况下动作范围位于为sen中心的90度以内。在此动作范围内，继电器的最小起动电压.minpurU基本上与r无关，加入继电器的电压为min.purrUU时，继电器不能起动，这就是出现电压死区的原因。图2-3功率方向继电器的角度特性（=30。）（2）伏安特性：表示当msen固定不变时，继电器的启动电压.()rUfI的关系曲线。在理想情况下，该曲线平行与两个坐标轴，如图2-4所示，只要加入继电器的电流和电压分别大于最小启动电流..minpurI和最小启动电压..minpurU继电器就可以动作。其中..minpurI之值取决于在电流回路中形成方波时所要加入的最小电流。图2-4功率方向继电器的伏安特性在分析功率方向继电器的动作特性时，还要考虑继电器的“潜动”问题。功率方向继电器可能出现电流潜动和电压潜动两种。所谓电压潜动，就是功率方向继电器仅加入电压时产生的动作。产生电压潜动的原因是由于中间变压器YB的两个二次绕组W3，W4的输出电压不等，当动作回路YB的W2端电