電力系統(tǒng)_繼電保護報告

1、電力系統(tǒng)繼電保護 學院：核技術(shù)與自動化工程學院專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣(4)班姓名：學號：201106050424老師：顧民一、常規(guī)繼電器特性實驗（一）電磁型電壓、電流繼電器的特性實驗1實驗目的1）了解繼電器基本分類方法及其結(jié)構(gòu)。2）熟悉幾種常用繼電器，如電流繼電器、電壓繼電器、時間繼電器、中間繼電器、信號繼電器等的構(gòu)成原理。3）學會調(diào)整、測量電磁型繼電器的動作值、返回值和計算返回系數(shù)。4）測量繼電器的基本特性。5）學習和設(shè)計多種繼電器配合實驗。2繼電器的類型與原理繼電器是電力系統(tǒng)常規(guī)繼電保護的主要元件，它的種類繁多，原理與作用各異。3實驗內(nèi)容1）電流繼電器特性實驗電流繼電器動作、返

2、回電流值測試實驗。實驗電路原理圖如圖2-2所示： 實驗步驟如下：（1）按圖接線，將電流繼電器的動作值整定為1.2A，使調(diào)壓器輸出指示為0V，滑線電阻的滑動觸頭放在中間位置。（2）查線路無誤后，先合上三相電源開關(guān)（對應指示燈亮），再合上單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（3）慢慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流表讀數(shù)緩慢升高，記下繼電器剛動作（動作信號燈XD1亮）時的最小電流值，即為動作值。（4）繼電器動作后，再調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電流值平滑下降，記下繼電器返回時（指示燈XD1滅）的最大電流值，即為返回值。（5）重復步驟（2）至（4），測三組數(shù)據(jù)。 （6）實驗完成后，使調(diào)壓器輸出為0V，斷開所有電源開關(guān)。（7）分別計算動作值

3、和返回值的平均值即為電流繼電器的動作電流值和返回電流值。（8）計算整定值的誤差、變差及返回系數(shù)。誤差 動作最小值整定值 整定值變差 動作最大值動作最小值 動作平均值 ´ 100%返回系數(shù)返回平均值動作平均值表2-1 電流繼電器動作值、返回值測試實驗數(shù)據(jù)記錄表動作值/A返回值/A11.211.1221.191.1231.191.12平均值1.1971.12誤差0.8%整定值Izd1.2變差1.6%返回系數(shù)0.932）電流繼電器動作時間測試實驗電流繼電器動作時間測試實驗原理圖如圖2-3所示：輸入2公共端a停止KATY1多功能表A公共端輸入1Ro220V啟動BK圖2-3 電流繼電器動作時間

4、測試實驗電路原理圖4、實驗步驟如下：（1）按圖接線，將電流繼電器的常開觸點接在多功能表的“輸出2”和“公共端”，將開關(guān)BK的一條支路接在多功能表的“輸入1”和“公共端”，使調(diào)壓器輸出為0V，將電流繼電器動作值整定為1.2A，滑線電阻的滑動觸頭置于其中間位置。（2）檢查線路無誤后，先合上三相電源開關(guān)，再合上單相電源開關(guān)。（3）打開多功能表電源開關(guān)，使用其時間測量功能（對應“時間”指示燈亮），工作方式選擇開關(guān)置“連續(xù)”位置，按“清零”按鈕使多功能表顯示清零。（4）合上操作開關(guān)BK，慢慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使其輸出電壓勻速升高，使加入繼電器的電流為1.2A。（5）先拉開操作開關(guān)（BK），按“清零”按鈕清零多功

5、能表，使其顯示為零，然后再迅速合上BK，多功能表顯示的時間即為動作時間，將時間測量值記錄于表2-2中。（6）重復步驟（5）的過程，測三組數(shù)據(jù)，計算平均值，結(jié)果填入表2-2中。表2-2 電流繼電器動作時間測試實驗數(shù)據(jù)記錄表I1.2A1.4A1.6A123平均123平均123平均T/ms148165147153100102959970537064（7）先重復步驟（4），使加入繼電器的電流分別為1.4A、1.6A，再重復步驟（5）和（6），測量此種情況下的繼電器動作時間，將實驗結(jié)果記錄于表2-2。（8）實驗完成后，使調(diào)壓器輸出電壓為0V，斷開所有電源開關(guān)。（9）分析四種電流情況時讀數(shù)是否相同，為什么

6、？3）電壓繼電器特性實驗電壓繼電器動作、返回電壓值測試實驗（以低電壓繼電器為例）。 低電壓繼電器動作值測試實驗電路原理圖如下圖2-4所示：-220+220a動作信號燈KVTY1220VVo圖2-4 低電壓繼電器動作值測試實驗電路原理圖實驗步驟如下：（1）按圖接線，檢查線路無誤后，將低電壓繼電器的動作值整定為36V，使調(diào)壓器的輸出電壓為0V，合上三相電源開關(guān)和單相電源開關(guān)及直流電源開關(guān)（對應指示燈亮），這時動作信號燈XD1亮。（2）調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使其電壓從0V慢慢升高，直至低電壓繼電器常閉觸點打開（XD1熄滅）。（3）調(diào)節(jié)調(diào)壓器使其電壓緩慢降低，記下繼電器剛動作（動作信號燈XD1剛亮）時的最大

7、電壓值，即為動作值，將數(shù)據(jù)記錄于表2-3中。表2-3 低電壓繼電器動作值、返回值測試實驗數(shù)據(jù)記錄表動作值/V返回值/V136.141.3235.741.4335.741.3平均值35.841.3誤差0.8%整定值Uset36變差0.2%返回系數(shù)1.15（4）繼電器動作后，再慢慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器使其輸出電壓平滑地升高，記下繼電器常閉觸點剛打開，XD1剛熄滅時的最小電壓值，即為繼電器的返回值。（5）重復步驟（3）和（4），測三組數(shù)據(jù)。分別計算動作值和返回值的平均值，即為低電壓繼電器的動作值和返回值。（6）實驗完成后，將調(diào)壓器輸出調(diào)為0V，斷開所有電源開關(guān)。（7）計算整定值的誤差、變差及返回系數(shù)。4）時間

8、繼電器特性測試實驗220VKTBK停止多功能表啟動+時間繼電器特性測試實驗電路原理接線圖如圖2-5所示：圖2-5 時間繼電器動作時間測試實驗電路原理圖實驗步驟如下：（1）按圖接好線路，將時間繼電器的常開觸點接在多功能表的“輸入2”和“公共線”，將開關(guān)BK的一條支路接在多功能表的“輸入1”和“公共線”，調(diào)整時間整定值，將靜觸點時間整定指針對準一刻度中心位置，例如可對準2秒位置。（2）合上三相電源開關(guān)，打開多功能表電源開關(guān)，使用其時間測量功能（對應“時間”指示燈亮），使多功能表時間測量工作方式選擇開關(guān)置“連續(xù)”位置，按“清零”按鈕使多功能表顯示清零。（3）先斷開BK開關(guān)，合上直流電源開關(guān)，再迅速合

9、上BK，采用迅速加壓的方法測量動作時間。（4）重復步驟（2）和（3），測量三次，將測量時間值記錄于表2-4中，且第一次動作時間測 量不計入測量結(jié)果中。表2-4 時間繼電器動作時間測試整定值123平均誤差變差T/ms500049114902491649091.7%0.3%（5）實驗完成后，斷開所有電源開關(guān)。（6）計算動作時間誤差。5）多種繼電器配合實驗（1）過電流保護實驗該實驗內(nèi)容為將電流繼電器、時間繼電器、信號繼電器、中間繼電器、調(diào)壓器、滑線變阻器等組合構(gòu)成一個過電流保護。要求當電流繼電器動作后，啟動時間繼電器延時，經(jīng)過一定時間后，啟動信號繼電器發(fā)信號和中間繼電器動作跳閘（指示燈亮）。動作信號

10、燈-+KMKS+KT+KAR220VaAo-圖2-6 過電流保護實驗原理接線圖實驗步驟如下：圖2-6為多個繼電器配合的過電流保護實驗原理接線圖。按圖接線，將滑線變阻器的滑動觸頭放置在中間位置，實驗開始后可以通過改變滑線變阻器的阻值來改變流入繼電器電流的大小。將電流繼電器動作值整定為2A，時間繼電器動作值整定為3秒。經(jīng)檢查無誤后，依次合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（各電源對應指示燈均亮。）調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器輸出電壓，逐步增加電流，當電流表電流約為1.8A時，停止調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器，改為慢慢調(diào)節(jié)滑線電阻的滑動觸頭位置，使電流表數(shù)值增大直至電流繼電器動作。仔細觀察各種繼電器的動作關(guān)系。調(diào)節(jié)滑

11、線變壓器的滑動觸頭，逐步減小電流，直至信號指示燈熄滅。仔細觀察各種繼電器的返回關(guān)系。實驗結(jié)束后，將調(diào)壓器調(diào)回零，斷開直流電源開關(guān)，最后斷開單相電源開關(guān)和三相電源開關(guān)。（2）低電壓閉鎖的過電流保護實驗過電流保護按躲開可能出現(xiàn)的最大負荷電流整定，啟動值比較大，往往不能滿足靈敏度的要求。為此，可以采用低電壓啟動的過電流保護，以提高保護的靈敏度。KV動作信號燈-+KMKS+KT+KATY2RTY1220VaAo-圖2-7 低電壓閉鎖過流保護實驗原理接線圖實驗步驟如下：圖2-7為多個繼電器配合的低電壓閉鎖過流保護實驗原理接線圖。按圖接線；試驗臺上單相調(diào)壓器TY1輸出端的接法與上個實驗電流回路接法相同；單

12、相調(diào)壓器TY2的輸出端a、0接到電壓繼電器的線圈端子上，同時并上一塊交流電壓表。整定電流繼電器為1.2A，電壓繼電器為36V(也可以在量程0-60任意選擇)。經(jīng)檢查無誤后，依次合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（各電源對應指示燈均亮）先調(diào)TY2使電壓表讀數(shù)為60伏；再調(diào)TY1，逐步增加電流，使電流表讀數(shù)為表2-5中的給定值，然后調(diào)TY2減小調(diào)壓器的輸出電壓至表2-5中的給定值。觀察各種繼電器的動作關(guān)系，對信號指示燈在給出的電壓、電流值下亮、滅情況進行分析。也可自行設(shè)定電壓、電流值進行實驗。實驗完畢后，注意將調(diào)壓器調(diào)回零，斷開直流電源開關(guān)，最后斷開單相電源開關(guān)和三相電源開關(guān)。表2-5

13、 低電壓閉鎖過流保護實驗數(shù)據(jù)記錄表I/AU/V動作信號燈亮熄情況0.550熄1.540熄1.520亮實驗心得:通過實驗讓我多各種繼電器的認識更加清楚,也了解了許多的使用技巧: 電壓繼電器，線圈多線截面積細 電流繼電器相反 連接的方法功能也不一樣 ，電流繼電器是串接可以用作電流表使用 用以觀察電流 。電壓繼電器則是并聯(lián)的可以用作電壓表用來監(jiān)查電壓量。時間繼電器是要經(jīng)過時間的而動作不會馬上動作的繼電器 ，要經(jīng)過一段時間 才會使內(nèi)部發(fā)生變化，使其發(fā)生動作。電壓繼電器一般接于電壓互感器二次側(cè)，與電流互感器相比較，由于電壓高，所以繼電器線圈匝數(shù)多、導線細、阻抗大，且線圈的電抗增大，以至電流減??；另一方面

14、使磁路磁抗減小，而電流的減小和阻抗的減小互相補償，使繼電器在動作過程中電磁力矩不變，失去繼電特性。二、LG-11型功率方向繼電器特性實驗1實驗目的（1）學會運用相位測試儀器測量電流和電壓之間相角的方法。（2）掌握功率方向繼電器的動作特性、接線方式及動作特性的試驗方法。（3）研究接入功率方向繼電器的電流、電壓的極性對功率方向繼電器的動作特性的影響。2實驗原理在單側(cè)電源的電網(wǎng)中，電流保護能滿足線路保護的需要。但是，在兩側(cè)電源的電網(wǎng)（包括單電源環(huán)形電網(wǎng)）中，只靠簡單電流保護的電流定值和動作時限不能完全取得動作的選擇性，為此，必須在保護回路中加方向閉鎖，構(gòu)成方向性電流保護，要求只有在流過斷路器的電流的

15、方向從母線流向線路側(cè)時才允許保護動作。保護動作的方向性，可以利用功率方向繼電器來實現(xiàn)。3實驗內(nèi)容1）功率方向繼電器電壓潛動現(xiàn)象檢查實驗LG-11功率方向繼電器實驗原理接線如圖2-14所示。圖中，380V交流電源經(jīng)移相器和調(diào)壓器調(diào)整后，由bc相分別輸入功率方向繼電器的電壓線圈，A相電流輸入至繼電器的電流線圈，注意同名端方向。圖2-14 LG-11功率方向繼電器實驗原理接線圖實驗步驟如下：（1）熟悉LG-11功率方向繼電器的原理接線和ZNB-II智能式多功能表的操作方法及試驗原理。認真閱讀LG-11功率方向繼電器原理圖（圖2-9）和實驗原理接線圖（圖2-14），在圖2-14上畫出功率方向繼電器LG

16、-11中的接線端子號和所需測量儀表接法。（2）按實驗原理線路圖接線。（3）調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器和單相調(diào)壓器，使其輸出電壓為0V，將移相器調(diào)至0度，將滑線電阻滑動觸頭移到其中間位置。（4）合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)。（5）打開多功能表電源開關(guān)，將其功能選擇開關(guān)置于相位測量位置（“相位”指示燈亮），相位頻率測量單元的開關(guān)拔到“外接頻率”位置。（6）調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器使移相器輸出電壓為20V，調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器使電流表讀數(shù)為1A，觀察分析多功能表讀數(shù)是否正確。若不正確，則說明輸入電流和電壓相位不正確，分析原因，并加以改正。（7）在多功能表讀數(shù)正確時，使三相調(diào)壓器和單相調(diào)壓器輸出均為0V，斷開單相電源開關(guān)。 檢

17、查功率繼電器是否有潛動現(xiàn)象。電壓潛動測量：將電流回路開路，對電壓回路加入110V電壓；測量極化繼電器JJ兩端之間電壓，若小于0.1V，則說明無電壓潛動。2）用實驗法測LG-11整流型功率方向繼電器角度特性Upu = f（j），并找出繼電器的最大靈敏角和最小動作電壓。實驗步驟如下：（1）按圖2-14所示原理接線圖接線。（2）檢查線路無誤后，合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（3）調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器的輸出電壓使電流表的讀數(shù)為1A，并保護此電流值不變。（4）在操作開關(guān)斷開狀態(tài)下，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器的輸出電壓，使電壓表讀數(shù)為60V。（5）調(diào)節(jié)移相器，在電壓表為給定值的條件下找到使繼電器動作（動作信

18、號燈由不亮變亮）的兩個臨界角度j1、j2 ，將測量數(shù)據(jù)記錄于表2-6中。（6）保持電流為1A不變，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器，依次降低電壓值，重復步驟（5）的過程，給定電壓為30V、20V情況下，使繼電器動作的j1、j2，并記錄在表2-6中。（7）保持電流為1A不變，將兩個滑線電阻的滑動觸點移到靠近移相器輸出bc接線端，調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器使其輸出電壓為30V。（8）合上操作開關(guān)BK，調(diào)節(jié)兩個滑線電阻的滑動觸點使電壓表讀數(shù)為10V。（9）斷開操作開關(guān)BK。（10）改變移相器的位置。（11）迅速合上開關(guān)BK，檢查繼電器動作情況。（12）重復步驟（9）至（11），找到使繼電器動作的兩個臨界角度j1、j2 ，在斷開開

19、關(guān)BK的情況下，將多功能表的讀數(shù)記錄于表2-6中。表2-6 角度特性Upu = f（j）實驗數(shù)據(jù)記錄表U/V6050302010j1/度11820 -4j2/度-90-92-98-101-105（13）重復步驟（8）的過程，使電壓表的讀數(shù)分別為5、2.5、2、1和0.5V，再重復步驟（9）至（12）的過程，找出使繼電器動作的最小動作電壓值。（14）實驗完成后，使調(diào)壓器輸出為0，斷開所有電源開關(guān)。（15）計算繼電器的最大靈敏角，繪制角度特性曲線，并標明動作區(qū)。3）用實驗法作出功率方向繼電器的伏安特性Upu = f（Ir）和最小動作電壓實驗步驟如下：（1）調(diào)整功率方向繼電器的內(nèi)角j=30°

20、;，調(diào)節(jié)移相器使j = jsen，并保持不變。（2）實驗接線與圖2-14相同，檢查線路無誤后，合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（3）按照實驗5）中步驟（7）和（8）介紹的方法將電壓表讀數(shù)調(diào)至表2-6中的某一給定值。（4）調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器的輸出，改變繼電器輸入電流的大小，當繼電器動作時，記錄此時電流表的讀數(shù)。（5）重點步驟（3）和（4），在依次給出不同的電壓時，找出使繼電器動作（指示燈由不亮到亮）的相應的電流值，記入表2-7中。注意找出使繼電器動作的最小電壓和電流。表2-7 伏安特性Upu = f（Ir）實驗數(shù)據(jù)記錄表Upu/V10521.510.5Ir/A044045044（6）實

21、驗完成后，使所有調(diào)壓器輸出電壓為0V，斷開所有電源開關(guān)。（7）繪出Upu = f（Ir）特性曲線。實驗心得：功率方向繼電器用于電力系統(tǒng)方向保護線路中，作為方向判別元件。此類繼電器包括用于相間短路的功率方向繼電器，用于接地故障保護的功率方向繼電器，用于平行線路保護的雙方向功率方向繼電器，以及用于反映不對稱故障的負序功率方向繼電器。繼電器的靈敏角 LG-11型為-30 或-45 LG-12型為+70 靈敏角的誤差為5在靈敏角下通入額定電流時繼電器的動作電壓不大于2V。對LG-11 型在靈敏角下電壓由額定電壓突然降至4 倍最小動作電壓，電流同時由0 升至額定電流時動作時間不大于30ms，對于LG-1

22、2型在靈敏角下，同時突然加入額定電流和4 倍最小動作電壓時 動作時間不大于40ms。靈敏角為出廠前已調(diào)好，主要是調(diào)整其動作值的。潛動就是指,過去有時限功能的電磁型繼電器的時間延時是靠鋁盤和游絲來完成,鋁盤經(jīng)經(jīng)電磁感應后產(chǎn)生一個動作力，游絲則給鋁盤施加一個制動力，但繼電器本身的動作條件不滿足時，鋁盤就不應該動，如果動了就叫潛動。功率方向繼電器保護的是逆功率，這是一般用于兩個不同電源但又并網(wǎng)運行，保證功率向一個方向輸送，出現(xiàn)逆向功率報警信號或者保護動作。實際可以加載任何線路上，來測量電能輸送方向，或者作為保護。（三）方向阻抗繼電器特性實驗阻抗繼電器是距離保護中不可缺少的元件，它是低動作量的繼電器，

23、它有多種特性，LZ-21整流型方向阻抗繼電器在電力系統(tǒng)中應用相當廣泛。1實驗目的（1）熟悉整流型LZ-21型方向阻抗繼電器的原理接線圖，了解其動作特性。（2）測量方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性，求取最大靈敏角。（3）測量方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性，求取最小精工電流。（4）研究方向阻抗繼電器記憶回路和引入第三相電壓的作用。但是，如何引入極化電壓呢？其要求是：（1）無論是保護安裝處正向，反向出口短路，都應該存在。（2）的相位應與測量電壓一致并保持一定的數(shù)值。LZ-21方向阻抗繼電器引入的電路如圖2-16所示：UCA90°oALJCJRJJYBCJLJR5RJ圖2-19 通過高值電阻接于第三相電壓

24、獲取的原理接線圖和相量圖（a）原理接線圖 (b) AB兩相短路的等效電路 (c)相量圖圖2-19(a)為AB相阻抗繼電器通過高值電阻R5接于第三相電壓獲取極化電壓的原理接線圖。圖中RJ、CJ和LJ構(gòu)成諧振記憶回路，輔助電壓變換器JYB的一次繞組接于RJ兩端，由JYB二次側(cè)兩個相同的繞組獲得極化電壓。由于諧振回路中容抗和感抗相等，即，故與測量電壓相同。當保護安裝處正、反向出口發(fā)生三相短路時=0，記憶回路以為諧振頻率自由振蕩。若電網(wǎng)頻率與諧振頻率相等，的相位維持不變，使阻抗繼電器動作。當保護安裝處正、反相出口發(fā)生AB兩相短路時，測量電壓=0，這時極化電壓回路如圖2-19（b）所示，各電壓的相量圖如

25、圖2-19（c）所示。通過電阻的電流為：由于，則上式可以寫為：由上式可見，通過的電流超前相角，考慮到電壓與同相。極化電壓與電壓相位相反，則可得：= = 式中，JYB的變壓比；m系數(shù)，且由式可見，滯后，與測量電壓同相。極化電壓的數(shù)值可由選擇適當?shù)膮?shù)CJ、LJ、RJ和變比KJYB來獲得，以使方向阻抗繼電器正確動作，消除正向出口短路時的死區(qū)和防止反向出口短路時可能的誤動作。圖2-23 LZ-21方向阻抗與測量電流的關(guān)系曲線ZpuImOIpu.minIac.minZpu.min5實驗內(nèi)容1）整流型阻抗繼電器的阻抗整定值的整定和調(diào)整前述可知，當方向阻抗繼電器處在臨界動作狀態(tài)時，推證的整定阻抗表達式如式

26、（2-8）所示，顯然，阻抗繼電器的整定與LZ-21中的電抗變壓器DKB的模擬阻抗ZI、電壓變換器YB的變比nYB、電壓互感器變比nPT和電流互感器nCT有關(guān)。例如，若要求整定阻抗為Zset=15W，當nPT=100，nCT=20，ZI=2W（即DKB原方匝數(shù)為20匝時），則，即=0.67。也就是說電壓變換器YB副方線圈匝數(shù)是原方匝數(shù)的67%，這時插頭應插入60、5、2三個位置，如圖2-24所示。08060402005101500.50432108060402005101500.504321(a) YB整定板示意圖 (b) YB副方線圈內(nèi)部接線圖2-24 LZ-21型阻抗繼電器整定面板說明圖整定

27、值整定和調(diào)整實驗的步驟如下：（1）要求阻抗繼電器阻抗整定值為Zset=5W，實驗時設(shè)nPT=1，nCT=1，檢查電抗變壓器DKB原方匝數(shù)應為16匝。（ZI=1.6W）（2）計算電壓變換器YB的變比，YB副方線圈對應的匝數(shù)為原方匝數(shù)的32%。（3）在參考圖2-24阻抗繼電器面板上選擇20匝、10匝，2匝插孔插入螺釘。表2-10 DKB最小整定阻抗范圍與原方線圈對應接線最小整定阻抗范圍（歐相）DKB原方繞組匝數(shù)DKB原方繞組接線示意圖（一個繞組）0.2224140.4424140.6624140.88241411024141.21224141.41424141.61624141.818222024

28、14（4）改變DKB原方匝數(shù)為20匝（ZI=2W）重復步驟（1）、（2），在阻抗繼電器面板上選擇40匝、0匝，0匝插孔插入螺釘。（5）上述步驟完成后，保持整定值不變，繼續(xù)做下一個實驗。2）方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性Zpu=f（j）測試實驗實驗步驟如下： （1）熟悉LZ-21方向阻抗繼電器和ZNB-智能多功能表的操作接線及實驗原理。認真閱讀LZ-21方向阻抗繼電器原理接線圖（圖2-16）和實驗原理接線圖（圖2-25）（2）按實驗原理圖接線，具體接線方法可參閱LG-11功率方向繼電器實驗中所介紹的內(nèi)容。（3）逆時針方向?qū)⑺姓{(diào)壓器調(diào)到0V，將移相器調(diào)到0°，將滑線電阻的滑動觸頭移至其中間位

29、置，將繼電器靈敏角度整定為72°，整定阻抗設(shè)置為5W。 圖2-25 LZ-21方向阻抗繼電器實驗原理接線圖（4）合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（5）打開多功能表電源開關(guān)，將其功能選擇開關(guān)置于相位測量位置（“相位”指示燈亮），相位頻率測量單元的開關(guān)拔到“外接頻率”位置。（6）調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器使電壓表讀數(shù)為20V，調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器使電流表讀數(shù)為1A，檢查多功能表，看其讀數(shù)是否正確，分析繼電器接線極性是否正確。（7）調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器的輸出電壓，保持方向阻抗繼電器的電流回路通過的電流為Im=2.0A； （8）按照LG-11功率方向繼電器角度特性實驗中步驟（7）至（12）介紹的方法，

30、測量給定電壓分別為表2-11中所確定數(shù)值下使繼電器動作的兩個角度j1、j2，并將實驗測得數(shù)據(jù)記錄于表2-11中相應位置。表2-11 方向阻抗繼電器靜態(tài)特性Zpu = f（j）測試（條件為：j內(nèi)=72°，Im=2A，Zset=5W）Upu/V20161210521.51.0j 1664124 17-1 -0.7 4.9j 2 81 94 110 116126 123 119Zpu1 Zpu2（9）實驗完成后，將所有調(diào)壓器輸出調(diào)至0V，斷開所有電源開關(guān)。（10）作出靜態(tài)特性Zpu=f（j）圖，求出整定靈敏度j。 3）測量方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性Zpu=f（Im），求最小精工電流實驗步驟如

31、下：（1）保持上述接線及阻抗繼電器的整定值不變，調(diào)整輸入電壓和電流的相角差為j=jsen=72°并保持不變。（2）將電流回路的輸入電流Im調(diào)到某一值（按表2-12中給定值進行）。（3）斷開開關(guān)BK，將三相調(diào)壓器的輸出電壓調(diào)至30V.（4）合上開關(guān)BK，調(diào)節(jié)兩個滑線電阻的滑動觸頭使電壓表的讀數(shù)由小到大，直到方向阻抗繼電器動作，記錄相應的動作電壓值。再逐漸增大電壓值，直到方向阻抗繼電器返回，然后再減小電壓值，直到繼電器動作，并記下動作電壓值。改變輸入電流Im，重復上述操作，測量結(jié)果填入表2-11中。表2-12 方向阻抗繼電器的靜態(tài)特性Zpu = f（Im）測試（條件為：j內(nèi)=72

32、6;，Zset=5W）Im/A1.51.00.80.60.40.30.2U/VU ­13.68.66.14.92.8U¯0.910.80.80.9Zpu =Zpu­4.54.3443.5Zpu¯0.30.50.50.61.1（5）實驗完成后，使所有調(diào)壓器輸出為0V，斷開所有電源開關(guān)。（6）繪制方向阻抗繼電器靜態(tài)特性Zpu=f（Im）的曲線。（7）在特性曲線上確定最小精工電流和最小動作電流Ipu×min。實驗心得：方向阻抗繼電器，是指它不但能測量阻抗的大小，而且能判斷故障方向。換句話說，這種阻抗繼電器不但能反應輸入到繼電器的工作電流(測量電流)和

33、工作電壓(測量電壓)的大小，而且能反應它們之間的相角關(guān)系。由于在多電源的復雜電網(wǎng)中，要求測量元件應能反應短路故障點的方向，所以方向阻抗繼電器就成為距離保護裝置中的一種最常用的測量元件。從原理上講，不管繼電器在阻抗復平面上是何種動作特性，只要能判斷出短路阻抗的大小和短路方向，都可稱之為方向阻抗繼電器。但是，習慣上是指在阻抗復平面上過坐標原點并具有圓形特性的阻抗繼電器。在使用阻抗繼電器時要注意“死區(qū)”問題，在“死區(qū)”內(nèi)無法正確動作。方向阻抗繼電器的特性圓經(jīng)過原點，當在保護出口上發(fā)生短路時，線路上的殘余電壓為0，此時不能進行幅值和相位的比較，所以保護不能動作，即存在死區(qū)。（四）LCD-4差動繼電器特

34、性實驗1實驗目的掌握整流型LCD-4型差動繼電器的工作原理、結(jié)構(gòu)、特點和實驗調(diào)試方法。2LCD-4型差動繼電器簡介12R5R63LBDKB15C3C1L1C6W2L2C4C5R142Dwy220kV791011141719R36BZ4BZ3BZ1Dwy5BZR13R41QP2123132462LBR2R1C27BZR122BZ1BZR7R8W1C7JH1LB82QPR9R10R11W3ZJ2C83DWY 4DWYZJ51JHZJ13LPC9R15LCD-4型差動繼電器用于電力變壓器的差動保護。差動繼電器的結(jié)構(gòu)原理內(nèi)部接線如圖2-26所示。 圖2-26 LCD-4差動繼電器原理圖繼電器由差動元件

35、和瞬動元件兩部分構(gòu)成。差動元件由差動工作回路、諧波制動回路、比率制動回路、直流比較回路組成。差動回路是由差動工作回路和諧波制動回路串聯(lián)構(gòu)成。差動工作回路由變流器1LB、m型低通濾波器，它包括電感Ll、電容器C1和C2、整流橋1BZ等組成。m型低通濾波器使50Hz及以下的分量順利通過，100Hz諧波分量得到極大的抑制，其輸出通過整流橋1BZ加到直流比較回路作為工作量。諧波制動回路由帶氣隙非常小的電抗變壓器DKB、m型高通濾波器、整流橋2BZ所組成；其中m型高通濾波器是由電感L2、電容器C3、C4、C5所組成實現(xiàn)使100Hz以上分量順利通過，而對50Hz諧波分量極大的抑制，其輸出通過整流橋2BZ加

36、到直流比較回路作為制動量，其諧波制動量的大小通過電位器w2進行調(diào)整。為了和時間特性配合，通常希望把諧波制動系數(shù)調(diào)整在0.20.25之間，一般不希望制動太強，為了適應各種不同涌流波形考慮到由于繼電器靈敏度較高而在三相涌流中有一相涌流的二次諧波很小的情況下不誤動，故諧波制動回路通過端子(17、19)、(21、23)，把其它二相諧波量引來，通過整流橋5BZ、6BZ來制動本相；而本相諧波制動量通過端子(13，15)引出來去制動其他兩相。比率制動回路由變壓器2LB、3LB，整流橋3BZ、4BZ，穩(wěn)壓管1Dwy、2Dwy所組成。2LB、3LB帶有中心抽頭，其始端、末端分別接入兩側(cè)電流回路，中心抽頭接到差回

37、路，其輸出接到整流橋3BZ、4BZ，作為制動量接到直流比較回路，穩(wěn)壓管1Dwy、2Dwy保證制動特性在56安培下無制動作用，而大于56安時，才實現(xiàn)制動功能，保證在短路故障電流較小時，保證有較高的靈敏度。在兩個穩(wěn)壓管后接有電阻R4、R5、R6。通過切換片1QP實現(xiàn)0.4、0.5、0.6三種不同比率制動系數(shù)。比率制動特性如圖2-27所示。510203040510152025IresIop2.51Kyd=0.6Kyd=0.5Kyd=0.4圖2-27 j=0°時，比率制動特性由于每側(cè)CT變比不一致，引起的不平衡電流，是通過制造廠配套供給的專用自耦變流器進行補償消除的，故在LCD型繼電器內(nèi)部沒

38、有設(shè)置平衡繞組和平衡抽頭。直流比較回路由環(huán)流電阻R7、R8、極化繼電器JH、整定電阻R9、R10、R11，微調(diào)電位器W1所組成，其簡化圖如圖2-28所示。直流比較回路采用環(huán)流比較方式供電給極化繼電器，使繼電器在較小的功耗條件下，獲得較高的靈敏度。通過切換片2QP切至不同的電阻值，繼電器可獲得1、1.5、2、2.5A四個不同整定值。為防止在較高的短路電流水平時，由于CT飽和高次諧波量增加，產(chǎn)生極大的制動力矩而使差動元件拒動，設(shè)置了瞬動元件，它由C6、整流橋7BZ、電位器W3、密封中間繼電器ZJ、穩(wěn)壓管3Dwy、4Dwy所組成。其定值大小通過電位器W3均勻調(diào)整，當短路電流達到410倍額定電流時，瞬

39、動元件快速動作，穩(wěn)壓管34Dwy是提高繼電器返回系數(shù)用的。2Dwy1DwyR9R10R112QPJHW11BZR7R82BZ3BZ4BZR41QPW2R12R7R8JH1BZW12BZ3、4BZ (b) （b）(a)圖2-28 直流比較回路簡化圖3實驗內(nèi)容（1）熟悉LCD-4型差動繼電器的結(jié)構(gòu)原理和內(nèi)部接線，認真閱讀LCD-4型差動繼電器使用說明書。（2）繼電器的差動定值檢查。主要檢查差動繼電器的動作值1A、1.5A、2A、2.5A和測定動作時間。1）電流動作值檢查實驗步驟（1）按圖2-29接線，將差動繼電器的端子，接指示燈回路的端子D2；繼電器端子，接指示燈回路的端子D1，ZNB多功能表不接

40、入（即公共端、輸入2懸空）。注意：接線時不能將指示燈和ZNB多功能表同時接在繼電器端子和上，否則將損壞ZNB多功能表。（2）繼電器動作值壓板放在1A位置。（3）合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)及直流電源和操作開關(guān)BK調(diào)節(jié)單相調(diào)壓器TY2，使電流增大到1A位置。（4）觀察繼電器是否動作，若有誤差，可調(diào)節(jié)動作值微調(diào)W1。實驗完成后使調(diào)壓器輸出為0V，斷開所有電源開關(guān)。（5）改變繼電器動作值壓板位置分別在1.5A、2A、2.5A位置。重復上述步驟（3）和（4）。圖2-29 差動繼電器動作值及諧波制動系數(shù)測試接線圖2）繼電器動作時間檢查實驗步驟（1）按圖2-29接線，接入ZNB多功能表，并將公共端接差動

41、繼電器端子，輸入2接端子；動作信號燈的D1、D2懸空。（2）繼電器動作值壓板放在1A位置，并調(diào)節(jié)好整定值。（3）先合上BK開關(guān)，調(diào)節(jié)TY1使繼電器動作，打開多功能表電源，將其功能選擇開關(guān)置于時間測量檔（“時間”指示燈亮），選“連續(xù)”工作方式，按“清零”按鈕使顯示為0。（4）先斷開操作開關(guān)BK再快速合上BK開關(guān)，記錄差動繼電器動作時間于表2-13中。（5）調(diào)TY2使電流分別增大到1.5A，2A，3A；重復步驟（3）、（4）重做試驗，并將測定的時間記錄于表2-13中。表2-13 差動繼電器的動作時間測定記錄動作電流/A11.523動作時間/ms231674333（6）實驗完成后，將調(diào)壓器輸出調(diào)至0

42、V，斷開所有電源開關(guān)。（7）繪制差動繼電器動作時間特性曲線。4）諧波制動系數(shù)測試實驗步驟如下：接線如圖2-29所示。（1）將繼電器的電流整定在最小1A位置。（2）合三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)、直流電源開關(guān)及K2，調(diào)I2為I2=(0.81)IN，讀取I2。（3）合K1，加電流I1使繼電器剛好動作，讀取I1；（4）減I1使繼電器剛好返回；（5）拉合單相電源開關(guān)繼電器不應動作；（6）計算諧波制動系數(shù)：Kresf=（7）Kresf應為0.150.25之間，若不符要求，可調(diào)節(jié)電位器W2。5）比率制動系數(shù)測量 實驗接線如圖2-30所示。實驗步驟如下：（1）將差動電流動作整定值固定在1A位置，按圖分別接通制

43、動回路和差動電流回路，將制動系數(shù)設(shè)置為0.4。（2）合上三相電源開關(guān)、單相電源開關(guān)和直流電源開關(guān)。（3）先調(diào)TY2使制動回路電流為0，調(diào)TY1增加差動回路電流，使繼電器動作，記錄此時的動作電流，填入表2-14中；然后調(diào)TY1為0。圖2-30 比率制動特性實驗接線圖表2-14 比率制動系數(shù)測量實驗數(shù)據(jù)記錄表I2/A0256710Iop/A 0.990.990.991.211.312.51Kres=0.4（4）調(diào)TY2逐漸增加制動電流，使制動電流分別為表2-14中的數(shù)值，再調(diào)TY1，增加差動回路電流使繼電器動作，記下相應的起動電流，填入表2-14中。（5）按下式計算制動系數(shù)：式中Iop2 制動電流

44、為Ires2時的動作電流；Iop1制動電流為Ires1時的動作電流。（6）更換壓板1QP位置，分別改變制動系數(shù)為0.5或0.6，重復以上實驗步驟。（7）繪制出比率制動曲線。（8）更換差動電流動作整定值，重復上述步驟，可得到不同的比率制動曲線。6復合電壓啟動的過電流保護實驗參見圖2-8實驗原理接線圖。具體實驗步驟如下述：（1）將變壓器原方CT的二次側(cè)短接，串入負序電壓和低電壓繼電器, 調(diào)整I段三個電流繼電器的整定值為4.3A。電壓繼電器整定值為56V，負序電壓繼電器整定值為6V。（2）重復實驗3（三相短路實驗）中步驟（2）至（12），將實驗數(shù)據(jù)記錄于3-4中。（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求出復合電壓啟動的

45、過電流保護的最大保護范圍，分析復合電壓啟動的過電流保護的敏感性，并與低壓閉鎖速斷保護、無時限電流速斷保護的范圍進行比較。表3-4 復合電壓啟動的過電流保護實驗數(shù)據(jù)記錄表 短路電阻/W運行方式4568范圍最大77.8/6.23A81/5.59A83.5/5.07A91.6/4.5A0.8W最小57.3/4.59A61.5/4.26A64.8/3.95A73.7/3.63A4.4W正常62.6/4.98A66.4/4.54A69.7/4.24A78.3/3.85A3.3W7保護動作配合實驗（1）按完全星形接線圖完成實驗接線，將變壓器原方CT的二次側(cè)短接。（2）將三段式電流繼電器的整定值整定：=5.

46、16A，=0秒=2.78A，=0.5秒=1.62A，=1秒（3）系統(tǒng)運行方式選擇為“最大”，將重合閘開關(guān)切換至“OFF”位置，轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇在“線路”。退出連接片，使保護動作后不能夠跳閘。（4）合三相電源開關(guān)，合直流電源開關(guān)，合上變壓器兩側(cè)的模擬斷路器1KM、2KM，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出，使線路上的線電壓不超過100V，負載燈亮，合上模擬斷路器。（5）根據(jù)前面實驗所介紹的方法產(chǎn)生三相短路或兩相短路故障。（6）檢查保護動作情況。保護應按I段II段III段順序動作。（7）實驗結(jié)束，將調(diào)壓器輸出調(diào)為0V，斷開所有電源開關(guān)。注意：由于保護出口連接片已退出（斷開），保護動作后不能使模擬斷路器分斷，所以故障持續(xù)時

47、間不易太長，即要在故障開始后，當所有保護均已經(jīng)動作時，人為斷開故障模擬斷路器。實驗心得：復合電壓過電流保護常使用在變電站10KV出線，35KV及以上變壓器后備保護中；常規(guī)用戶一般只投單純過流保護；發(fā)生過電流時，母線電壓降低，這時候復壓保護動作，邏輯條件為發(fā)生過流并且母線電壓低，這樣可以避免由于電流互感器故障、保護裝置故障引起的保護誤動作，假如過流保護啟動，但是電壓依舊正常，這時候保護就不會動作；還有一種為復壓方向過流保護，這個在判斷電壓的情況下還判斷功率方向，依此判斷故障是否發(fā)生在保護范圍之外，如果功率角為反方向則保護不動作。它普遍應用于電力系統(tǒng)中的變壓器和母線的繼電保護中,簡單的說就是采用比

48、較被保護設(shè)備兩端電流,正常時,兩端電流一進一出相互抵消,內(nèi)部發(fā)生短路等故障時,同時流入內(nèi)部,啟動該繼電器,出口使開關(guān)跳閘起到保護變壓器等設(shè)備的作用。高壓側(cè)流變差動繞組和低壓側(cè)流變差動繞組的電流不平衡，流入功率不等于流出功率，差動就應該動作。差動保護是指在變壓器或高壓電機兩側(cè)安裝電流互感器，其二次繞組串聯(lián)成環(huán)路，差動繼電器并接在環(huán)路上，流入繼電器的電流等于變壓器或高壓電機兩側(cè)電流互感器的二次繞組電流之差。變壓器或高壓電機正常運行或差動保護的保護區(qū)外短路時，流入差動繼電器的不平衡電流小于繼電器的動作電流，保護不動作。在保護區(qū)內(nèi)短路時，流入差動繼電器的電流遠大于繼電器的動作電流，繼電器瞬時動作。跳開

49、斷路器，切除故障。四、電磁型三相一次重合閘實驗（一）實驗目的1熟悉電磁型三相一次自動重合閘裝置的組成及原理接線圖。2觀察重合閘裝置在各種情況下的工作情況。3了解自動重合閘與繼電保護之間如何配合工作。（二）基本原理1DCH-1重合閘繼電器構(gòu)成部件及作用運行經(jīng)驗表明，在電力系統(tǒng)中，輸電線路是發(fā)生故障最多的元件，并且它的故障大都屬于暫時性的，這些故障當被繼電保護迅速斷電后，故障點絕緣可恢復，故障可自行消除。若重合閘將斷路器重新合上電源，往往能很快恢復供電，因此自動重合閘在輸電線路中得到極其廣泛的應用。在我國電力系統(tǒng)中，由電阻電容放電原理組成的重合閘繼電器所構(gòu)成的三相一次重合閘裝置應用十分普遍。圖4-

50、1為DCH-1重合閘繼電器的內(nèi)部接線圖。KAM3KAM1KT21KAMIKAM424317RHL53RVKAM686R4R75RKT10KAM212CKT1圖4-1 DCH-1型重合閘繼電器內(nèi)部接線圖繼電器內(nèi)各元件的作用如下：（1）時間元件KT 用來整定重合閘裝置的動作時間。（2）中間繼電器KAM 裝置的出口元件，用于發(fā)出接通斷路器合閘回路的脈沖，繼電器有兩個線圈，電壓線圈（用字母V表示）靠電容放電時起動，電流線圈（用字母I表示）與斷路器合閘回路串聯(lián)，起自保持作用，直到斷路器合閘完畢，繼電器才失磁復歸。（3）其他用于保證重合閘裝置只動作一次的電容器C。用于限制電容器C的充電速度，防止一次重合閘

51、不成功時而發(fā)生多次重合的充電電阻器4R。在不需要重合閘時（如手動斷開斷路器），電容器C可通過放電電阻6R放電。用于保證時間元件KT的熱穩(wěn)定電阻5R。用于監(jiān)視中間元件KAM和控制開關(guān)的觸點是否良好的信號燈HL。用于限制信號燈HL上電壓的電阻17R。繼電器內(nèi)與KAM電壓線圈串聯(lián)的附加電阻3R（電位器），用于調(diào)整充電時間。由于重合閘裝置的使用類型不一樣，故其動作原理亦各有不同。如單側(cè)電源和兩側(cè)電源重合閘，在兩側(cè)電源重合閘中又可分同步檢定、檢查線路或母線電壓的重合閘等。2重合閘的動作原理現(xiàn)以圖4-2為例說明重合閘的工作過程及原理，圖中觸點的位置相當于輸電線路正常工作情況，斷路器在合閘位置，輔助觸點QF1斷開，QF2閉合。DCH-1中的電容C經(jīng)按鈕觸點SB1（EF）和電阻4R已充電，整個裝置準備動作，裝置動作原理分幾個方面加以說明。（1）斷路器由保護動作或其他原因（觸點1KAM閉合）而跳閘 此時斷路器輔助觸點QF1返回，中間繼電器9KAM起動（利用10R限制電流，以防止斷路器合閘線圈KC(L)同時起動）其觸點閉合后，起動重合閘裝置的時間元件KT經(jīng)過延時后觸點KT1閉合，電容器C通