继电保护与电力自动化实验指导书(完整)

1JBZ-Ⅱ电力自动化及继电保护实验装置实验指导书浙江高自成套设备有限公司浙江高校自动化技术研究所1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………………………………………………752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3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。4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⑧③②①1157.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⑧③②①11AVA6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75.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.8实验2时间继电器特性实验一、实验目的1.熟悉常用时间继电器2.学会调整、测量电磁型继电器的动作值。3.测量电磁型继电器的时间特性。二、常用时间继电器1.时间继电器在电路中起着控制动作时间的作用。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。它通常都有延时吸合触头和延时释放触头,有些型号的时间继电器还兼有瞬时闭合与瞬时分断触头。无论是吸合延时还是释放延时继电器，在电力继电保护回路中常用作时限元件获得延时动作来实现自动控制功效。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启动机构将其线圈上的电压全部撤除来完成的。本实验使用的是JS14S数显型时间继电器,它采用了大规模集成电路，LED数字显示，数字开关预置。该时间继电器设定方便、精度高、延时范围大、输出容量大、功耗低、无机械磨损，故工作稳定可靠。它的端子接线图如图2-1所示。图2-1JS14S接线端子示意图JS14S数显型时间继电器的主要技术参数:(l)额定工作电压：AC220V的85%～110%，50HZ；(2)延时控制精度：交流频率精度0.05秒；(3)触头与容量：AC220V,3A；DC28V,6A(阻性)。JS14S使用说明(l)把数字开关及时段开关预置在所需的控制时间位置，接通电源，此时数显将从零开始计时，当到达所预置的时间时，延时触点动作实现转换，数显保持此刻的时间显示，实现复零键暂停键9定时控制。(2)复零功能可作断开延时使用，即在任意时刻接通复零键(按动)，延时触点将回复到初始位置，断开后(释放复零键)，数显从O开始计时。利用此功能，将复零端子接外控触点也可以实现断开延时。(3)在任意时刻接通暂停键，计时暂停，显示将保持此刻的时间，断开后再继续计时。利用此功能可作累时器使用。(4)在强电场环境中使用，并且复零及暂停键的引线较长时，应使用屏蔽线，以防电磁干扰而影响继电器的正常工作。(5)※※复零及暂停端子不允许(切勿)施接电压三、实验内容1.时间继电器特性测试实验实验原理接线图如图2-4所示。图2-4时间继电器特性测试实验原理图实验步骤如下：1.按图接好线路，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。2.合上QS2，记录电秒表显示的读数，然后复位。3.测量3次，取平均值，结果填入表2.1。且整定后第一次动作时间测量不计入测量结果中；4.计算动作时间误差。表2.1时间继电器动作时间测试整定值123平均误差变差T四、注意事项1.时间继电器的复位键和暂停键的端子都切不可接入电压。2.2.电源引入端子A(B、C)是指从三相电源出线端子上引出A，也可以引出B或C,即220V单相电源。不可误接成380V!或将A、B、C接在一起！10实验3中间继电器特性实验一、实验目的1.熟悉常用中间继电器2.学会中间继电器质检试验方法。二、常用中间继电器简介1.中间继电器是传输或转换信号的一种中继电器元件，它作为辅助继电器，用于各种保护线路和一些控制线路中，以增加主保护继电器或主控制继电器的触点的数量或容量，来实现-点控制多点、以小功率控制大容量等目的。中间继电器实质上是一种电压继电器，但它的数量多且容量大。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，因此中间继电器的可靠动作电压只要达到额定电压的70%即可，瞬动式时间继电器的固有动作时间不应大于0.05秒。本实验使用的是DZ15Q型中间继电器。它的结构和工作原理是这样的：山形导磁体由磁轭与园柱铁心组成，其铁芯上装有线圈。平板衔铁借助磷青铜薄弯板与磁轭板铰链。动、静接触系统分别固定于衔铁与磁轭扳上。当加电压于线圈两端时，衔铁向吸合位置运动，同时改变触点的状态(动合触点闭合)。断开线圈电压(或降低电压至返回值)时，衔铁在拉力弹簧和接触片的反作用力下返回