《电力系统继电保护原理》 实验指导书 电气与电子工程学院 微机保护实验室编 华北电力大学 2010年12月
《电力系统继电保护原理》 实 验 指 导 书 电气与电子工程学院 微机保护实验室编 华北电力大学 2010 年 12 月
前 言 1.实验总体目标： 电力系统继电保护原理实验是与电力系统继电保护原理课程配套的专业实验课，是电气 工程及其自动化专业学生必修的一门专业实验课。本实验的目的是在学生学完《电力系统继 电保护》等课程之后，通过实验进一步加深对所学的知识的巩固、理解和应用。通过几种常 用继电保护和由它们构成的整组保护的调试，加强学生的动手能力，使学生受到必要的基本 技能训练，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。 其任务是根据提供的保护原理图、所学继电保护基本知识进行继电器调试、整组实验， 通过调试实验，加深对继电器、继电保护装置、电力系统基本保护原理理论知识的理解：掌 握常用仪器和试验设备的使用方法，以及继电器的构造原理、调试方法步骤：掌握阅读保护 控制、测量、自动装置的原理展开图和安装图的读图方法， 2.适用专业：电气工程及其自动化 3.先修课程：《电路”、《电机学w、《电力系统暂态分析(《电力系统故障分析” 4.实验课时分配 实验项目 学时 实验一、电磁型电流继电器和时间继电器实验 2 实验二、D忆型中间和D以型信号继电器实验 2 实验三、单侧电源辐射线路电流保护实验 2 实验四、整流型功率方向继电器实验 实验五、相间距离保护实验 2 实验六、 实验七 实验八、 实验九 实验十、 5。实验环境：继电保护测试仪十套、电流、时间、功率方向、阻抗、信号、中间继电器 十在，投影机一套。 6.实验总体要求：根据所学理论知识，要求学生能够对实验过程中记录的实验数据给出 正确的分析和解释，熟悉和掌握实验过程和实验数据的处理方法并且独立写出实验报告：实 验报告要求写出完整的实验过程：回答实验指导书中的思考题。 7,本实验的重点、难点及教学方法建议：本实验利用继电保护测试仪产生故障电流 电压，综合运用各种继电器，构成继电保护实验系统，实验内容涉及《电力系统故障分析》 中故障电流、电压特点及《电力系统继电保护原理》线路保护的基本原理，知识点具有复合 性。建议：首先仔细阅读各种继电器和继电保护测试仪的说明书，熟悉它们的基本构成、基 本工作原理，再结合实例开展教学，效果会更好一些
１ 前 言 1．实验总体目标： 电力系统继电保护原理实验是与电力系统继电保护原理课程配套的专业实验课，是电气 工程及其自动化专业学生必修的一门专业实验课。本实验的目的是在学生学完《电力系统继 电保护》等课程之后，通过实验进一步加深对所学的知识的巩固、理解和应用。通过几种常 用继电保护和由它们构成的整组保护的调试，加强学生的动手能力，使学生受到必要的基本 技能训练，培养学生运用所学知识分析和解决问题的能力。 其任务是根据提供的保护原理图、所学继电保护基本知识进行继电器调试、整组实验， 通过调试实验，加深对继电器、继电保护装置、电力系统基本保护原理理论知识的理解；掌 握常用仪器和试验设备的使用方法，以及继电器的构造原理、调试方法步骤；掌握阅读保护、 控制、测量、自动装置的原理展开图和安装图的读图方法。 ⒉ 适用专业：电气工程及其自动化 ⒊ 先修课程：«电路»、«电机学»、«电力系统暂态分析»（«电力系统故障分析» ⒋ 实验课时分配 实验项目 学时 实验一、电磁型电流继电器和时间继电器实验 2 实验二、DZ 型中间和 DX 型信号继电器实验 2 实验三、单侧电源辐射线路电流保护实验 2 实验四、整流型功率方向继电器实验 2 实验五、相间距离保护实验 2 实验六、 实验七、 实验八、 实验九、 实验十、 ⒌ 实验环境：继电保护测试仪十套、电流、时间、功率方向、阻抗、信号、中间继电器 十套，投影机一套。 ⒍ 实验总体要求：根据所学理论知识，要求学生能够对实验过程中记录的实验数据给出 正确的分析和解释，熟悉和掌握实验过程和实验数据的处理方法并且独立写出实验报告；实 验报告要求写出完整的实验过程；回答实验指导书中的思考题。 ⒎ 本实验的重点、难点及教学方法建议：本实验利用继电保护测试仪产生故障电流、 电压，综合运用各种继电器，构成继电保护实验系统，实验内容涉及《电力系统故障分析》 中故障电流、电压特点及《电力系统继电保护原理》线路保护的基本原理，知识点具有复合 性。建议：首先仔细阅读各种继电器和继电保护测试仪的说明书，熟悉它们的基本构成、基 本工作原理，再结合实例开展教学，效果会更好一些
目 录 序号 实验名称 页码 实验 电磁型电流继电器和时间继电器实验 3 实验 DZ型中间和DX型信号继电器实验 > 实验 单侧电源辐射线路电流保护实验 8 实验四 整流型功率方向继电器实验 11 实验五 相间距离保护实验 15
２ 目 录 序号 实验名称 页码 实验一 电磁型电流继电器和时间继电器实验 3 实验二 DZ 型中间和 DX 型信号继电器实验 7 实验三 单侧电源辐射线路电流保护实验 8 实验四 整流型功率方向继电器实验 11 实验五 相间距离保护实验 15
实验一、电磁型电流继电器和时间继电器实验 一、实验目的 (1)了解电磁型电流继电器和时间继电器的构造、特性，掌握继电器基本参数（电流， 时间)的调整方法。 (2)了解继电保护测试仪的功能和使用方法。 二、实验类型 验证型 三、实验仪器 MRT-2000多功能继电保护测试仪，电流继电器、时间继电器。 四、实验原理 1)电流继电器：反应通入电流线圈的电流与其整定值电流大小，动作于接点瞬时闭合， 通过改变整定把守的位置（改变制动弹簧的弹力），可以改变电流继电器的整定值。 2)时间继电器：反应工作线圈是否接通额定工作电压（一般是直流电压），动作于接点 经整定时间后延时闭合，通过改变静触点的位置（改变动触点的行程），达到改变整定值的 目的。 五、实验内容和要求 1、电流继电器起动电流，返回电流实验 1.1、实验接线如图 (一) 熟悉继电器额定参数。 ·按图接线。 ·请老师检查接线。 ·按附录有关章节所述，打开测试仪电源 ·在测试仪人机对话界面设置各量 ·测试仪使用方法见附求I有关章节（建议用手动试验） 测试仪 1a1n跳公共 图（一） 1.2、测定DL型继电器的起动电流： 使继电器线圈串联，整定把手放在最大位置，输入电流从零开始逐步增加，直到继电器 接点闭合。使继电器刚好能动作的最小电流即为动作电流I血， 注意：测试过程中电流步长值要适当(0.01A数量级)。 起动电流可用下列方法进行整 )利用改变继电器的线圈串联或并联，进行整定值范围的选择。当线圈串联时，其动 作值的范围即为刻度盘上所示的值。当线圈并联时，其动作值为刻度盘上值的两倍
３ 实验一、电磁型电流继电器和时间继电器实验 一、实验目的 （1）了解电磁型电流继电器和时间继电器的构造、特性，掌握继电器基本参数（电流， 时间）的调整方法。 （2）了解继电保护测试仪的功能和使用方法。 二、实验类型 验证型 三、实验仪器 MRT-2000 多功能继电保护测试仪，电流继电器、时间继电器。 四、实验原理 1) 电流继电器：反应通入电流线圈的电流与其整定值电流大小，动作于接点瞬时闭合， 通过改变整定把守的位置（改变制动弹簧的弹力），可以改变电流继电器的整定值。 2) 时间继电器：反应工作线圈是否接通额定工作电压（一般是直流电压），动作于接点 经整定时间后延时闭合，通过改变静触点的位置（改变动触点的行程），达到改变整定值的 目的。 五、实验内容和要求 1、电流继电器起动电流，返回电流实验。 1.1、实验接线如图（一） 熟悉继电器额定参数。 ·按图接线。 ·请老师检查接线。 ·按附录 I 有关章节所述，打开测试仪电源。 ·在测试仪人-机对话界面设置各量。 ·测试仪使用方法见附录Ⅰ有关章节（建议用手动试验） 图（一） 1.2、测定 DL 型继电器的起动电流： 使继电器线圈串联，整定把手放在最大位置，输入电流从零开始逐步增加，直到继电器 接点闭合。使继电器刚好能动作的最小电流即为动作电流Idz 。 注意：测试过程中电流步长值要适当（0.01A 数量级）。 起动电流可用下列方法进行整定 i) 利用改变继电器的线圈串联或并联，进行整定值范围的选择。当线圈串联时，其动 作值的范围即为刻度盘上所示的值。当线圈并联时，其动作值为刻度盘上值的两倍
)改变整定把守的位置（改变弹簧的拉力）可进行起动电流的均匀整定。 1.3、测定L型继电器的返回电流：待继电器动作后，使通入的电流平滑下降直至使 继电器接点返回，此时电流即为继电器的返回电流。 1.4、返回系数 将测出的1血，数值填入（一）中，计算返回系数。K= 电流继电器的返回系数K不应小于0.85。当Kh大于0.95时，应注意触点压力不应 太小。 表（一： 两线圈串联 两线圈并联 整定值 备注 刻度最小刻度中间刻度最大刻度最小刻度中间刻度最大 1血安) h(安) K 15、继申黑的调整方法 动作值不符合刻度盘时 ,可按以下顺序进行调整 )将继电器的把手放在最大值，当测出的动作电流值小于盘上数值时，应调整左限止 杆，可将舌片的起始位置远离电磁铁的磁极：大于盘上数值时，则应调整左限止杆，将其移 近磁极。 1)再将把手放在最小值，测动作申流。由于第一步已将最大值调整到与刻度盘相符满 足要求。若最小值还不符合要求，则可以用改变弹簧拉力进行调整，顺时针移动弹簧使电流 减少，反之增大 刻度盘调整的同时，要检查最大位置的返回系数及最小位置时接点接触的可靠性，满足要求 后再检查中间位置的刻度。 返回系数不符合规定值时的调整方法： 返回系数是继电器的重要指标，对于过电流继电器其返回系统总是小于1，要求在满足 可靠性的基础上返回系数大些， 这样可使保护装置具有较高的灵敏度 通过调整Z形活片的右限位杆或左限位杆，使舌片终止位置时的端部与磁极间的间隙愈 大，返回系数愈大，反之则愈小。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，动作 值与返回系数的调整是相互关联的，须反复调节方可完成。 2、时间继电器的调整实验 1 实验结线如图（二）所示 熟悉继电器额定参数 ·按图接线。 ·请老师检查接线。 ,按附录I有关章节所述，打开测试仪电源。 ·在测试仪人机对话界面设置各量。 测试仪使用方法见附录【有关章节（建议用手动试验
４ ii)改变整定把守的位置（改变弹簧的拉力）可进行起动电流的均匀整定。 1．3、测定 DL 型继电器的返回电流：待继电器动作后，使通入的电流平滑下降直至使 继电器接点返回，此时电流即为继电器的返回电流Ih 。 1.4、返回系数： 将测出的Idz , Ih 数值填入(一)中，计算返回系数。Kh = dz h I I 电流继电器的返回系数 Kh 不应小于 0.85。当Kh 大于 0.95 时，应注意触点压力不应 太小。 表（一）： 两线圈串联 两线圈并联 整定值 刻度最小 刻度中间 刻度最大 刻度最小 刻度中间 刻度最大 备注 Idz 安) Ih (安) Kh 1.5、继电器的调整方法： 动作值不符合刻度盘时，可按以下顺序进行调整： i）将继电器的把手放在最大值，当测出的动作电流值小于盘上数值时，应调整左限止 杆，可将舌片的起始位置远离电磁铁的磁极；大于盘上数值时，则应调整左限止杆，将其移 近磁极。 ii）再将把手放在最小值，测动作电流。由于第一步已将最大值调整到与刻度盘相符满 足要求。若最小值还不符合要求，则可以用改变弹簧拉力进行调整，顺时针移动弹簧使电流 减少，反之增大。 刻度盘调整的同时，要检查最大位置的返回系数及最小位置时接点接触的可靠性，满足要求 后再检查中间位置的刻度。 返回系数不符合规定值时的调整方法： 返回系数是继电器的重要指标，对于过电流继电器其返回系统总是小于 1，要求在满足 可靠性的基础上返回系数大些，这样可使保护装置具有较高的灵敏度。 通过调整 Z 形舌片的右限位杆或左限位杆，使舌片终止位置时的端部与磁极间的间隙愈 大，返回系数愈大，反之则愈小。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，动作 值与返回系数的调整是相互关联的，须反复调节方可完成。 2、时间继电器的调整实验： 2.1、实验结线如图（二）所示 熟悉继电器额定参数。 ·按图接线。 ·请老师检查接线。 ·按附录 I 有关章节所述，打开测试仪电源。 ·在测试仪人-机对话界面设置各量。 ·测试仪使用方法见附录Ⅰ有关章节（建议用手动试验）