电力系统继电保护实验指导书

1、电力系统继电保护实验指导书电气与信息工程学院实验中心前 言电力系统继电保护实验课电力系统继电保护课程重要的实践教学环节，通过实验，加深学生对课程内容的理解，掌握电力系统继电保护的实际运用能力。学生通过实际操作，从实验中观察到系统故障现象和掌握正确处理的措施，加深对继电器、继电保护装置、自动装置理论知识的理解；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。目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。目 录实验一 电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验）1实验二 单侧电源辐射式线路三段式电流保护实

2、验（综合型）5实验三 Y/11双绕组变压器差动保护实验（综合型）10实验四 具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验（综合型）15实验五 自动重合闸前加速保护实验（综合型）18实验六 零序电流保护实验（综合型）21实验一 电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验）一、实验目的1、熟悉DL型电流继电器的实际结构、工作原理、基本特性；2、掌握其动作电流、返回电流及返回系数的整定计算方法；3、绘制电磁型电流继电器特性实验的原理接线图。4、熟悉DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；5、掌握动作电压、返回电压、返回系数及相关参数的整定计算方法；6、绘制电磁型电压继电器特性实验的原理接线图

3、。二、实验原理DL20c电流继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态：常开触点闭合，常闭触点断开。继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联时指示值等于整定值标注的；继电器两线圈并联使用时，整定值为指示值的2倍，转动刻度盘上指针，可以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。DY20c系列电压继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈两端电压达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。继电器的铭牌刻度值是按电压继电器两线圈并联时指示值等于整定值标注的；两线圈串联使用时，则整定值为指示值的2倍，转

4、动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。三、实验仪器设备与器材序号设备名称使 用 仪 器 名 称数量1ZB07DL-24C/电流继电器1只2ZB35交流电流表1只3THKDZB3触点通断指示灯1只输电线路1相1ZB08DY-28C/160电压继电器1只2ZB36交流电压表1只3ZB03三刀双掷开关1只4ZB43可调电阻器三1只5 THKDZB3触点通断指示灯1只A母线电压2相四、实验内容与步骤1、电流继电器动作电流和返回电流的测试 a、选择ZB07电流继电器组件中的DL24C/2型电流继电器，确定动作值并进行初步整定。本实验整定值为0.7A及1.6A。用长柄一字螺丝刀打开继

5、电器透明塑料外壳，用手拨动指针，使指针指在其中一组实验值。 b、根据整定值确定继电器线圈的接线方式（串联或并联）；查表11。 c、按图11接线，请老师检查。确定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线路阻抗在B母线，两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，R1电阻在最大值。 起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“电流”档，手动合1QF，监视“系统电压”电压表，慢慢增大调压器输出电压，调节变阻器，增大输出电流，使继电器动作。读取能使继电器动作的最小电流值，即常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表11(如果动作值整定值相差较大，按本节后面第（4）点所述方法进行调整。该工作应在老

6、师指导下完成)；动作电流用Iop表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器，减小输出电流，使触点开始返回至原来位置时的最大电流称为返回电流，用Ire表示，读取此值并记入表11，并计算返回系数；继电器的返回系数是返回电流与动作电流的比值，用Kre 表示图11电流继电器实验接线图 Kre=Ire/Iop过电流继电器的返回系数在0.850.9之间。当小于0.85或大于0.9时，应进行调整，调整方法详见本节第2步骤。表1-1电流继电器特性实验结果记录表整定电流I（A）0.7A继电器两线圈的接线方式选择为：1.6A继电器两线圈的接线方式选择为：测试序号123123实测起动电流Iop实测返回电流Ire

7、返回系数Kre=Ire/Iop求每次实测起动电流与整定电流的误差%以上实验，要求平稳单方向地调节电流的实验参数值，并应注意舌片转动情况。如遇到舌片有中途停顿或其他不正常现象时，应检查轴承有无污垢、触点位置是否正常、舌片与电磁铁有无相碰等现象存在。动作值与返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值的误差不应大于±3%。否则应检查轴承和轴尖。在实验中，除了测试整定点的技术参数外，还应进行刻度检验。用整定电流的1.2倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±3%。否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。返回系数的调整 返回系数不满足要求时

8、应予以调整。影响返回系数的因素较多，如轴间的光洁度、轴承清洁情况、静触点位置等。但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。返回系数的调整方法有：a 调整舌片的起始角和终止角; 调节继电器右下方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响。故可用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小，反之，返回系数愈大调节继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响。故可用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止角与磁极的间隙愈大，返回系数愈大

9、；反之，返回系数愈小。b 不调整舌片的起始角和终止角位置，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数也越大；反之返回系数越小。 c 适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。3、动作值的调整 a 继电器的整定指示器在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值，为此可调整右下方的舌片起始位置限制螺杆。当动作值偏小时，调节限制螺杆使舌片的起始位置远离磁极；反之则靠近磁极。b 继电器的整定指示器在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。 c 适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。4、过电压继

10、电器（KVO）的动作电压和返回电压测试a 选择ZB08电压继电器组件中的DY28c/160型过电压继电器，确定动作值为1.4倍的额定电压，即实验参数取140V并进行初步整定。整定方法同电流继电器。 b 根据整定值确定继电器线圈的接线方式。c 按图1-2接线。请老师检查。确定自耦调压器旋钮指示输出零位。两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，ZB43上800电阻阻值调到最大。 起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“主变”档，监视“系统电压”电压表及ZB36电压表，慢慢增大调压器输出电压至160V，向阻值减小方向调节800电阻，此时注意观察触点通断指示灯，灯刚好亮时，过电压继

11、电器刚好动作。读取能使继电器动作的最小电压Uop，向阻值增大方向调节800电阻，待触点通断指示灯，灯刚好熄灭，继电器返回，读取能使继电器返回的最高电压Ure，记入表12并计算返回系数Kf。返回系数的含义与电流继电器的相同。返回系数不应小于0.85，当大于0.9时，也应进行调整。图12过电压继电器试验接线图 图13低电压继电器试验接线图5、低电压继电器（KVU）的动作电压和返回电压测试a 选择ZB08电压继电器组件中的DY28c/160型低电压继电器，确定动作值为0.7倍的额定电压，即实验参数取70V并进行初步整定。b 根据整定值确定继电器线圈的接线方式。c 按图1-3接线，请老师检查无误后，确

12、定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线路阻抗在B母线，两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，ZB43上800电阻阻值调到最大。 起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“主变”档，监视“系统电压”电压表及ZB36电压表，慢慢增大调压器输出电压至100V，向阻值减小方向调节800电阻，此时注意观察触点通断指示灯，使灯熄灭。反方向调节电阻待触点通断指示灯点亮，低电压继电器刚好动作，继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压Uop。读取能使继电器动作的最小电压Uop。向阻值增大方向调节800电阻，待触点通断指示灯，灯刚好熄灭，继电器返回，舌片开始被吸上时的电压称为返回电压Ufj读取能

13、使继电器返回的最高电压Ufj，记入表12并计算返回系数Kre。表1-2继电器种类过电压继电器低电压继电器整定电压U（伏）140V继电器两线圈的接线方式选择为：70V继电器两线圈的接线方式选择为：测试序号123123实测起动电压Uop实测返回电压Ure返回系数Kre=Ure/Uop求每次实测动作电压与整定电压的误差 %返回系数Kf为: Kf = Ure/ Uop低电压继电器的返回系数不大于1.2，用于强行励磁时不应大于1.06。用额定电压1.1倍进行冲击试验后，复试定值，与整定值的误差不应超过±3%。否则应检查可动部分的支架与调整机构是否有问题，或线圈内部是否层间短路等。五、实验结果与

14、分析实验结束后，针对过电流继电器实验和过电压、低电压继电器实验要求及相应动作值、返回值、返回系数的具体整定方法，完成表1-1、1-2并按实验报告编写的格式和要求及时写出电流/电压继电器实验报告六、实验总结与思考1、电流继电器的返回系数为什么恒小于？2、如果继电器返回系数不符合要求，如何正确地进行调整？ 3、电流继电器与电压继电器比较，从结构、原理和用途来说有哪些不同？实验二 单侧电源辐射式线路三段式电流保护实验（综合型）一、实验目的1、掌握无时限电流速断保护、带时限电流速断保护及过电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。2、理解输电线路阶段式电流保护的原理图、展开图及保护装置中各继电器的功用。

15、3、掌握阶段式电流保护的电气接线和实验技术。二、实验原理1、阶段式电流保护的构成由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。图2-1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图2-1。WL-1线路保护的第段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路WL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。第段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路WL-1的全部并延伸至线路WL-2的一部分，其动作时限为t1II = t2I +t。无时限电流速断和带

16、时限电流速断是线路WL-1 的主保护。第段为定时限过电流保护，保护范围包括WL-1及WL-2全部，其动作时限为t1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III = t2III+t ，t2III 为线路WL-2的过电流保护的动作时限。当线路WL-2短路而WL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路WL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称远后备。线路WL-1本身故障，其主保护速断与带时限速断拒动时，WL-1的过电流保护也可起后备作用，这种后备作用称近后备。2、阶段式电流保护的电气接线图2-2为三段式电流保护接线图，其中1KA、2KA、1KS、KOU构成第段无时限电流速断

17、（a）原理图 （b）展开图图22 三段式电流保护接线图保护；3KA、4KA、1KT、2KS、KOU构成第段带时限电流速断保护；5KA、6KA、7KA（两相三继电器式接线）、2KT、3KS、KOU构成第段定时限过电流保护。KOU为保护出口中间继电器。 3、整定计算参考附录中计算模型。图23 (a) AB段线路三段式电流保护交流电流部分实验接线图图23（b） AB段线路三段式电流保护直流部分实验接线图图2 4 (a) BC段线路三段式电流保护交流电流部分实验接线图 直流操作电源保护操作及信号回路AB段电流I段AB段电流II段AB段电流III段1QF保护出口及电动跳闸回路AB段电流I段AB段电流II

18、I段2QF保护出口及电动跳闸回路 图24（b） BC段线路三段式电流保护直流部分实验接线图4、三段式电流保护选用的继电器规格及整定值总表表2-1线路编号用 途型号规格整定范围实 验整定值线圈接法AB段线路1KA无时限电流速断QF24C/61.56A3A并联3KA带时限电流速断QF24C/20.52A1.4A并联1KT限时速断时间DS-210.21.5S1S5KA定时限过电流QF24C/20.52A0.6A串联2KT过电流时间DS-221.25S3SBC段线路7KA无时限电流速断QF24C/61.56A2.4A串联9KA定时限过电流QF24C/20.150.6A0.8A串联3KT过电流时间DS-

19、232.510S5S三、实验仪器设备与器材序号设备名称使 用 仪 器 名 称数量1ZB07电流继电器组件2件2ZB10OPB12B中间继电器2只3ZB05光字牌1件4ZB29时间继电器组件1件5ZB30JX21A/T信号继电器1件6ZB35存储式智能真有效值交流电流表1只7ZB42可调电阻722只8THKDZB3AB、BC段输电线路3相负载电阻R11只直流电源1路四、实验内容与步骤1、根据（表2-1）三段式电流保护选用的继电器规格及整定值总表提供的技术参数, 对各段保护的每个继电器进行整定。2、AB段线路保护按图23（a）（b）接线，然后请指导教师检查。确定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线

20、路阻抗在B母线，“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，R1、ZB42电阻均在最大值。起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“电流”档，打开直流操作电源，手动合1QF，监视“系统电压”电压表，慢慢增大调压器输出电压至100V线电压，“故障线路”旋钮打到“AB段”，此时系统正常运行。按“线路故障设置”自锁钮SBA、SBB、SBC选择故障相，按SB模拟输电线路发生两相短路故障，调节实验台左侧滑线变阻器调节手轮改变故障点位置，观察并记录实验现象及相关数据。注意观察验证三段式保护各自的保护范围及相互配合。设置三相短路故障，观察并记录实验现象及相关数据。注意观察验证三段式保护各自的保护范围及相互

21、配合。3、AB、BC两段线路保护配合按图24（a）（b）接线，然后请指导教师检查。确定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线路阻抗在B母线，两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，R1、ZB42电阻均在最大值，起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“电流”档，打开直流操作电源，手动合1QF、2QF，监视“系统电压”电压表，慢慢增大调压器输出电压至100V线电压，“故障线路”旋钮打到“AB段”，此时系统正常运行。按“线路故障设置”自锁钮SBA、SBB、SBC选择故障相，按SB模拟输电线路发生两相短路故障，调节实验台左侧滑线变阻器调节手轮改变故障点位置，观察并记录实验现象及相关数

22、据。注意观察验证两段线路的保护范围及相互配合。设置三相短路故障，观察并记录实验现象及相关数据。注意观察验证三段式保护各自的保护范围及相互配合。五、实验结果与分析实验结束后，记录实验现象及相关数据，完成实验结果后要认真总结，按要求及时写出实验报告。六、实验总结与思考实验三 Y/11双绕组变压器差动保护实验（综合型）一、实验目的1、理解变压器差动保护，掌握变压器纵差动保护的实验原理和实验接线2、掌握Y/11变压器纵差动保护中对相位的补偿方法及原理。二、实验原理变压器纵差动保护作为变压器的主保护，可以用来反应绕组套管及引出线的短路故障，保护动作于跳开各侧开关。它适用于：6.3MVA及以上的并列运行的

23、变压器、发电厂厂用变压器和企业中的重要变压器；10MVA及以上的单独运行的变压器和发电厂厂用备用变压器。变压器差动保护的基本工作原理与线路纵差动保护相同。其原理接线如图3-1所示。纵差动保护是按比较变压器两侧的电流大小及相位的原理构成的。当变压器外部（d1）故障时，流入差动继电器的电流IKA=Ia-Ib=0；当内部故障时，Ij=Ia+Ib=Id，当Id大于差动继电器的动作电流时，差动保护将无延时地跳开两侧开关1QF，2QF。为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变比，使得在正常运行或外部短路时，两个电流相等。例如在图3-1中应使Ia=Ib=IA/nb=I1/n2或 n2/

24、n1=IB/IA=nT式中 n1一次侧电流互感器变比，n2二次侧电流互感器变比，nT变压器变比。 但由于电流互感器的实际变比与计算变比不同，这就会打破理想状态，在差动线圈中产生不平衡电流，它可能使差动保护误动作。为了消除这种不良影响，可将差动继电图3-1器的平衡线圈串入电流较小的保护臂进行补偿。如图3-2。若线圈的极性连接和电流正方向如图中所示，且Ia>Ib，则适当选择平衡线圈的匝数，使之满足 Wph×Ib=Wcd（Ia-Ib）则差动继电器铁心中的磁势为零，其二次侧W2中无感应电势，从而抵消了由于电流互感器的实际变比与计算变比不同产生的不平衡电流的影响。实际上，差动继电器的平衡

25、线圈只有整数匝可以选择，因而铁心中磁势不会为零，其二次侧线圈中仍有残余电流，这在整定计算中应给予考虑。 用BCH-2型差动继电器构成的变压器纵差动保护整定计算的任务是确定继电器动作电流及线圈匝数，并校验其灵敏系数。下面以双绕组变压器纵差动保护为例 ，介绍整定计算的原则和步骤： 图3-2（1）选择电流互感器变比，计算变压器额定运行时差动臂上的电流，并取较大侧为基本侧。（2）计算变压器外部短路时的最大短路电流，归算到基本侧。 （3）按以下三个条件确定保护装置的动作电流。 1）躲过变压器空载合闸或外部短路切除后电压恢复时的励磁涌流 Iop=Krel×I1N （3-1）式中 Kk-可靠系数，

26、取1.3；I1N-变压器基本侧的额定电流。 2）考虑电流互感器二次回路断线，应躲过变压器正常运行时的最大负荷电流 Iop=Kk×IL. max （3-2）Krel-可靠系数，取1.3；IL. max变压器正常运行时基本侧的最大负荷电流,当最大负荷电流不能确定时,可采用变压器基本侧的额定电流3)躲过外部短路时的最大不平衡电流Iop=Krel(KnpKstfi+U+fph)Ik.max （3-3）式中 Krel-可靠系数，取1.3； Knp非周期分量影响系数，取1； Kst电流互感器同型系数，取1； fi电流互感器允许的最大相对误差，取0.1；U变压器调压分接头改变时引起的相对误差，一般

27、取调压范围的一半；fph继电器平衡线圈整定匝数与计算匝数不等而产生的相对误差，由于在计算动作电流时fph还不能确定，所以先采取中间值0.05； Ik.max变压器外部短路时最大短路电流的周期分量，归算至基本侧 根据以上计算结果，取最大者作为保护装置动作电流的计算值Iop.jb.js 。（4）确定基本侧线圈匝数基本侧继电器动作电流的计算值 Iop.KA.jb.js=KconIop.jb.js/nTA （3-4）式中Kcon接线系数,电流互感器为星形时Kcon=1,为三角形时Kcon=1.732；NTA基本侧电流互感器变比基本侧动作线圈匝数 Ww.jb.js=AW0/ Iop.J.jb.js （3

28、-5）式中 AW0-继电器动作安匝，取60安匝。根据继电器线圈实有抽头情况，先选取差动线圈Wcd.set，然后选基本侧平衡线圈匝数Wph.jb.set，使基本侧实际工作线圈Ww.jb.set=Wcd.set+Wph.jb.set。为了保证选择性，Ww.jb.set应比 Ww.jb.js小而接近。继电器保护装置的实际动作电流为 Iop.KA.jb.set=60/Ww.jb.set （3-6） Iop.jb.set =nTA×Iop.KA.jb.set/Kcon （3-7）（5）确定非基本侧平衡线圈匝数 根据变压器在额定运行时，继电器内部的磁势平衡条件，可求得非基本侧平衡线圈匝数，即I2

29、e.jbWg.jb.set=I2e.fj(Wcd.set+Wph.fj.js) （3-8）选择接近Wph.fj.js的整匝数，作为非基本侧平衡线圈的实际匝数Wph.fj.set 。 非基本侧工作线圈的实际匝数Wg.fj.set=Wcd.set+Wph.fj.set （18-9）（6）校验相对误差fph 继电器工作线圈实际匝数与计算匝数不完全相等，产生相对误差fph， 即 fph=(Wph.fj.js-Wph.fj.set)/(Wph.fj.js+Wcd.set) （3-10） 按上式计算结果，若fph0.05，符合初步计算假设条件，则不必进行重复计算。若fph0.05，则应将实际值代入 （3-

30、3）中，重新计算动作电流及各线圈匝数。（7）短路线圈抽头的确定 短路线圈匝数越多躲过励磁涌流的能力就越强，但在内部短路时，由于非周期分量影响，继电器动作时间越长。因此应根据实际情况综合考虑。一般中小容量的变压器可选用C-C、D-D ，大容量的变压器选用A-A、B-B。（8）保护装置的灵敏度按下式计算灵敏系数 Ksen=Id.min/Iop.jb.set (3-11) 式中 Ik.min变压器内部短路时，归算至基本侧故障点的最小短路电流。 要求 Ksen2，若不满足要求，可考虑选用BCH-1或DCD-5型差动继电器。三、实验仪器设备与器材序号设备名称使用仪器名称数量1ZB20差动继电器1台2ZB

31、35真有效值交流电流表1只3ZB30JX21A/T信号继电器1只4ZB29DS-22时间继电器1只5ZB10出口中间继电器1只6ZB09中间继电器1只7ZB06光字牌1只8THKDZB-3直流电源1路主变压器1台负载电阻R1、R2各1只输电线路AB、BE段三相四、实验内容与步骤1.对差动继电器的整定调试按继电器特性实验中所述对差动继电器进行调试整定。根据计算模型的整定计算，本实验中差动继电器差动绕组整定为20匝，平衡绕组整定为3匝，接入低压侧差动臂；平衡绕组II整定为19匝，接入高压侧差动臂。2.正常情况下不平衡电流的观测按图3-3（a）进行实验接线，检查接线正确性。确定自耦调压器旋钮指示输出

32、零位，AB段线路阻抗在B母线， “距离保护电源开关”在关断状态，R1电阻在最大值。 起动控制屏，“实验内容”旋钮打到“主变”档，打开直流操作电源，手动合1QF、3QF、4QF，监视“系统电压”电压表，慢慢增大调压器输出电压至380V，此时系统正常运行。注意观察A1、A2、A3示数，A3示数应为2A（若相差较多可调节负载R1）；A1、A2两示数之差即为由于电流互感器实际变比和计算变比不同引起的不平衡电流。记录在表19-1中。3.观察变压器中压侧内部短路时保护的动作情况按图3-3（b）接好直流控制回路，检查接线正确性。将“主变故障设置1”黑色旋钮打到“低压侧”，“主变故障设置2”黑色旋钮打到“内部

33、”档。按“变压器故障设置”自锁钮SBA、SBB、SBC选择故障相，按SBO模拟变压器中压侧内部发生两相短路故障，调节变阻器R2调节手轮改变故障点位置，观察并记录实验现象及相关数据。（注意：调节变阻器R1、R2调节手轮时，R1只允许减为总阻值的1/3，最严重短路情况只允许R2阻值减为总阻值的1/4。如果差动继电器不立刻跳3QF、4QF，必须迅速按SBO，解除故障。否则，会发生危险。）设置三相短路故障，调节R2变阻器调节手轮改变故障点位置，观察并记录实验现象及相关数据。（注意：调节变阻器R1、R2调节手轮时，R1只允许减为总阻值的1/3，最严重短路情况只允许R2阻值减为总阻值的1/3。如果差动继电

34、器不立刻跳3QF、4QF，必须迅速按SBO解除故障。否则，会发生危险。）4.观察变压器低压侧外部短路时保护的动作情况将“主变故障设置2”黑色旋钮打到“外部”档，按照步骤4方法及注意事项完成该项内容。5. 不进行相位补偿时观察变压器低压侧短路时保护的动作情况将变压器原边电流互感器接线改为Y型，不进行相位补偿，重复步骤3、4，观察差动继电器的动作情况，记录相关数据。认真分析体会相位补偿的作用。6.观察电流互感器二次回路断线时保护的动作情况1）系统正常运行没有设置故障的情况下，断开电流表A1回路，观察保护动作情况，并记录A1，A2，A3示数，填入表31中；2）系统正常运行没有设置故障的情况下，断开电

35、流表A2回路，观察保护动作情况，并记录A1，A2，A3示数，填入表31中； 3）统正常运行没有设置故障的情况下，断开电流表A3回路，观察保护动作情况，并记录A1，A2，A3示数，填入表31中，思考为什么在整定保护动作值时要考虑躲过电流互感器二次回路断线。7. 观察比较电流互感器的接线方式对差动继电器的影响改变变压器一次侧或二次侧的电流互感器二次绕组两端子的接线，即调换两条导线的位置， 图33（a）变压器差动保护交流回路接线图重复步骤3、4实验，观察记录实验现象。与上述实验结果做比较，思考为什么会出现这种现象。将结果记录在实验报告中。1. 结束实验后务必迅速按SBO解除故障，接着断开1QF、3Q

36、F、4QF，关断直流电源，停止控制屏。图3-3（b）变压器差动保护实验控制部分接线图五、实验结果与分析实验结束后，记录实验现象及相关数据，完成实验结果表3-1，按要求及时写出实验报告。表3-1保护工作情况A1A2A3差 动 继 电 器 的 动 作 情 况变压器正常工作变压器低压侧内部故障变压器低压侧外部故障相位不补偿电流互感器二次回 路断线123六、实验总结与思考实验四 具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验（综合型）一、实验目的1、掌握具有灯光和音响监视的断路器控制回路的工作原理。2、理解为使具有灯光和音响监视的断路器控制回路能安全可靠地工作，电路必须满足对回路监视的基本要求。3、了解控制开

37、关的触点图表及开关在电路中的应用，掌握具有灯光和音响监视控制回路的接线和动作试验方法。二、实验原理具有灯光和音响监视的断路器控制回路如图41。图41 具有灯光和音响监视的断路器控制回路当断路器处于跳闸状态时，跳位继电器KTP线圈、QF常闭辅助触点和YO线圈组成通路，由于KTP线圈电阻远大于YO线圈电阻，所以KTP动作，其常开触点接通了绿灯HG回路，绿灯发光，指示断路器在跳闸位置。当断路器处于合闸位置时，合位继电器KCP线圈、QF常开辅助触点和YR线圈组成通路，KCP也因线圈电阻远大于YR电阻而动作，其常开触点接通了红灯HR回路，红灯发光，指示断路器处于合闸位置。其它动作过程与图261相似。这里

38、不再叙述。控制电路图41具有失电及回路断线报警功能：当断路器控制回路熔断器1FU（2FU）熔断或当断路器合闸后KCP线圈断线、分闸后KTP线圈断线时，KCP和KTP线圈失电，其常闭触点闭合，接通了光字牌HP回路。HP左侧接通冲击继电器KAI，于是警铃发声，预告故障的存在；同时光字牌HP也通电发光，告知故障的性质。三、实验仪器设备与器材序号设备名称使 用 仪 器 名 称数量1ZB09DZ31中间继电器2只2ZB02信号指示灯和万能开关组件1只3ZB06光字牌1只4ZB18ZC23A冲击继电器1只绿色按钮1只5THKDZB32QF跳、合闸回路各1路直流操作电源1路四、实验内容与步骤1、按图41具有

39、灯光和音响监视的断路器控制回路进行接线。2、检查上述接线的正确性，确定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线路阻抗在B母线，两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，起动控制屏，打开直流操作电源。 3、SAC手柄顺时针转动45 °使断路器合闸， SAC手柄逆时针转动45 °使断路器跳闸，观察分析实验现象并记录在表41中。通过操作与观察，深入理解具有灯光和音响监视的断路器控制回路中，各元件及接点的作用和电路动作逻辑。4、在以下几种情况下观察记录实验现象： 取下1FU，模拟1FU熔断。 取下2FU，模拟2FU熔断。 断开KTP电源，QF跳闸状态下。 在QF

40、合闸状态下，断开KCP电源。五、实验结果与分析在试验结束后，认真分析控制回路的动作过程及音响装置的起动原理，完成表41，按要求完成实验报告。表41序号名称代号控制开关SAC步骤4接通接通、1合闸接触器YO 2跳闸线圈YR3断路器QF4光字牌HP5跳闸位置继电器KTP6合闸位置继电器KCP7跳闸位置信号灯8合闸位置信号灯六、实验总结与思考1、在断路器控制电路中为什么要确保断路器分、合闸线圈短时通电？2、在灯光和音响监视的断路器控制电路中，如何用继电保护和自动装置来进行分、合闸操作？请在该实验接线图的基础上完善。实验五 自动重合闸前加速保护实验（综合型）一、 实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的

41、原理接线2、理解自动重合闸前加速保护的组成形式，技术特性，掌握其实验操作方法。3、了解自动重合闸前加速的应用范围。二、实验原理重合闸前加速保护的动作原理可由图5-1说明,线路WL-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路WL-2上装有过流保护4，ARE仅装在靠近电源的线路WL-1上。无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端短路时的短路电流来整定，动作不带延时。过流保护2、4的动作时限按阶梯原则整定，即t2t4。图 5-1 自动重合闸前加速保护原理说明图当任何线路、母线（I除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所A的无选择性电流速断保护1总是首先动作，不带延时地将1QF跳开，而后

42、ARE动作再将1QF重合，若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ARE的动作退出工作，因此，此时只有各过流保护再次起动，有选择性地切除故障。图5-2示出了ARE前加速保护的原理接线图。其中1KA是电流速断，2KA是过流保护。从该图可以清楚地看出，线路WL-1故障时，首先速断保护的1KA动作，其接点闭合，经KAC的常闭接点不带时限地动作于断路器 使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸继电器，将断路器重合。重合闸动作的同时，起动加速继电器KAC，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因KAC的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2KA及KT带时限有选择

43、性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ARE的优点。其缺点是增加了1QF的动作次数，一旦1QF或ARE拒绝动作将会扩大停电范围。图 5-2 自动重合闸前加速保护原理接线图三、实验仪器设备与器材序号设备名称使 用 仪 器 名 称数量1ZB19重合闸继电器及控制部件1件2ZB30JX21A/T信号继电器2只3ZB10DZB12出口中间继电器1只DZS12返回延时中间继电器1只4ZB29DS21时间继电器1只5ZB05光字牌2只6ZB03三刀双掷开关1只7THKDZB3直流电源1路断路器1QF1只断路器1QF常闭辅助

44、触点1对断路器1QF跳、合闸回路各1四、实验内容与步骤1、根据前面所述方法对继电器进行调试整定，时间继电器整定为2S。2、根据时间继电器、加速继电器、保护出口继电器的技术参数选择相应的操作电源。3、按图5-3自动重合闸前加速保护接线图接线，并检查接线的正确性。4、确定自耦调压器旋钮指示输出零位，AB段线路阻抗在B母线，两只船形开关“距离保护电源开关”“差动保护电源开关”均在关断状态，起动控制屏，打开直流操作电源进行实验。5、按1QF红色方形钮合闸，闭合ZB19上开关BK，重合闸开始充电，20S后闭合ZB03开关，直流操作电源 保护操作及信号回路自动重合闸启动回 路重 合 闸回 路加速继电器回路

45、前加速跳闸出口继电器过流保护1QF跳闸回路自动重合闸前加速动作A站重合闸动作信号继电器动作指示灯回路信号继电器电动复归回路图53 自动重合闸前加速保护实验接线图模拟输电线路发生故障后过电流保护继电器和电流速断继电器动作，（模拟永久性故障）观察记录实验现象。重点观察加速加速继电器、重合闸的动作情况。6、重合闸充满电后，闭合ZB03开关，再迅速断开，模拟输电线路发生故障后过电流保护继电器和电流速断继电器动作，（模拟瞬时性故障）观察记录实验现象。7、认真分析比较步骤6和步骤7的实验现象有什么不同，做好笔记。五、实验结果与分析分析前加速保护动作特性，完成实验报告。六、实验总结与思考1、在重合闸动作前是

46、由哪几个继电器及其触点共同作用，实现前加速保护的？2、重合于永久性故障，保护再次起动，此时由哪几个继电器及其触点共同作用，有选择性地再次切除故障的？3、在前加速保护电路中，重合闸装置动作后，为什么KAC继电器要通过1KA的常开触点、KAC自身延时返回的常开触点进行自保持？实验六 零序电流保护实验（综合型）一、实验目的1、理解输电线路阶段式零序电流保护的原理图及保护装置中各继电器的作用。2、掌握无时限零序电流速断保护、带时限零序电流速断保护及定时限零序电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。3、掌握阶段式电流保护的电气接线和实验技术。4、熟悉微机保护装置的零序电流保护实现原理。二、实验原理1、零

47、序电流保护用来保护110KV及以上的大电流接地系统，通常采用三段式零序电流保护：（1）无时限零序电流速断保护，又名零序I段保护；（2）带时限零序电流速断保护，又名零序II段保护；（3）零序过电流保护，又名零序III段保护；2、三段式零序电流保护的电气接线：如图6-1其中1KAZ、KC、1KS构成段无时限电流速断保护；3KAZ、1KT、3KS构成 图61 三段式零序电流保护原理图II段带时限零序电流速断保护；5KAZ、2KT、5KS构成III段零序过电流保护。图中各代号请查阅实验指导书后面附录常用字符表。3、整定计算：图62零序电流保护整定计算模型零序I段（1）零序I段按躲过被保护线路末端单相或

48、两相接地短路时，流过保护的最大零序电流 3I0。maWL，即 II0。op。1 = KIrel×3I0。maWL （61） KIrel 零序I段的可靠系数，一般取1.21.3。（2）躲过断路器三相触头不同时合闸时，出现的最大零序电流3I0。bt，即II0。op。1 = Krel×3 I0。bt （62）Krel 可靠系数，一般取1.11.2；I0。bt 三相触头不同时合闸时出现的最大零序电流。若保护动作时间大于断路器三相不同期时间，可以不考虑此项。零序II段（1）零序II段应与相邻下一段线路的零序I段配合，即 III0。op。1 = KIIrel×II0。op。2 / K0。b （63） KIIrel 零序II段的可靠系数，一般取1.11.2； II0。op。2 相邻下一段的零序I段的动作电流； K0。b 零序电流的助增分支系数。本实验中取1。（2）零序II段的灵敏系数按最小运行方式下，被保护线路末端发生不对称接地故障时，流经保护安装点的最小零序电流进行校验。Klm = 3I0。B。min / III0。op。11.31.5 （64） 若灵敏度校验不合