JBZ-5型电力自动化和继电保护及工厂供配电技术综合实验

PAGE132PAGE1JBZ-5型电力自动化和继电保护及工厂供配电技术综合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目录一、继电器特性实验 4实验1电流继电器和电压继电器特性实验 4实验2JSS48A-S时间继电器特性实验 10实验3中间继电器特性实验 13实验4信号继电器特性实验 16实验5DCD—2差动继电器实验 19实验6方向阻抗继电器实验 23实验7三相一次重合闸装置实验 27二、继电保护实验 32实验8线路的定时限过电流保护实验 32实验9线路的反时限过电流保护实验 36实验10低电压闭锁电流速断保护实验 43实验11单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验 46实验12装设跳跃闭锁继电器的断路器控制回路实验 58实验13“用前加速”和“后加速”方法提高继电保护性能的实验 61三、低压电器与工厂供配电实验 63实验14接触器动作值的检验和触头联锁关系实验 63实验15单相及三相漏电保护电路原理及测试实验 66实验16电流互感器各种常见接线方案及用于电流测量、过电流保护实验 69实验17电压互感器各种常见接线方案及用于电压测量、过电压保护实验及相对地短路保护 73实验18断路器组成的三级保护实验 76附录一三相交流电发生器使用说明 78四、电力自动化实验 80实验19模拟电力系统组成实验 80实验20模拟电力系统并联与短路实验 83实验21模拟变压器的低电压启动的过电流实验 87实验22模拟变压器的差动保护实验 92实验23模拟配电网自动化实验 97实验24模拟发电机输出功率的调节实验 102实验25模拟发电机过电压保护实验 106

一、继电器特性实验实验1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\*GB3①每一整定值的误差不大于±6%。=2\*GB3②继电器刻度极限误差不大于6%。=3\*GB3③动作值的离散度（变差）不大于6%。=4\*GB3④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\*GB3⑤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。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。图1-3电流继电器特性实验原理图实验步骤如下：整定继电器动作值，按图1-3接线，调三相交流电发生器输出指示为0V。检查线路正确后，合上电源开关。调节三相交流电发生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。继电器动作后，再调节三相交流电发生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。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。计算整定值的误差、变差及返回系数 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平均值误差整定值变差返回系数线圈并联123平均值误差整定值变差返回系数四、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。①③①③1111HL1②⑧开关②⑧发生器三相交流电A发生器三相交流电KVAVAAVA~220VN图1-4电压继电器特性实验原理图实验步骤如下：整定继电器动作值，按图1-4接线，三相交流电发生器输出指示为0V。检查线路正确后，合上电源开关；调整三相交流电发生器使电压缓慢升高，记下继电器动作（指示灯HL1亮）时的电压值，即为动作值；继电器动作后，再调节三相交流电发生器使电压缓慢下降，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；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；计算整定值的误差、变差及返回系数；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。③①③①停止11停止11②⑧开关②⑧电秒表(模拟PT)单相调压器AⅡⅢ电秒表(模拟PT)单相调压器KVAVAⅠⅢAVA启动~220V启动NQS2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：按图1-5接线，调压器输出指示为0V，整定继电器动作值。检查线路正确后，合上电源开关。打开电秒表电源开关，工作选择开关置“连续”。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。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。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.

实验2JSS48A-S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JSS48A-S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。复零键暂停键复零键暂停键图2-1JSS48A-S接线端子示意图JSS48A-S数显型时间继电器的主要技术参数:(l)额定工作电压：AC220V，50HZ；(2)延时控制精度：≤0.5%；(3)触头与容量：AC220V,3A；DC28V,5A(阻性)。JSS48A-S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。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中。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.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！

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为辅助继电器，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DZ-15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到原始位置，同时触点恢复正常状态(动断触点闭合)。DZ--15型中间继电器有两对动合和两对动断触点。内部接线如图2-2所示。图2-2DZ-I5型中间继电器接线图(背视)DZ-15型中间继电器通常用在保护装置的出口回路中，用来接通断路器的跳闸回路，因此又称为出口继电器(包括所有DZ系列)。它必须满足继电保护的基本要求：即选择性、速动性、灵敏性、可靠性。本实验通过质捡试验测量动作的最小电压及额定电压下的动作状态，以检验中间继电器的基本特性。DZ-15型中间继电器的主要技术数据如下(可供实验测试对照)：电磁线圈额定电压DC110Ⅴ。动作电压:不小于70%额定电压。返回电压：不小于3%额定电压。动作时间：不大于O.045(s)(在额定电压条件下)。(5)功率消耗：不大于7W(在额定电压下)。三、实验内容2.中间继电器特性测试实验实验原理接线图如图2-5所示。测量中间继电器动作的奏效电压（动作值）和在额定电压下的可靠性。图2-5中间继电器特性测试实验原理图实验步骤如下：1.调压器输出指示为0V，按图2-5接线，检查线路正确后，合上电源开关；2.调整调压器使电压缓慢升高，记下继电器动作（指示灯HD1亮，HD2灭）时的电压值，即为动作值；3.继续调节调压器直至额定电压110V，断开电源开关，再闭合电源开关，观察灯HD1、HD2的状态。重复步骤2、3的操作连续三次，对照主要技术参数，检验中间继电器的动作值和可靠性，得出实验结论。四、注意事项1.DZ-l5型中间继电器和DX-31B信号继电器的电磁线圈均为电压型，接线时应注意它们线圈的端子和接法。2.分清中间继电器和信号继电器的触点端子,切不可接错。3.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！五、思考题l.试说明中间继电器在继电保护装置中的作用？2试计算出中间继电器动作值是否满足技术参数规定的指标?3详细描述多种继电器配合实验的动作关系和返回关系。

实验4信号继电器特性实验一、实验目的1.熟悉常用时间继电器、中间继电器和信号继电器等。2.学会信号继电器的质检试验方法。二、常用信号继电器简介1信号继电器用于继电保护装置和自动装置或个别元件动作后的信号指示。它的系列产品有DX-31A、DX-31B、DX-32A、DX-32B。继电器为嵌入式安装磁电式信号继电器。它由铁芯、线圈、衔铁、接点系统、指示系统、插头座、外壳等几部分组成。当线圈通电时，衔铁被吸引，信号掉牌（指示灯亮）且接点闭合。失去电源时，有的需要手动复归，有的电动复归。信号继电器有电压动作和电流动作两种。本实验使用的是DX-31B型信号继电器，它的内部接线如图2-3所示。图2-3DX-31B型信号继电器接线图(背视)对于信号继电器的技术要求是:灵敏性、可靠性。为此，它有以下几个主要技术参数：(1)继电器的动作值：电压工作绕组不超过70%额定电；(电流型工作绕组不超过80%额定电流。)(2)电压保持绕组的保持电压不大于80%额定保持电压(对DX-32A、DX-32B型信号继电器)。(3)继电器衔铁活动部分应在不小于5%额定值下可靠返回。…………….通过信号继电器特性实验，检测继电器的灵敏性和可靠性。

三、实验内容信号继电器特性测试实验图2-6信号继电器特性测试实验原理图实验原理接线图如图2-6所示。实验步骤如下：1.调压器输出指示为0V，按图2-6接线，检查线路正确后，合上电源开关；2.调节调压器直至额定电压220V，断开电源开关，再闭合电源开关，观察灯HD1是否亮和信号继电器显示是否动作（信号钮跳起）。断开电源开关，复位信号继电动作显示器（掀下）。再闭合电源开关，再观察灯HD1和信号继电器显示器的状态。3.重复步骤2的操作三次，试验信号继电器的灵敏性和可靠性。4.断开电源开关，把灯HD1的联线接到信号继电器的另一对触点上，重复步骤1、2、3的操作，检验这一对触点。4.多种继电器配合实验实验要求：使用电压继电器，时间继电器，信号继电器，中间继电器构成一个过电压保护机构，要求当电压继电器动作后，启动时间继电器延时经过一定时间后，启动信号继电器发信号和中间继电器动作跳闸。实验步骤为：1. 根据所给继电器，自行拟定一个完整的过电压保护实验原理接线图。接线图经过老师审查合格后进行下列实验。逐步加电压，仔细观察各种继电器的动作关系.逐步减电压，仔细观察各种继电器的返回关系.四、注意事项1.DZ-l5型中间继电器和DX-31B信号继电器的电磁线圈均为电压型，接线时应注意它们线圈的端子和接法。2.分清中间继电器和信号继电器的触点端子,切不可接错。3.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！五、思考题l.信号继电器在继电保护装置中的作用？2信号继电器试验结果其动作值是否满足技术参数规定的指标?3.详细描述多种继电器配合实验的动作关系和返回关系。

实验5DCD—2差动继电器实验一、实验目的1. 了解DCD—2差动继电器结构及各线圈作用2. 掌握继电器各线圈间极性检查方法及继电器的动作安匝测定方法。3. 了解直流分量对继电器动作特性的影响。二、实验原理DCD—2继电器由一个执行元件（型的电流继电器）和一个带短路线圈的速路和变流器组成。饱和变流器的导磁体是三柱铁芯，在铁芯的中间柱上绕有一个差动线圈。两个平衡线圈和，右侧铁芯柱上绕有与执行元件相连接的二次线圈，短路线圈的两部分和则分别绕于中间及左侧铁芯柱上。并使它们产生的磁通对左边窗口来说是同向串联的，该继电器除二次线圈外，其余各线圈都有一定数量的抽头。利用插头可改变其匝数，这样便于对继电器的参数进行调整，结构原理图和原理接线图如图7-1所示。继电器的基本原理的利用非故障时暂态电流中的非周期分量来磁化导磁体，提高其饱和程度从而构成躲过励磁涌流及穿越性故障时不平衡电流的作用。当电力变压器空载合闸时，瞬时值很大的励磁涌流全部流过差动绕组，涌流波形具有偏于时间轴一侧的特性，其波形分解为周期性分量和以一定速度衰减的非周期分量。并在导磁体里产生相应的磁通，直流磁通可以无阻碍以两个边柱为路径环流，交流磁通将遭到短路绕组的感应作用而削弱。在直流磁通的作用下导磁体迅速饱和，大大降低了导磁率，因而显著增加了继电器的动作电流，当穿越性短路时，短路电流中含有非周期分量电流时，也产生同样的作用，因而也能防止当穿越短路切除后电压恢复时的误动作。图7图7-1DCD-2差动继电器结构三、预习要求：1. DCD—2差动继电器结构，各线圈作用。2. 不平衡电流，涌流，助磁特性等概念。四、实验内容：1.继电器动作安匝测定483333483333图7-2差动继电器动作安匝测定实验原理图K：闸刀开关R：变阻器AT：单相调压器E：直流电源A：电流表（0—5A—10A）XD：信号灯实验线路如图7-2所示。改变差动线圈匝数，当匝数为20、13、10匝时读取动作电流值，并计算动作安匝，将实验结果记录与表格内，要求动作安匝为60±4安匝表7.1继电器动作安匝测定数据记录差动线圈匝数201310..动作电流(A)计算动作安匝2.差动线圈与平衡线圈极性检查179179图7-3差动线圈与平衡线圈极性检查实验原理图实验接线如图7-3所示，设备仍是图7-2所示的设备。5、3端子相连。先在端子1及9通入电流，差动线圈接在5匝，平衡线圈分别接在16、14、8、4、3匝时，读取动作电流，并计算动作安匝。表7.2差动线圈接在20匝测定数据记录平衡线圈匝数161484.3.动作电流(A)计算动作安匝再在端子1及7通入电流，差动线圈接在5匝，平衡线圈分别接在16、8、3匝时，读取动作电流，并计算动作安匝。表7.3差动线圈接在20匝测定数据记录平衡线圈匝数1683动作电流(A)计算动作安匝c. 把所得结果记录于表格中，并比较a，b项结果，判别极性。注意：a. 在实验中变换匝数，松开螺丝插头前，应拉开电源，避免因螺丝插头切断电流。b. 螺丝插头必须插对，旋紧，以免造成内部局部短路或开路。3.短路线圈匝数比的改变对动作安匝数的影响实验接线如图7-4所示。改变短路线圈的匝数比，即螺丝插头接短路线圈的1—1’，1—2’，1—3’1—4’时，读取动作电流值，并计算动作安匝。把结果记录于表格内。表7.4差动线圈接在20匝测定数据记录短路线圈的匝数比1-1’1-2’1-3’1-4’动作电流(A)计算动作安匝五、实验报告要求：1. 列表记录各项测定数据。并计算结果加以分析，画出曲线。2. 说明各线圈的功用。3. 直流助磁特性曲线陡和平滑对变压器差动保护的影响？六、注意事项1.实验前必须阅读实验指导书、预习有关内容。2.正确联接实验电路，并明确平衡线圈、差动线圈、短路线圈。七、思考题1.为什么要有平衡线圈和短路线圈?可否没有?2.直流助磁特性曲线陡和平滑对变压器差动保护的影响？实验6方向阻抗继电器实验一、实验目的观察方向阻抗继电器的结构。掌握方向阻抗继电器的整定方法及精工电流、记忆回路的整定方法。掌握方向阻抗继电器的静态特性和特性测量方法，学会求取最大灵敏角及最小精确工作电流。二、LZ-21型向阻抗继电器简介本实验采用LZ-21型向阻抗继电器，这种方向阻抗继电器属于相灵敏接线的整流型方向阻抗继电器。它同功率方向继电器一样，由电压形成回路，整流比较回路和执行元件三部分组成。LZ-21型方向阻抗继电器的原理接线图如图18-1所示。图18-1LZ-21型方向阻抗继电器端子1、2，和3、4为继电器中电抗变压器DKB的两个原方线圈的电流引入端子。端子5、6、7为继电器中电压变换器YB的原方线圈端子，用于引入电压,,，如5、6端子接电压，则7端子接电压。端子9、10、11为继电器中JJ极化继电器的两对节点（一对常开节点和一对常闭节点）。LZ-21型方向阻抗继电器的交流额定电压为100V，交流额定电流为5A，额定频率为50赫兹，阻抗的整定值为2Ω-20Ω。三、实验内容**+910-**5454UVUi6332211图18-2LZ-21型方向阻抗继电器实验原理接线图实验步骤为：1.阅读LZ-21方向阻抗继电器原理接线图（图18-1），掌握LZ-21方向阻抗继电器的原理及实验内容2.熟悉实验原理接线图（图18-2），即拟定一实验图。3.根据拟好的线路图（图18-2）接线，检查线路是否正确。将Ui调至00，开三相交流电发生器的输出加1A电流，可用示波器检查接线极性是否正确。4.调整方向阻抗继电器的动作阻抗值。用改变方向阻抗继电器面板上螺钉插孔的位置来实现的。例如：,时，若DKB的阻抗，为了得到，的抽头百分数可选用40。5.测量方向阻抗继电器的静态特性（阻抗园特性），作图求最大灵敏角（，）。a.开输出，保持方向阻抗继电器的电流回路通过的电流为。使输入继电器的电压为某一电压值，注意输入电压不应大于20V。b.改变电流和电压的相位角差，使继电器动作（由灯不亮到亮），对于每一固定电压，可测出两个角度，将测量值填入表18.1中；c.改变输入电压值，重复上述操作，测量5-8组数据； d.计算动作阻抗值，作出静态特性图，求出整定灵敏角。表18.1方向阻抗继电器测试（）（V 测量方向阻抗继电器的静态特性，求最小精工电流a.保持上述接线及阻抗继电器的整定值不变，调整输入电压和电流的相角差为并保持不变。b.将电流回路的输入电流调到某一值。c.改变电压，由大到小，直到方向阻抗继电器动作，找出同一电流下使继电器刚好动作的两个电压值，并记下动作电压值。d.改变输入电流，重复上述操作，测量结果填入表18.2中e.计算阻抗值绘制方向阻抗继电器静态特性的曲线；f.在特性曲线上确定最小精工电流，当动作阻抗为值时的最小电流即为最小精工电流。表18.2方向阻抗继电器的曲线测试（A）32.521.51.0U（V）U1U2四、思考题1.分析实验所得和特性曲线，求出精确工作电流。2.讨论电压回路和电流回路所接的可变阻的作用。3.测量的动作阻抗要按换算，为什么？。五、实验报告要求：1. 列表记录各项测定数据。并计算结果加以分析，画出曲线。2. 说明各线圈的功用。六、注意事项1.实验前必须阅读实验指导书、三相交流电发生器说明书、预习有关内容。2.正确联接实验电路。注：三相交流电发生器使用见附录

实验7三相一次重合闸装置实验1．实验目的1）熟悉JCH-4A三相一次重合闸装置的工作原理及构造。2）了解JCH-4A三相一次重合闸装置的用途及使用意义。3）掌握JCH-4A三相一次重合闸装置单侧电源系统与双侧电源系统中的两种接线方法。4）了解JCH-4A三相一次重合闸装置的主要技术参数。5）学会正确使用三相一次重合闸装置的方法。2．实验器材1）JCH-4A三相一次重合闸装置部件1台2）指示灯部件1台3）瓷盘变阻器2台4）220VDC直流电源（实验台上配备）5）220VAC交流电源（实验台上配备，可以通过实验台右下角单相220VAC电源“启动”按钮，停止按钮控制）6）交流电压表1只7）实验导线若干3．实验内容1）JCH-4A型三相一次重合闸装置的工作原理及构造。JCH-4A型三相一次重合闸装置采用A11，JK-1两种壳体，前盖材料为透明的有机玻璃，可清楚地观察到产品的动作准备情况（发光管指示）以及整定值，卸下前盖，可方便地进行整定，拔出机芯，可方便地进行了维护。工作原理如图22-1，装置由充放电回路，准备指示回路，启动回路（时间回路），控制电路及动作保持回路构成。稳压管V1对控制回路的电源稳压。充电回路由阻容RC构成，当充电15-25S后，准备指示回路动作，发光管LED发光，装置处于准备状态。中间继电器由+220V电源和限流电阻组成的驱动回路驱动，用控制回路控制其动作与否，时间回路由振荡器，分频计数器及三位拔盘等构成。当重合闸启动时，接通时间回路的电源，经延时（三位拔盘整定）后，接通中间继电器的控制回路，使中间继电器动作，并通过一对触点与电流线圈构成自保持回路，此保持状态直到保持回路断开。保持电路保持电路恢复时间17-22SSJ①②③⑧⑥⑦④SJZJL+L-ZJ1ZJ2接合闸线圈接合闸线圈接后加速继电器图22-1产品原理图片装置的基本功能实现及工作过程如图22-2。a）手动合闸：在投入前应将装置放电（端子3、6短接一次）完毕。当手动合闸时KK1接通对充电回路的电容器充电，此时如果输电线路存在故障，则断路器很快又被切除。由于电容器充电时间短没有达到门坎电压，中间继电器控制回路不能接通，避免了断路器发生重合闸。若线路正常，则经15-25S后电容器充满电，装置准备动作。b）断路器由保护动作或其它原因而跳闸：此时断路器的辅助触点DL1返回接通，启动SJ，经延时后，接通中间继电器控制电路；ZJ（V）动作后，接通断路器合闸电路系统（L+KK1端子②ZJ1ZJ（I）XJQPTBJ2DL2HCL-）HC通电后，实现一次重合闸，与此同时XJ发出信号。由于ZJ（I）的作用，ZJ1能保持直到断路器完成合闸，其辅触点DL2断开为止，如果线路上是瞬间故障，则重合闸成功后，电容器自行充电，经15-25S后，装置重新处于准备动作状态。c）手动跳闸：手动跳闸时，KK1断开，切断了产品的启动回路，从而避免了断路器的重合闸。d）线路上存在永久性故障，此时经一次重合闸后，断路器第二次跳闸（重合闸不成功），SJ仍启动，但这段时间小于恢复时间（15-25S）不能接通控制电路使ZJ（V）动作，因而保证装置动作一次。图22-2(2)JCH-4A三相一次重合闸装置的主要技术参数。额定电压直流220V合闸保持直流0.25A一次重合闸的恢复时间在额定电压下15-25S整定范围:0.1-9.9S3)JCH-4A三相一次重合闸装置实验接线如图22-3接线前将单相220VAC电源开关QS2关上.图22-3JCH-4A三相一次重合闸实验接线图4、实验步骤首先将三相一次重合闸装置的透明罩拿下，整定重合闸装置的重合启动时间。整定的方法：延时计算公式：t=10×m+20,式中t-延时时间（ms）,m-拔盘数值。由于上式可得m=t/10-2，如果整定为t=0.5S，则m=48，将拔盘数字拔到48，再将打开的透明罩盖上复原。由于ZJ（I）触头的保持电流为0.25A，直流电源的电流为220V，所以将图中的电阻值必须为600欧左右；按下实验台右下角单相220VAC交流电源开关QS合上，交流电压表V有220VAC交流电压，即表明三相一次重合闸装置已加上220VDC直流工作电源。KK5按下将装置中的电容器的电放掉，DL钮子开关放在分闸状态，然后将KK1钮子开关搬到合闸位置，按下按钮KK3，指示灯DHC点亮，手动合闸信号送出实现手动合闸，然后将DL钮子开关放到合闸状态，如果线路中存在永久性故障，合闸后又很快分闸，再将DL钮子开关搬到分闸状态，完成上述操作不要超过10S钟，此时准备就绪指示灯LED未亮，经过整定时间t=0.5后，指示灯DHC仍未点亮，接着搬下KK1使它在跳闸位置，此段时间内准备就绪指示灯LED都未亮，整个操作过程时间必须小于15S，说明手动合闸后由于线路中有故障，三相一次重合装置不会重合。手动合闸后如果线路正常，经过15-25S准备重启动指示灯LED点亮，这时如果线路出现故障，保护动作、断路器跳闸：将DL钮子开关搬到分闸状态位置，经整定时间t=0.5S后，指示灯DHC、DJSJ同时点亮，此时准备再启动重合指示灯灭，说明重合装置送出合闸信号，实现重合闸。如果不是线路，不是瞬间故障而是永久性故障，则重合后又迅速跳闸，再将DL钮子开关搬到分闸状态，完成上述操作时间应小于10S，经过整定启动时间t=0.5S后，指示灯DHC、DJSJ不在点亮，接着搬下钮子开关KK1，完成此上所有操作不要超过15S钟，实现重合闸装置只合闸一次。手动跳闸将DL钮子开关搬到合闸位置状态,按下手动跳闸按钮KK4、DL3指示灯点亮，发出跳闸信号，搬下钮子开关KK1、DL钮子开关搬到跳闸位置，经过整定重合时间t=0.5S后，指示灯DHC、DJSJ不在点亮，说明重合闸装置手动跳闸后不再启动重合闸。5、注意事项实验前必须确认实验台上的各种电源控制及输出正常。严禁带电插拔实验导线。本实验必须要正确的操作实验中的按钮开关及接线。6、问题与思考JCH-4A型三相一次重合闸装置主要用于电力系统二次回路中，作为实现三相一次重合闸的主要元件，本实验中给出了单侧辐射式电源系统的外部接线图，你能画出双侧供电源系统的外部接线图吗？在二次保护线路中，如果装置中中间元件触点ZJI卡住或熔接用什么方法防止断路器多次重合闸呢？

二、继电保护实验实验8线路的定时限过电流保护实验一、实验目的1.掌握定时限过电流保护的整定原则与方法；2.明确定时限保护装置中信号继电器、中间继电器的应用与作用；3.理解供配电系统中组成的定时限过电流保护线路及其保护原理；4.学会自我设计电路原理图，并分析判断运行结果的正确性。二、定时限过电流保护简要说明电力系统的发电机、变压器和线路等电气元件发生故障时，将产生很大的短路电流，而且，故障点距离电源愈近，短路电流愈大。所以，继电保护装置根据故障电流大小而动作的电流继电器和其他电器元件构成过电流保护和速断保护。当故障电流超过它们的整定值时,保护装置就动作，使断路器跳闸，将故障从系统中切除。其中常用的一种是过电流保护就是定时限过电流保护。定时限保护是指继电保护的动作时间(时限)固定不变，与故障电流的大小无关。定时限保护的时限由时闻继电器获得的，它的时限根据保护要求来整定。定时限过电流保护一般采用两段式保护。通常由电磁型电流继电器、时间继电器、中间继电器和信号继电器构成。实际电力运行中的变压器定时限过电流保护与线路定时限过电流保护的原理接线如图3-1所示。在图3-1中，继电器l、2、3、7构成无时限过电流保护，继电器4、5、6、8构成定时限保护。电流继电器作为起动元件，首先反映出电流的剧增。当过载时，LH(TA)二次电流I2大于继电器动作电流时，首先继电器4或5动作，其次6动作，在整定的时限后8动作，发出信号的同时，最后动作于断路器的跳闸线圈TQ、断路器QD跳闸，切断故障。当发生短路时，LH(TA)二次电流I2大于继电器动作电流时，继电器1或2动作，接着3动作；然后7动作发出信号同时动作于断路器跳闸线圈TQ、断路器QD跳闸、切除故障。本实验拟定为两级定时限过电流保护，其简化原理示意图(只示意继电器动作顺序)如图3-2所示。从图3-2可以看出其保护原理和保护组成的环节所用的继电器基本上是相同的。QFYRQFYR图3-1定时限过电流保护原理接线图

1、2、4、5为电磁型电流继电器；3为中间继电器;6为时间继电器；7、8为信号继电器；9、10为跳闸连接片；11为电流试验端子YR1YR2YR1YR2I.>II.>IKA1KT1KS1KM1KA2KT2KS2KM2QF1WL1QF2dWL2图3-2两级定时限过电流保护简化示意图三、实验内容l.在没有对实验台供电的前提下，按图3-3正确连接实验电路，并反复检查是否接线有误。2.核查单相调压器置“0”输出位置。模拟WL1阻抗的RP1调至较小值(逆时针方向调节，但不要调到底，约RP1值的1/3~1/4)，而模拟WL2阻抗的RP2则调至较大值(顺时针方向调节，约RP2值的2/3~3/4)。3.闭合总电源开关，按起动按钮，对实验装置台供电。调节单相调压器，使电流表通过的电流为2A，此电流假定为通过电流继电器KA1和KA2的最大负荷电流I‘Lmax，按停止供电按钮断电。计算最大负荷电流公式为I’Lmax=（Kw/Ki）ILmax，其中Kw为电流继电器KA1和KA2的结线系数。接线系数有三种情况：①两相两继电器式结线属相电流结线。在一次电路发生任何相间短路时，Kw=l，即保护灵敏度都相同。②两相一继电器式结线，即两相电流差结线或两相交叉结线，当一次电路发生三相短路时，。KA1、KA1、KA2为电流继电器；KT1、KT2为时间继电器；KS1、KS2为信号继电器；KM1、KM2为交流接触器；HL1、HL2为模拟跳闸灯；图3-3两级定时限过电流保护实验电路③当装有电流互感器的A、C两相短路时，。而当A、B两相或B、C两相短路时，，这里B相未装电流互感器。Ki为电流互感器的变流比。4.整定计算KA1和KA2的动作电流：不仅动作电流IOP要躲过IL‘max，而且返回电流Ire也要躲过IL‘max，因此式中Krel可靠系数，取1.2。（DL型电流继电器取1.2，GL型电流继电器取1.3。）Kre继电器的返回系数，取0.8。于是，动作电流应为。根据内容3中的要求，通过的电流为2A，即，故。5.整定KT1和KT2时间继电器的动作时间。先拟定将KT2整定为0.7S（两级定时限过电流保护，后一级取0.7S），为了保证前后两级保护装置动作的选择性，按“阶梯原则”进行整定，前一级保护动作的时间t1，应比后一级保护中整定的时间t2要大一个时间级差△t。一般△t取0.5~0.7S)。故当t1取0.7S，△t取0.6S时，则KTl整定取t1=t2+△t=0.7+0.6=1.3S。6.将RP2逆时针方向调小阻值，以模拟线路WL2首端K处发生三相短路。7.合上单相电源开关对实验装置供电后,按下启动按钮同时观察前后两级保护装置的动作情况及HL1、HL2二指示灯点亮的顺序。四、注意事项1.认真细致读懂实验电路，特别注意各个继电器的线圈接线端子及其触点的接线端子,千万不要弄错。2.注意继电器的触点端子是串接在哪一个继电器的动作线圈。3.接线时要分步完成，并且先接串联、后并联。五、思考题1.定时限过电流保护动作电流、动作时限的整定原则是什么?如何计算?如何整定?2.在实际运行线路中，在后一级保护动作使断路器跳闸后，前一级保护动作会不会使其断路器紧接着跳闸?为什么?3.在什么情况下，后一级保护启动，前一级保护动作也会使其断路器跳闸？

实验9线路的反时限过电流保护实验一、实验目的1.了解GL感应型电流继电器的结构、接线、动作原理及其使用方法。2.掌握调整GL感应型电流继电器的动作电流和动作时限，理解其反时限动作特性和10倍动作电流时的动作时限的概念。3.掌握组成去分流的反时限过电流保护，理解其工作原理，明确反时限过电流保护在电力系统中的作用。二、简要介绍感应型电流继电器主要应用于电力系统、电动机的过负荷和短路保护。由于它兼有电磁式电流继电器、时间继电器、信号继电器和中间继电器的多项功能，使它在继电保护装置中既能作为起动元件，又能实现延时、给出信号和直接接通跳闸电路；而且不仅能实现带时限的过电流保护，还可以实现电流速断保护，从而使保护装置大大简化。另外，它还可以直接用于交流操作。因此它广泛用于具有反时限及定时限特性动作时限要求的保护回路。所谓反时限保护是指继电保护的动作时间与短路电流的大小成反比短路电流越大，保护动作时间越短，短路电流越小，则保护动作的时间越长。反时限保护是由感应型过电流继电器构成的，它具有反时限动作特性。感应式电流继电器的动作时间可以利用螺杆来调节，它是通过调节(改变)扇形齿轮顶杆行程的起点，而使动作恃性曲线上下移动。但应注意到，继电器时限调节螺杆的标尺度，是以10倍动作电流的动作时间来刻度的，即标度尺上标示的动作时间是继电器线圈通过的电流为其动作电流的10倍时的动作时间，而继电器实际的动作时间与通过继电器线圈的电流大小有关，需要从相应的动作恃性曲线上去查对。目前，在10KV及以下供电的用户，广泛地采用交流操作的反时限电流保护作为其主进线开关和变压器开关的保护。本实验采用的是GL-21/5感应型过电流继电器，它有一个动合主触点，其内部接线如图4-1所示。图4-1GL-21/5感应型过电流继电器接线图（背视）主要技术数据(1)额定电流5A，感应元件的动作电流(A)分别为：2；2.5；3；3.5；4；4.5；5。(2)动作时间(s)：0.5；1；2；3；4。(3)电磁(速断)元件动作电流倍数：2；4；6；8。(4)继电器线圈的长期允许承受100%额定电流。(5)触点的通断容量：在电压不大于220V时，能长期接通直流或交流5A，但是断开所接通的电路，应由别的触点担任。(6)感应元件的返回系数不小于0.85～0.8。运用GL-21/5感应型过电流继电器实现两级保护原理电路如图4-2(a)所示。图中TA1和TA2分别为上下两级线路的电流互感器。(a)(b)(b)(c)(c)图4-2两级保护一次系统和整定说明※两级保护有：=1\*GB3①上一级为定时限电流保护，下一级为反时限电流保护。=2\*GB3②上、下两级均为反时限电流保护。两级保护无论采取何种方式，两级保护的时限均要有时限级差，对于定时限过电流保护，可取时间级差为△t=0.5S；对于反时限过电流保护，可