第一篇：繼電保護實驗報告

第一章電力自動化及繼電保護實驗裝置交流及直流電源操作說明

一、實驗中開啟及關閉交流或直流電源都在控制屏上操作。

1、開啟三相交流電源的步驟為：

1）開啟電源前，要檢查控制屏下面“直流操作電源”的“可調電壓輸出”開關（右下角）及“固定電壓輸出”開關（左下角）都須在“關”斷的位置。控制屏左側面上安裝的自耦調壓器必須調在零位，即必須將調節手柄沿逆時針方向旋轉到底。2）檢查無誤后開啟“電源總開關”，“停止”按鈕指示燈亮，表示實驗裝置的進線已接通電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進行實驗電路接線操作是安全的。3）按下“啟動”按鈕，“啟動”按鈕指示燈亮，只要調節自耦調壓器的手柄，在輸出口u、v、w處可得到0～450v的線電壓輸出，并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當屏上的“電壓指示切換”開關撥向“三相電網輸入電壓”時，三只電壓表指示三相電網進線的線電壓值；當“指示切換”開關撥向“三相調壓輸出電壓”時，三表指示三相調壓輸出之值。4）實驗中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實驗操作的安全。實驗完畢，須將自耦調壓器調回到零位，將“直流操作電源”的兩個電源開關置于“關”斷位置，最后，需關斷“電源總開關”。

2、開啟單相交流電源的步驟為：

1）開啟電源前，檢查控制屏下面“單相自耦調壓器”電源開關須在“關”位置，調壓器必須調至零位。2）打開“電源總開關”，按下“啟動”按鈕，并將“單相自耦調壓器” 開關 撥到“開”位置，通過手動調節，在輸出口a、x兩端，可獲得所需的單相交流電壓。3）實驗中如果需要改接線路，必須將開關撥到“關”位置，保證操作安全。實驗完畢，將調壓器旋鈕調回到零位，并把“直流操作電源”的開關撥回“關”位置，最后，還需關斷“電源總開關”。

3、開啟直流操作電源的步驟為：

1）在交流電源啟動后，接通“固定直流電壓輸出”開關，可獲得220v、1.5a不可調的直流電壓輸出。接通“可調直流電壓輸出”開關，可獲得40～220v、3a可調節的直流電壓輸出。固定電壓及可調電壓值可由控制屏下方中間的直流電壓表指示。當將該表下方的“電壓指示切換”開關撥向“可調電壓”時，指示可調電源電壓的輸出值，當將它撥向“固定電壓”時，指示輸出固定的電源電壓值。2）“可調直流電源”是采用脈寬調制型開關穩壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時保護電路。所以本電源在開機時，約需有3～4秒鐘的延時后，進入正常的輸出。

3）可調直流穩壓輸出設有過壓和過流保護告警指示電路。當輸出電壓調得過高時（超過240v），會自動切斷電路，使輸出為零，并告警指示。只有將電壓調低（約240v以下），并按“過壓復位”按鈕后，能自動恢復正常輸出。當負載電流過大（即負載電阻過小），超過3a時，也會自動切斷電路，并告警指示，此時若要恢復輸出，只要調小負載電流（即調大負載電阻）即可。有時候在開機時出現過流告警，這說明在開機時負載電流太大，需要降低負載電流。若在空載下開機，發生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器til117漏電使過流保護起控點改變所致，一般經過空載開機(即開啟交流電源后，再開啟“可調直流電源”開關)預熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復正常。

第二章、電力自動化及繼電保護實驗的基本要求和安全操作規程

一、實驗的基本要求

電力自動化及繼電保護實驗的目的在于培養學生掌握基本的實驗方法與操作技能。培養學生學會根據實驗目的，實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，選擇所需儀表，確定實驗步驟，測取所需數據，進行電路工作狀態的分析研究，得出必要結論，從而完成實驗報告。在整個實驗過程中，必須集中精力，及時認真做好實驗。現按實驗過程提出下列基本要求。

1、實驗前的準備

實驗前應復習教科書有關章節內容，認真研讀實驗指導書，了解實驗目的、項目、方法與步驟，明確實驗過程中應注意的問題（有些內容可到實驗室對照實驗設備進行預習，熟悉組件的編號，使用及其規定值等）。

實驗前應寫好預習報告，經教師檢查認為確實做好了實驗前的準備，方可開始實驗。

認真作好實驗前的準備工作，對于培養學生獨立工作能力，提高實驗質量和保護實驗設備、人身的安全等都具有相當重要的作用。

2、實驗的進行 1）建立小組，合理分工

每次實驗都以小組為單位進行，每組由2～3人組成，實驗進行中的接線、負載、電壓或電流調節、記錄數據等工作每人應有明確的分工，以保證實驗操作的協調，使記錄的數據準確可靠。2）選擇組件和儀表

實驗前先熟悉該次實驗所用的組件，記錄繼電器銘牌數據和選擇合適的儀表量程，然后依次排列組件和儀表，便于測取數據。3）按圖接線

根據實驗線路圖及所選組件、儀表，按圖接線，接線要力求簡單明了，接線原則應是先接串聯主回路，再接并聯支路。為方便檢查線路的正確性，實驗線路圖中的直流回路、交流回路、控制回路等應分別用不同顏色的導線連接。4）試運行

在正式實驗開始之前，先熟悉儀表，然后按一定規范起動繼電保護電路，觀察所有儀表是否正常。如果出現異常，應立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實驗。5）測取數據

預習時對繼電器及其保護裝置的試驗方法及所測數據的大小作到心中有數。正式實驗時，根據實驗步驟逐次測取數據。6）認真負責，實驗有始有終

實驗完畢，須將數據交指導老師審閱。經指導老師認可后，才允許拆線，并把實驗所用的組件、導線及儀器等物品整理好，放至原位。

3、實驗報告

實驗報告是根據實測數據和在實驗中觀察發現的問題，經過自己分析研究或分析討論后寫出的實驗總結和心得體會。實驗報告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結論明確。實驗報告包括以下內容： 1）實驗名稱、專業班級、學號、姓名、實驗日期。2）列出實驗中所用組件的名稱及編號，繼電器銘牌數據等。

3）列出實驗項目并繪出實驗時所用的線路圖，并注明儀表量程，電阻器阻值。4）數據的整理和計算

5）解答各個實驗的思考題，部分思考題在實驗前要進行抽查提問，作為學生實驗預習成績中的一部分。6）根據數據說明實驗結果與理論是否符合，可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結論。實驗報告應寫在一定規格的報告紙上，保持整潔。7）每次實驗每人獨立完成一份報告，按時送交指導老師批閱。

二、實驗安全操作規程

為了按時完成電力自動化及繼電保護實驗，確保實驗時人身安全與設備安全，要嚴格遵守如下規定的安全操作規程：

1、實驗時，人體不可接觸帶電線路。

2、接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。

3、學生獨立完成接線或改接線路后必須經指導老師檢查和允許，并使組內其它同學引起注意后方可接通電源。實驗中如發生事故，應立即切斷電源，經查清問題和妥善處理故障后，才能繼續進行實驗。

4、通電前應先檢查所有儀表量程是否符合要求，是否有短路回路存在，以免損壞儀表或電源。

5、總電源或實驗臺控制屏上的電源應由實驗指導教師來控制，其他人員只能經指導教師允許后方可操作，不得自行合閘。第三章電力自動化及繼電保護實驗與考核內容（必做部分）

實驗一 電磁型電流繼電器實驗

一、實驗目的

熟悉dl型電流繼電器的實際結構、工作原理、基本特性；掌握動作電流值及其相關參數的整定方法。掌握實驗用相關設備。

二、預習與思考

1、電流繼電器的返回系數為什么恒小于１？

2、動作電流、返回電流和返回系數的定義是什么？

3、實驗結果如返回系數不符合要求，你能正確地進行調整嗎？

4、返回系數在設計繼電保護裝置中有何重要用途？

三、原理說明 dl—20c系列電流繼電器用于反映發電機、變壓器及輸電線路短路和過負荷的繼電保護裝置中。dl—20c系列繼電器的內部接線圖見圖1一1。繼電器是瞬時動作的電磁式繼電器，當電磁鐵線圈中通過的電流達到或超過整定值時，銜鐵克服反作用力矩而動作，且保持在動作狀態。過電流繼電器：當電流升高至整定值（或大于整定值）時，繼電器立即動作，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。繼電器的銘牌刻度值是按電流繼電器兩線圈串聯時標注的指示值等于整定值；若上繼電器兩線圈作并聯則整定值為指示值的2倍。轉動刻度盤上指針，以改變游絲的作用力矩，從而改變繼電器動作值。

圖1一1電流繼電器內部接線圖

四、實驗設備

1、絕緣測試

五、驗步驟和要求

單個繼電器在新安裝投入使用前或經過解體檢修后，必須進行絕緣測試，對于額定電壓為100伏及以上者，應用1000伏兆歐表測定絕緣電阻；對于額定電壓為100 伏以下者，則應用500伏兆歐表測定絕緣電阻。測定絕緣電阻時，應根據繼電器的具體接線情況，注意把不能承受高壓的元件（如半導體元件、電容器等）從回路中斷開或將其短路。本實驗是用1000伏兆歐表測定導電回路對鐵芯的絕緣電阻及不連接的兩回路間的絕緣電阻，要求如下： 1）全部端子對鐵芯或底座的絕緣電阻應不小于50兆歐。2）各線圈對觸點及各觸點間的絕緣電阻應不小于50兆歐。3）各線圈間絕緣電阻應不小于50兆歐。

4）將測得的數據記入表1—1，并做出絕緣測試結論。表1—1 絕緣電阻測定記錄表

注：上表①③⑤⑥為繼電器引出的接線端號碼，鐵芯指繼電器內部的導磁體。

2、整定點的動作值、返回值及返回系數測試

實驗接線圖1－2為電流繼電器實驗接線，實驗參數電流值可用單相自耦調壓器、變流器、變阻器等設備進行調節。實驗中每位學生要注意培養自己的實踐操作能力，調節中要注意使參數平滑變化。

圖1-2電流繼電器實驗接線圖

3、電流繼電器的動作電流和返回電流測試

a、選擇zb11繼電器組件中的dl—24c/6型電流繼電器，確定動作值并進行初步整定。本實驗整定值為2a及

4a的兩種工作狀態見表1－2。

b、根據整定值要求對繼電器線圈確定接線方式（串聯或并聯）；查表1－5。c、按圖1--2接線，檢查無誤后，調節自耦調壓器及變阻器，增大輸出電流，使繼電器動作。讀取能使繼電器動作的最小電流值，即使常開觸點由斷開變成閉合的最小電流，記入表1－2；動作電流用idj表示。繼電器動作后，反向調節自耦調壓器及變阻器降低輸出電流，使觸點開始返回至原來位置時的最大電流稱為返回電流，用ifj表示，讀取此值并記入表1--2，并計算返回系數；繼電器的返回系數是返回電流與動作電流的比值，用kf 表示。kf=ifj/idj 過電流繼電器的返回系數在0.85～0.9之間。當小于0.85或大于0.9時，應進行調整。表1-2電流繼電器實驗結果記錄表

２、繼電器技術數據：電流繼電器見表1-4

3、動作時間：過電流繼電器在1.2倍整定值時，動作時間不大于0.15秒；在3倍整定值時，動作時間不大于0.03秒。低電壓繼電器在0.5倍整定值時，動作時間不大于0.15秒。

4、接點斷開容量：在電壓不大于250伏，電流不大于2安時的直流有感負荷電路（時間常數不大于53103秒）中斷開容量為40瓦；在交流電路中為200伏安。

5、重量：約為0.5公斤。

七、實驗報告

實驗結束后，針對過電流繼電器實驗要求及相應動作值、返回值、返回系數的具體整定方法，按實驗報告編寫的格式和要求及時寫出電流繼電器、電壓繼電器實驗報告和本次實驗的體會，并書面解答本實驗思考題。表1--4

實驗二 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗

一、實驗目的

dy型電壓繼電器的實際結構、工作原理、基本特性；掌握動作電流值、動作電壓值及其相關參數的整定方法。

二、預習與思考

1、電壓繼電器的返回系數的范圍是多少？

2、動作電流（壓）、返回電流（壓）和返回系數的定義是什么？

3、實驗結果如返回系數不符合要求，你能正確地進行調整嗎？

4、返回系數在設計繼電保護裝置中有何重要用途？

三、原理說明

dy—20c系列電壓繼電器用于反映發電機、變壓器及輸電線路的電壓升高（過電壓保護）或電壓降低（低電壓起動）的繼電保護裝置中。dy—20c系列繼電器的內部接線圖見圖2一1。上述繼電器是瞬時動作的電磁式繼電器，當電磁鐵線圈中通過的電流達到或超過整定值時，銜鐵克服反作用力矩而動作，且保持在動作狀態。過電壓繼電器：當電壓升高至整定值（或大于整定值）時，繼電器立即動作，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。低電壓繼電器：當電壓降低至整定電壓時，繼電器立即動作，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。

繼電器的銘牌刻度值是按電壓繼電器兩線圈并聯時標注的指示值等于整定值；若上述串聯時，則整定值為指示值的2倍。轉動刻度盤上指針，以改變游絲的作用力矩，從而改變繼電器動作值。

圖2一1電流繼電器內部接線圖

四、實驗設備

五、驗步驟和要求

1、絕緣測試

單個繼電器在新安裝投入使用前或經過解體檢修后，必須進行絕緣測試，對于額定電壓為100伏及以上者，應用1000伏兆歐表測定絕緣電阻；對于額定電壓為100 伏以下者，則應用500伏兆歐表測定絕緣電阻。測定絕緣電阻時，應根據繼電器的具體接線情況，注意把不能承受高壓的元件（如半導體元件、電容器等）從回路中斷開或將其短路。本實驗是用1000伏兆歐表測定導電回路對鐵芯的絕緣電阻及不連接的兩回路間的絕緣電阻，要求如下： 1）全部端子對鐵芯或底座的絕緣電阻應不小于50兆歐。2）各線圈對觸點及各觸點間的絕緣電阻應不小于50兆歐。3）各線圈間絕緣電阻應不小于50兆歐。

4）將測得的數據記入表2—1，并做出絕緣測試結論。表2—1 絕緣電阻測定記錄表

注：上表①③⑤⑥為繼電器引出的接線端號碼，鐵芯指繼電器內部的導磁體。

2、整定點的動作值、返回值、返回系數測試及過壓繼電器的動作電壓、返回電壓測試 a、選擇zb15型繼電器組件中的dy—28c/160型過電壓繼電器，確定動作值為1.5倍的額定電壓，即實驗參數取150v并進行初步整定。

b、根據整定值要求確定繼電器線圈的接線方式，查表1－6。

c、按圖2--2接線。檢查無誤后，調節自耦調壓器，分別讀取能使繼電器動作的最小電壓udj及使繼電器返回的最高電壓ufj，記入表1－3并計算返回系數kf。返回系數的含義與電流繼電器的相同。返回系數不應小于0.85，當大于0.9時，也應進行調整。

圖2--2過電壓繼電器實驗接線圖

低電壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試 a、選擇zb15繼電器組件中的dy—28c/160型低電壓繼電器，確定動作值為0.7倍的額定電壓，即實驗參數取70v并進行初步整定。

b、根據整定值要求確定繼電器線圈的接線方式，查表2－5。

c、按圖2--3接線，調節自耦調壓器，增大輸出電壓，先對繼電器加100伏電壓，然后逐步降低電壓，至繼電器舌片開始跌落時的電壓稱為動作電壓udj，再升高電壓至舌片開始被吸上時的電壓稱為返回電壓ufj，將所取得的數值記入表1－3并計算返回系數。返回系數kf為: udj 圖2－3 低電壓繼電器實驗接線圖

低電壓繼電器的返回系數不大于1.2，用于強行勵磁時不應大于1.06。

以上實驗，要求平穩單方向地調節電流或電壓實驗參數值，并應注意舌片轉動情況。如遇到舌片有中途停頓或其他不正?，F象時，應檢查軸承有無污垢、觸點位置是否正常、舌片與電磁鐵有無相碰等現象存在。

動作值與返回值的測量應重復三次，每次測量值與整定值的誤差不應大于±3%。否則應檢查軸承和軸尖。在實驗中，除了測試整定點的技術參數外，還應進行刻度檢驗。

用整定電流的1.2倍或額定電壓1.1倍進行沖擊試驗后，復試定值，與整定值的誤差不應超過±3%。否則應檢查可動部分的支架與調整機構是否有問題，或線圈內部是否層間短路等。返回系數的調整

返回系數不滿足要求時應予以調整。影響返回系數的因素較多，如軸間的光潔度、軸承清潔情況、靜觸點位置等。但影響較顯著的是舌片端部與磁極間的間隙和舌片的位置。返回系數的調整方法有：

a、調整舌片的起始角和終止角：

調節繼電器右下方的舌片起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時只能改變動作電流，而對返回電流幾乎沒有影響。故可用改變舌片的起始角來調整動作電流和返回系數。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數愈小，反之，返回系數愈大。

調節繼電器右上方的舌片終止位置限制螺桿，以改變舌片終止位置角，此時只能改變返回電流而對動作電流則無影響。故可用改變舌片的終止角來調整返回電流和返回系數。舌片終止角與磁極的間隙愈大，返回系數愈大；反之，返回系數愈小。b、不調整舌片的起始角和終止角位置，而變更舌片兩端的彎曲程度以改變舌片與

磁極間的距離，也能達到調整返回系數的目的。該距離越大返回系數也越大；反之返回系數越小。c、適當調整觸點壓力也能改變返回系數，但應注意觸點壓力不宜過小。動作值的調整 a、繼電器的整定指示器在最大刻度值附近時，主要調整舌片的起始位置，以改變 動作值，為此可調整右下方的舌片起始位置限制螺桿。當動作值偏小時，調節限制螺桿 使舌片的起始位置遠離磁極；反之則靠近磁極。

b、繼電器的整定指示器在最小刻度值附近時，主要調整彈簧，以改變動作值。c、適當調整觸點壓力也能改變動作值，但應注意觸點壓力不宜過小。

3、觸點工作可靠性檢驗

應著重檢查和消除觸點的振動。

(1)過電流或過電壓繼電器觸點振動的消除

a、如整定值設在刻度盤始端，當試驗電流（或電壓）接近于動作值或整定值時，發現觸點振動可用以下

方法消除。

靜觸點彈片太硬或彈片厚度和彈性不均，容易在不同的振動頻率下引起彈片的振動，或由于彈片不能隨繼電器本身抖動而自由彎曲，以至接觸不良產生火花。此時應更換彈片。靜觸點彈片彎曲不正確，在繼電器動作時，靜觸點可能將動觸點橋彈回而 產生振動。此時可用鑷子將靜觸點彈片適當調整。如果可動觸點橋擺動角度過大，以致引起觸點不容許的振動時，可將觸點橋的限制鉤加以適當彎曲消除之。變更觸點相遇角度也能減小觸點的振動和抖動。此角度一般約為 55°～65°。

b、當用大電流（或高電壓）檢查時產生振動，其原因和消除方法如下：

當觸點彈片較薄以致彈性過弱，在繼電器動作時由于觸點彈片過度彎曲，很容易使舌片與限制螺桿相碰而彈回，造成觸點振動。繼電器通過大電流時，可能使觸點彈片變形，造成振動。消除方法是調整彈片的彎曲度，適當地縮短彈片的有效部分，使彈片變硬些。若用這種方法無效時，則應將靜觸點片更換。在觸點彈片與防振片間隙過大時，亦易使觸點產生振動。此時應適當調整其間隙距離。

繼電器轉軸在軸承中的橫向間隙過大，亦易使觸點產生振動。此時應適當調整橫向間隙或修理軸尖和選取與軸尖大小適應的軸承。

調整右側限制螺桿的位置，以變更舌片的行程，使繼電器觸點在電流近于動作值時停止振動。然后檢查當電流增大至整定電流的1.2倍時，是否有振動。

過分振動的原因也可能是觸點橋對舌片的相對位置不適當所致。為此將可動觸點夾片座的固定螺絲擰松，使可動觸點在軸上旋轉一個不大的角度，然后再將螺絲擰緊。調整時應保持足夠的觸點距離和觸點間的共同滑行距離。

另外改變繼電器縱向串動大小，也可減小振動。(2)全電壓下低電壓繼電器振動的消除

低電壓繼電器整定值都較低，而且長時間接入額定電壓，由于轉矩較大，繼電器舌片可能按二倍電源頻率振動，導致軸尖和軸承或觸點的磨損。因此需要細致地調整，以消除振動。其方法如下： a、按上述消除觸點振動的方法來調整靜觸點彈片和觸點位置,或調整縱向串動的大小以消除振動。

b、將繼電器右上方舌片終止位置的限制螺桿向外擰，直到繼電器在全電壓下舌片不與該螺桿相碰為止。此時應注意觸點橋與靜觸點有無卡住，返回系數是否合乎要求。

c、在額定電壓下，松開鋁框架的固定螺絲，上下移動鋁框架調整磁間隙，以找到一個觸點振動最小的鋁框架位置，再將鋁框架固定，也就是人為地使舌片和磁極間的上 下間隙不均勻（一般是上間隙大于下間隙）來消除振動。但應注意該間隙不得小于0.5毫米，并防止舌片在動作過程中卡塞。d、僅有常閉觸點的繼電器，可使舌片的起始位置移近磁極下面，以減小振動。e、若振動仍未消除，則可以將舌片轉軸取下，將舌片端部向內彎曲。(3)電壓繼電器觸點應滿足下列要求 a、在額定電壓下，繼電器觸點應無振動。b、低電壓繼電器，當

從額定電壓均勻下降到動作電壓和零值時，觸點應無振動和鳥啄現象。c、過電壓繼電器，以1.05倍動作電壓和1.1倍額定電壓沖擊

時，觸點應無振動和鳥啄現象。表2-2電壓繼電器實驗結果記錄表

六、技術數據

電流繼電器觸點應滿

以1.05倍動作電流或保護出現的最大故障電流沖擊時，觸點應無振動和鳥啄現象。

1、繼電器觸點系統的組合形式見表2-3。表2－3 ２、繼電器技術數據：電壓繼電器見表2-4

3、動作時間：過電流（或電壓）繼電器在1.2倍整定值時，動作時間不大于0.15秒；在3倍整定值時，動作

時間不大于0.03秒。低電壓繼電器在0.5倍整定值時，動作時間不大于0.15秒。

4、接點斷開容量：在電壓不大于250伏，電流不大于2安時的直流有感負荷電路（時間常數不大于53103秒）

中斷開容量為40瓦；在交流電路中為200伏安。

5、重量：約為0.5公斤。

七、實驗報告

實驗結束后，針對過電流、過電壓、低電壓繼電器實驗要求及相應動作值、返回值、返回系數的具體整定方法，按實驗報告編寫的格式和要求及時寫出電流繼電器、電壓繼電器實驗報告和本次實驗的體會，并書面解答本實驗思考題。

表2-4

實驗三 電磁型時間繼電器實驗

一、實驗目的

熟悉ds—20系列時間繼電器的實際結構，工作原理，基本特性，掌握時限的整定和試驗調整方法。

二、預習與思考

1、絕緣測試時發現絕緣電阻下降，且不符合要求，是什么原因引起的？

2、影響起動電壓、返回電壓的因素是什么？

3、在某一整定點的動作時間測定，所測得數值大于（或小于）該點的整定時間，并超出允許誤差時，將用

什么方法進行調整？

4、根據你所學的知識說明時間繼電器常用在哪些繼電保護裝置及自動化電路中？

三、原理說明

ds—20系列時間繼電器用于各種繼電保護和自動控制線路中，使被控制元件按時限控制原則進行動作。ds—20系列時間繼電器是帶有延時機構的吸入式電磁繼電器，其中ds—21～ds—24 是內附熱穩定限流電

阻型時間繼電器(線圈適于短時工作)，ds—21/c～ds—24/c是外附熱穩定限流電阻型時間繼電器(線圈適于長時工作)。ds—25～28是交流時間繼電器。r ds-21~22時間繼電器正面內部接線圖

該繼電器具有一付瞬時轉換觸點，一付滑動主觸點和一付終止主觸點。繼電器內部接線見圖3-1。

ds-21/c~22/c時間繼電器正面內部接線圖

圖3-1 時間繼電器內部接線圖

當加電壓于線圈兩端時，銜鐵克服塔形彈簧的反作用力被吸入，瞬時常開觸點閉合，常閉觸點斷開，同時延時機構開始啟動，先閉合滑動常開主觸點，再延時后閉合終止常開主觸點，從而得到所需延時，當線圈斷電時，在塔形彈簧作用下，使銜鐵和延時機構立刻返回原位。從電壓加于線圈的瞬間起到延時閉合常開主觸點止，這段時間就是繼電器的延時時間，可通過整定螺釘來移動靜接點位置進行調整，并由螺釘下的指針在刻度盤上指示要設定的時限。

四、實驗設備

五、實習步驟和要求

1、內部結構檢查

（1）觀察繼電器內部結構，檢查各零件是否完好，各螺絲固定是否牢固，焊接質量及線頭壓接應保持良好。（2）銜鐵部分檢查

手按銜鐵使其緩慢動作應無明顯磨擦，放手后靠塔形彈簧返回應靈活自如，否則應檢查銜鐵在黃銅套管內的活動情況，塔形彈簧在任何位置不許有重迭現象。（3）時間機構檢查

當銜鐵壓入時，時間機構開始走動，在到達刻度盤終止位置，即觸點閉合為止的整個動作過程中應走動均勻，不得有忽快忽慢，跳動或中途卡住現象，如發現上述不正?，F象，應先調整鐘擺軸承螺絲，若無效可在老師指導下將鐘表機構解體檢查。（4）接點檢查

a、當用手壓入銜鐵時，瞬時轉換觸點中的常閉觸點○181○7應斷開，常開觸點○171○6應閉合。

b、時間整定螺絲整定在刻度盤上的任一位置，用手壓入銜鐵后經過所整定的時間，動觸點應在距離靜觸點首端的1/3處開始接觸靜觸點，并在其上滑行到1/2處，即中心點停止?？煽康亻]合靜觸點，釋放銜鐵時，應無卡澀現象，動觸點也應返回原位。

c、動觸點和靜觸點應清潔無變形或燒損，否則應打磨修理。

2、絕緣測試

用1000伏兆歐表測試導電回路對鐵芯或磁導體的絕緣電阻及互不連接的回路之間的絕緣電阻，并將測得數據記入表3－1進行比較，做出絕緣測試結論。（絕緣電阻測試要求同實驗一）

3、動作電壓，返回電壓測試

實驗接線見圖3-2，選用zb13掛箱的ds—23型時間繼電器，整定范圍（2.5s～10s）動作電壓ud的測試

按圖2-2接好線，將可變電阻r置于輸出電壓最小位置，合上s1及s2，調節可變電阻r使輸出電壓由

最小位置慢慢地升高到時間繼電器的銜鐵完全被吸入為止，可變電阻r保持不變，斷開開關s1，然后迅速合上開關s1，以沖擊方式使繼電器動作，如不能動作，再調整可變電阻r，增大輸出電壓，用沖擊方式使繼電器銜鐵瞬時完全被吸入的最低沖擊電壓即為繼電器的最低動作電壓ud，斷開開關s1,將動作電壓ud填入表2--3內。ud應不大于70%ued（154v）。

對于ds—21/c～24/c型應不大于75%ued，ds--25～ds--28型應不大于85%ued。

圖3-2 時間繼電器實驗接線圖

注：測試上表第6、7項絕緣電阻時，ds--23型時間繼電器的時間整定螺釘均固定10s位置。

表3-1 ds-23型時間繼電器絕緣測試記錄表

返回電壓uf的測試

合上s1、s2加大電壓至額定值220v，然后漸漸的調節可變電阻r降低輸出電壓，使電壓降低到觸點開啟即繼電器的銜鐵返回到原來位置的最高電壓即為uf，斷開開關s1，將uf填入表2－3內。應使uf不低于0.05倍額定電壓（11v）。

若動作電壓過高，則檢查返回彈簧力量是否過強，銜鐵在黃銅套管內摩擦是否過大，銜鐵是否生銹或有污垢，線圈是否有匝間短路現象。若返回電壓過低，檢查摩擦是否過大，返回彈簧力量是否過弱。

4、動作時間測定

動作時間測定的目的是檢查時間繼電器的控制延時動作的準確程度，也能間接發現時間繼電器的機械部分所存在的問題。

測定是在額定電壓下，取所試驗繼電器允許時限整定范圍內的大、中、小四點的整定時間值（見表2－2），在每點測定三次，其誤差應符合表3—2。用電秒表測定動作時間的實驗接線見圖3—2。表3—2

按圖3－2接好線后，將繼電器定時標度放在較小刻度上（合上開關s1、s2，調節可變電阻器r，使加

在繼電器上的電壓為額定電壓ued（本實驗所用時間繼電器額定電壓為直流220v）拉開s2，合上電秒表工作電源開關，并將電秒表復位，然后投入s2，使繼電器與電秒表同時起動，繼電器動作后經一定時限，觸點（5）（6）閉合。將電秒表控制端“i”和“ii”短接，秒表停止記數，此時電秒表所指示的時間就是繼電器的延時時間，把測得數據填入表3－3中，每一整定時間刻度應測定三次，取三次平均值作為該刻度的動作值。然后將定時標度分別置于中間刻度5s、7.5s及最大刻度10s上，按上述方法各重復三次，求平均值。動作時限應和刻度值相符，允許誤差不得超過表3－2中的規定值，若誤差大于規定時，可調節鐘表機構擺輪上彈簧的松緊程度，具體應在教師指導下進行。

表3-3時間繼電器實驗記錄

六、技術數據

ds—20系列時間繼電器的有關技術數據編入表2--4中，供參考。表2-4 為確保動作時間的精確測定，合上電秒表電源開關后應稍停片刻，然

后再合s2。秒表上的工作選擇開關“k”應置于“連續”狀態。

七、實驗報告

實驗結束后，結合時間繼電器的各項測試內容及時限整定的具體方法，按實驗報告編寫的格式和要求及時寫出時間繼電器實驗報告和本次實驗體會，并書面解答本實驗的思考題。

實驗四 中間繼電器實驗

一、實驗目的

中間繼電器種類很多，目前國內生產的就有二十多個系列，數百種產品。本實驗選擇了具有代表性的三個系列中的四種中間繼電器進行實驗測試，希望能通過本次實驗熟悉中間繼電器的實際結構、工作原理、基本特性，掌握對各類中間繼電器的測試和調整方法。

二、預習與思考

1、為什么目前在一些保護屏上廣泛采用dz－30b系列中間繼電器，它與dz－10系列中間繼電器比較有那些特點？

2、具有保持繞組的中間繼電器為什么要進行極性檢驗？如何判明各繞組的同極性端子。

3、使用中間繼電器一般根據哪幾個指標進行選擇？

4、發電廠、變電所的繼電保護及自動裝置中常用哪幾種中間繼電器？

三、原理說明 dz—30b、dzb—10b、dzs--10b系列中間繼電器用于直流操作的各種繼電保護和自動控制線路中，作為輔助繼電器以增加接點數量和接點容量。

1、dz—30b為電磁式瞬時動作繼電器。當電壓加在線圈兩端時，銜鐵向閉合位置運動，此時常開觸點閉合，常閉觸點斷開。斷開電源時，銜鐵在接觸片的反彈力下，返回到原始狀態，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。繼電器內部接線見圖4—1 圖4—1 dz－30b中間繼電器內部接線圖

2、dzb—10b系列是具有保持繞組的中間繼電器，它基于電磁原理工作，按不同要求在同一鐵芯上繞有兩個以上的線圈，其中dzb－11b、12b、13b為電壓啟動、電流保持型；dzb－14b為電流啟動、電壓保持型。該繼電器為瞬時動作繼電器。當動作電壓（或電流）加在線圈兩端時，銜鐵向閉合位置運動，此時，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，斷開啟動電源時，由于電壓（或電流）保持繞組的磁場的存在所以銜鐵仍然閉合，只有保持繞組斷電后，銜鐵在接觸片的反彈力作用下返回到原始狀態，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。繼電器內部接線見圖4—2。

3、dzs—10b系列是帶有時限的中間繼電器，它基于電磁原理工作。繼電器分為動作延時和返回延時兩種，本系列中的dzs—11b、13b為動作延時，dzs—12b、14b為返回延時繼電器。在這種繼電器線圈的上面或下面裝有阻尼環，當線圈通電或斷電時，阻尼環中感應電流所產生的磁通會阻礙主磁通的增加或減少，由此獲得繼電器動作延時或返回延時。繼電器結構圖見附圖4—3，內部接線見圖4—4。

圖4—2 dzb－10b中間繼電器內部接線圖

圖4—3 dzs－10b中間繼電器結構圖

圖4—4 dzs－10b中間繼電器內部接線圖

四、實驗設備

五、實驗步驟和要求

1、內部結構及觸點檢查：

方法與實驗二相同，但中間繼電器接點較多，故在進行檢查時應特別注意：（1）觸點應在正位接觸，各對觸點應同時接觸同時離開。（2）觸點接觸后應有足夠的壓力和共同的行程，使其接觸良好。（3）轉換觸點在切換過程中應能滿足保護使用上的要求。

2、線圈直流電阻測量：

用電橋或萬用表的電阻檔測量繼電器線圈的直流電阻，將測得數值填入表4-4，并與表4－1,4－2,4－3中所對應繼電器的額定技術數據進行比較，實測值不應超過制造 廠規定值的±10%。

3、絕緣測試

用1000伏兆歐表測試全部端子對鐵心的絕緣電阻應不小于50兆歐；各繞組間的絕緣電阻應不小于10兆歐；繞組對接點及各接點間的絕緣電阻應不小于50兆歐。將測得數據填入表4--4。

4、繼電器動作值與返回值檢驗：

實驗接線見圖4—

5、4－

6、4－

7、4－8。實驗時調整可變電阻r、r1、r2逐步增大輸出電壓（或電流），使繼電器動作，然后斷開開關s或s1,再瞬間合上開關s或s1看繼電器能否動作，如不能動作，調節可變電阻加大輸出電壓（或電流）。在給繼電器突然加入電壓（或電流）時，使銜鐵完全被吸入的最低電壓（或電流）值，即為動作電壓（電流）值，記入表4－4。繼電器的動作電壓不應大于額定電壓的70%。動作電流不應大于其額定電流。出口中間繼電器動作電壓應為其額定電壓的50%～70%。

圖4—5電壓起動型實驗接線圖

然后調整可變電阻r，減少電壓（電流），使繼電器的銜鐵返回到原始位置的最大電壓（電流）值即為返回值。記入表4—4。對于dz—30b及dzs—10b系列中間繼電器返回電壓不應小于額定電壓的5%。對于dzb—10b系中間繼電器的返回電壓（電流）值不應小于額定值的2%。

5、保持值測試：

對于dzb—10b系列具有保持繞組的中間繼電器，應測量保持線圈的保持值，試驗接線見圖4—

6、圖4--7:

圖4—6電流起動型電壓保持型實驗接線圖

實驗時，先閉合開關經s1、s2，在動作線圈加入額定電壓（電流）使繼電器動作后，調整保持線圈回路的電流（電壓），測出斷開開關s2后，繼電器能保持住的最小電流（電壓），此即為繼電器最小保持值，記入表4－4。電流保持型線圈的最小保持值不應大于額定電流的80%。電壓保持型線圈的最小保持值不得大于額定電壓的65%。但也不得過小，以免返回不可靠。

繼電器的動作，返回和保持值與其要求的數值相差較大時，可以調整彈簧的拉力或者調整銜鐵限制機構，以改變銜鐵與鐵心的氣隙，使其達到要求。

繼電器經過調整后，應重測動作值，返回值和保持值。

6、極性檢驗

帶有保持線圈的中間繼電器，新安裝或線圈重繞后應作極性檢驗，以判明各線圈的同極性端子。線圈

極性可在保持值試驗時判明，也可單獨作極性試驗予以判定。線圈極性應與制造廠所標極性一致。

7、返回時間測定

測定返回時間的實驗接線見圖4—8

圖4—8測定繼電器返回時間實驗接線圖 1)測定返回延時時間的注意事項：

實驗接線可根據所用電秒表型式而定，但要求在測試時操作閘刀應保證觸頭同時接觸與斷開（可用瞬時中間繼電器的觸點來代替閘刀），以減少測量誤差。

（1）、在額定電壓下測定具有延時返回的中間繼電器的返回時間時，對于經常通電的延時返回中間繼電器，應

在熱狀態下測定其返回時間。

（2）、對于延時返回時間要求嚴格的繼電器，應在80%及100%額定電壓下測定返回時間。

（3）、在特殊需要的情況下，可測定瞬時動作中間繼電器的動作時間和返回時間，可測定用于切換回路中的中

間繼電器有關觸點的切換時間，但一般情況下不測定。2）測定返回延時時間步驟

按圖4—8接好線，檢查無誤后，合上開關s，將電秒表復位，調整可變電阻r，增大輸出電壓，使其達到被測繼電器的額定電壓，這時中間繼電器dz－31b的常閉觸點○8○9瞬時斷開，中間繼電器dzs－12b的常開觸點○4

○5瞬時閉合，電秒表不計時。斷開開關s，二繼電器失電，繼電器dz－31b的返回常閉觸點○8○9復位閉合，電秒表開始計時，經一定延時后，中間繼電器dzs－12b的常開觸點斷開，電秒表中止計時，此時，電秒表所指示時間即為繼電器的返回延時時間，記入表4--4。3）返回時間的調整方法

電磁式中間繼電器的線圈在接入或斷開電源時，由于線圈電感的影響，電流按指數律增長或衰減。鐵芯中的渦流亦能抑制線圈中的電流增長或衰減，導致繼電器的延時特性。返回時間一般采用下述方法進行調整： a、在圓柱鐵芯根部套上較多的銅質阻尼環。b、使用與阻尼環起同樣作用的阻尼線圈。c、減小繼電器銜鐵與鐵芯間的間隙。d、減少反作用彈簧的拉力。

阻尼環阻尼作用的大小是由時間常數t=l/r決定的，因所用阻尼環只有一匝，故電感不大，為了盡量減少電阻，就必須使用導電性能好和截面大的材料制造。阻尼環感應的電流所產生的磁通，與阻尼環放置位置有關，裝在鐵芯端部靠近氣隙處時延時動作的作用大，裝在鐵芯根部則延時返回的作用大，可視具體情況進行調整。調整后應重測繼電器的動作，返回和保持值。

六、技術數據

中間繼電器的額定技術數據及觸點形式列入表4—

1、4—

2、4—

3、供參考。表4－1z--30系列中間繼電器額定技術數據及觸點形式:

表4－2（a）dzb－10b系列延時中間繼電器延時方式和觸點形式:

表4—2(b)dzb－10b系列延時中間繼電器額定技術數據:

表4—3 dzb—10b系列中間繼電器額定技術數據及觸點形式:

七、實驗報告

實驗結束后認真總結，針對實驗中四種繼電器的具體測試方法，按要求及時寫出中間繼電器實驗報告和本次實驗體會，并書面解答本實驗的思考題

表4—4 中間繼電器實驗記錄表 實驗五 6~10kv線路過電流保護實驗

一、實驗目的

1、掌握過流保護的電路原理，深入認識繼電保護、自動裝置的二次原理接線圖和展開接線圖。

2、學會識別本實驗中繼電保護實際設備與原理接線圖和展開接線圖的對應關系，為以后各項實驗打下良好的基礎。

3、進行實際接線操作, 掌握過流保護的整定調試和動作試驗方法。

二、預習與思考

1、參閱有關教材做好預習，根據本次實驗內容，參考圖5－

1、圖5－2設計并繪制過電流保護實驗接線圖，參照圖5－3。

2、為什么要選定主要繼電器的動作值，并且進行整定？

3、過電流保護中哪一種繼電器屬于測量元件？

三、原理說明

電力自動化與繼電保護設備稱為二次設備，二次設備經導線或控制電纜以一定的方式與其他電氣設備相連接的電路稱為二次回路，或叫二次接線。二次電路圖中的原理接線圖和展開接線圖是廣泛應用的兩種二次接線圖。它是以兩種不同的型式表示同一套繼電保護電路。

1、原理接線圖

原理接線圖用來表示繼電保護和自動裝置的工作原理。所有的電器都以整體的形式繪在一張圖上，相互聯系的電流回路、電壓電路和直流回路都綜合在一起，為了表明這種回路對一次回路的作用，將一次回路的有關部分也畫在原理接線圖里，這樣就能對這個回路有一個明確的整體概念。圖5—1表示6~10kv線路的過電流保護原理接線圖，這也是最基本的繼電保護電路。

從圖中可以看出，整套保護裝置由五只繼電器組成，電流繼電器3、4的線圈接于a、c兩相電流互感器的二次線圈回路中，即兩相兩繼電器式接線。當發生三相短路或任意兩相短路時，流過繼電器的電流超過整定值，其常開觸點閉合，接通了時間繼電器5的線圈回路，直流電源電壓加在時間繼電器5的線圈上，使其起動，經過一定時限后其延時觸點閉合，接通信號繼電器6和保護出口中間繼電器7的線圈回路、二繼電器同時起動，信號繼電器6觸點閉合，發出6－10kv過流保護動作信號并自保持，中間繼電器7起動后把斷路器的輔助觸點8和跳閘線圈9二者串聯接到直流電源中，跳閘線圈9通電，跳閘電鐵磁勵磁，脫扣機構動作，使斷路器跳閘，切斷故障電路，斷路器1跳閘后，輔助觸點8分開，切斷跳閘回路。

原理接線圖主要用來表示繼電保護和自動裝置的工作原理和構成這套裝置所需要的設備，它可作為二次回路設計的原始依據。由于原理接線圖上各元件之間的聯系是用整體連接表示的，沒有畫出它們的內部接線和引出端子的編號、回路的編號；直流僅標明電源的極性，沒有標出從何熔斷器下引出；信號部分在圖中僅標出“至信號”，無具體接線。因此，只有原理接線圖是不能進行二次回路施工的，還要其他一些二次圖紙配合才可，而展開接線圖就是其中的一種。

2、展開接線圖

展開接線圖是將整個電路圖按交流電流回路、交流電壓回路和直流回路分別畫成幾個彼此獨立的部分，儀表和電器的電流線圈、電壓線圈和觸點要分開畫在不同的回路里，為了避免混淆，屬于同一元件的線圈和觸點采用相同的文字符號。

展開接線圖一般是分成交流電流回路、交流電壓回路、直流操作回路和信號回路等幾個主要組成部分。每一部分又分成若干行，交流回路按a、b、c的相序，直流回路按繼電器的動作順序各行從上至下排列。每一行中各元件的線圈和觸點按實際連接順序排列，每一回

路的右側標有文字說明。

展開接線圖中的圖形符號和文字標號是按國家統一規定的圖形符號和文字標號來表示的。

二次接線圖中所有開關電器和繼電器的觸點都按照它們的正常狀態來表示，即指開關電器在非動作狀態和繼電器線圈斷電的狀態。因此，所謂的常開（動合）觸點就是繼電器線圈不通電時，該觸點斷開，常閉（動斷）觸點則相反。

1—斷路器； 2—電流互感器； 3、4—電流繼電器； 5—時間繼電器； 6—信號繼電器； 7—保護出口中間繼電器；8－斷路器的輔助觸點；9—跳閘線圈。

圖5—2是根據圖5—1所示的原理接線圖而繪制的展開接線圖。左側是保護回路展開圖，右側是示意圖。從中可看出，展開接線圖由交流電流回路、直流操作回路和信號回路三部分組成。交流電流回路由電流互感器1lh的二次繞組供電，電流互感器僅裝在a、c兩相上，其二次繞組各接入一個電流繼電器線圈，然后用一根公共線引回構成不完全星形接線。a411、c411和n411為回路編號。1lha 1lj a411 1lhb c411 2lj c相過流公共線a相過流

交流電流回路

n411 時間繼電器 回路

直流操作回路 1lh保護表計

信號繼電器中間繼電器回路信號回路

保護出口電動分閘回路

路示意圖 qs—隔離開關；qf—斷路器；1lh、2lh—電流互感器；1lj、2lj—電流繼電器； sj—時間繼電器；xj—信號繼電器；bcj－保護出口中間繼電器；tq—跳閘線圈。

圖5—2 6~10kv線路過電流保護展開圖

直流操作回路中，畫在兩側的豎線表示正、負電源，向上的箭頭及編號101和102表示它們分別是從控制回路（＋）（－）的熔斷器fu1和fu2下面引來。橫線條中上面兩行為時間繼電器起動回路，第三行為信號繼電器和中間繼電器起動回路，第四行為信號指示回路，第五行為跳閘回路。

3．實驗原理說明

實驗線路見圖5－3，過電流保護的動作順序如下：當調節單相自耦調壓器和變阻器r，模擬被保護線路發生過電流時，電流繼電器lj動作（注：實驗中交流電流回路采用單相式），其常開觸點閉合，接通時間繼電器sj的線圈回路，sj則動作，經過一定時限后，其延時觸點閉合，接通信號繼電器xj和保護出口中間繼電器bcj的線圈回路，bcj動作，常開觸點閉合，接通了跳閘回路，（因斷路器qf在合閘狀態，其常開觸點qf是閉合的）。于是跳閘線圈tq中有電流流過，使斷路器跳閘，切斷短路電流。同時，xj動作并自保持，接通光字牌gp，則光字牌亮，顯示“6－10kv過流保護動作指示”。通過實驗接線整定調試后，我們會深切體會到：展開接線圖表達較為清晰，易于閱讀，便于了解整套裝置的動作程序和工作原理，特別在復雜電路中，其優點更為突出。

四、實驗設備

五、實驗步驟和要求

1、選擇電流繼電器的動作值（確定線圈接線方式）和時間繼電器的動作時限。（例：設額定運行時的工作電流為3a，選擇dl－24c/6型電流繼電器，整定動作值4.2a；選擇ds－22型時間繼電器整定動作時限2.5s；也可根據老師要求進行整定。）

2、參照實驗指導書中實驗一和實驗二的調試方法分別對電流繼電器和時間繼電器進行元件整定調試。

3、按圖5—3過電流保護實驗接線圖進行接線。

4、將單相調壓器，變流器，限流電阻，交流電流表等連接組成電流形成回路，將電流輸出端接入電流繼電器的線圈。

5、檢查上述接線和設備，確定無誤后，根據實驗原理說明加入電流，進行保護動作試驗，并認真觀察動作過程，做好記錄，深入理解各個繼電器在該保護電路中的作用和動作次序。

六、注意事項

注意事項詳見操作規程，希望每一位學生集中思想，注意觀察，確保實驗操作過程中的每一個環節的正確性和安全性。

圖5—3 6~10kv線路過電流保護實驗接線圖

七、實驗報告

1、本內容安裝調試及動作試驗結束后要認真進行分析總結，按實驗報告要求及時寫出過電

流保護的實驗報告。

2、敘述過電流保護整定，試驗的操作步驟。

3、分析說明過電流保護裝置的實際應用和保護范圍。

4、通過本實驗談談你對實際設備與原理接線圖和展開接線圖對應關系的認識。

5、書面解答本實驗的思考題。

一、實驗目的

1、掌握發電機低電壓起動過電流保護和過負荷保護的工作原理、整定值計算方法和調試技術。

2、理解發電機低電壓起動過電流保護和過負荷保護的原理圖，展開圖及其保護裝置中各繼電器的功用。

3、學會發電機低電壓起動過電流保護及過負荷保護的安裝接線操作技術及整組實驗方法。

二、預習與思考

1、根據本次實驗要求，參考圖6－

1、圖6－2設計并繪制單相式發電機低電壓起動過電流保護及過負荷保護實驗接線圖。

2、為什么要設置電壓回路斷線信號？

3、二個時間繼電器如何配合？

4、低壓起動過電流保護中哪幾種繼電器屬于測量元件？

5、過負荷保護中哪個繼電器是測量元件？

三、原理說明

1、低電壓起動過電流保護

圖6—1 發電機低電壓起動過電流保護及過負荷保護原理圖

由于發電機的負荷電流通常比較大，以致過電流保護裝置反應外部故障時的靈敏度可能很低，為了提高靈敏度，對過電流保護采用低電壓起動，使保護能有效地區分最大負荷電流與外部故障二種不同的情況，見圖6—

1、圖6—2。因為發電機在最大負荷電流下工作時，電壓降低甚小，而外部元件（如輸電線路、升壓變壓器等）發生短路故障時，電壓則劇烈降低。利用這一特點，發電機過流保護采用低電壓起動后就可以不去考慮避開最大負荷電流，而只要按發電機的正常工作電流整定保護裝置的起動電流，從而使得保護裝置的起動電流減小，靈敏度相應提高。

考慮到發電機是系統中最重要的元件，為了提高過流保護裝置的可靠性，保護實驗電路采用三相式接線。

為了使過流保護對發電機內部故障起后備保護作用，過電流保護所用的電流互感器應裝設在發電機定子三相線圈中性點側的各相引出線上。為了保證發電機在未并入系統前或與系統解列以后發生短路時，保護裝置仍能正確工作，電壓繼電器應從裝設在發電機出口處的電壓互感器上取得電壓，在實際保護接線中這些要點必須掌握。

在本保護中，當電壓互感器二次回路斷線時，低電壓繼電器起動中間繼電器9，發出斷線信號即中間繼電器9同時起到交流電壓回路斷線監視作用。低電壓起動過電流保護裝置的動作電流idz,bh按下式整定： kk idz.bh=-----------ifh，e(6—1)kh 式中：kk——可靠系數，一般取1.15~1.25。kh——返回系數，為0.85。ifh，e——發電機折算到電流互感器二次測的額定負荷電流。

保護裝置的低電壓起動值，應躲開電動機自起動時發電機母線上的最低電壓，一般

可以取：

udz,bh=(0.5~0.6)ue（6－2）式中ue——發電機折算到電壓互感器二次測的額定電壓。

保護裝置的動作時限應比連接在發電機電壓母線上其它元件的保護裝置的最大時限t max 還要大一個到兩個時限級差△t，即

t = t max ＋（１～２）△t（6—3）

在有分段母線的情況下，保護裝置通常分兩段時限，保護裝置動作后，以較小的時限作用于主變壓器斷路器、分段斷路器和母聯斷路器（例：圖6－1中12sj整定2秒），以較大的時限作用于發電機斷路器和自動滅磁開關（例：圖6－1中的10sj整定2.5秒），這樣，當相鄰發電機電壓母線或高壓母線發生故障并且相應的保護裝置拒絕動作時，本段發電機的低壓過流保護先將主變斷路器、分段斷路器和母聯斷開，使本段母線與故障部分分開，仍可保證本段母線的可靠供電，這是低電壓起動過電流保護在動作時限配合必須注意的問題。ab c 控制電源小母線熔 斷 器

低電壓起動的過流保護

過負荷保護

主開關跳閘

mk跳閘圖6—2 發電機低電壓起動過電流保護及過負荷保護展開圖

2、過負荷保護

由于低電壓起動的過流保護不能反應過負荷，因此還需同時裝一套過負荷保護，見圖6-1。保護由電流繼電器1和時間繼電器2組成。由于短時間的過負荷不致于使發電機遭到破壞，一般不需要將發電機斷開，在發電廠中過負荷保護只作用于信號。由于過負荷的對稱性，過負荷保護只需在一相中裝設，過負荷保護與過電流保護可共用一組電流互感器。保護的動作電流按下式整定： kk idz，bh=----------------ifh.e（6—4）kh 式中：kk——可靠系數，采用1.05 kh——返回系數，為0.85 ifh.e——發電機折算到電流電感器二次測額定電流

為了防止發電機外部元件短路時，過負荷保護發生誤動作，因此過負荷保護動作時間應大于發電機過流保護的動作時間。實際運行中，為了在出現能自行消除的短時過負荷時不致發出信號，通常過負荷保護的動作時間整定為9~10秒。（例：圖6－1中的2sj整定9秒）

1、選擇電壓、電流繼電器動作值（確定接線方式），選擇時間繼電器的動作時間及動作時間配合系數。（例：選擇dl-24c/0.6型為過負荷電流繼電器，整定動作值為0.6a；ds －2s型為過負荷時間繼電器整定動作時限為9秒；選擇dl－24c/2為過流繼電器，整定動作值為0.71a；ds-22型為過流時間繼電器整定動作時限為2.5秒；選擇dy－28c/160為低電壓起動繼電器，整定起動值為60v。也可根據教師要求由實驗指導書中公式計算確定。）

2、對實驗用的電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器進行整定調試。方法同上。

3、按圖6－3發電機低電壓啟動過電流保護及過負荷保護實驗接線圖進行接線。

4、組合連接電流形成回路和電壓形成回路，并將電流調試信號和電壓調試信號分別接入電流繼電器（過電流及過負荷回路）和電壓繼電器的相應端子。

5、檢查上述接線和設備，確定無誤后，逐步調整電流和電壓進行動作試驗，觀察動作過程做好記錄，分析理解各個繼電器在本保護電路中的作用、動作順序和時限配合

六、注意事項

注意事項詳見操作規程，實驗操作中嚴禁將電壓調試信號誤接入電流回路，實驗中要集中思想、注意觀察低電壓起動過電流保護各個器件的工作情況，確保實驗操作過程中的每一個環節的正確性。

圖6—3 低電壓起動過電流保護及過負荷保護實驗接線圖

七、實驗報告

在整定調試及動作試驗結束后，針對低電壓起動過電流保護的主要整定方法和動作特性進行分析，及時寫出實驗報告，將測試記錄結果填入表6－1中，并書面解答本實驗思考題。

實驗七 自動重合閘前加速保護實驗

一、實驗目的

1、熟悉自動重合閘前加速保護的原理接線。

2、理解自動重合閘前加速保護的組成型式，技術特性，掌握其實驗操作方法。

二、預習和思考

1、圖7-2中各個繼電器的功用是什么？

2、在重合閘動作前是由哪幾個繼電器及其觸點共同作用，實現前加速保護。

3、重合于永久性故障，保護再次起動，此時由哪幾個繼電器及其觸點共同作用，恢復有選擇性地再次切除故障的？

4、為什么加速繼電器要具有延時返回的特點？

5、在前加速保護電路中，重合閘裝置動作后，為什么jsj繼電器要通過1lj的常開觸點、jsj自身延時返回的常開觸點進行自保持？

6、在輸電線路重合閘電路中，采用前加速時，jsj是由什么觸點起動的？

7、請分析自動重合閘前加速保護的優缺點。

三、原理說明

重合閘前加速保護是當線路上發生故障時，靠近電源側的保護首先無選擇性地瞬時動作使斷路器跳閘，而后再借助自動重合閘來糾正這種非選擇性動作。

重合閘前加速保護的動作原理可由圖7-1說明,線路x-1上裝有無選擇性的電流速斷保護1和過流保護2，線路x-2上裝有過流保護4，zch僅裝在靠近電源的線路x-1上。無選擇性電流速斷保護1的動作電流，按線路末端短路時的短路電流來整定，動作不帶延時。過流保護2、4的動作時限按階梯原則整定，即t2＞t4。圖 7-1 自動重合閘前加速保護原理說明圖

當任何線路、母線（i除外）或變壓器高壓側發生故障時，裝在變電所i的無選擇性電流速斷保護1總是首先動作，不帶延時地將1qf跳開，而后zch動作再將1qf重合，若所發生的故障是暫時性的，則重合成功，恢復供電；若故障為永久性的，由于電流速斷已由zch的動作退出工作，因此，此時只有各過流保護再次起動，有選擇性地切除故障。圖7-2示出了zch前加速保護的原理接線圖。其中1lj是電流速斷，2lj是過流保護。從該圖可以清楚地看出，線路x-1故障時，首先速斷保護的1lj動作，其接點閉合，經jsj的常閉接點不帶時限地動作于斷路器使其跳閘，隨后斷路器輔助觸點起動重合閘繼電器，將斷路器重合。重合閘動作的同時，起動加速繼電器jsj，其常閉接點打開，若此時線路故障還存在，但因jsj的常閉接點已打開，只能由過流保護繼電器2lj及sj帶時限有選擇性地動作于斷路器跳閘，再次切除故障。

自動重合閘前加速保護有利于迅速消除故障，從而提高了重合閘的成功率，另外還具有只需裝一套zch的優點。其缺點是增加了1qf的動作次數，一旦1qf或zch拒絕動作將會擴大停電范圍。

圖 7-2 自動重合閘前加速保護原理接線圖

1、根據過電流保護的要求整定2lj的動作電流值，和sj的動作時限（例：取2lj動作電流為1a，sj為1.5s）。

2、根據速斷保護的要求整定1lj的動作電流（例：取1lj動作電流為3a）。

3、根據時間繼電器、加速繼電器、保護出口繼電器的技術參數選擇相應的操作電源。

4、按圖7-2自動重合閘前加速保護原理接線圖分別繪制展開圖和安裝圖，然后進行安裝接線。

5、檢查“前加速保護”接線的正確性，確定無誤后，接入相應直流操作電源。

6、此時重合閘裝置未啟動，加速繼電器jsj未動作。調節交流電流回路，給電流繼電器輸入一個大于整定值的電流，模擬線路xl-1故障，觀察前加速動作情況，加速跳閘后重合閘啟動，圖7-3中用開關s1閉合模擬zch出口接點zj3的閉合來起動jsj，jsj常閉觸 點打開。

7、模擬故障繼續存在，但由于jsj常閉觸點已經打開，所以只能由過電流保護2lj和sj帶時限有選擇性地進行跳閘，切除故障。

六、注意事項 在操作試

驗

前

必

須

理解自動重合閘前加速保護的電路原理，在操作過程中要集中思想進行正確接線，嚴格按照操作規程的要求，加入試驗電流，進行動作試驗，要確保實驗中每一環節的正確性和安全性。

七、實驗報告

分析前加速保護動作特性，結合上述思考題寫出報告。

表7－1 i＝

交流電流

回路

直流操作電源

保護

無時限電流速斷保護

過流保護

數字式電秒表

前加速繼電器起 動回路

操作及信

模擬起動前加速

自動重合閘動

作指示

號回路

保護出口及電動 分閘回路信號繼電器指示 燈回路

信號繼電器復歸 回路

過電流保護動作 指示

圖7—3 自動重合閘前加速保護實驗接線圖

實驗八 自動重合閘后加速保護實驗

一、實驗目的

1、熟悉自動重合閘后加速保護的接線原理。

2、理解自動重合閘后加速保護的組成形式、技術特性，掌握其實驗操作方法。

二、預習與思考

1、圖8-2中各個繼電器的功用是什么？

2、當線路發生故障時，由哪幾個繼電器及其觸點首先按正常的繼電保護動作時限有選擇性地作用于斷路器跳閘？

3、重合于持續性故障時，保護再次起動，此時由哪幾個繼電器及其觸點共同作用，實現后加速？

4、在輸電線路重合閘電路中，采用后加速時，加速回路中接入了jsj的什么觸點？為什么？

5、請分析自動重合閘后加速保護的優缺點？

三、原理說明

重合閘后加速保護是當線路上發生故障時，首先按正常的繼電保護動作，帶時限有選擇性地動作于斷路器跳閘，然后zch動作將斷路器重合，同時zch的動作將過流保護的時限

解除。這樣,當斷路器重合于永久性故障線路時，電流保護將無時限地作用于斷路器跳閘。

實現后加速的方法是，在被保護各條線路上都裝設有選擇性的保護和自動重合閘裝置，見圖8-1。zch后加速保護的原理接線見圖8-2。

線路故障時，由于延時返回繼電器jsj尚未動作，其常開觸點仍斷開，圖8－1 自動重合閘后加速保護原理說明圖

電流繼電器lj動作后，起動時間繼電器sj，經一定延時后，其接點閉合，起動出口中間繼電器bcj，使qf跳閘。qf跳閘后，zch動作發出合閘脈沖。在發出合閘脈沖的同時，重合閘出口元件zj3的常開觸點閉合。起動繼電器jsj，見圖8-2，jsj動作后，其觸點閉合。若故障為持續性故障，則保護第二次動作時，經jsj的觸點直接起動bcj而使斷路器瞬時跳閘。

圖8－2 自動重合閘后加速保護原理接線圖

自動重合閘后加速保護可以防止事故擴大，但第一次保護動作仍有時限，因而也影響了zch的動作效果，另外后加速必須在每條線路上都裝設一套zch裝置，投資較大。

五、實驗步驟和操作方法

1、根據過流保護的要求整定lj的動作電流和sj的動作時限。

2、由加速繼電器、保護出口繼電器和時間繼電器的參數選擇相應的操作電源。

3、按圖8-3自動重合閘后加速保護實驗接線圖進行安裝接線。

4、檢查“后加速保護”接線的正確性，確定無誤后，接入相應直流操作電源。

5、模擬線路故障，給電流繼電器lj加入一個大于整定值的電流，此時加速繼電器jsj未起動，因此lj起動sj，sj經過一定時限后起動bcj，使斷路器跳閘，同時經xj發信號。

6、斷路器跳閘后，重合閘發出合閘脈沖的同時，由出口元件觸點zj起動jsj（圖8-2中用開關s1閉合替代zch出口接點zj的閉合起動jsj），jsj動作后其延時斷開的常開觸點閉合，實現后加速。

7、模擬持續性故障，觀察后加速動作情況。

六、注意事項

在操作前必須熟悉自動重合閘后加速保護的電路原理，在操作過程中要進行正確的安裝接線，嚴格按照操作規程的要求，加入試驗電流，進行動作試驗，要確保實驗過程的安全正確。

七、實驗報告

分析后加速保護的動作特性，結合上述思考題寫出實驗報告。

交流電流

回路

圖8－3 自動重合閘后加速保護實驗接線圖

實驗九 電流綜合保護實驗

一、概 述

以上各實驗中，我們學習了各種常規繼電器、特殊繼電器的結構、原理、電氣特性，以及由它們所組成的各種保護電路、信號回路。并通過大量實驗訓練，加深了對原理的理解，提高了動手能力。但是實際中的電力自動化繼電保護及自動裝置中并不是由單一的保護電路、信號回路就能夠實現所有的功能，而應根據不同保護對象及其對負荷供電的重要性，綜合考慮繼電保護動作后，如何與自動重合閘配合，重合閘采用前加速還是后加速等。因此本實驗裝置設計考慮了由前面所述實驗電路，進行組合構成綜合性實驗電路進行提高實驗技能訓練。

本實驗就是過電流保護電路與自動重合閘裝置組成的綜合實驗實例，希望它對學生有所啟發，并讓學生認真思考如何將所學的各種繼電保護電路、信號回路、自動重合閘裝置等內容進行科學組合，構成綜合實用的保護體系。希望它對進一步提高學生理論結合實際的能力有所幫助。

二、實驗目的

熟悉過流保護與三相自動重合閘的電路原理，實際接線，邏輯功能, 掌握其基本特性和實驗整定方法。

三、原理說明

三相自動重合閘主要由dh--3型重合閘繼電器、跳躍閉鎖繼電器tbj、加速繼電器jsj、信號繼電器xj、切換片qp等元件所組成。

dh--3型重合閘繼電器為一只組合式繼電器，內中包括一只時間元件sj、一只中間元件zj、一只電容c、一只信號燈xd、充電電阻4r、放電電阻6r、時間元件附加電阻5r、指示燈附加電阻17r等，見圖9—1虛線框內所示。線路斷路器控制開關采用小型控制開關（lwx1—w2.2.40/f6），其接點動作圖見表9—1（為了提高實驗效果，便于分析各種工作狀態，本實驗設計采用單接點轉換開關分別替代控制開關的各對接點，見zb7組合掛箱）。

1、實驗原理

①三相自動重合閘采用“不對位”啟動方式

利用控制開關觸點kk12--9與斷路器觸點qf3“不對位”判別正常跳閘或事故跳閘。正常跳閘時：控制開關處于“跳閘后”位置，kk12—9觸點斷開，雖然qf3在斷路器跳閘后閉合，szch也不起動。

事故跳閘時：控制開關處于“合閘后”位置，kk12--9閉合，故在斷路器跳閘后qf3觸點接通而使szch起動。

②利用電容c充電時間較長實現szch只動作一次。

適當選擇電容c和充電電阻4r的參數，使充電至zj電壓線圈動作，約需15~20s，當重合不成功或在手動合閘到故障線路時，因電容c充電時間不夠，故szch不會第二次合閘。

③手動跳閘時閉鎖szch 利用kk10--9在“跳閘后”位置時閉合，構成電容經c經6r和kk10--9放電回路，實現手動跳閘時閉鎖szch。④szch動作時間的整定可根據計算確定的重合閘時間，利用時間元件sj來整定szch動作時間常數。⑤自動復歸

利用斷路器輔助觸點qf1在動作后自動切斷zj自保持電流線圈，使szch復歸；qf3觸點使sj復歸；電容c重新充電，經15~20s，szch又處于準備狀態。⑥與繼電保護的配合 在szch發出重合閘脈沖的同時，重合閘觸點zj3使加速繼電器jsj勵磁，由jsj觸點實現后加速保護。（根據需要也可實現前加速）⑦szch的試驗及動作信號

利用切換片qp可將出口切至試驗信號燈bd，進行szch完好性試驗。⑧電路能靈活地投切szch.利用bk開關可方便的投入使用szch或撤出szch ⑨szch動作時由信號繼電器xj發出信號。

2、動作過程 ①準備狀態

在斷路器投入之前，控制開關kk10-9處于“跳后”接通位置，這時加于電容c上的電壓近似于電阻4r、6r串聯電路在6r上的分壓值，即 r6r uc≈--------uz r6r +r4r 式中，uz--直流操作電源電壓（本實驗為220v）因r6r≤r4r（r4r約為幾兆歐，而r6r只有幾百歐），故uc≈0。

在斷路器合閘后，控制開關接點kk10-9處于“合后”斷開位置，電容c即開始充電，經15~20秒充足電，szch處于準備狀態，信號燈xd亮。②szch動作過程

斷路器因線路事故跳閘，其輔助觸點qf3閉合。因控制開關處于“合后”位置，kk12-9接通。符合“不對位原則”，故szch起動。首先時間繼電器sj勵磁。sj1瞬時斷開觸點用于自動接入電阻5r，降低sj線圈電流，保證sj線圈的熱穩定；sj2延時閉合觸點用于接通電容c對zj電壓線圈的放電回路，故zj動作，發出重合閘脈沖。重合成功之后，由斷路器輔助觸點qf1和qf3分別使zj、sj復歸；電容c重新充電，再次處于準備狀態，完成一個重合閘循環。

zj采用帶有電流自保持的中間繼電器，是因為電容c放電過程很快，一般小于0.01秒，如無自保持回路，則可能在電容電壓衰減后撤消重合閘命令，重合過程半途而廢;有了電流自保持回路，則zj一旦動作，就能保證命令執行。在重合閘出口回路使用zj1、zj2多觸點串聯，是為增強斷弧能力，防止觸點粘接。③szch重合不成功過程

當重合到持續性故障線路時，繼電保護再次動作使斷路器跳閘，如果szch與保護配合采用zch后加速保護，則第二次跳閘是瞬時的。斷路器再次跳閘后，szch啟動回路再次接通，sj又再次啟動，其延時閉合觸點又接通c對電壓線圈zj放電回路，但這時c充電不足，故szch不動作。

要指出的是：雖然sj2閉合時，直流操作電源電壓會經過4r、sj2、zj電壓線圈形成通路，但由于4r阻值很大（約幾兆歐），而zj電壓線圈電阻只有幾千歐，zj電壓線圈承受分壓值很小，故zj不會動作。

3、參數整定(1)、重合閘動作時限重合動作時限,原則上越短越好, 但必須滿足以下要求: 大于故障點反游離時間, 即: tdz+ thz > tyl 或 tdz= tyl-thz+△t(9—1)式中：tdz--重合閘動作時限 tyl--故障點去游離時間 thz--斷路器合閘時間

△t--時間裕度,一般取0.3~0.4秒.大于斷路器絕緣恢復具備再次合閘時間, 即: tdz≥tzb2c 或 tdz=tzb2c + △t(9—2)式中 tzb2c--斷路器絕緣恢復具備重合所需時間, 包括觸頭周圍絕緣油絕緣強度的恢復和操作機構復原所需時間.大于本線路電源側最大動作時限的繼電保護時間, 即

tdz+ thz > tf 或 tdz= tf+ thz+△t(9 —3)式中 tf--最大動作時限的線路保護的返回時間;thz--見式(9—1).大于環形網或平行線路對可靠地切除故障所要求時間,即 tm2zx+ ttz2m+ thz2m+tdz> tn2zd+ttz2n+tyl 或 tdz=tn2zd+ttz2n+tyl-(tm2zx+ttz2m+thz2m)+△t(9—4)式中t n2zd--線路對側(n側)保護最大時限, 可取第ii.段保護時限0.5秒;tm2zx--線路對側(m側)保護最小時限, 可取第.i段保護時限;ttz2m ttz2n—m、n側斷路器跳閘時間;thz2m--m側斷路器合閘時間;tyl--故障點反游離時間;△t--時間裕度.【實例】假設輸電線路兩側均采用相同的油斷路器, 斷路器的工作參數: ttz =0.1s, thz=0.8s, tyl=0.2s, △t=0.4s重合閘動作時間為 tdz= 0.5 + 0.1+ 0.2－0－0.1－0.8 +0.4= 0.3s 為可靠地切除故障,提高重合閘成功率,單側電源szch的動作時限一般取0.8~1.5s, 因此本實驗重合閘動作時間整定1.5s。(2)、重合閘復歸時間

重合閘復歸時間是指電容c充電到繼電器zj動作電壓所需的時間。其必須滿足以下要求: ①、重合失敗，由后備保護再次跳閘，不會發生第二次合閘，由下式條件保證，即: tdz2j +ttz+tdz+thz

【實例】設直流電源電壓uz=220v，zj動作電壓udz.j=115v，充電電阻4r=3.4mω，電容c=8uf，則 uz 220 tf=rcln-------=3,400,00038310-6ln--------= 27.2ln2.09 = 20s uz-udz2j220-115 重合閘復歸時間（即電容器充電到中間元件動作所必須電壓的時間）的測定按實驗十八中的圖18—2進行如果要調整szch復歸時間，一般不改變c和4r，而是調整zj的動作電壓udz2j，調整繼電器反作用彈簧力。

(3)、后加速繼電器jsj的復歸時間

后加速繼電器jsj的復歸時間是指繼電器失去勵磁后觸點延時返回的時間，應大于保護動作時間和斷路器跳閘時間之和，即

tf>tdz2j+ttz(9—6)式中 tf—復歸時間jsj tdz2j—保護動作時間 ttz—斷路器跳閘時間 【實例】設tdz2.j=0.1s，ttz=0.1s，則tf>0.1+0.1=0.2s，一般取0.3~0.4s 后加速繼電器jsj失勵后觸點延時返回時間，按實驗四中圖4--8接線測定。

五、實驗步驟和操作方法

1、根據參數整定原則確定過流保護與重合閘繼電器的動作值，并進行整定，本實驗可整定過流保護的電流起動值為3a，過流保護的動作時限為2秒，重合閘繼電器動作時間為1.5秒。

2、按圖9—1（a）和圖9—1（b）過流保護與三相自動重合閘綜合實驗接線圖進行安裝接線。

3、檢查實驗接線的正確性，確定無誤后，連接相應的直流操作電源。

4、模擬輸電線路發生暫時性故障啟動重合閘。

①、見圖21—1（b）調節可調變阻器r1和rf，使二變阻器接入電路的電阻為最大阻值，r1=12.6ω, rf =110ω。然后閉合短路開關qa，合上斷路器qf和單相交流電源開關k，調節單相自耦調壓器和可調變阻器r1，使交流電流表上的指示值為3.5a。給電流繼電器加入一個大于啟動值的電流。斷開短路開關qa，調節可調變阻器rf，慢慢減小rf阻值，使交流電流表上的讀數為額定電流2a。此時輸電線路處于正常供電狀態。②、根據控制開關kk觸點動作圖表，將控制開關kk切換于“合閘后”位置，即（9）--（12）接點閉合，合上bk開關（1）--（2）接點閉合，投入重合閘繼電器，經過20秒，重合閘繼電器指示燈亮，表明重合閘繼電器中的電容c已儲能完畢，裝置已處在準備動作狀態。

③、閉合短路開關qa，當斷路器跳閘后，迅速斷開短路開關qa，隨后重合閘裝置將進

行自動重合。這期間要注意觀察過流保護和三相自動重合閘的動作全過程。整個動作過程完成后要及時進行分析，寫出動作流程。

5、模擬輸電線路發生永久性故障的動作過程。操作方法同4，不同之處是短路開關qa閉合后不斷開。

四、實驗設備

圖9—1 電流保護綜合實驗交流側接線圖

圖9—2 電流保護綜合實驗直流側接線圖

六、實驗分析與操作接線的考核內容

1、如何將重合閘繼電器動作時間整定為1.5秒，如何將過流保護電流繼電器lj的動作電流整定為3a和過流保護動作時間為2秒。

2、假定重合閘裝置已處在準備動作狀態，分析下列情況下的動作行為并寫出實驗步驟和操

作方法，繪制實驗記錄表，并進行實驗操作，由教師考核評分。（1）、當線路上發生暫時性故障時；（2）、當線路上發生永久性故障時；（3）、手動跳閘時；（4）、當線路上存在永久性故障而手動合閘時；（5）、用kk手動合閘10秒鐘后線路出現故障；（6）、用kk手動合閘25秒鐘后線路出現故障；（7）、線路上多次出現雷擊故障時（相當于每隔25秒出現一次暫時性故障）；（8）、閉鎖自動重合閘后，線路出現永久性或暫時性故障時。

3、防跳繼電器的作用

（1）投入防跳繼電器使線路出現永久性故障而zj1、zj2觸點不能自動斷開時（即使繼電器

處于動作狀態）；

（2）切除防跳繼電器使線路出現永久性故障而zj1、zj2觸點不能自動斷開時。

4、重合閘和繼電保護之間配合工作 分別測量加速繼電器在不加速，后加速位置而線路出現永久性故障和暫時性故障的故

障切除時間；根據實驗結果分析比較重合閘，后加速及不加速的優缺點。

七、實驗報告

1、分析上列各實驗的動作行為。

2、本重合閘裝置采用什么起動方式？它有哪些起動元件？

3、根據圖9—

1、2的實驗展開圖畫出原理圖。

第二篇：《電力系統繼電保護》實驗報告

20XX 報 告 匯 編 Compilation of reports

報告文檔·借鑒學習word 可編輯·實用文檔

網絡高等教育

《電力系統繼電保護》實驗報告

學習中心：

天津武清奧鵬學習中心 [4]

層

次：

專升本

專

業：

電氣工程及其自動化

年

級：

201 1 4 年

秋

季

學

號：

學生姓名：

報告文檔·借鑒學習實驗一 電磁型電流繼電器和電壓繼電器實驗

一、實驗目的 1.學習動作電流、動作電壓參數的整定方法； 2.掌握DY型電壓繼電器和DL型電流繼電器的實際結構，工作原理、基本特性；

二、實驗電路 1．過流繼電器實驗接線圖

2.低壓繼電器實驗接線圖

報告文檔·借鑒學習三、預習題 1.DL-20C 系列電流繼電器銘牌刻度值，為線圈_并聯__時的額定值；DY-20C 系列電壓繼電器銘牌刻度值，為線圈__串聯__時的額定值。(串聯，并聯)2.動作電流（壓），返回電流（壓）和返回系數的定義是什么？ 答: 在電壓繼電器或中間繼電器的線圈上,從 0 逐步升壓,到繼電器動作,這個電壓 是動作電壓;繼電器動作后再逐步降低電壓,到繼電器動作返回, 這個電壓是返回電壓.;繼電器動作后再逐步降低電壓,到繼電器動作返回, 這個電壓是返回電壓.返回電流與啟動電流的比值稱為繼電器的返回系數。

四、實驗內容 1．電流繼電器的動作電流和返回電流測試

表一

過流繼電器實驗結果記錄表 整定電流 I（安）

2.7A 線圈接線方式為：

5.4A 線圈接線方式為：

測試序號 1 2 3 1 2 3 實測起動電流 I dj

2.66 2.76 2.67 5.43 5.42 5.49 實測返回電流 I fj

2.37 2.35 2.39 4.66 4.66 4.64 返回系數 K f

0.83 0.87 0.84 0.87 0.86 0.86 起動電流與整定電流誤差% 1.00 1.04 0.98 1.01 1.04 1.03

2．低壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試 表二

低壓繼電器實驗結果記錄表 整定電壓 U（伏）

24V 線圈接線方式為：

48V 線圈接線方式為：

測試序號 1 2 3 1 2 3 實測起動電壓 U dj

23.2 23.4 23.3 46.3 46.5 46.6 實測返回電壓 U fj

28.4 28.8 28.5 58.2 57.5 57.8 返回系數 K f

1.24 1.28 1.20 1.24 1.27 1.23 起動電壓與整定電壓誤差% 0.96 0.97 0.93 0.96 0.93 0.99

報告文檔·借鑒學習五、實驗儀器設備 設備名稱 使 用 儀 器 名 稱 EPL-20A 變壓器及單相可調電源 EPL-12 交流電流表 EPL-04

繼電器（一）—DL-21C 電流繼電器 控制屏

EPL-11 直流電源及母線 EPL-05 繼電器（二）—DY-28C 電壓繼電器 EPL-13 光示牌 EPL-11 交流電壓表 六、問題與思考 1．電流繼電器的返回系數為什么恒小于 1？ 答：電流繼電器是過流動作，只可以在小于整定值后的時候才返回；避免電流在整定值附近時，會導致繼電器頻繁啟動返回的情況，一般就要設一個返回值，比如所 0.96，電流小于 0.96 的時候才返回。所以返回值必須要小于 1。

2．返回系數在設計繼電保護裝置中有何重要用途？ 答：不可以動作的繼電器能夠及時返回，讓正常運行的部分系統不會被切除。

3.實驗的體會和建議 ①在連接繼電器線圈的時候,將其接入交流回路中,而對應的觸點接入直流回路中,觸電線圈中的電流電壓大小決定其動作,不能接反.②在實驗過程中一定要注意安全,在進行接線的時候,應該把電源關掉,確保安全可靠.報告文檔·借鑒學習

實驗二 電磁型時間繼電器和中間繼電器實驗

一、實驗目的 1.熟悉時間繼電器和中間繼電器的實際結構、工作原理和基本特性；

2.學習時間繼電器和中間繼電器的的測試和調整方法； 二、實驗電路 1．時間繼電器動作電壓、返回電壓實驗接線圖

2．時間繼電器動作時間實驗接線圖

3．中間繼電器實驗接線圖

4．中間繼電器動作時間測量實驗接線圖

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三、預習題 影響起動電壓、返回電壓的因素是什么？ 答：是相關電阻的大小。

四、實驗內容 1．時間繼電器的動作電流和返回電流測試 表一

時間繼電器動作電壓、返回電壓測試

測量值 為額定電壓的% 動作電壓 U d（V）

37.3 返回電壓 U f（V）5

2．時間繼電器的動作時間測定 表二

時間繼電器動作時間測定 測量值 整定值 t(s)

0.25 0.2613 0.2609 0.2603 0.75 0.7383 0.7633 0.7502 1 1.01 0.98 1.08 3．中間繼電器測試 表三

中間繼電器動作時間實驗記錄表 動作電壓 U dj（V）

返回電壓 U fj（V）

動作時間 t（ms）

45 18.6

報告文檔·借鑒學習五、實驗儀器設備 設備名稱 使 用 儀 器 名 稱 EPL-12 電秒表、相位儀 EPL-14 按鈕及電阻盤 EPL-13 光示牌 控制屏

EPL-11 直流電源及母線 EPL-19 直流電壓表 EPL-06 繼電器（四）—DZ-31B 中間繼電器 EPL-05 繼電器（二）—DS-21C 時間繼電器 六、問題與思考 1．根據你所學的知識說明時間繼電器常用在哪些繼電保護裝置電路？ 答：用來實現觸點延時√或×的控制電器，在機床控制線路中應用較多的是空氣阻尼式和晶體管式時間繼電器。

2．發電廠、變電所的繼電器保護及自動裝置中常用哪幾種中間繼電器？ 答：靜態中間繼電器，電磁式（一般）中間繼電器、延時中間繼電器、帶保持中間繼電器、交流中間繼電器、大容量中間繼電器，快速中間繼電器等。

3.實驗的體會和建議 答：可用改變舌片的起始角來調整動作電流和返回系數。舌片起始位置離開磁極的距離愈大，返回系數愈小，反之，返回系數愈大。因調節繼電器右下方起始位置限制螺桿，以改變舌片起始位置角，此時只能改變動作電流，而對返回電流幾乎沒有影響。

報告文檔·借鑒學習實驗三 三段式電流保護實驗

一、實驗目的 1.掌握階段式電流保護的電氣接線和操作實驗技術； 2.理解輸電線路階段式電流保護的原理圖及保護裝置中各繼電器的功用； 3.掌握無時限電流速斷保護、限時電流速斷保護及過電流保護的電路原理，工作特性及整定原則； 二、實驗電路 1．三段式電流保護實驗原理圖

2.三段式電流保護實驗接線圖

報告文檔·借鑒學習三、預習題（填寫表格）

序號 代號 型號規格 用途 實驗整定 線圈接法 1 KA1 DL－21C/6 無時限電流速斷保護 2 A 串聯 2 KA2 DL－21C/3 帶時限電流速斷保護 0.93A 串聯 3 KA3 DL－21C/3 定時限過電流保護 0.5A 串聯 4 KT1 DS－21 帶時限電流速斷保護時 0.75sKT2 DS－21 定時限過電流保護時間 1.25s

表一 注 繼電器動作打“√”，未動作打“×”。

故障點位置 動作情況

AB 線路 始端 AB 線路 中間 AB 線路 末端 BC 線路 始端 BC 線路 中間 BC 線路 末端 最小運行方式 兩相短路 Ⅰ段 Ⅰ段 × × × × × Ⅱ段 Ⅱ段 × √ √ √ × Ⅲ段 Ⅲ段 √ × × × √ 三相短路 Ⅰ段 Ⅰ段 × × × √ × Ⅱ段 Ⅱ段 √ √ √ √ × Ⅲ段 Ⅲ段 √ √ × √ √ 最大運行方式 兩相短路 Ⅰ段 Ⅰ段 × × √ × √ Ⅱ段 Ⅱ段 × × × × × Ⅲ段 Ⅲ段 √ √ √ × √ 三相短路 Ⅰ段 Ⅰ段 × × × × √ Ⅱ段 Ⅱ段 √ × √ √ × Ⅲ段 Ⅲ段 √ √ √ × √

報告文檔·借鑒學習五、實驗儀器設備 設備名稱 使 用 儀 器 名 稱 控制屏

EPL-01 輸電線路 EPL-03A AB 站故障點設置 EPL-11 直流電源及母線 EPL-32 繼電器（三）—DL-21C 電流繼電器—DS-21 時間繼電器 EPL-03B BC 站故障點設置 EPL-04 繼電器（一）—DL-21C 電流繼電器 EPL-05 繼電器（二）—DS-21 時間繼電器 EPL-06 繼電器（四）—DZ-31B 中間繼電器 EPL-17 三相交流電源 六、問題與思考 1．三段式電流保護為什么要使各段的保護范圍和時限特性相配合？ 答：各個保護區域能夠連續，這樣，在回路發生故障時，無論電流在什么值，保護都能動作。無時限電流速斷只能保護線路的一部分，帶時限電流速斷只能保護本線路全長，不能作為下一線路的后備保護，為此必須采用過電流保護作為本線路和下一線路的后備保護。如果三段保護范圍沒有配合，各段保護區域之間還有空擋，而回路故障電流正好在這個空擋中，就沒有了保護，會造成事故擴大。由無時限電流速斷、帶時限電流速斷與定時限過電流保護相配合構成的一整套輸電線路階段式電流保護，叫做三段式電流保護。三段保護（過負荷、過流、速斷）應當互相配合。

2．三段式保護模擬動作操作前是否必須對每個繼電器進行參數整定？為什么？ 答：是，為了保護電路，使試驗數據準確。

3.實驗的體會和建議

操作實驗前必須熟悉三段式電流保護的實驗接線和電源輻射網絡故障模擬接線,認真按照操作規程的要求,正確接線,細心操作,要特別注意直流電壓回路和交流電流回路的正確連接,調試中注意電流表的指示,每一個操作環節要確保其正確性和安全性.報告文檔·借鑒學習

實驗四 功率方向電流保護實驗

一、實驗目的 1.熟悉相間短路功率方向電流保護的基本工作原理； 2.進一步了解功率方向繼電器的結構及工作原理； 3.掌握功率方向電流保護的基本特性和整定實驗方法；

二、實驗電路

三、預習題 功率方向電流保護在多電源網絡中什么情況下稱為正方向？什么情況下稱為反方向？為什么它可以只按正方向保證選擇性的條件選擇動作電流？ 答：電流與電壓同相為正方向，反之為反方向；在正方向下反向就能得到反方向的動作電流，因此它可以只按正方向保證選擇性的條件選擇動作電流

報告文檔·借鑒學習四、實驗內容 表一 序號 名稱 實驗整定值 正方向功率 反方向功率 0.8A 1.0A 0.8A 1.0A 1 電流繼電器 2 A × × × × 2 功率方向繼電器 0.93A × √ √ √ 3 時間繼電器 0.5s √ × × × 4 信號繼電器 0.75s × × × √ 5 中間繼電器 0.8A √ √ √ √ 6 光示牌 無 √ √ × √ 7 電流表 0.9A × × √ × 8 電壓表 89.2V × × × × 9 相位儀 45 √ √ √ × 注 繼電器動作打“√”，未動作打“×”；儀表要填寫讀數。

五、實驗儀器設備 設備名稱 使 用 儀 器 名 稱 控制屏

EPL-13 光示牌 EPL-17 三相交流電源 EPL-05 繼電器（二）—DS-21 時間繼電器 EPL-06 繼電器（四）—DZ-31B 中間繼電器 EPL-07 繼電器（五）—DX-8 信號繼電器 EPL-10 繼電器（十）—功率方向繼電器 EPL-11 直流電源及母線 EPL-11 交流電壓表 EPL-01 輸電線路 EPL-03A AB 站故障點設置 EPL-04 繼電器（一）—DL-21C 電流繼電器 EPL-11 交流電流表 EPL-12 相位儀

報告文檔·借鑒學習六、問題與思考 1．方向電流保護是否存在死區？死區可能在什么位置發生？ 答：會存在死去，在正方向與反方向互相裝換.2．簡述 90°接線原理的三相功率方向保護標準接線要求。

答：指一次系統三相對稱,且功率因數為 1,則加給功率方向繼電器電壓線圈和電流線圈的電壓和電流之間的相位差為 90 度,稱為 90 度接線如果電壓和電流之間的相位為 0,則稱 0 度接線。

3.實驗的體會和建議 答：實驗中得知，在電流互感器的變化為 1:1 的時候,我們在接線的時候直接可以取 A 相電流同時信號繼電器有電壓線圈和電流線圈,在接線的時候他們有正負極,不能接反,否則很容易燒壞繼電器.

第三篇：文檔2008繼電保護工作總結

2008繼電保護工作總結 中國電力網舍不得你 2008繼電保護工作總結-中國電力網 2010年10月30日 繼電保護裝置是電力系統密不可分的一部分是保障電力設備安全和防止、限制電力系統大面積停電的最基本、最重要、最有效的技術手段。實踐證實繼電保護一旦發生不正確動作往往會擴大事故釀成嚴重后果。繼電保護事故的類型 1定值的題目 1整定計算的錯誤 由于電力系統的參數或元器件的參數的標稱值與實際值有出進有時兩者的差別比較大則以標稱值算出的定值較不正確。2設備整定的錯誤 人為的誤整定有看錯數據值、看錯位置等現象發生過。其原因主要是工作不仔細檢查手段落后等才會造成事故的發生。因此在現場繼電保護的整定必須認真操縱、仔細核對把好通電校驗定值關才能避免錯誤的出現。3定值的自動漂移 引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾方面①受溫度的影響②受電源的影響③元器件老化的影響④元件損壞的影響。2裝置元器件的損壞 1三極管擊穿導致保護出口動作 2三極管漏電流過大導致誤發信號 3回路盡緣的損壞 1回路中接地易引起開關跳閘 2盡緣擊穿造成的跳閘如一套運行的發電機保護在機箱后部跳閘插件板的背板接線相距很近在跳閘觸點出線處相距只有2mm由于帶電導體的靜電作用將灰塵吸到了接線焊點的四周因天氣濕潤兩焊點之間形成導電通道盡緣擊穿造成發電機跳閘停機事故。3不易檢查的接地點 在二次回路中光字牌的燈座接地比較常見但此處的接地點不輕易被發現。4接線錯誤 接線錯誤導致保護拒動 2接線錯誤導致保護誤動 5抗干擾性能差 運行經驗證實晶體管保護、集成電路保護以及微機保護的抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。集成電路保護的抗干擾題目最為突出用對講機在保護屏四周使用可能導致一些邏輯元件誤動作甚至使出口元件動作跳閘。在電力系統運行中如操縱干擾、沖擊負荷干擾、變壓器勵磁涌流干擾、直流回路接地干擾、系統和設備故障干擾等非常普遍解決這些題目必須采取抗干擾措施。6誤碰與誤操縱的題目 1帶電拔插件導致的保護出口動作 保護裝置在運行中出現題目時若繼電保護職員帶電拔插件輕易使保護裝置的邏輯造成混亂造成保護裝置出口動作。2帶電事故處理將電源燒壞工作職員在電源插件板沒有停電的情況下拔出插件進行更換輕易使電源插件燒壞。7工作電源的題目 1逆變穩壓電源逆變穩壓電源存在的題目①、波紋系數過高可能造成邏輯的錯誤導致保護誤動作。要求將波紋系數控制在規定的范圍以內。②、輸出功率不足。電源的輸出功率不夠會造成輸出電壓的下降假如下降幅度過大導致比較電路基準值的變化充電電路時間變短等一系列的題目影響到邏輯配合甚至邏輯判定功能錯誤。③、穩壓性能差。電壓過高或過低都會對保護性能有影響。④、保護題目。電壓降低或是電流過大時快速退出保護并發出報警可避免將電源損壞。但電源保護誤動作時有發生這種誤動作后果是嚴重的對無人值班的變電站危害更大。2電池浮充供電的直流電源由于充電設備濾波穩壓性能較差所以保護電源很難保證波形的穩定性即紋波系數嚴重超標。3UPS供電的電源在分析對保護的影響時應考慮其交流成分、電壓穩定能力、帶負荷能力等題目。4直流熔絲的配置題目直流系統的熔絲是按照從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則設置的以保證回路上短路或過載時熔絲的選擇性若熔絲配置混亂其后果是回路上過流時熔絲越級熔斷。8TV、TA及二次回路的題目 1①TV二次保險短路故障②TV二次開路故障。2TA二次的題目①因TA端子松動使母差保護不平衡電流超標②TA二次開路造成保護裝置死機。9保護性能的題目一是性能方面的題目即裝置的功能存在缺陷二是特性方面的題目即裝置的特性存在缺陷。1保護性能題目的實例①變壓器差動保護躲不過勵磁涌流。②轉子接地保護的誤動與拒動。③保護跳閘出口繼電器的接點不能斷開跳閘電流。2保護特性變壞的實例 方向間隔保護的特性曲線為偏移特性圓或記憶特性圓由于制造的原因或是參數的變化或是元件特性的變化可能出現方向偏移的題目或記憶功能消失的題目。有的繼電保護的動態特性偏離靜態特性很遠也會導致動作結果的錯誤。10設計的題目

二、事故事例

一、事故概述1996年7月28日某水電廠發生直流接地派人前往處理僅隔幾分鐘的時間中控室光字牌顯示“全廠所有發電機、變壓器、廠用電保護及操縱的直流電源全部消失?！痹蛏形床榍逯绷鹘拥攸c未找到控制屏上電流表計強勁沖頂值長下令由另一組Ⅱ蓄電池向全廠機、變、廠用電的保護和操縱供直流電源由于Ⅱ組蓄電池向機、變饋電的直流支路其熔斷器根本沒有因而機、變的保護及操縱的直流電源仍不能立即恢復。隨即5號發電機75MW出現短路弧光并冒煙5號發電機、變壓器保護及操縱回路因無直流電源發電機及變壓器短路器均不能跳閘短路繼續蔓延由于持續大電流作用秧及4號主變壓器低壓線圈熱擊穿進而發展成為高低壓線圈盡緣擊穿短路。主接線見圖。由于短路故障繼續存在與系統并網的二條220KV線路的對側有兩條線路的零序電流二段C相跳閘一條為零序電流二段三相跳閘該線路重合閘停用此時系統是非全相線路帶著該廠短路點在運行。Ⅰ、Ⅱ回線兩側均由高頻閉鎖保護動作跳三相保護另作分析該廠與系統解列有功甩空加上5號機短路故障仍然存在實際短路故障已經擴大到4號變壓器上健全發電機端電壓急劇下降調速器自動關水門或自動滅磁因都無直流電源緊急停機命令都拒盡執行。危急之中就地手動切開5號發電機出口斷路器才將短路故障切除。結果全廠停電造成5號發電機、4號變壓器嚴重燒毀重大事故。

二、故障分析5號發電機短路故障因其保護及操縱直流電源消失保護不能動作斷路器不能跳閘導致事故擴大。1直流一點接地在先才派人往查找直流接地接著發生全廠發電機、變壓器的保護及操縱直流電源消失由事故演變的過程從技術上分析只有直流兩點接地或造成直流短路才會引起中控室光字牌Ⅰ組蓄電池、專用熔斷器顯示直流電源消失。2直流系統接線明顯不公道、全廠主機、主變壓器的保護及操縱回路均由同一直流母線饋電。一是違反了《繼電保護及安全自動裝置的反事故措施要點》中規定的直流熔斷器的配置原則。二是電力部在1994年以191號文頒布“反措要點”之后國、網、省三級調度部分大力宣傳貫徹“反措要點”之中可該水電廠就是在這種形勢下將機、變保護更新為微機保護是仍沿用原熔斷器配置方案。說明該廠對部頒“反措要點”的意義熟悉不足沒有熟悉到“反措要點”是匯集了多年來設計與運行部分在保障繼電保護裝置安全運行方面的基本經驗沒有熟悉到“反措要點”是事故教訓的總結。正由于如此該廠這次事故是重蹈副覆轍的慘重教訓。

三、措施 原有直流系統接線方式及熔斷器的配置方式使全廠發電機、變壓器的保護和操縱直流電源同時消失擴大了事故證實原直流系統接線有致命弱點必須按“反措要點”修改。首先是直流母線的接線方式從運行經驗來看直流母線采用單母線分段方式直流負荷采用輻射狀饋電方式較為合適。其特點是

1、接線簡單、清楚。

2、各段之間彼此獨立互不影響可靠性高。

3、查找直流接地方便。

4、分段母線間設有隔離開關正常斷開當一組蓄電池退出運行時合上隔離開關由另一蓄電池供兩段母線負荷行方便。其次是熔斷器的配置方便千萬不能將一個元件指發電機、變壓器、母線、線路的保護裝置及操縱的直流電源從同一段直流母線段饋電方式更不答應同一元件的保護裝置與操縱的直流電源共用同一對熔斷器。對有雙重化要求的保護斷路器操縱的直流電源也要從不同的母線不同的熔斷器供給直流電源。查找直流接地的留意事項查找直流接地故障做到快捷、安全、正確是一件非常不輕易的事情。更重要的是保證安全不能由于查找直流接地使運行中的保護直流電源消失也不能在查找直流接地時投合直流造成運行中的保護裝置由于存在寄生回路而誤動作跳閘。因此查找直流接地的留意事項必須嚴格遵守

1、禁止使用燈泡來查找直流接地。

2、用儀表檢查時所用儀表內阻不應低于2000Ω/V

3、當直流接地時禁止在二次回路上工作。

4、處理時不得造成直流短路或另一點接地。

5、必須兩人同時進行工作。

6、拉路前必須采取預先擬好的安全措施防止投、合直流熔斷器時引起保護裝置誤動作。

四、經驗教訓 電力部頒發的《繼電保護及安全自動裝置的反事故措施要點》是匯集了全國各地電力系統多年來在運行中的事故教訓是運行經驗的總結。對我國電力系統繼電保護裝置安全可靠運行有指導意義各級繼電保護職員必須要把握它把握它電力系統保障安全穩定運行能夠發揮有益的作用把握它使電力生產能創造出可觀的經濟效益把握它能進步繼電保護職員的技術水平。反之慘重事故還會重演。這次事故再次告誡我們“反撮要點”不僅要深刻理解而且要必須執行。查找直流接地的題目。變電站的直流系統和交流系統、一次設備一樣也有接地和短路故障發生它同樣受天氣變化的影響同樣受一次系統接地故障產生的過電壓的破壞。它受直接雷擊遭遇的盡緣擊穿它還有盡緣自然老化盡緣降低的題目。總之變電站的直流系統也是經常有接地和短路故障發生尤其是那些投運年頭長的變電站在碰到雷雨和長期陰雨季節其故障的頻率還會高。長期以來尋找直流接地題目要做到快捷、安全、正確是并非易事這個題目一直困擾著運行值班職員甚至一些有經驗的繼電保護職員也視為畏途。三總結 俗話說“工欲善其事必先利其器”。要想把查找直流接地故障快捷、正確的找出來最好配備有精良的檢測儀器或裝置。隨著設備運行周期的延長和我廠的發電設備日趨老化直流接地的情況發生的越來越頻繁我們要加強設備的維護工作認真做好設備檢驗進步檢驗工藝加強盡緣監視。電力系統繼電保護典型故障分析

一、繼電保護事故的類型 1定值的題目1整定計算的錯誤由于電力系統的參數或元器件的參數的標稱值與實際值有出進有時兩者的差別比較大則以標稱值算出的定值較不正確。2設備整定的錯誤 人為的誤整定有看錯數據值、看錯位置等現象發生過。其原因主要是工作不仔細檢查手段落后等才會造成事故的發生。因此在現場繼電保護的整定必須認真操縱、仔細核對把好通電校驗定值關才能避免錯誤的出現。4定值的自動漂移 引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾方面①受溫度的影響②受電源的影響③元器件老化的影響④元件損壞的影響。2裝置元器件的損壞1三極管擊穿導致保護出口動作2三極管漏電流過大導致誤發信號 3回路盡緣的損壞回路中接地易引起開關跳閘 5盡緣擊穿造成的跳閘如一套運行的發電機保護在機箱后部跳閘插件板的背板接線相距很近在跳閘觸點出線處相距只有2mm由于帶電導體的靜電作用將灰塵吸到了接線焊點的四周因天氣濕潤兩焊點之間形成導電通道盡緣擊穿造成發電機跳閘停機事故。6不易檢查的接地點在二次回路中光字牌的燈座接地比較常見但此處的接地點不輕易被發現。4接線錯誤 3接線錯誤導致保護拒動 4接線錯誤導致保護誤動 5抗干擾性能差 運行經驗證實晶體管保護、集成電路保護以及微機保護的抗干擾性能與電磁型、整流型的保護相比較差。集成電路保護的抗干擾題目最為突出用對講機在保護屏四周使用可能導致一些邏輯元件誤動作甚至使出口元件動作跳閘。在電力系統運行中如操縱干擾、沖擊負荷干擾、變壓器勵磁涌流干擾、直流回路接地干擾、系統和設備故障干擾等非常普遍解決這些題目必須采取抗干擾措施。6誤碰與誤操縱的題目 帶電拔插件導致的保護出口動作保護裝置在運行中出現題目時若繼電保護職員帶電拔插件輕易使保護裝置的邏輯造成混亂造成保護裝置出口動作。2帶電事故處理將電源燒壞 工作職員在電源插件板沒有停電的情況下拔出插件進行更換輕易使電源插件燒壞。7工作電源的題目 2逆變穩壓電源逆變穩壓電源存在的題目①、波紋系數過高可能造成邏輯的錯誤導致保護誤動作。要求將波紋系數控制在規定的范圍以內。②、輸出功率不足。電源的輸出功率不夠會造成輸出電壓的下降假如下降幅度過大導致比較電路基準值的變化充電電路時間變短等一系列的題目影響到邏輯配合甚至邏輯判定功能錯誤。③、穩壓性能差。電壓過高或過低都會對保護性能有影響。④、保護題目。電壓降低或是電流過大時快速退出保護并發出報警可避免將電源損壞。但電源保護誤動作時有發生這種誤動作后果是嚴重的對無人值班的變電站危害更大。2電池浮充供電的直流電源由于充電設備濾波穩壓性能較差所以保護電源很難保證波形的穩定性即紋波系數嚴重超標。3UPS供電的電源在分析對保護的影響時應考慮其交流成分、電壓穩定能力、帶負荷能力等題目。4直流熔絲的配置題目直流系統的熔絲是按照從負荷到電源一級比一級熔斷電流大的原則設置的以保證回路上短路或過載時熔絲的選擇性若熔絲配置混亂其后果是回路上過流時熔絲越級熔斷。8TV、TA及二次回路的題目 3TV二次的題目①TV二次保險短路故障②TV二次開路故障。4TA二次的題目①因TA端子松動使母差保護不平衡電流超標②TA二次開路造成保護裝置死機。9保護性能的題目 一是性能方面的題目即裝置的功能存在缺陷二是特性方面的題目即裝置的特性存在缺陷。2保護性能題目的實例 ①變壓器差動保護躲不過勵磁涌流。②轉子接地保護的誤動與拒動。③保護跳閘出口繼電器的接點不能斷開跳閘電流。2保護特性變壞的實例方向間隔保護的特性曲線為偏移特性圓或記憶特性圓由于制造的原因或是參數的變化或是元件特性的變化可能出現方向偏移的題目或記憶功能消失的題目。有的繼電保護的動態特性偏離靜態特性很遠也會導致動作結果的錯誤。10設計的題目

二、綜合性事故舉例 停電線路保護做試驗時造成運行線路保護誤動作跳閘 1.1概述平行雙回線中一般都裝設有相差高頻和零序橫差雙套全線速動主保護由于220KV線路電流互感器在當時一般只有四個二次繞組因此這兩套全線速動主保護只能共用一組電流互感器二次繞組。然而在做停電線路保護試驗時造成運行線路相差高頻保護誤動作跳閘事故。在某省網220KV平行雙回線路中基于同一原因先后在不同的時間不同的地點發生過運行線路四次誤動事故。1.2事故分析這些事故的重復發生都是在雙回線中已停線路上做繼電保護試驗時造成的。試驗時沒有做好安全措施一般繼電保護試驗電源都有一個接地點。在一停用的保護裝置上通電試驗時由于雙回線兩組電流互感器各有一個接地點試驗電源不可避免地分流到運行線路的相差高頻保護回路中由于試驗前沒有考慮到雙回線的零序方向橫差保護與運行中線路的相差高頻保護還有電的聯系而沒有采取必要的安全措施這是事故重復發生的原因。兩組電流互感器的二次組合的電流回路不是一點接地而是兩點接地 1.3措施要實現平行雙回線路的相差高頻保護和零序方向橫差保護共用一組電流互感器時的接地點只有一個。在平行雙回線路已停電的線路試驗時必須做好安全措施。必須將運行線路的高頻相差和零序方向橫差保護的電流回路保持各自獨立與停電線路的電流互感器二次斷開。1.4經驗教訓一是違反了由幾組電流互感器二次組合的電流回路只答應有一個接地點的規定二是兩個接地點存在有兩個隱患。一個隱患是若兩個接地點位在開關場端子箱由于兩個接地點的接地電阻不一定相同當發生短路經構架接地時接地短路電流在兩個接地點間形成電位差接地電流就有可能分流到零序方向橫差保護的電流回路中引起誤動。二個隱患是若兩個接地點位在保護屏端子排經屏接地由于接地點靠近零序橫差方向保護電流線圈很近兩個接地點和地構成的并聯回路短接了電流線圈當在雙回線路上發生接地短路時零序方向橫差保護電流回路因并有兩個接地點的回路分流嚴重時可以使零序方向橫差保護靈敏度降低而拒動。所以在停電線路上做試驗時不僅將運行線路的相差高頻保護的電流回路與之隔離還不僅只保證一個接地點。差動保護包括雙回線路的橫差和縱差保護在超高壓系統中應該單獨使用一電流互感器不與其他保護共用。

三、體會 繼電保護專業職員需要具備必要的理論知識與實踐知識。既要把握保護的基本原理又要把握實際運行狀況。在具體工作中主要把好調試關。繼電保護的調試與檢驗是設備送電前的一道最重要的工序。認真搞好保護的新安裝調試以及大、小修定檢試驗是減少事故使設備以良好的狀態投進系統的關鍵環節不僅可以避免誤動或拒動事故的發生在有故障出現時由于有完善正確的信息使題目的查找分析變得簡單明了。熟悉電力系統知識、研究繼電保護、把握事故分析、查找的方法使自己在生產中碰到具體題目時能夠靈活地運用事故處理的基本原則以最短的時間、最快的速度和最高的效率處理好設備存在的故障和缺陷。

第四篇：繼電保護期末

1-1 什么是故障,異常運行方式和事故? 它們之間有何不同? 有何聯系? 答: 電力系統運行中,電氣元件發生短路,斷線時的狀態均視為故障狀態;電氣元件超出正常允許工作范圍,但沒有發生故障運行,屬于一場運行方式, 即不正常工作狀態;當電力系統發生故障和不正常運行方式時,若不及時處理或者處理不當, 則將引發系統事故,事故是指系統整體或部分的工作遭到破壞,并造成對用戶少供電或電能質量不符合用電標準,甚至造成人身傷亡和電氣設備損壞等嚴重后果.故障和異常運行方式不可以避免,而事故可以避免發生.1-2 常見故障有哪些類型?故障后果體現在哪些方面? 答:常見故障是各種類型短路,包括相間短路和接地短路,另外,還有輸電線路斷線,旋轉電機,變壓器同一相繞組匝間短路等,以及由上述幾種故障組合成的復雜的故障.故障會使故障設備損壞或燒毀;短路電路通過非故障設備產生熱效應和力效應,使非故障元件損壞或縮短使用壽命;造成系統中部分地區電壓值大幅下降,破壞電能用戶正常工作,影響產品質量;破壞電力系統中各發電廠之間并聯運行穩定性,使系統發生震蕩, 從而使事故擴大,甚至整個電力系統瓦解.1-3什么是主保護、后備保護和輔助保護？遠后備保護和近后備保護有什么區別？ 答：一般把反應被保護在主保護系統元件嚴重故障、快速動作與跳閘的保護裝置稱為主保護，而把在主保護系統失效時備用的保護稱為后備保護。當本元件主保護拒動，由本元件另一套保護裝置作為后備保護，這種后備保護是在同一安裝處實現的，故稱為近后備保護。遠后備保護對相鄰元件保護各種原因的拒動均能起到后備保護的作用，同時它實現簡單、經濟、因此要優先采用，只有在遠后備保護不能滿足要求時才考慮采用近后備保護。

輔助保護是為了補充主保護和后備保護的不足而增設的簡單保護，如用電流速斷保護來加速切除故障或消除方向元件的死區。

1-4繼電保護裝里的任務及其基本要求是什么？

答：繼電保護裝置的任務是自動、迅速、有選擇性的切除故障元件，使其免受破壞，保證其他無故 障元件恢復正常運行；監視電力系統各元件，反映其不正常工作狀態，并根據運行維護條件規范設備承 受能力而動作，發出告警信號，或減負荷、或延時跳閘；繼電保護裝置與其他自動裝置配合，縮短停電時間，盡快恢復供電，提高電力系統運行的可靠性。繼電保護裝置的基本要求是滿足“四性”，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。

2-1．電流互感器的極性是如何確定的?常用的接線方式有哪幾種 ? 答:(1)電流互感器 TA 采用減極性標示方法，其一次繞組Ll-L2 和二次繞組 K l-K2 引出端子極性標注如圖2-1(a)所示，其中Ll和Kl，L2和K2分別為同極性端。如果TA的端子標志不清楚，可用圖2-1(b)所示接線測定判斷出同極性端，如果用2-1(b)中實線接法U=U1-U2，則電壓表U所接兩個端子為同極性端，如虛線接法，則U=U1+U2，電壓表U所接兩個端子為異極性端。

2)電流互感器 TA 常用的接線方式有完全星形接線、不完全星形（兩項V形）接線、兩項電流差接線和一項式接線。

2-2．電流互感器的10%誤差曲線有何用途?怎樣進行10%誤差校驗? 答：電流互感器額定變比KTA為常數，其一次電流I1與二次電流I2,在鐵芯不飽和時有I2=I1/KTA的線性關系，如圖2-2(a)中直線1所示。但當鐵芯飽和時，I2與I1不再保持線性關系。如圖2-2(a)中曲線2所示。繼電保護要求在TA一次電流I1等于最大短路電流時，其變比誤差要小于或等于10%。因此可在圖2-2(a)中找到一個電流I1.b(m10)自I1。b點做垂線與直線1和曲線2分別交于B、A點，且，BA在= 0.1I1(I1= I1/KTA)。如果TA 一次電流I1≤I1.b ,則TA 變比誤差就不會超過10%.由于TA變比誤差與其二次負荷阻抗有關，為便于計算，制造廠對每種 TA 都提供了在m10下允許的二次負荷Zal，曲線m10 =f（Zal）就稱為TA的10%誤差曲線，用10%誤差曲線可方便的求出TA在滿足誤差不超過10%的最大允許負荷阻抗。如圖2-2(b)所示，已知m10-1后，可以從曲線上查出允許負荷阻抗 Zl。1，如果Zal。1大于實際負荷阻抗Zl，則誤差滿足要求。

2-3 電流互感器的準確度有幾級？和二次負荷有什么關系？

答：電流互感器準確度級有0.2、1.0、3.0、10、B級，由于TA誤差與二次負荷有關，故同一臺TA在使用不同準確度級時有不同的額定容量，或者說帶負荷越大，其準確度級越低。

2-4 電流互感器在運行中為什么要嚴防二次側開路？電壓互感器在運行中為什么要嚴防二次側短路？ 答：（1）TA正常運行時，二次電流產生的磁通勢起去磁作用，勵磁電流很小，鐵芯中總磁通很小，二次繞組感應電動勢不超過幾十伏，如果二次側開路，二次電流的去磁作用消失，其一次電流完全轉變為勵磁電流，引起鐵芯內磁通劇增，鐵芯處于高度飽和狀態，加之二次繞組匝數很多，根據電磁感應定律可知二次繞組兩端產生很高電壓，可達數千伏。不但要損壞二次繞組絕緣，而且將嚴重危及人身安全。再者由于鐵芯中磁通密度劇增，使鐵芯損耗加大，嚴重發熱，甚至燒壞絕緣。因此TA二次繞組不允許開路，故在TA二次回路中不能裝設熔斷器，二次回路一般不進行切換，若要切換應先將二次繞組短接。

（2）電壓互感器是一個內阻極小的電壓源，正常時負荷阻抗很大，相當于開路狀態，二次側僅有很小負荷電流，當二次側短路時，負荷阻抗為零，將產生很大短路電流，將電壓互感器燒壞，因此，TV二次側不允許短路。

2-8何謂電流互感器零序電流接線? 答:用3只同型號相同變比的TA二次繞組同極性端子連接后再接人零序電流繼電器KAZ，如圖2-5所示，則流人繼電器中電流為

?13I1?????????????I?)Ir?Ia?Ib?Ic?[(IA?IB?IC)?(ImA?ImB?ImC)]?0?(ImA?ImBmCKTAKTAKTA??0，即I??I??I??0，則I?為 當三相對稱時，Ir0ABC???Ir1????(ImA?ImB?ImC)??Iunb

KTA?I式中unb為不平衡電流是由三個TA勵磁特性不同引起的。當發生單相接地或兩相接地短路故障時，可獲得零序電流，因此這種接線也成為零序電流濾過器的接線。

圖2-5用三個TA構成零序電流濾過器

3-6 在定時限過流保護過程中，如何整定和調節動作電流和動作時間？反時限過流保護又如何整定和調節其動作電流和動作時間？為什么叫10倍動作電流的動作時間？

答：在定時限過流保護過程中，調節動作電流和整定時間采用改變時間繼電器的整定值得辦法，而反時限過流保護裝置采用GL型電流繼電器，它的時限調節結構是按10倍動作電流標度的動作曲線來整定，計算出短路電流在繼電器中產生的動作電流倍數n=Ikr /Iop。r 和保護實際動作時間t’，確定GL型繼電器的動作特性曲線，由此曲線找到n=10的動作時間t，將時限螺釘擰緊固定。

3-16 已知圖3-45所示電源電勢Eph=115/ √3KV，Xs.min=14Ω，Xs.max=15Ω，線路單位長度正序電抗X1=0.4Ω/km，取，保護采用不完全星形接線KTA=300/5，試對電流保護1的 I段、II段進行整定計算，即求I、II段動作電流

，動作時間

，并校驗I、II段的靈敏系數，若靈敏系數不滿足要求，怎么辦？

解：1.各短路點最大運行方式及最小運行方式下三相短路電流值。

K1點：

K2點：

K3點：

2.線路WL1電流保護第I段保護整定計算。

（1）計算保護裝置一次側動作電流和繼電器的動作電流

（2）最小靈敏系數校驗，用校驗最小保護范圍來檢查。

（3）第I段電流保護時限取。

3.線路WLI電流保護II段整定計算。（1）1QF處電流保護II段動作電流要和相鄰電路WL2的電流保護第I段相配合，故首先計算線路WL2電流保護第I段動作電流值

（2）線路WL1電流保護II段動作電流值

（3）繼電器動作電流

（4）線路WLI電流保護II段動作時限應與WL2電流保護第I段相配合

（5）校驗電流保護II段靈敏系數，按本級線路WLI末端K1點最小運行方式下兩相短路電流校驗最小靈敏系數

因為靈敏系數不滿足要求，改為電流保護1的II段與電流保護2的II段相配合。

靈敏系數

靈敏系數仍不合格，可以改為采用延時電流電壓聯鎖速斷保護。

3-17 如圖所示網絡中每條線路斷路器處均裝設三段式電流保護。試求線路WL1斷路器1QF處電流保護第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的動作電流、動作時間和靈敏系數。圖中電源電動勢為115kV, A處電源的最大、最小等效阻抗為XSA.max= 20Ω，XSA.min=15Ω，線路阻抗XAB=40Ω,XBC=26Ω,XBD=24Ω,XDE=20Ω,。線路WL1的最

IⅢ大負荷為200A，電流保護可靠系數Krel=1.3，KⅡ=1.15，Krel=1.2，KTA=300/5，保護采用完全星形接成，Kss=2，Kre=0.85，t3Ⅲ=1s。

解：1.計算B、C、D、E點最大、最小運行方式下三相短路電流 B點： I(3)k.B.max?EphminXS.?XAB?1.20kA7

I(3)k.B.min?EphXS.max?XAB?1.107kA

C點： I(3)k.C.max?I(3)k.C.min?

Eph?0.82kA

Xs.min?XAB?XBCEph?0.772kA

Xs.max?XAB?XBCD點： I(3)k.D.max?Eph?0.841kA

Xs.min?XAB?XBDI

E點：I(3)k.D.min?Eph?0.79kA

Xs.max?XAB?XBD(3)k.E.max?Eph?0.671kA

Xs.min?XAB?XBD?XDE?I(3)k.E.minEph?0.6385kA

Xs.max?XAB?XBD?XDE

2.線路WL1電流保護第Ⅰ段整定計算 ⑴ 保護裝置一次側動作電流

IⅠop.1??KⅠ(3)rel k.B.maxI?1.57kA

⑵ 繼電器動作電流

IⅠop.1.r??IKconIop.1KTA?0.026kA

⑶ 最小保護范圍校驗

lp.min13Eph?(?XS.max)?41.56km IX12IOP.1lABXAB40???100km X10.4?10000?41.5600?1500 lp.minlAB3.線路WL1帶時限電流速斷保護整定計算

⑴ 保護1第Ⅱ段動作電流要與相鄰下一級WL2和ＷＬ3保護第I段電流保護相配合。Iop.2II?KrelIk.C.max?1.3?0.82?1.066kA;IIop.3Ik.D.max?1.3?0.84?1.092kA 保護裝置一次側動作電流為

ⅡIIⅡ?Kop.1relIop.3?1.15?1.092?1.2558kA

III繼電器動作電流 op.1.r?IIKconIop.1KTA?0.02093kA?20.93A

⑵II段電流保護時限的確定

IIt1II?t2??t?0?0.15?0.15s

⑶II段電流保護靈敏系數校驗

KsII.mIk(2).min?.B?0.7633?1.3 IIIop.1靈敏系數不滿足要求，可采用降低動作電流延長保護范圍的方法提高靈敏性。改與保護3第II段電流相配合。

II保護3第II段動作電流Iop.3應與保護4第I段動作電流配合。

IIIIop?K.4reIk.E.max?1.3?0.671?0.8723kA IIIIIIop?K.3reIop.4?1.5?0.8723?1.003kA

IIIIIIIop?K.1reIop.3?1.15?1.003?1.154kA

KsII.m3(3)Ik.B.min0.866?1.1072???0.83?1.3 IIIop.11.154靈敏系數不滿足要求，改為采用帶延時的電流電壓聯鎖速斷保護。時限t1II=0.5s 4.線路WL1電流保護第Ⅲ段整定計算

⑴ 保護裝置一次側動作電流

ⅢK1.2?2?200ⅢrelKssIop.1?II.max??564.7A Kre0.85IⅢop.1.rKconⅢ1?Iop.1??564.7?9.412A

300KTA5Ⅲ2⑵保護時限確定

t?t??t?1?0.5?1.5s

⑶靈敏系數校驗 Ⅲ1近后備保護： Ks.minⅢ3(3)Ik.B.min0.866?1.107?2Ⅲ??1.698?1.5 合格

Iop.10.5647ⅢK遠后備保護： s.min3(3)Ik.D.min0.866?0.792???1.21?1.2 合格 ⅢIop.10.5647

3-18 確定圖3—15中各斷路器上過電流保護的動作時間（時限極差t’=0.5s）,并在圖上繪出過電流的時限特性。

t9=1s;t10=0.5s;t6=t8=t9+t’=1+0.5=1.5s;t7=0s;t5=t7+t’=0+0.5=0.5s;t4=t6+t’=1.5+0.5=2s;t2=t3=t4+t’=2+0.5=2.5s;t1=t2+t’=2.5+0.5=3s

3-19 如圖3-16所示單電源輻射形網絡，保護1、2和3均采用階段式電流保護，已知線路正序電抗為X流IL.max1?0.4?/km，AB線路最大工作電流IL.max?400A，BC線路最大工作電，，?350A，保護1的I段定值為，取，III段時限，保護4的III段時限。系統最大運行方式下，最小運行方式下要繼電器并檢驗保護靈敏系數。

。整定計算保護3三段動作電流值，選擇主

解：1.短路電流計算

(1)畫出系統等值電路。計算構成電源的最大、最小等效阻抗Xs.min、Xs.max。

(2)B母線（K2點）短路電流

（3）C母線（K3點）短路電流

2.保護3第I段整定計算

（1）保護裝置一次側動作電流和繼電器動作電流

選用DL-11/50型電流繼電器，動作電流整定范圍12.5~50A（2）檢驗最小保護范圍

3.電流保護3第II段整定計算

（1）保護裝置一次側動作電流和繼電器動作電流

選用DL-11/50型電流繼電器，動作電流整定范圍12.5~50A（2）靈敏系數校驗

因為上述靈敏系數不滿足要求，可采用降低動作電流，將保護3第II段改為與相鄰線路保護2第II段相配合滿足要求。電流保護2第II段動作電流為

保護3第II段動作電流為保護3第II段靈敏系數為

（3）動作時間

選取DS-111型時間繼電器，其時限調整范圍為0.1~1.3S

4.電流保護3的第III段整定計算

III III（1）保護裝置一次側動作電流Iop.3及繼電器動作電流Iop.3.r計算

選用DL-11/20型電流繼電器，其整定范圍為2.5~10A（2）靈敏系數校驗近后備保護：

遠后備保護：

（3）動作時間確定

選用DS-113時間繼電器，時限整定范圍為0.5~9S。

4-9有一個按90度接線的LG-11型功率方向繼電器，其電抗變換器UX的轉移阻抗角為60度或45度，問：

（1）該繼電器的內角α多大？靈敏角φm多大？

（2）該繼電器用于阻抗角多大的線路才能在三相短路時最靈敏？

解：

（1）當電抗變換器UX阻抗角為60度或45度時該繼電器內角為30度或45度，其靈敏角為—30度或—45度。

（2）通過圖4—6中可以看出用于線路阻抗角φk=60度或45度時在三相短路時最靈敏。

5-1 為什么反應接地短路的保護一般要利用零序分量而不是其他分量？ 答：因為只有發生接地故障時短路電流中才會出現零序分量，利用零序分量構成接地保護有較大的優越性。由于對稱平衡的三相系統不會出現零序分量，故零序電流保護的整定值不需要躲過電力系統的震蕩電流，三相短路電流和最大負荷電流，因此零序電流保護的整定值較小，從而可提高保護的靈敏性。

5-3在中性點直接接地電網中，接地保護有哪些？它們的基本原理是什么？ 答：在中性點直接接地電網中，接地保護裝置有三段式零序電流保護和三段式方向電流保護。保護第1段為零序電流速斷保護，和相間速斷保護一樣，只能保護一部線路，不能保護線路全長。零序電流第Ⅱ段為帶時限電流遮斷保護，一般能保護線路全長，在線路對端母線故障時有足夠的靈敏性，其動作時間比相鄰線路的零序I段動作時間大一時限差Δt（Δt-般為0.5s）。零序保護第Ⅱ段為本級線路或相鄰線路的后備保護，其動作時間和相鄰線路豹零序Ⅱ段和Ⅲ段相配合。若零序第Ⅱ段在線路對端母線接地故障的靈敏系數不合格，就由零序第Ⅲ段保護線路全長，以保證原來對端母線接地故障時有足夠的靈敏性，這時原來的零序第Ⅲ段就相應變為零序第Ⅳ段。

在變壓器接地數目比較多的復雜網絡，必須考慮零序保護動作的方向性，在線路兩側或多側有接地中性點時，必須在零序電流保護中增設功率方向元件，才能保證動作的選擇性。這樣可構成三段式零序方向電流保護，其接線是零序功率。方向繼電器的電流線圈串接在零序電流濾過器上正極性端連接取得3I0，而它的。電壓線圈接在零序電壓濾過器開口三角形繞組上，反極性連接，取得-3U0。

這種接線是因為單相接地時，零序電。流3I0超前零序電壓3U0的電角度為95°~

110°。（考慮到負荷電流、系統阻抗的電阻和短路點的過渡電阻），如果功率方向繼。電器電壓繞組接-3U0則電流3I0滯后零序。電壓-3U0的電角度為70°~ 85°，如圖5-1(a)所示，此時繼電器應正確動作；且動作最靈敏。因此?m= 70°。稱為功率繼電器最大靈敏角。動作區一般限制在。180°，即當零序電流3I0。超前零序電壓。。-3U0 20°。至零序電流3I0滯后-3U0為160°范圍內，方向元件都會動作，且在。3I0滯后-3U0為70°時動作最靈敏。圖5-1(b)陰影區為功率方向繼電器的動作區。

在中性點直接接地電網中發生接地短路時，零序電流的方向總是由故障點流向各個中性點的變壓器，因此當變壓器接地數目比較多的復雜網絡，必須考慮零序保護動作的方向性。在線路兩側或多側有接地中性點時，必須在零序電流保護中增設功率方向元件，才能保證動作的選擇性。

三段式零序方向電流保護由無時限零序方向電流速斷保護、限時零序方向電流速斷保護和零序方向過流保護組成。同一方向上的零序電流保護動作電流和動作時限的整定同三段式零序電流保護相同，零序電流元件的靈敏系數校驗也與相同。只是由零序電壓分布特點可知，在靠近保護安裝處附近不存在方向元件死區，但遠離保護安裝地點發生接地短路時，流過保護的零序電流及零序電壓很小，方向元件可能不動作，因此,應分別檢驗方向元件的電流和電壓靈敏系數。

5-11.零序電流保護由哪幾部分組成？零序電流保護有什么優點？

答：零序電流保護主要由零序電流過濾器、電流繼電器和零序方向繼電器三部分組成。零序電流保護同相間電流保護一樣廣泛采用三段式零序電流保護，即無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護和零序過流保護。

零序電流保護和相間電流保護相比具有靈敏系數高、動作時間短的優點，尤其對于兩側電源線路，當線路內部靠近任一側發生接地短路時，本側I段動作跳閘后，對側零序電流增大使對側零序I段也相繼跳閘，使總的故障切除時間更短。

相間短路電流速斷和限時電流速斷受系統運行方式變化影響大，而零序電流保護受系統運行方式變化影響小，此外由于零序阻抗比正序阻抗大，X0 =(2 ~ 3.5)X1,故線路始端和末端短路時，零序電流變化顯著，曲線較陡，因此，零序I段保護范圍大也比較穩定，零序Ⅱ段的靈敏系數較高，也易于滿足條件。

當系統發生不正常運行狀態時（如系統振蕩，短時過負荷等），三相對稱、相間短路電流保護均受他們的影響而可能誤動作，因而要采取措施，而零序電流保護不受影響。

在110kV及以上高壓系統和超高壓系統中單相接地故障占全部故障70%~90%,而且其他故障也往往由單相接地引起，因而采用專門的零序保護具有顯著優越性。

8-1 高頻保護和線路縱差保護原理基本相似，它是將線路兩端的相位或功率方向轉變為高頻信號。然后利用輸電線路本身構成高頻電流通道將此信號送到對端。在線路兩端保護裝置中進行電流相位或功率方向的比較。高頻保護不反映保護范圍外的故障，在參數選擇上不需要與下一級線路配合，因此，可以無時限有選擇的切除內部短路故障。

因此高頻保護不能單端運行。

8-4 何謂閉鎖信號，允許信號和跳閘信號？

答：（1）閉鎖信號是禁止保護跳閘的信號。當線路發生內部故障時，兩端不發生閉鎖信號，通道中無閉鎖信號，保護作用域跳閘，因此，無閉鎖信號是保護跳閘的必要條件。（2）允許信號是允許保護動作于跳閘的信號。有允許信號是保護跳閘的必要條件。

（3）跳閘信號是線路對端發來的直接保護動作與跳閘的高頻信號。只要收到跳閘信號，不管本端保護是否動作，保護必須啟動并動作于跳閘，因此，跳閘信號是保護跳閘的充分條件。

8-5 試述高頻通道中各構成元件的作用及工作原理。答：高頻通道中主要加工設備有高頻阻波器、耦合電容、連接濾波器、高頻電纜、保護間隙、接地刀閘、高頻收（發）信機。

高頻阻波器的作用是防止本線路高頻信號電流傳遞到外線路，是用電感繞組和電容組成并聯諧振電路構成。

耦合電容是一高壓小容量電容器，其作用是對工頻電流呈現較大阻抗，阻止工頻電壓侵入高頻發信機；對高頻電流呈現小阻抗，使高頻電流可順利通過。

連接濾波器由一個可調空心變壓器、電容器組成。連接濾波器與耦合電容共同組成“帶通濾波器”，使所需要的高頻電流能通過。帶通濾波器與線路側波阻（約400?）相匹配，與高頻電纜一側波阻抗（約100?）相匹配。避免高頻信號電磁波在傳送過程中發生反射，因而減小了高頻能量的附加衰耗。

高頻電纜采用單芯同軸電纜，用來連接收發信機與戶外的連接濾波器。這段距離雖然不長，但通過電流頻率很高，如采用普通電纜將會引起很大能量衰耗。

保護間隙是高頻通道的輔助設備，作過電壓保護用。

接地刀閘是當檢修連接濾波器和高頻收發信機時，作為耦合電容接地用，保證人身和設備安全。

高頻收信機用于接收高頻信號，高頻發信機用于發送高頻信號。

8-6 相差高頻保護和高頻閉鎖方向保護為何采用２個靈敏系數不同的啟動元件？

答：高頻閉鎖方向保護采用２個靈敏系數不同的啟動元件，ＩＫＡ靈敏系數高，用于啟動發信：２ＫＡ靈敏系數低，用于啟動跳閘回路。采用２個靈敏系數不同的啟動元件是為防止外部故障時，故障點的保護端保護感覺到情況與內部故障一樣，此時主要靠近故障點端保護發出高頻信號將遠故障點端保護閉鎖，防止其誤動作。

相差高頻保護啟動元件由負序電流元件ＫＡＮ和相電流元件ＫＡＰ組成。負序電流元件有高整定值和低整定值，低整定值元件靈敏系數高，用于啟動發信；負序高定值元件靈敏系數低，用于啟動比相回路。相電流元件與負序高定值元件、記憶元件一起構成對你短路故障的啟動元件。

8--9 在什么情況下，相差高頻保護出現相繼動作？當線路一段跳開后，采用什么措施使對端保護迅速動作？

答：根據閉鎖角公式可知，當線路長度L增加后，閉鎖角的整定值必然增大，而動作角

增加，動作角

減小。另一方面，當保護范圍內部故障時，M端高頻信號相位差

也要隨線路長度增加而增大，因此，當輸電線路超過一定距離后，就可能出現

的情況，此時M端保護將不能動作。但在上述情況下，N端所售高頻信號的相位差

是隨線路的增加而減少的因此N端相位差必然小于

N端保護仍然能夠可靠動作。

為了解決M端保護在內部故障時不能跳閘的問題，在保護線中采用了當N端保護動作跳閘同時，也使它停止自己所發的信號，在N端停信以后，M端發信機只收到自己所發的信號。由于這一信號是間斷的，因此，M端的保護即可立即動作跳閘。保護裝置的這種工作情況即必須一端保護先動作跳閘以后，另一端保護才能再動做跳閘，稱之為相繼動作。

影響相繼動作的因素有 故障類型，線路長度，兩側電源電動勢相角差，故障點兩側回路阻抗相角差，計算時間所取預度的大小等，其中主要是故障類型，兩側電源電動勢相角差以及線路長度。

答:相差高頻保護對操作電流的要求如下（1）能反映所有類型的故障

（2）線路內部故障時，兩端操作電流相位差φ?0?或φ?0?（3）線路外部故障時，兩端操作電流相位差φ?180?或φ?180? 為滿足上述要求，通常將三相電流匯合成單一電流作為操作電流，最普遍的是將正序電流和負序電流組合成復合相序電流I1?KI2,作為操作電流。I1?KI2由復合相序過濾器取得。在I1?KI2中正序電流能反映各種短路故障，KI2能反映不對稱短路，I1雖然能反映各種類型的短路，但是當內部故障時，兩端正序電流相位并非相同，有時相差很大，不利于保護工作，而內部故障時，兩端負序電流基本相同，有利于保護動作

8—11 試分析高頻閉鎖方向保護在線路內部和外部短路故障時工作情況，電路系統振蕩對高頻閉鎖方向保護的選擇性是否有影響。

答：高頻閉鎖方向保護石通過高頻通道簡介比較背保護線路兩端的功率方向，以判斷是線路內部故障或外部故障，采用故障發信方式，并規定線路兩端功率從母線流向線路為正，由線路流向母線為負。系統故障時，功率方向為正，則高頻發信機不發信，若功率為負，則高頻發信機發信。如圖8—3所示電網，被保護線路都裝有功率方向元件，當線路BC的k點發信故障時，對于線路AB和CD是保護范圍外部故障，靠近故障點的一端保護2和5，其功率方向是由線路流向母線，故功率為負，保護不應動作，所以保護2和5應發出高頻閉鎖信號，通過高頻用的傳送到線路對端保護1和6，雖然對端保護1和5功率方向是從母線流向線路，功率方向為正，但收到對端發來的高頻閉鎖信號，故這一端保護1和6也不會動作。對于故障線路BC，兩端保護3和4處功率方向卻是由母線流向線路，動力方向為正，故兩端保護3和4不發高頻閉鎖信號，故兩端收信機都收不到高頻閉鎖信號，保護3和4動作，斷路器3QF和4QF無延時跳閘，將故障線路切除。

電力系統振蕩對高頻閉鎖方向保護的選擇性沒有影響嗎，因為高頻閉鎖方向保護采用負序功率方向繼電器作為方向元件，負序功率方向繼電器能夠反應各種故障，因為在對稱短路時最初瞬間也會出現負序分量，所以保護無動作死區，在正常情況和系統振蕩時都不會誤動作。

8-12 什么叫做高頻距離保護，它與距離保護有什么差別？

答：利用距離保護的啟動元件和方向元件控制收、發信機發出高頻閉鎖信號，閉鎖兩側保護的原理構成的高頻保護稱之為高頻距離保護。它使保護無延時地切除被保護線路任一點故障，其構成原理如圖8-4所示。圖中ZI、ZII、ZIII分別為I、II、III段阻抗測量元件，tII、tIII為延時元件。當k1點短路時，ZIIA、ZIIIA、ZIB、ZIIB、ZIIIB均啟動，B側斷路器跳閘，由于ZIB動作，B側中間繼電器1KM動作，停發B側高頻閉鎖信號。同理A側也停發高頻閉鎖信號，A側收信機收不到高頻閉鎖信號，2KM繼電器動斷觸點保持接通，ZIIA不帶延時的立即跳開A側斷路器，實現高頻距離保護的全線速動。

當k2點短路時，ZIIA、ZIIIA、ZIIIB動作，B側發信機發出高頻信號，并被A側收信機接收，A側2KM動斷觸點打開，A側保護以tII延時跳A側斷路器（若B母線右側斷路器或其保護拒動時）。

高頻閉鎖距離保護與距離保護的區別是，前者既能在內部故障時快速切除被保護范圍內任一點故障，又能在外部故障時作為下一級線路和變電所的后備保護，兼有距離保護和高頻閉鎖方向保護兩種保護的優點，并能簡化整個保護線路；而距離保護存在死區，不能實現全線無時限切除任一點故障，而且受各種因素影響較大。

第五篇：繼電保護報告

燕山大學

電力系統繼電保護原理

討論課報告

學院（系）： 電氣工程學院

年級專業： 電力4班 學 號：

學生姓名：

課題3：變壓器勵磁涌流對保護的影響及采取的對策。

1.勵磁涌流的簡介

變壓器是根據電磁感應原理制成的一種靜止電器，用于把低電壓變成高電壓或把高電壓變成低電壓，是交流電輸配系統中的重要電氣設備。當變壓器合閘時，可能產生很大的電流，勵磁涌流的發生，很明顯是受勵磁電壓的影響。即只要系統電壓一有變動，勵磁電壓受到影響，就會產生勵磁涌流。在不同的情況下將產生如下所述的初始、電壓復原及共振等不同程度的勵磁涌流。其瞬時尖峰值及持續時間，將視下列各因素的綜合情況而定，可能會高達變壓器額定電流的8~30倍。

2.變壓器勵磁涌流的特點

變壓器具有勵磁支路，勵磁電流ie只在某一側流動，通過TA反映到差動保護中，不能被平衡，構成變壓器不平衡電流的一部分，是不平衡電流產生的原因之

一。

a.勵磁涌流含有數值很大的高次諧波分量(主要是2次和3次諧波),因此,勵磁涌流的變化曲線為尖頂波。

b.勵磁涌流的衰減常數與鐵心的飽和程度有關。飽和程度越深,電抗越小、衰減越快,因此,在開始瞬間衰減很快,以后逐漸減慢,經0.5～1.0s后其值不超過0.25～0.50In。

c.一般情況下,變壓器容量越大,衰減的持續時間越長,但總的趨勢是涌流的衰減速度往往比短路電流衰減慢一些。

d.勵磁涌流的數值很大,最大可達額定電流的8～10倍。當一臺斷路器控制一臺變壓器時,其電流速斷保護的整定值可按變壓器勵磁電流來整定

變壓器的勵磁涌流的危害

a.勵磁涌流引發變壓器的保護裝置誤動作,使變壓器的投運頻頻失敗;b.變壓器出線短路故障切除時所產生的電壓突增,誘發變壓器保護誤動作,使變壓器各側全部停電,帶不上負荷;c.變壓器空投產生的勵磁涌流,將誘發鄰近其它電站等正在運行的變壓器產生“和應涌流”而誤跳閘,造成大面積停電;d.數值很大的勵磁涌流會導致變壓器及斷路器因電動力過大受損;e.勵磁涌流中的直流分量導致電流互感器磁路被過度磁化而大幅降低測量精度和繼電保護裝置的正確動作率;f.勵磁涌流中的大量諧波對電網電能質量造成嚴重的污染。

在變壓器空載投入或外部故障切除后電壓恢復時，則可能出現很大的勵磁涌流?？蛰d合閘時變壓器鐵心中 的磁通為：

3.避免勵磁涌流影響的措施

在差流回路中接入具有速飽和特性的中間變流器

傳統模擬式差動繼電器廣泛采用帶速飽和鐵心的中間變流器，以達到減小非周期分量對不平衡電流幅值的影響。由于勵磁涌流也含有大量非周期分量，因此速飽和變流器同樣具有一定的防止勵磁涌流引起差動保護誤動的能力。

控制三相斷路器合閘時間削弱勵磁涌流

變壓器磁通在合閘電壓角為0°時,磁通為最大值,此時勵磁涌流也達到最大值。在合閘電壓角為

90°時(即電壓峰值時)合閘,磁通最小,勵磁電流也最小,一般不超過額定電流的2%～10%〔1〕。因此,可在合閘角為90°(即電壓峰值時)時合閘,來消弱勵磁涌流。經仿真計算可知,合閘時間分散度為0.5ms的情況下,勵磁涌流的幅值與三相隨機合閘相比,減少了94.4%〔2〕。隨著控制開關合閘時間技術的不斷發展,此種方法是最易實現的方法。利用二次諧波閉鎖原理

采用三相差動電流中二次諧波與基波的比值作為

勵磁涌流閉鎖判據：

式中:Id2為差動電流中的二次諧波分量;Id1為差動電流中的基波分量;利用模糊識別原理

模糊識別原理是通過計算三相差電流的差流導數的比值作為勵磁涌流閉鎖判據,制動判據如下: 設差流導數為I(k),每周的采樣點數是2n,對數列: X(k)=?I(k)+I(k+n)?/〔?I(k)?+?I(k+n)?〕(k=0,1,2,?,n)可認為X(k)越小,該點所含的故障信息越多,即故障的可信度越大;反之,X(k)越大,該點所含的涌流的信息越多,即涌流的可信度越大。取一個隸屬函數,設為A〔X(k)〕,綜合半周信息,對k=0,1,2,?,n,求得模糊貼近度N為: Id2?K2Id1

N=∑n k=1?A〔X(k)〕?/n取門檻值為k,當N>k時,認為是故障;當N

采用按相閉鎖,即三相差流中某相判為勵磁涌流時,僅閉鎖該相比率差動保護。利用間斷角閉鎖原理

間斷角閉鎖是鑒別短路電流與勵磁涌流波形的差別。與短路電流不同,勵磁涌流的波形之間出現間斷,在一個周期中間斷角為A 采用測量各相電流的間斷角與波寬B判別勵磁涌流,判據如下: 當A>65°或B<140°,判為涌流情況,閉鎖比率 差動保護;當A<65°或B>140°,判為變壓器內部故障,開放比率差動保護。

間斷角原理采用按相閉鎖,即某相滿足閉鎖條件,僅閉鎖該相比率差動保護。

當然還有其他方法：如利用小波理論、數學形態學理論等鑒別涌流等新方法。

對于討論的建議：

經過夜以繼日的趕工，終于完成了報告任務，主要還是時間太倉促，當然我們也知道老師已經給我們爭取了足夠多的時間了，確實已經很好了，但這個時間夾雜在各種考試考研以及找工作當中，顯得時間比較倉促了，這個確實也沒辦法，不過我們還是堅持完成了討論，其實討論的意義還是挺好的，既讓我們增加了對繼電保護這個課程的理解，加深了對知識的掌握，還能提高我

們自主學習能力，分析和解決問題的能力也有所提高，在討論過程中，我們還互相幫助，把之前在課上未能解決的知識點也理解了，什么事縱聯差動保護、什么是勵磁涌流、涌流的危害以及保護措施等，這次討論幫助我們加深了此處知識的印象與理解，也為日后工作有所幫助了。當然，這個討論活動還是很有必要繼續的，畢竟這類型的活動在整個大學生涯里也并不多的，它是一次難得的鍛煉的機會。

建議1：老師應該提供一些相關的專業資料，因為網上的資料都太大眾化，而相關的論文也都是千篇一律，沒有針對性。

建議2：應該給予定點的時間和地點，因為我們組男生女生都有，所以不可能在宿舍討論了，在教室討論又會影響別人學習，在一起討論時間比較倉促。