[整理]6~10KV线路过电流保护实验

TKDZB－1型电力自动化及继电保护实验装置交流及直流电源操作说明

实验中开启及关闭交流或直流电源都在控制屏上操作。 一、开启三相交流电源的步骤为：

1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流操作电源”的“可调电压输出”开关（右下角）及“固定电压输出”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧面上安装的自耦调压器必须调在零位，即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。

2）检查无误后开启“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。

3）按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，只要调节自耦调压器的手柄，在输出口U、V、W处可得到0～450V的线电压输出，并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当屏上的“电压指示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；当“指示切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，三表指示三相调压输出之值。

4）实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完毕，须将自耦调压器调回到零位，将“直流操作电源”的两个电源开关置于“关”断位置，最后，需关断“电源总开关”。

二、开启单相交流电源的步骤为：

1）开启电源前，检查控制屏下面“单相自耦调压器”电源开关须在“关”位置，调压器必须调至零位。

2）打开“电源总开关”，按下“启动”按钮，并将“单相自耦调压器” 开关拨到“开”位置，通过手动调节，在输出口a、x两端，可获得所需的单相交流电压。

3）实验中如果需要改接线路，必须将开关拨到“关”位置，保证操作安全。实验完毕，将调压器旋钮调回到零位，并把“直流操作电源”的开关拨回“关”位置，最后，还需关断“电源总开关”。

三、开启直流操作电源的步骤为：

1）在交流电源启动后，接通“固定直流电压输出”开关，可获得220V、1.5A不可调的直流电压输出。接通“可调直流电压输出”开关，可获得40～220V、3A可调节的直流电压输出。固定电压及可调电压值可由控制屏下方中间的直流电压表指示。当将该表下方的“电压指示切换”开关拨向“可调电压”时，指示可调电源电压的输出值，当将它拨向“固定电压”时，指示输出固定的电源电压值。

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2）“可调直流电源”是采用脉宽调制型开关稳压电源，输入端接有滤波用的大电容，为了不使过大的充电电流损坏电源电路，采用了限流延时保护电路。所以本电源在开机时，约需有3～4秒钟的延时后，进入正常的输出。

3）可调直流稳压输出设有过压和过流保护告警指示电路。当输出电压调得过高时（超过240V），会自动切断电路，使输出为零，并告警指示。只有将电压调低（约240V以下），并按“过压复位”按钮后，能自动恢复正常输出。当负载电流过大（即负载电阻过小），超过3A时，也会自动切断电路，并告警指示，此时若要恢复输出，只要调小负载电流（即调大负载电阻）即可。有时候在开机时出现过流告警，这说明在开机时负载电流太大，需要降低负载电流。若在空载下开机，发生过流告警，这是由于气温或湿度明显变化，造成光电耦合器TIL117漏电使过流保护起控点改变所致，一般经过空载开机(即开启交流电源后，再开启“可调直流电源”开关)预热几十分钟，即可停止告警，恢复正常。

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电力自动化及继电保护实验的基本要求和安全操作规程

1－1 实验的基本要求

电力自动化及继电保护实验的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行电路工作状态的分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。现按实验过程提出下列基本要求。

一、实验前的准备

实验前应复习教科书有关章节内容，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题（有些内容可到实验室对照实验设备进行预习，熟悉组件的编号，使用及其规定值等）。

实验前应写好预习报告，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。 认真作好实验前的准备工作，对于培养学生工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。

二、实验的进行 1、建立小组，合理分工

每次实验都以小组为单位进行，每组由2～3人组成，实验进行中的接线、负载、电压或电流调节、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作的协调，使记录的数据准确可靠。

2、选择组件和仪表

实验前先熟悉该次实验所用的组件，记录继电器铭牌数据和选择合适的仪表量程，然后依次排列组件和仪表，便于测取数据。

3、按图接线

根据实验线路图及所选组件、仪表，按图接线，接线要力求简单明了，接线原则应是先接串联主回路，再接并联支路。为方便检查线路的正确性，实验线路图中的直流回路、交流回路、控制回路等应分别用不同颜色的导线连接。

4、试运行

在正式实验开始之前，先熟悉仪表，然后按一定规范起动继电保护电路，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。

5、测取数据

预习时对继电器及其保护装置的试验方法及所测数据的大小作到心中有数。正式实验时，根据

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实验步骤逐次测取数据。

6、认真负责，实验有始有终

实验完毕，须将数据交指导老师审阅。经指导老师认可后，才允许拆线，并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好，放至原位。

三、实验报告

实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 实验报告包括以下内容：

1、实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温℃。 2、列出实验中所用组件的名称及编号，继电器铭牌数据等。

3、列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值。 4、数据的整理和计算

5、解答各个实验的思考题，部分思考题在实验前要进行抽查提问，作为学生实验预习成绩中的一部分。

6、根据数据说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

7、每次实验每人完成一份报告，按时送交指导老师批阅。 1－2 实验安全操作规程

为了按时完成电力自动化及继电保护实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程：

1、实验时，人体不可接触带电线路。

2、接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、学生完成接线或改接线路后必须经指导老师检查和允许，并使组内其它同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4、通电前应先检查所有仪表量程是否符合要求，是否有短路回路存在，以免损坏仪表或电源。 5、总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导教师来控制，其他人员只能经指导教师允许后方可操作，不得自行合闸。

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电磁型电流继电器和电压继电器实验

一、实验目的

熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。

二、预习与思考

1、电流继电器的返回系数为什么恒小于１？

2、动作电流（压）、返回电流（压）和返回系数的定义是什么？ 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗？ 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？ 三、原理说明

DL—20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。

DY—20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过电压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。

DL—20c、DY—20c系列继电器的内部接线图见图1一1。

上述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。

过电流（压）继电器：当电流（压）升高至整定值（或大于整定值）时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。

低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值；若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。

转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作。

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四、实验设备-------------

151515262626373737484848DL-21CDY-21C、26CDL-23CDY-23C、28CDL-22CDY-22C1515262637374848DL-24CDL-25CDY-24C、29CDY-25C

图1-1电流（电压）继电器内部接线图

触点通断指示灯变流器DL-24C/6自耦调压器0～5ALJAK交流220V10A6.3Ω图1-2电流继电器实验接线图

触点通断指示灯自耦调压器DY-28C/160KYJ交流220VV0～450V 图1-3过电压继电器实验接线图

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序号 1 2 3 4 设备名称 ZB11 ZB15 ZB35 ZB36 使 用 仪 器 名 称 DL--24C/6电流继电器 DY--28C/160电压继电器 交流电流表 交流电压表 单相自耦调压器 变流器 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 5 DZB01--1 触点通断指示灯 单相交流电源 可调电阻R1 6.3Ω/10A 6 五、验步骤和要求 1、绝缘测试

1000伏兆欧表 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻；对于额定电压为100 伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。

测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元件（如半导体元件、电容器等）从回路中断开或将其短路。

本实验是用1000伏兆欧表测定导电回路对铁芯的绝缘电阻及不连接的两回路间的绝缘电阻，要求如下：

（1） 全部端子对铁芯或底座的绝缘电阻应不小于50兆欧。 （2） 各线圈对触点及各触点间的绝缘电阻应不小于50兆欧。 （3） 各线圈间绝缘电阻应不小于50兆欧。 将测得的数据记入表1--1，并做出绝缘测试结论。

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表1一 1 绝缘电阻测定记录表

编 号 1 2 3 4 5 6 铁心—线圈⑤ 铁心—线圈⑥ 铁心—接点① 铁心—接点③ 测试项目 电流继电器 电阻值 (兆欧) 结论 电压继电器 电阻值 （兆欧） 结论 线圈⑤--线圈⑥ 线圈⑤--接点① 注：上表①③⑤⑥为继电器引出的接线端号码，铁芯指继电器内部的导磁体。 2、整定点的动作值、返回值及返回系数测试

实验接线图1－2、图1－3、（图1－4）分别为电流继电器及过（低）电压继电器的实验接线，可根据下述实验要求分别进行。

实验参数电流值（或电压值）可用单相自耦调压器、变流器、变阻器等设备进行调节。实验中每位学生要注意培养自己的实践操作能力，调节中要注意使参数平滑变化。

（1） 电流继电器的动作电流和返回电流测试

a、选择ZB11继电器组件中的DL—24C/6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2A及4A的两种工作状态见表1－2。

b、根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式（串联或并联）；查表1－5。

c、按图1--4接线，检查无误后，调节自耦调压器及变阻器，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，即使常开触点由断开变成闭合的最小电流，记入表1－2；动作电流用Idj表示。继电器动作后，反向调节自耦调压器及变阻器降低输出电流，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Ifj表示，读取此值并记入表1--2，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Kf 表示。

Ifj Kf =-----

Idj

过电流继电器的返回系数在0.85～0.9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（4）点。

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表1-2电流继电器实验结果记录表 整定电流I（安） 2A 继电器两4A 线圈的接测试序号 1 2 3 线方式选1 2 实测起动电流Idj 择为： 实测返回电流Ifj 返回系数Kf=Ifj/Idj 求每次实测起动电流 与整定电流的误差%

（2）过电压继电器的动作电压和返回电压测试

继电器两线圈的接3 线方式选 择为： a、选择ZB15型继电器组件中的DY—28c/160型过电压继电器，确定动作值为1.5倍的额定电压，即实验参数取150V并进行初步整定。

b、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。

c、按图1--3接线。检查无误后，调节自耦调压器，分别读取能使继电器动作的最小电压Udj及使继电器返回的最高电压Ufj，记入表1－3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。

（2） 低电压继电器的动作电压和返回电压测试

a、选择ZB15继电器组件中的DY—28c/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、根据整定值要求确定继电器线圈的接线方式，查表1－6。

c、按图1--3接线，调节自耦调压器，增大输出电压，先对继电器加100伏电压，然后逐步降低电压，至继电器舌片开始跌落时的电压称为动作电压Udj，再升高电压至舌片开始被吸上时的电压称为返回电压Ufj，将所取得的数值记入表1－3并计算返回系数。返回系数Kf为:

Ufj Kf =-----

Udj

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。

以上实验，要求平稳单方向地调节电流或电压实验参数值，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。

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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倍或额定电压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。

（3） 返回系数的调整

返回系数不满足要求时应予以调整。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；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。

（4） 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螺杆。当动作值偏小时，调节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。

3、触点工作可靠性检验 应着重检查和消除触点的振动。

(1)过电流或过电压继电器触点振动的消除

a、如整定值设在刻度盘始端，当试验电流（或电压）接近于动作值或整定值时，发现触点振动可用以下方法消除。

静触点弹片太硬或弹片厚度和弹性不均，容易在不同的振动频率下引起弹片的振动，或由于弹片不能随继电器本身抖动而自由弯曲，以至接触不良产生火花。此时应更换弹片。

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静触点弹片弯曲不正确，在继电器动作时，静触点可能将动触点桥弹回而产生振动。此时可用镊子将静触点弹片适当调整。

如果可动触点桥摆动角度过大，以致引起触点不容许的振动时，可将触点桥的钩加以适当弯曲消除之。

变更触点相遇角度也能减小触点的振动和抖动。此角度一般约为 55°～65°。 b、当用大电流（或高电压）检查时产生振动，其原因和消除方法如下：

当触点弹片较薄以致弹性过弱，在继电器动作时由于触点弹片过度弯曲，很容易使舌片与螺杆相碰而弹回，造成触点振动。继电器通过大电流时，可能使触点弹片变形，造成振动。

消除方法是调整弹片的弯曲度，适当地缩短弹片的有效部分，使弹片变硬些。若用这种方法无效时，则应将静触点片更换。

在触点弹片与防振片间隙过大时，亦易使触点产生振动。此时应适当调整其间隙距离。 继电器转轴在轴承中的横向间隙过大，亦易使触点产生振动。此时应适当调整横向间隙或修理轴尖和选取与轴尖大小适应的轴承。

调整右侧螺杆的位置，以变更舌片的行程，使继电器触点在电流近于动作值时停止振动。然后检查当电流增大至整定电流的1.2倍时，是否有振动。

过分振动的原因也可能是触点桥对舌片的相对位置不适当所致。为此将可动触点夹片座的固定螺丝拧松，使可动触点在轴上旋转一个不大的角度，然后再将螺丝拧紧。调整时应保持足够的触点距离和触点间的共同滑行距离。

另外改变继电器纵向串动大小，也可减小振动。

(2)全电压下低电压继电器振动的消除

低电压继电器整定值都较低，而且长时间接入额定电压，由于转矩较大，继电器舌片可能按二倍电源频率振动，导致轴尖和轴承或触点的磨损。因此需要细致地调整，以消除振动。其方法如下： a、按上述消除触点振动的方法来调整静触点弹片和触点位置,或调整纵向串动的大小以消除振动。

b、将继电器右上方舌片终止位置的螺杆向外拧，直到继电器在全电压下舌片不与该螺杆相碰为止。此时应注意触点桥与静触点有无卡住，返回系数是否合乎要求等。

c、在额定电压下，松开铝框架的固定螺丝，上下移动铝框架调整磁间隙，以找到一个触点振动最小的铝框架位置，再将铝框架固定，也就是人为地使舌片和磁极间的上下间隙不均匀（一般是上间隙大于下间隙）来消除振动。但应注意该间隙不得小于0.5毫米，并防止舌片在动作过程中卡塞。

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d、仅有常闭触点的继电器，可使舌片的起始位置移近磁极下面，以减小振动。 e、若振动仍未消除，则可以将舌片转轴取下，将舌片端部向内弯曲。 (3)电压继电器触点应满足下列要求 a、在额定电压下，继电器触点应无振动。

b、低电压继电器，当从额定电压均匀下降到动作电压和零值时，触点应无振动和鸟啄现象。 c、过电压继电器，以1.05倍动作电压和1.1倍额定电压冲击时，触点应无振动和鸟啄现象。 (4)电流继电器触点应满足下列要求

以1.05倍动作电流或保护出现的最大故障电流冲击时，触点应无振动和鸟啄现象。

触点通断指示灯DY-24C/160自耦调压器KYJ交流220VV0～450V 图1－4 低电压继电器实验接线图

表1-3电压继电器实验结果记录表

继电器种类 整定电压U（伏） 测试序号 过电压继电器 150V 继电器1 2 3 两线圈1 的接线 实测起动电压Udj 方式选 实测返回电压Ufj 择为： 返回系数Kf=Ufj/Udj 求每次实测动作电压与整定 电压的误差 % 六、技术数据 1、继电器触点系统的组合形式见表1-4。

表1-4

继 电 器 型 号 DL—21c. DY—21c. DY—26c DL—22c. DY—22c DL—23c. DY—23c. DY—28c DL—24c. DY—24c. DY—29c DL—25c. DY—25c 继 电 器 中 触 点 数 量 常 开 触 点 常 闭 触 点 1 1 1 1 2 2 低电压继电器 70V 继电器2 3 两线圈的接线 方式选 择为： -------------

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2、继电器技术数据：电流继电器见表1-5，电压继电器见表1-6

表1-5

最大 型整定额定电流（A） 号 电流（A） 线圈线圈串联 并联 0.05 0.08 0.16 0.2 0.3 0.6 D0.6 1 2 L—2 3 6 26 6 12 0C 10 10 20 20 50 100 200 10 15 15 15 20 30 30 30 电流整 长期允许电定范围 动作电流（A） 流（A） （A） 线圈串线圈并线圈线圈联 联 串联 并联 0.08 0.16 0.01250.01250.025～～0.05 ～0.025 0.05 0.3 0.6 0.05～0.05～0.1～0.2 0.1 0.2 1 2 0.15～0.15～0.3～0.6 0.3 0.6 3 6 0.5～2 0.5～1 1～2 6 10 15 20 20 20 12 20 30 40 40 40 1.5～6 1.5～3 3～6 5～10 10～20 最小整 定值时返回的功率系数 消耗（VA） 0.4 0.5 0.5 0.5 0.55 0.85 1 6.5 23 0.7 0.8 2.5～10 2.5～5 5～20 5～10 12.5～12.5～25～50 50 25 25～100 25～50 50～100 50～200 50～100 表1-6 100～200 名型 最大称 号 整定电压（V） 过 60 电DY—2压 1C～200 25C 400 低 电DY—2压 6C、28C、-------------

额定电压 （V） 线圈线圈并联 串联 30 60 长期允许电电压整 动作电压压 （V） 定范 （V） 围 线圈线圈线圈线圈（V） 并联 串联 并联 串联 35 70 15～60 15～30～30 60 100 200 110 220 50～200 50～100～100 200 200 400 30 60 220 35 110 440 70 100～400 12～48 100～200 200～400 24～48 80～160 最小整定值时的功率消耗（VA） 1 返回系数 0.8 48 160 100 200 12～24 220 40～160 40～80 1.25 ------------- 29C 320 200 400 220 440 80～320 80～160 160～320 DY—260 100 200 110 220 15～60 15～30～2.5 0.8 1C～30 60 DY—25C/60C 3、动作时间：过电流（或电压）继电器在1.2倍整定值时，动作时间不大于0.15秒；在3倍整定值时，动作时间不大于0.03秒。低电压继电器在0.5倍整定值时，动作时间不大于0.15秒。

4、接点断开容量：在电压不大于250伏，电流不大于2安时的直流有感负荷电路（时间常数不大于5×103秒）中断开容量为40瓦；在交流电路中为200伏安。

5、重量：约为0.5公斤。 七、实验报告

实验结束后，针对过电流、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，按实验报告编写的格式和要求及时写出电流继电器、电压继电器实验报告和本次实验的体会，并书面解答本实验思考题。

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6~10KV线路过电流保护实验

一、实验目的

1、掌握过流保护的电路原理，深入认识继电保护、自动装置的二次原理接线图和展开接线图。 2、学会识别本实验中继电保护实际设备与原理接线图和展开接线图的对应关系，为以后各项实验打下良好的基础。

3、进行实际接线操作, 掌握过流保护的整定调试和动作试验方法。 二、预习与思考

1、参阅有关教材做好预习，根据本次实验内容，参考图5－1、图5－2设计并绘制过电流保护实验接线图，参照图5－3。

2、为什么要选定主要继电器的动作值，并且进行整定？ 3、过电流保护中哪一种继电器属于测量元件？ 三、原理说明

电力自动化与继电保护设备称为二次设备，二次设备经导线或控制电缆以一定的方式与其他电气设备相连接的电路称为二次回路，或叫二次接线。二次电路图中的原理接线图和展开接线图是广泛应用的两种二次接线图。它是以两种不同的型式表示同一套继电保护电路。

1、原理接线图

原理接线图用来表示继电保护和自动装置的工作原理。所有的电器都以整体的形式绘在一张图上，相互联系的电流回路、电压电路和直流回路都综合在一起，为了表明这种回路对一次回路的作用，将一次回路的有关部分也画在原理接线图里，这样就能对这个回路有一个明确的整体概念。图5—1表示6~10KV线路的过电流保护原理接线图，这也是最基本的继电保护电路。

从图中可以看出，整套保护装置由五只继电器组成，电流继电器3、4的线圈接于A、C两相电流互感器的二次线圈回路中，即两相两继电器式接线。当发生三相短路或任意两相短路时，流过继电器的电流超过整定值，其常开触点闭合，接通了时间继电器5的线圈回路，直流电源电压加在时间继电器5的线圈上，使其起动，经过一定时限后其延时触点闭合，接通信号继电器6和保护出口中间继电器7的线圈回路、二继电器同时起动，信号继电器6触点闭合，发出6－10KV过流保护动作信号并自保持，中间继电器7起动后把断路器的辅助触点8和跳闸线圈9二者串联接到直流电源中，跳闸线圈9通电，跳闸电铁磁励磁，脱扣机构动作，使断路器跳闸，切断故障电路，断路器1跳闸后，辅助触点8分开，切断跳闸回路。

原理接线图主要用来表示继电保护和自动装置的工作原理和构成这套装置所需要的设备，它可

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作为二次回路设计的原始依据。由于原理接线图上各元件之间的联系是用整体连接表示的，没有画出它们的内部接线和引出端子的编号、回路的编号；直流仅标明电源的极性，没有标出从何熔断器下引出；信号部分在图中仅标出“至信号”，无具体接线。因此，只有原理接线图是不能进行二次回路施工的，还要其他一些二次图纸配合才可，而展开接线图就是其中的一种。

2、展开接线图

展开接线图是将整个电路图按交流电流回路、交流电压回路和直流回路分别画成几个彼此的部分，仪表和电器的电流线圈、电压线圈和触点要分开画在不同的回路里，为了避免混淆，属于同一元件的线圈和触点采用相同的文字符号。

展开接线图一般是分成交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等几个主要组成部分。每一部分又分成若干行，交流回路按a、b、c的相序，直流回路按继电器的动作顺序各行从上至下排列。每一行中各元件的线圈和触点按实际连接顺序排列，每一回路的右侧标有文字说明。

展开接线图中的图形符号和文字标号是按国家统一规定的图形符号和文字标号来表示的。

6~10kV+91-A2C83I4I至信号++5t-+67-BCJ

图5—1 6~10KV线路过电流保护原理图

1—断路器； 2—电流互感器； 3、4—电流继电器； 5—时间继电器； 6—信号继电器； 7—保护出口中间继电器；8－断路器的辅助触点；9—跳闸线圈。 二次接线图中所有开关电器和继电器的触点都按照它们的正常状态来表示，即指开关电器在非动作状态和继电器线圈断电的状态。因此，所谓的常开（动合）触点就是继电器线圈不通电时，该触点断开，常闭（动断）触点则相反。

图5—2是根据图5—1所示的原理接线图而绘制的展开接线图。左侧是保护回路展开图，右侧是示意图。从中可看出，展开接线图由交流电流回路、直流操作回路和信号回路三部分组成。交流电流回路由电流互感器1LH的二次绕组供电，电流互感器仅装在A、C两相上，其二次绕组各接

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入一个电流继电器线圈，然后用一根公共线引回构成不完全星形接线。A411、C411和N411为回路编号。

+1011LJ2LJSJXJBCJXJGPBCJ信号继电器中间继电器回路

SJ-102时间继电器 回路直流操作回路线路示意图1LH2LH保护表计N4111LHbC4112LJC相过流公共线1LHa1LJA411A相过流交流电流回路6~10kVQSQF

QFTQ信号回路保护出口电动分闸回路

图5—2 6~10KV线路过电流保护展开图

QS—隔离开关；QF—断路器；1LH、2LH—电流互感器；1LJ、2LJ—电流继电器； SJ—时间继电器；XJ—信号继电器；BCJ－保护出口中间继电器；TQ—跳闸线圈。 直流操作回路中，画在两侧的竖线表示正、负电源，向上的箭头及编号101和102表示它们分别是从控制回路（＋）（－）的熔断器FU1和FU2下面引来。横线条中上面两行为时间继电器起动回路，第三行为信号继电器和中间继电器起动回路，第四行为信号指示回路，第五行为跳闸回路。

3．实验原理说明

实验线路见图5－3，过电流保护的动作顺序如下：当调节单相自耦调压器和变阻器R，模拟被保护线路发生过电流时，电流继电器LJ动作（注：实验中交流电流回路采用单相式），其常开触点闭合，接通时间继电器SJ的线圈回路，SJ则动作，经过一定时限后，其延时触点闭合，接通信号继电器XJ和保护出口中间继电器BCJ的线圈回路，BCJ动作，常开触点闭合，接通了跳闸回路，（因断路器QF在合闸状态，其常开触点QF是闭合的）。于是跳闸线圈TQ中有电流流过，使断路器跳闸，切断短路电流。同时，XJ动作并自保持，接通光字牌GP，则光字牌亮，显示“6－10KV过流保护动作指示”。通过实验接线整定调试后，我们会深切体会到：展开接线图表达较为清晰，易于阅读，便于了解整套装置的动作程序和工作原理，特别在复杂电路中，其优点更为突出。

四、实验设备

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序 号 1 设备名称 ZB11 使 用 仪 器 名 称 DL－24C/6电流继电器 DZB－12B出口中间继电器 DS－22时间继电器 DXM－2A信号继电器 断路器触点及控制回路模拟箱 数字式电秒表及开关组件 光字牌组件 直流数字电压、电流表 存储式智能真有效值交流电流表 使 用 仪 器 名 称 变流器 复归按钮 数 量 1只 1只 1只 1只 1只 1只 1只 各1只 1只 数 量 1只 1只 1只 1路 1只 1路 2 3 4 5 6 7 序 号 ZB12 ZB01 ZB03 ZB05 ZB31 ZB35 设备名称 8 DZB01－1 可调变阻器R1 12.6Ω 5A 交流电流 单相自耦调压器 9 DZB01 直流操作电源 五、实验步骤和要求

1、选择电流继电器的动作值（确定线圈接线方式）和时间继电器的动作时限。（例：设额定运行时的工作电流为3A，选择DL－24C/6型电流继电器，整定动作值4.2A；选择DS－22型时间继电器整定动作时限2.5S；也可根据老师要求进行整定。）

2、参照实验指导书中实验一和实验二的调试方法分别对电流继电器和时间继电器进行元件整定调试。

3、按图5—3过电流保护实验接线图进行接线。

4、将单相调压器，变流器，限流电阻，交流电流表等连接组成电流形成回路，将电流输出端接入电流继电器的线圈。

5、检查上述接线和设备，确定无误后，根据实验原理说明加入电流，进行保护动作试验，并认真观察动作过程，做好记录，深入理解各个继电器在该保护电路中的作用和动作次序。

六、注意事项

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注意事项详见操作规程，希望每一位学生集中思想，注意观察，确保实验操作过程中的每一个环节的正确性和安全性。 七、实验报告

1、分析说明过电流保护装置的实际应用和保护范围。

2、通过本实验谈谈你对实际设备与原理接线图和展开接线图对应关系的认识。

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表5－1

序代号 型号整定范实验整定值线圈接过电流时用途 号 规 格 围 或额定工作法 的工作状值 态 1 LJ 2 SJ 3 XJ 4 BCJ 5 GP 6 R -------------

~220VQFR112.6Ω5A0~5AALJ36V

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(a)模拟主线路（一相）交流电流回路220V(+)220V(-)直流操作电源SJLJXJBCJSJImA过电流保护保V护操BCJQFTQ保护出口及主作断路器分闸及XJGP信过电流保护号动作指示回路XJ信号继电器指示灯回路SBRV信号继电器复XJ归回路数字式电秒表(b)直流回路QFIIIIIILJ图5—3 6~10KV线路过电流保护实验接线图

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具有灯光监视的断路器控制回路实验

一、 实验目的

1、掌握具有灯光监视的断路器控制回路的工作原理，电路的功能特点。

2、理解为使断路器控制回路能安全可靠地工作，所必须满足对合闸及分闸监视的基本要求及其重要性。

3、结合ZB02挂箱控制开关的触点图表, 学会开关的使用、控制回路的接线和动作试验方法。 二、预习与思考

1、为什么控制回路能监视回路本身的完整性和操作电源的情况？上述电路中如何实现断路器在合闸位置时能监视跳闸回路的完整性；断路器在跳闸位置时也能监视合闸回路的完整性？ 2、断路器的分、合闸时间都很短（分闸时间不大于0.1S；合闸时间不大于0.6S）,操作机构的分、合闸线圈都按短时通电设计，若通电时间过长，就可能烧毁。请分析上述控制电路中，在分、合闸动作时是如何实现短时接通的，当动作完成后，分、合闸线圈回路是如何自动断开的？ 3、上述控制电路中红灯、绿灯分别表示断路器在什么状态？

4、上述控制电路中哪一个接点是由继电保护引入实现自动分闸的？如要由自动装置实现自动合闸，控制接点应引入电路的哪个回路？

三、原理说明

具有灯光监视的断路器控制回路接线如图12—1。其控制开关为封闭式万能转换开关LW2—W—2/F6。这种转换开关结构比较简单，它只有一个固定位置和两个操作位置，因而控制线路图也较简单。断路器及控制回路工作情况的监视及操作控制过程如下：

当断路器处于跳闸状态时，其常闭辅助触点QF闭合，控制开关KK手柄处于自然（固定）位置，其触点1—3、2—4都断开。于是，绿灯LD及其附加电阻、QF常闭触点、HC线圈组成通路，绿灯LD就发光，它一方面表示明断路器处于跳闸状态，另一方面表明HC线圈回路完好。当需要进行合闸操作时，可将KK手柄顺时针转动45 °，这时KK触点2—4接通，短接了绿灯LD及其附加电阻，HC线圈得电动作，HQ线圈回路接通，断路器合闸，其常闭触点断开HC线圈回路，常开触点接通了红灯HD回路。红灯HD发光，一方面指示断路器处于合闸状态，另一方面表明跳闸回路完好。当手松开后，KK手柄弹回固定位置，触点2—4断开，合闸过程结束。当需要进行跳闸操作时，可把KK手柄逆时针转动45 °，此时KK触点1—3接通，短接了HD及其附加电阻，TQ线圈得电启动，断路器跳闸，绿灯发光。随后KK手柄弹回原位，触点1-3断开。若断路器属事故跳闸，由继电保护出口中间继电器的触点BCJ闭合起动跳闸回路，本次实验可用按钮SB代替BCJ

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的常开触点使用，同样起到跳闸的作用。

虽然这种断路器控制回路比较简单，操作也很方便，但是不能装设闪光信号，也不能借助于KK触点来装设事故音响信号，所以仅适用于机组容量较小，断路器数量较少的小型水电站、小型变电所及一般工矿企业中。

220V（+）220V（-）控 制 小 母 线1FUQF2KKTWJTQ4HC电 动 合 闸跳 位 继 电 器QF电 动 跳 闸2FU熔 断 器1KKHWJ3合 位 继 电 器BCJSBTWJLD继 电 保 护 跳 闸跳 闸 位 置 信 号HWJHD合 闸 位 置 信 号

图12-1 具有灯光监视的断路器控制回路

四、实验设备

序号 1 2 3 4 设备名称 ZB01 ZB02 DZB01 DZB01-1 使 用 仪 器 名 称 断路器触点及控制回路模拟箱 信号指示和万能开关 直流操作电源 按钮SB 数量 1只 1只 1只 1只 五、实验步骤和要求

1、根据直流接触器、跳闸线圈、合闸线圈、信号指示灯的额定参数选择操作电源的电压，本实验装置设计使用直流220伏。

2、按图12-1灯光监视的断路器控制回路进行安装接线。

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3、检查上述接线确定无误后，接入电源进行控制回路动作试验，通过操作与观察，深入理解灯光监视的断路器控制回路中各个元件及接点的作用。

六、注意事项

注意事项详见操作规程。 七、实验报告

在安装接线及动作试验结束后，要认真分析控制电路的动作过程，结合电路原理，针对上述思考题写出实验报告。

表12-1

序号 1 2 4 4 5 6

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名 称 控制开关 KK②－④接通 控制开关 KK①－③接通 合闸接触器HC 跳闸线圈TQ 断路器QF 光字牌GP 跳闸位置信号LD 合闸位置信号HD -------------

供电系统负荷计算模拟软件的使用

一、实验目的

1、掌握负荷计算的方法。 2、掌握短路电流计算的方法。 3、了解重合闸的过程。 二、实验原理 1、负荷计算程序框图

开始 设置初始化 通过补偿电容和负荷求0.4KV母线功率、功率因数 求10KV变压器、电缆功率损耗 通过补偿电容和负荷求求10KV母线功率、功率因数 求35KV变压器、电缆功率损耗 通过补偿电容和负荷求求35KV母线功率、功率因数 求220KV变压器功率损耗 通过补偿电容和负荷求求220KV母线功率、功率因数 退出

2、短路电流计算框图

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主程序入口 初始化图片框，设定坐标系 设置初始化，输入参数 计算各个变压器阻抗 画正常运行时的电压电流曲线 画故障状态电流曲线和非周期分量电流曲线 输出参数 计算短路电流有效值 退出

三、实验总结

1、计算负荷的意义和计算目的是什么？ 2、短路电流计算的用途是什么？

确定短路点位置，调用对应的计算函数 -------------