1、電力系統繼電保護實驗指導書電氣工程及其自動化教研室姓名： 學號： 班級： 電力系統繼電保護實驗指導書目 錄EPL-II型繼電特性及線路保護實驗裝置常用字符表1電源操作與安全2繼電特性及線路保護實驗裝置使用說明4實驗一 電磁型繼電器特性實驗6實驗二 單輻射式輸電線路階段式電流保護實驗14實驗三 自動重合閘前加速保護實驗24實驗四 差動繼電器動作測試實驗27EPL-II型繼電特性及線路保護實驗裝置常用字符表序號中文含義文字符舊符號1自動重合閘裝置ARDZCH2電容；電容器CC3熔斷器FURD4電流繼電器KALJ5熱繼電器KHRJ6沖擊繼電器KICJJ7中間繼電器KMZJ8信號繼電器KSXJ9時間繼

2、電器KTSJ10電壓繼電器KVYJ11電感、電抗器LL12斷路器QFDL13電位器RPW14按鈕SBAN15電流互感器TALH16電壓互感器TVYH17合閘線圈YOHQ18跳閘線圈YRYR電源操作與安全一開啟實驗裝置的步驟：1）開啟電源前，要檢查控制屏下面“直流高壓電源”必須置“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）檢查無誤后開啟漏電斷路器“電源總開關”“，停止”按鈕指示燈、電源分相指示燈亮，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

3、調節自耦調壓器的手柄，在輸出口U、V、W處可得到0450V的線電壓輸出，由于本實驗裝置線路額定工作電壓為100V，所以該實驗裝置采用了限壓裝置，可調電壓為0120V，并由控制屏上交流電壓表指示。電壓表指示三相電網進線的線電壓值。裝置電源簡圖4）按下“啟動”按鈕后，可打開直流操作電源，向微機保護裝置控制回路和信號回路或向電磁繼電器提供直流電源。5）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“直流電源”的電源開關置于“關”斷位置，最后，需關斷“電源總開關”。二實驗的基本要求線路保護及繼電特性實驗裝置的目的在于培養學生掌握基

4、本的實驗方法與操作技能。培養學生根據實驗目的、實驗內容及實驗設備擬定實驗線路，確定實驗步驟，測取所需數據，進行電路工作狀態分析研究的能力，并得出必要結論，完成相應的實驗報告。增強對微機保護裝置的認識，掌握線路保護的基本原理。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中有關章節的內容，認真閱讀實驗指導書，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。實驗前應寫好預習報告，經教師檢查認可后，方能開始實驗。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

5、。2實驗的進行2.1建立小組，合理分工每次實驗都以小組為單位進行，每組由23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。2.2按圖接線根據實驗線路圖及所選組件、儀表，按圖接線，接線要簡單明了，接線原則應先接串聯主回路，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。2.3試運行在正式實驗開始之前，先按一定規范起動保護電路，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。2.4測取數據預習時對繼電器及其保護

6、裝置的試驗方法及所測數據的大小做到心中有數。正式實驗時，根據實驗步驟逐次測取數據。2.5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。三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、室溫。2列出實驗中所用器件的名稱及編號，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

7、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。四安全操作規程為了按時完成電力自動化及繼電保護實驗，確保實驗時人身與設備的安全，必須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

8、和妥善處理故障后，才能繼續進行實驗。4通電前應先檢查是否有短路回路存在，以免損壞儀表或電源。5實驗室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。繼電特性及線路保護實驗裝置使用說明繼電特性及線路保護實驗裝置是專門為電力、電氣類專業繼電保護、電力系統自動化、工廠供電等課程設計的，具有器件真實可觀、安全可靠、針對性強、技術先進、方便學生使用等特點，也可作為畢業設計和教師科研的硬件開發平臺。本實驗裝置由調壓器、移相器、多種繼電器及測量表計等組成，可以用來進行電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、信號繼電器、功率方向繼電器、差動繼電器

9、、自動重合閘繼電器等繼電特性實驗。（一）電源操作說明如下：1當漏電保護器開關關上時，所有指示燈都不亮，實驗臺上各元件、接線柱、移相器、調壓器均不帶電，三相調壓器和單相調壓器必須調在零位，即必須將調節手柄逆時針方向旋轉到底。2當漏電保護器合上時，綠色按鈕燈亮，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當按下紅色“閉合”按鈕時，紅色指示燈亮，調節調壓器手柄，可以三相輸出端得到0150V的線電壓，在單相調壓輸出端得到0220V的交流電壓。4實驗時若需改接線路，請勿帶電操作，必須按下“斷開”按鈕，以切斷交流電源，保證實驗操作的安全。實驗完成，須將三

10、相調壓器、單相調壓器兩手柄都逆時針調到底，最后斷開漏電保護器。5本實驗裝置臺還可提供直流不可調220V穩壓電源，若需得到可調0220V直流電源，可用可調變阻器分壓接法獲得。（二）使用方法本實驗裝置測量表即（直流電壓表、直流電流表、電秒表和相位儀），測量前必須接上220V交流電源，交流電壓、電流表不必外接電源。1相位儀測量相位方法（1）在EPL-15電秒表、相位儀的測量單元的電壓輸入端口端接入電壓信號，在電流輸入端口端接入電流信號。（2）顯示屏顯示的數據即為引入的電壓信號與引入的電流信號之間的相位差值。（3）在進行相位測量時，電壓信號與電流輸入信號不要接錯了位置，且電壓信號是并聯接入的，電流信號

11、是串聯在回路中的。（4）要注意電壓、電流輸入信號的極性，極性不對，顯示的相位差也不對。（5）電壓輸入信號在（0150V）之間，電流輸入信號在（01A）之間。2時間測量方法圖3所示的EPL-15電秒表測試單元的平面布置圖。本測試裝置可測得0ms999s的時間，當給出了時間測量的啟動信號（啟動“+”“-”端“短接”）后，顯示屏開始計量時間的大小，直到發出停止計數的控制信號計數才停止，不管啟動信號是否消失，顯示屏都不會停止計數。每次開始計數前，先選擇秒量程還是毫秒量程，再按下相應按鍵，相位儀開始等待計數。（三）注意事項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，必須嚴格遵守以

12、下操作規定。1接線或拆線都必須在切斷電源的情況下進行。2完成接線后，務必請指導老師或同學檢查之后方可接通電源，實驗中如發生事故，應立即切斷總電源，再檢查和處理故障，不可獨立帶電檢查。3實驗前，先檢查和選擇好測量儀表儀器的量程和最大負荷值，嚴禁長時間運行在過量程、過負荷狀態。實驗一 電磁型繼電器特性實驗模塊一：電流繼電器和電壓繼電器特性實驗一實驗目的1熟悉DL型電流繼電器和DY 型電壓繼電器的實際結構，工作原理、基本特性。2掌握動作電流、動作電壓參數的整定。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（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

13、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系列電流繼電器和DY-20C系列電壓繼電器為電磁式繼電器。由電磁系統、整定裝置、接觸點系統組成。當線圈導通時，銜鐵克服游絲的反作用力矩而動作，使動合觸點閉合。轉動刻度盤上的指針，可改變游絲的力矩，從而改變繼電器的動作值。改變線圈的串聯或并聯，可獲得不同的額定值。DL-20C系列電流繼電器銘牌刻度值，為線圈并聯時的額定值。繼電器用于反映發電機，變壓器及輸電線短路和過負荷的繼電保護裝置中 。DY-20C系列電壓繼電器銘牌刻度值，為線圈串聯時的額定值。繼電器用于反映發電機、變壓器及輸電線路的電壓升高（過壓保護）或電

14、壓降低（低電壓起動）的繼電保護裝置中。四實驗設備序號設備名稱使 用 儀 器 名 稱數量1控制屏12EPL-20A變壓器及單相可調電源13EPL-04繼電器（一）DL-21C電流繼電器14EPL-05繼電器（二）DY-28C電壓繼電器15EPL-11交流電壓表16EPL-11交流電流表17EPL-11直流電源及母線18EPL-12B光示牌1五實驗內容1. 整定點的動作值、返回值及返回系數測試 實驗接線圖1-2、圖1-4分別為過流繼電器及低壓繼電器的實驗接線。（1）電流繼電器的動作電流和返回電流測試：a .選擇EPL-04組件的DL-21C過流繼電器（額定電流為6A），確定動作值并進行整定。本實驗

15、整定值為2.7A及5.4A兩種工作狀態。注意：本繼電器在出廠時已把轉動刻度盤上的指針調整到2.7A，學生也可以拆下玻璃罩子自行調整電流整定值。b .根據整定值要求對繼電器線圈確定接線方式；注意：（1）過流繼電器線圈可采用串聯或并聯接法，如右圖所示。其中串聯接法電流動作值可由轉動刻度盤上的指針所對應的電流值讀出，并聯接法電流動作值則為串聯接法的2倍。（2）串并聯接線時需注意線圈的極性，應按照要求接線，否則得不到預期的動作電流值。c .按圖1-2接線（采用串聯接法），調壓器T、變壓器T2和電阻R均位于EPL-20A，220V直流電源位于EPL-11，交流電流表位于EPL-11，量程為10 A。并把

16、調壓器旋鈕逆時針調到底。d檢查無誤后，合上主電路電源開關和220V直流電源船型開關，順時針調節自耦調壓器，增大輸出電流，并同時觀察交流電流表的讀數和光示牌的動作情況。注意：當電流表的讀數接近電流整定值時，應緩慢對自耦調壓器進行調節，以免電流變化太快。當光示牌由滅變亮時，說明繼電器動作，觀察交流電流表并讀取電流值。記入表1-2，用起動電流表示（能使繼電器動作的最小電流值）。e繼電器動作后，反向緩慢調節調壓器降低輸出電流，當光示牌由亮變滅時，說明繼電器返回。記錄此時的電流值稱為返回電流 ，用表示（能使繼電器返回的最大電流值），記入表1-2，并計算返回系數：繼電器的返回系數是返回與動作電流的比值，用

17、Kf表示。過流繼電器的返回系數在0.8-0.9之間。當小于0.8或大于0.9時，應進行調整，調整方式見附。f改變繼電器線圈接線方式（采用并聯接法），重復以上步驟。表1-2 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123123實測起動電流Idj實測返回電流Ifj返回系數Kf起動電流與整定電流誤差%（2）低壓繼電器的動作電壓和返回電壓測試a選EPL-05中的DY-28C型低壓繼電器（額定電壓為30V），確定動作值并進行初步整定。本實驗整定值為24V及48V兩種工作狀態。注意：本繼電器在出廠時已把轉動刻度盤上的指針調整到24V，學生也可以拆下玻

18、璃罩子自行調整電壓整定值。b根據整定值需求確定繼電器接線方式。注意：（1）低壓繼電器線圈可采用串聯或并聯接法，如右圖所示。其中并聯接法電壓動作值可由轉動刻度盤上的指針所對應的電壓值讀出，串聯接法電壓動作值則為并聯接法的2倍。（2）串并聯接線時需注意線圈的極性，應按照要求接線，否則得不到預期的動作電壓值。c按圖1-3接線（采用串聯接法），調壓器T位于EPL-20A，220V直流電源位于EPL-11，交流電壓表位于EPL-11，量程為200V。并把調壓器旋鈕逆時針調到底。d順時針調節自耦變壓器，增大輸出電壓，并同時觀察交流電壓表的讀數和光示牌的動作情況。當光示牌由滅變亮后，再逆時針調節自耦變壓器逐

19、步降低電壓，并觀察光示牌的動作情況。注意：當電壓表的讀數接近電壓整定值時，應緩慢對自耦調壓器進行調節，以免電壓變化太快。當光示牌由亮變滅時，說明繼電器舌片開始跌落。記錄此時的電壓稱為動作電壓。e再緩慢調節自耦變壓器升高電壓，當光示牌由滅變亮時，說明繼電器舌片開始被吸上。記錄此時的電壓稱為返回電壓，將所取得的數值記入表1-3并計算返回系數。返回系數為 低壓繼電器的返回系數不大于1.25。將所得結果記入表1-3。f改變繼電器線圈接線方式（采用并聯接法），重復以上步驟。 表1-3 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123123實測起動電壓Ud

20、j實測返回電壓Ufj返回系數Kf起動電壓與整定電壓誤差%模塊二：電磁型時間繼電器特性實驗一實驗目的熟悉DS-20C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影響起動電壓、返回電壓的因素是什么？2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？3根據你所學的知識說明時間繼電器常用在那些繼電保護裝置電路？三原理說明DS-20系列時間繼電器為帶有延時機構的吸入式電磁繼電器。繼電器具有一對瞬時轉換觸點，一對滑動延時動合主觸點和一對終止延時動合主觸點。當電壓加在繼電器線圈兩端時，鐵芯被吸入，瞬時動

21、合觸點閉合，瞬時動斷觸點斷開，同時延時機構開始起動。在延時機構拉力彈簧作用下，經過整定時間后，滑動觸點閉合。再經過一定時間后，終止觸點閉合。從電壓加到線圈的瞬間起，到延時動合觸點閉合止的這一段時間，可借移動靜觸點的位置以調整之，并由指針直接在繼電器的標度盤上指明。當線圈斷電時，鐵芯和延時機構在塔形反力彈簧的作用下，瞬時返回到原來的位置。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進行動作。四實驗設備序號設備名稱使 用 儀 器 名 稱數量1控制屏12EPL-05繼電器（二）DS-21時間繼電器13EPL-14按鈕及電阻盤14EPL-12B電秒表、相位儀15EP

22、L-11直流電源及母線16EPL-11直流儀表1五實驗內容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摩擦，放手后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疊現象。（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，如發現上述不正常現象，應先調整鐘擺軸螺絲，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

23、中的常閉觸點應斷開，常開觸點應閉合。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。可靠地閉合靜觸點，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. 動作電壓、返回電壓測試實驗接線見圖2-1，選用EPL-05掛箱的DS-21型繼電器，整定范圍（0.25-1.25s）。Rp采用EPL-14的900W電阻盤（分壓器接法），注意圖2-1中Rp的引出端（A3A2A1）接線方式，不要接錯，并把電阻盤調節旋鈕逆時針調到底。開關S采用EPL-

24、14的按鈕開關SB1，處于彈出位置，即斷開狀態。直流電壓表位于EPL-11。數字電秒表的使用方法：“啟動”兩接線柱接通，開始計時，“停止” 兩接線柱接通，結束計時。（1）動作電壓Ud的測試合上220V直流電源船型開關和按鈕開關SB1，順時針調節可變電阻Rp使輸出電壓從最小位置慢慢升高，并觀察直流電壓表的讀數。當電壓超過70V左右時，注意觀察時間繼電器的動作情況，直到時間繼電器銜鐵完全吸入為止。然后彈出開關S，再瞬時按下開關S，看繼電器能否動作。如不能動作，調節可變電阻R加大輸出電壓。在給繼電器突然加入電壓時，使銜鐵完全被吸入的最低電壓值，即為最低動作電壓Ud。彈出S，將動作電壓Ud 填入表2-

25、1內。（2）返回電壓Uf的測試按下S，加大電壓到額定值220V，然后漸漸調節可變電阻Rp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S，將Uf填入表2-1內。表2-1 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Ud（V）返回電壓Uf（V）3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。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、小三點的整定時間值（見表2-2），在 每點測三次。用秒表測定動作時間的實驗接線圖見圖2-2。開關S采用EPL-14的按鈕開關SB1，處于斷開狀態。電秒表位于EPL-

26、12。其余同圖2-1。（1）合上220V直流電源船型開關和電秒表船型開關，按下按鈕開關SB1，順時針調節可變電阻Rp使直流電壓表的讀數到220V。然后斷開開關S（再按一下按鈕開關SB1）和220V直流電源船型開關。（2）拆下有機玻璃罩子對延時時間進行調整，使刻度盤上的指針指向0.25s。（3）對數字電秒表進行復位并把量程置于ms檔(按下電秒表的毫秒按鈕開關)。（4）合上220V直流電源船型開關，按下按鈕開關SB1，觀察電秒表的讀數變化，并記錄最后的穩定讀數填入表2-2。然后斷開開關S（再按一下按鈕開關SB1）。（5）兩次重復步驟34，分別把電秒表的讀數填入表2-2。（6）把延時時間分別調整到0

27、.75s、1.25s，重復以上步驟。注意：當延時時間為1.25s時，數字電秒表量程置于s檔表2-2 時間繼電器動作時間測定測量值整定值t(s) 1230.250.751.25模塊三：信號繼電器特性實驗一實驗目的熟悉和掌握DX-8型繼電器的工作原理，實際結構，基本特性及工作參數。二預習和思考1DX-8型信號繼電器具有那些特點？2DX-8型信號繼電器為什么要有自鎖結構？三原理說明DX-8型信號繼電器，適用于直流操作的繼電保護和自動控制線路中遠距離復歸的動作指示。信號繼電器由工作繞組，接觸觸點，機械自鎖機構，指示紅牌，手動復位按鈕等組成。當繼電器工作繞組加入電流時，簧片吸合，帶動機械自鎖機構動作，使

28、告警指示作用的紅牌翻落，同時觸點鎖緊閉合。只有在繞組釋放電壓后，人工手動按壓復位按鈕，觸點才能夠釋放斷開。四實驗設備序號設備名稱使 用 儀 器 名 稱數量1控制屏12EPL-07B繼電器（五）DX-8信號繼電器13EPL-12B光示牌14EPL-14按鈕及電阻盤15EPL-11直流電源及母線16EPL-11直流儀表1五實驗內容1觀察DX-8型信號繼電器的結構和內部接線，列舉它所具有的特點。2動作電流的測試實驗接線見圖3-1，直流電流表位于EPL-11，RP1RP2采用EPL-14的900W電阻盤，注意接線端的符號(A3A2A1B2B1)，不要接錯，否則容易過流造成熔斷器燒斷。檢查電阻盤的旋鈕是

29、否在逆時針到底位置，確認無誤后，合上漏電斷路器和EPL-11的220V直流電源，慢慢順時針調整電阻盤的旋鈕，并同時觀察直流電流表的讀數和光示牌的動作情況。加大輸出電壓直至繼電器動作，光示牌亮。此時直流電流表的指示值即為繼電器的動作值。填入表3-1。同時觀察告警紅牌的翻落情況。斷開220V直流電源船形開關，繼電器觸點應保持在動作位置。用手按復位按鈕，繼電器觸點斷開，紅牌翻起，光示牌熄滅。重復以上步驟，多次測量動作電壓，記入表3-1，并求取平均值。表3-1 信號繼電器實驗記錄表123平均值動作電流測量（mA）實驗二 單輻射式輸電線路階段式電流保護實驗一實驗目的1掌握無時限電流速斷保護、帶時限電流速

30、斷保護及過電流保護的電路原理，工作特性及整定原則。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掌握階段式電流保護的電氣接線和操作實驗技術。二預習思考1階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？2由指導老師提供有關技術參數，對階段式電流保護參數進行計算與整定。3為什么在實驗中，采用兩相一繼接法階段式保護能滿足教學要求？并指出其優缺點。4階段式保護動作之前是否必須對每個繼電器進行參數整定？為什么？5寫出控制回路前后的過程和原理。三實驗設備序號設備名稱使 用 儀 器 名 稱數量1控制屏12EPL-02AA站保護， B站保護13EPL-04繼電器（一）DL-21C電

31、流繼電器14EPL-05繼電器（二）DS-21時間繼電器15EPL-06繼電器（四）DZ-31B中間繼電器16EPL-07B繼電器（五）DX-8信號繼電器17EPL-11交流電壓表18EPL-11交流電流表19EPL-12光示牌110EPL-17A三相交流電源11EPL-11直流電源及母線1四階段式電流保護實驗原理及接線圖無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護和定時限過電流保護都是反應于電流升高而動作的保護裝置。他們之間的區別主要在于按照不同的原則來來選擇起動電流。即速斷是按照躲開某一點的最大短路電流來整定，限時速斷是按照躲過前方各相鄰元件電流速斷保護的動作電流整定，而過電流保護則是按照躲過最

32、大負荷電流來整定。由于電流速斷不能保護線路全長，限時電流速斷又不能作為相鄰元件的后備保護，因此，為保證迅速而有選擇性的切除故障，常常將電流速斷、限時電流速斷和過電流保護組合在一起，構成階段式過流保護。具體應用時，可以只采用速斷加過流保護，或限時速斷加過流保護，及構成兩段式過流保護，也可以三者同時使用，及構成三段濕過流保護。1無時限電流速斷保護階段式電流保護通常用于366kV電力線路的相間短路保護。在被保護線路上發生短路時，流過保護安裝點的短路電流值，隨短路點的位置不同而變化。在線路的始端短路時，短路電流值最大；短路點向后移動時，短路電流將隨線路阻抗的增大而減小，直至線路末端短路時短路回路的阻抗

33、最大，短路電流最小。短路電流值還與系統運行方式及短路的類型有關。圖11-1曲線1表示在最大運行方式下發生三相短路時，線路各點短路電流變化的曲線；曲線2則為最小運行方式下兩相短路時，短路電流變化的曲線。由于本線路末端f1點短路和下一線路始端的f2點短路時，其短路電流幾乎是相等的（因f1離f2很近，兩點間的阻抗約為零）。如果要求在被保護線路的末端短路時，保護裝置能夠動作，那么，在下一線路始端短路時，保護裝置不可避免地也將動作。這樣，就不能保證應有的選擇性。為了保證保護動作的選擇性，將保護范圍嚴格地限制在本線路以內，就應使保護的動作電流Iop1.1（為保護1的動作電流折算到一次電路的值）大于最大運行

34、方式下線路末端發生三相短路時的短路電流If.B.max，即Iop1.1>If.b.max， Iop1.1=KrelIf.b.max式中，Krel可靠系數，當采用電磁型電流繼電器時，取Krel=1.21.3。顯然，保護的動作電流是按躲過線路末端最大短路電流來整定，可保證在其他各種運行方式和短路類型下，其保護范圍均不至于超出本線路范圍。但是，按照以上公式整定的結果（如圖11-1中的直線3）。保護范圍就必然不能包括被保護線路的全長。因為只有當短路電流大于保護的動作電流時，保護才能動作。從圖11-1中能夠得出保護裝置的保護范圍。還可以看出，這種保護的缺點是不能保護線路的全長，而且隨著運行方式及故

35、障類型的不同，其保護范圍也要發生的相應變化。圖11-1中在最大運行方式下三相短路時，其保護范圍為lmax；而在最小運行方式下兩相短路時，其保護范圍則縮小至lmin。無時限電流速斷保護的優點是：因為不反應下一線路的故障，所以動作時限將不受下一線路保護時限的牽制，可以瞬時動作。無時限電流速斷保護的靈敏度可用其保護范圍占線路全長的百分數來表示。通常，在最大運行方式下保護區達到線路全長的50%、在最小運行方式下發生兩相短路時能保護線路全長的15%20%時，即可裝設瞬時電流速斷。所以在線路始端一定范圍內短路時，無時限電流速斷保護可以做到快速地切除附近故障。2帶時限電流速斷保護無時限電流速斷保護（也稱第I

36、段保護）雖然能實現快速動作，但卻不能保護線路的全長。因此，必須裝設第II段保護，即帶時限電流速斷保護，用以反應無時限電流速斷保護區外的故障。對第II段保護的要求是能保護線路的全長，還要有盡可能短的動作時限。（1）帶時限電流速斷保護的保護范圍分析帶時限電流速斷保護要求保護線路的全長，那么保護區必然會延伸至下一線路，因為本線路末端短路時流過保護裝置的短路電流與下一線路始端短路時的短路電流相等，再加上還有運行方式對短路電流的影響，如若較小運行方式下保護范圍達到線路末端，則較大運行方式下保護范圍必然延伸到下一線路。為盡量縮短保護的動作時限，通常要求帶時限電流速斷延伸至下一線路的保護范圍不能超出下一線路

37、無時限電流速斷的保護范圍，因此線路L1帶時限電流速斷保護的動作電流應大于下一線路無時限電流速斷保護的動作電流，即式中，Krel可靠系數，考慮到非周期分量的衰減一般取Krel=1.11.2。該保護的保護范圍分析見圖11-2。由圖可知，為保證保護動作的選擇性，帶時限電流速斷保護的動作時限需要與下一線路的無時限電流速斷保護相配合，即應比后者的時限大一個時限級差t。時限級差，從快速性的角度要求，應愈短愈好，但太短了保證不了選擇性。其時限配合如圖11-3所示。當在下一線路首端f點發生短路故障時，本線路L1的帶時限電流速斷保護和下一線路L2的無時限電流速斷保護同時啟動，但本線路L1的帶時限電流速斷保護需經

38、過延時后才能跳閘，而下一線路L2的無時限電流速斷保護瞬時跳閘將故障切除，這就保證了選擇性。要做到這一點t應在0.3-0.6s間，一般取0.5s。（2）靈敏度校驗為了使帶時限電流速斷能夠保護線路的全長，應以本線路的末端作為靈敏度的校驗點，以最小運行方式下的兩相短路作為計算條件，來校驗保護的靈敏度。其靈敏度為式中，If.B.min在線路L1末端短路時流過保護裝置的最小短路電流； 線路L1帶時限電流速斷保護的動作電流值折算到一次電路的值。根據規程要求，靈敏度系數應不小于1.3。如果保護的靈敏度不能滿足要求，有時還采用降低動作電流的方法來提高其靈敏度。為此，應使線路L1上的帶時限電流速斷保護范圍與線路

39、L2上的帶時限電流速斷保護相配合，即式中，L2上的帶時限電流速斷保護的一次動作電流值。 L2上的帶時限電流速斷保護的動作時間。顯然，動作時限增大了，但靈敏度卻提高了，而且仍保證了動作的選擇性。3定時限過電流保護無時限電流速斷保護和帶時限電流速斷保護能保護線路全長，可作為線路的主保護用。為防止本線路的主保護發生拒動，必須給線路裝設后備保護，以作為本線路的近后備和下一線路的遠后備。這種后備保護通常采用定時限過電流保護（又稱為第III段保護），其動作電流按躲過最大負荷電流整定，動作時限按保證選擇性的階梯時限來整定。其原理接線圖與帶時限電流速斷保護相同，但由于保護范圍和保護的作用不同，其動作電流和動作

40、時限則不同。（1）定時限過電流保護的工作原理和動作電流過電流保護工作原理：正常運行時，線路流過負荷電流，保護不動。當線路發生短路故障時，保護啟動，經過保證選擇性的延時動作，將故障切除。過電流保護動作電流：過電流保護動作電流的整定，要考慮可靠性原則，即只有在線路存在短路故障的情況下，才允許保護裝置動作。過電流保護應按躲過最大的負荷電流計算保護的動作電流，根據可靠性要求，過電流保護的動作電流必須滿足以下兩個條件。1） 在被保護線路通過最大負荷電流的情況下，保護裝置不應該動作，即。式中，保護的一次動作電流值 被保護線路的最大負荷電流最大負荷電流要考慮電動機自啟動時的電流。由于短路時電壓下降，變電所母

41、線上所接負荷中的電動機被制動，在故障切除后電壓恢復時，電動機有一個自啟動過程，電動機自啟動電流大于正常運行時的額定電流IN.M，則線路的最大負荷電流ILmax也大于其正常值IR，即。式中，Kast自啟動系數，一般取1.53。 2）對于已經啟動的保護裝置，故障切除后，在被保護線路通過最大負荷電流的情況下應能可靠地返回。如圖11-4所示，在線路L1L2分別裝有過電流保護1和保護2，當在f點短路時，短路電流流過保護1也流過保護2，它們都啟動。按選擇性的要求，應該由保護2動作將QF2跳開切除故障。但由于變電所B仍有其他負荷，并且因電動機自啟動，線路L1可能出最大負荷電流，為使保護1的電流繼電器可靠返回

42、，它的返回電流Irel（繼電器的返回電流折算到一次電路的值），應大于故障切除后線路L1最大負荷電流ILmax。式中，Irel保護1的返回電流由于，即式中，Krel可靠系數，取1. 2 1.25。 Kre電流繼電器的返回系數，取0.850.95。（2）動作時限的整定定時限過電流保護的動作時限，應根據選擇性的要求加以確定。例如，在圖11-5所示的輻射形電網中，線路L1上裝設有過電流保護1，線路L2和線路L3上也都分別裝設有過電流保護2和3。那么當線路L3上的f2點發生短路故障時，短路電流將從電源經線路L1線路L2和線路L3而流向短路點。這樣，過電流保護12及3均啟動。但是，根據選擇性的要求，應該只

43、由保護3動作使QF3跳閘。為此，就應使保護2的動作時限t2大于保護2的延時t2。由此可見，裝于輻射形電網中的各定時限過電流保護裝置，其動作時限必須按選擇性的要求互相配合。配合的原則是：離電源較近的上一級保護的動作時限，應比相鄰的、離電源較遠的下一級保護的動作時限要長（注意：是過電流保護之間的配合）。在圖11-5中將各級保護的整定時限特性畫于圖11-5b）中，好似一個階梯，這就是通常所說的階梯形時限特性。若線路L3有幾條并行的出線，那么保護2的時限應與其中最大的時限配合。由此可見，每條電力線路過電流保護的動作時限，不能脫離整個電網保護配置的實際情況及時限的配合要求，不能孤立地加以整定。處于電網終

44、端的保護，其動作時限是無時限的或只帶一個很短的時限，因為它沒有下一線路保護需要配合。在這種情況下，過電流保護常可作為主保護，而無需再裝設無時限動作的其他保護。按照時限配合的要求，保護裝設地點離電源愈近，其動作時限將愈長，而故障點離電源愈近，短路電流卻愈大，對系統的影響也愈嚴重。所以，定時限過電流保護雖可滿足選擇性的要求，卻不能滿足快速性的要求。故障點離電源近，其動作時間反而長。這是它的缺點。正因為如此，定時限過電流保護在電網中一般用作其他快速保護的后備保護。這種過電流保護的動作時限是由時間繼電器建立的，整定后其定值與短路電流的大小無關，故稱為定時限過電流保護。（3）靈敏度校驗為了使保護達到預期

45、的保護效果，還應進行靈敏度的校驗，即在保護區內發生短路時，驗算保護的靈敏系數是否滿足要求。顯然，這種驗算應針對最不利的條件，亦即在短路電流的計算值為最小的條件下進行。因為只有在這種情況下的靈敏系數滿足要求時，才能保證在其他任何情況下的靈敏系數都能滿足要求。電流保護的靈敏系數Ksen，等于保護區末端金屬性短路時，短路電流的最小計算值Ifmin與保護動作電流之比，即。作為本線路近后備保護時，Ifmin為本線路末端短路時流過保護的最小短路電流，要求靈敏系數Ksen³1.3-1.5；作為下一線路遠后備保護時，最小計算值為下一線路末端短路時流過保護的最小短路電流，要求靈敏系數Ksen³

46、;1.2。4線路相同短路的階段式電流保護裝置由無時限電流速斷保護、帶時限電流速斷保護、定時限過電流保護相配合而構成階段式電流保護裝置。這三部分保護分別叫作I、II、III段，其中I段無時限電流速斷保護、II段帶時限電流速斷保護是主保護，III段定時限過電流保護是后備保護。（1）階段式電流保護的保護范圍及時限配合如圖11-6所示，當在L1線路首端f1點短路時，保護1的I、II、III段均啟動，由I段將故障瞬時切除，II段和III段返回；在線路末端f2點短路時，保護II段和III段啟動，II段以0.5s時限切除故障，III段返回。若I、II段拒動，則過電流保護以較長時限將QF1跳開，此為過電流保護

47、的近后備作用。當在線路L2上f3點發生故障時，應由保護2動作跳開QF2，但若QF2拒動，則由保護1的過電流保護動作將QF1跳開，這是過電流保護的遠后備作用。（2）階段式電流保護的原理圖階段式電流保護的原理圖如圖11-7所示，圖中各元件均以完整的圖形符號表示，有交流回路和直流回路，圖中所示的接線方式是廣泛應用于小接地電流系統電力線路的兩相不完全是星形接線。接于A相的階段式電流保護，由繼電器KA1KS1組成I段；KA3KT1KS2組成II段；KA5KT2KS3組成III段。接于C相的階段式電流保護，由繼電器KA2KS1組成I段；KA4KT1KS2組成I段，KA4KT1KS2組成II段；KA6KT2

48、KS3組成III段。KA7反映A相和C相的電流和，它與KT2KS3組成III段，可提高保護的靈敏性。為使保護接線簡單，節省繼電器，A相與C相共用其中的中間繼電器、信號繼電器及時間繼電器。四階段式電流保護實驗參數整定計算如圖11-6所示，單側電源輻射式線路，L1的繼電保護方案擬定為階段式電流保護，保護采用二相二繼電器接線，其接線系數，電流互感器采用1:1，在最大運行方式下及最小運行方式下f1f2f3f4點三相短路電流值見下表：表11-1 短路電流值短路點f1f2f3f4正常最大工作電流最大運行方式下三相短路電流（A）6.711.561.320.650.20最小運行方式下三相短路電流（A）4.97

49、1.441.230.62階段式保護的動作值的整定計算1線路L1的無時限電流速斷保護電流速斷保護的動作電流Iop11按大于本線路末端f2點在最大運行方式下發生三相短路時流過的短路電流來整定，即保護的一次動作電流為：繼電保護的動作電流為： 選用DL21C/6型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為1.56A，本段保護整定2A，線圈采用串聯接法。2線路L1的帶時限電流速斷保護（1）要計算線路L1的限時電流速斷保護的動作電流，必須首先算出線路L2無時限電流速斷保護的動作電流Iop1.2，按大于本線路末端f4點在最大運行方式下發生三相短路時流過的短路電流來整定。線路L1的帶時限電流速斷保護的一次動作電流為：

50、繼電器的動作電流為：選用DL21C/3型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為0.52A，本保護整定為0.93A，線圈采用串聯接法。動作時限應與線路L2的瞬時電流速斷保護配合，即：選用DS21型時間繼電器，其時限調整范圍為0.251.25s，為了便于學生在操作中觀察本保護整定為1秒。（2）靈敏度校驗帶時限電流速斷保護應保證在本線路末端短路時可靠動作，為此以f2點最小短路電流來校驗靈敏度，最小運行方式下的二相短路電流為：則在線路末端短路時，靈敏系數為3線路L1的定時限過流保護（1）過電流保護的一次動作電流為：繼電器動作電流為選用DL21C/1型電流繼電器，其動作電流的整定范圍為0.150.6A，本保

51、護整定為0.43A，線圈采用并聯接法。（2）過電流保護動作時限的整定為了保證選擇性，過電流保護的動作時限按階梯原則整定，這個原則是從用戶到電源的各保護裝置的動作時限逐級增加一個t，所以動作時限應與電路L2過電流保護動作時限相配合。如：L2過電流保護動作時間為2秒，L1過電流保護動作時間為:選用DS22型時間繼電器，其時限調整范圍為1.25s，為了便于學生在操作中觀察本保護整定為5秒。（3）靈敏度校驗：保護作為近后備時，對本線路L1末端f2點短路校驗，靈敏系數為：作線路L2的遠后備時，校驗下一線路末端f4點短路，靈敏系數為：。4階段式保護選用的繼電器規格及整定值列表序號用途型號規格整定范圍實驗整

52、定值線圈接法1無時限電流速斷保護DL21C/61.56A2 A串聯2帶時限電流速斷保護DL21C/30.52A0.93A串聯3定時限過電流保護DL21C/10.150.6A0.43A并聯4帶時限電流速斷時間DS210.251.25s1 s5定時限過電流保護時間DS221.25s5 s五實驗內容及步驟1根據預習準備，將計算獲得的動作參數整定值（電源線電壓為100V），對各段保護的每個繼電器進行整定。2按右圖接線，檢查無誤后，再請指導老師檢查，方可進行下一步操作。3把各按鈕、開關的初始位置設定如下：系統運行方式切換開關置于“最小”，A、B站實驗內容切換開關置于“正常工作”，A相短路、B相短路、C相

53、短路按鈕處于彈出位置，并分別把桌面上的線路故障點設置旋鈕置于順時針到底位置，三相調壓器旋鈕置于逆時針到底位置。4合上漏電斷路器和線路電源綠色按鈕開關及直流電源船形開關，按下合閘按鈕。緩慢調節三相調壓器旋鈕，注意觀察交流電壓表的讀數至100V；5把實驗內容切換開關置于A站保護，模擬AB線路末端短路，觀察各繼電器動作情況，作好動作記錄；6逆時針調節桌面上的線路故障點設置旋鈕，分別模擬AB線路中間和始端短路，觀察各繼電器動作情況，作好動作記錄；表11-3 實驗數據序號代號型號規格額定工作值實驗整定值線圈接法1KA12KA23KA34KT15KT26KM 實驗三 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