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ZN48计数器时间继电器累时器多功能计测器32种功能(图)
更新时间：日
企业基本资料
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公司名称：
联 系 人：胡承旭 经理
电话：086 021
联系地址：上海
浦东新区航头镇
关键词： ZN48,HB48,多功能计时器
产品详细介绍
ZN48产品特点：抗振动、抗干扰、多时基数显时间继电器让你心动的理由：
NO1: 厂家直销，产品质量和售后服务有保障，本公司的产品自销售之日起免费保修18个月。
NO2: 超强抗干扰，高可靠性；广泛用于工业自动化控制系统,ESD
NO3: 32种功能合一体，基本包括了所有时间继电器，计数器，累时器，频率表等的功能。
NO4.厂家直销，无须经过代理商，价格更低。ZN48智能双数显计测器的功能包括：时间继电器(单延时、循环延时）、累时器、频率、转速、计数器，有32种功能，各有多种继电器动作方式，充分满足控制现场的需要。可设定继电器动作值、倍率a,b的值，设定值、当前累时值、当前计数值掉电不丢失，计数脉冲宽度可调。输入信号：开关量、触点信号、电平脉冲（低电平：-30V~+0.5V）；高电平：+4V~+30V、4V~30V的交流正弦信号。可外接传感器：接近开关、霍尔开关、光电开关。工作电源：AC220V
请买家买时注明电压安装方式：面板安装，开孔尺寸：45*45外形尺寸：48*48*85mm一、延时功能说明
继电器动作方式编号
单延时(正)
0．01秒-99.99秒
1~6单延时(正)
1秒―9999秒
1~6单延时(正)
1秒―99分59秒
1~6单延时(正)
1分―99时59分
1~6单延时(正)
1分―9999分
1~6单延时(倒)
0．01秒―99.99秒
1~6单延时(倒)
1秒―9999秒
1~6单延时(倒)
1秒―99分59秒
1~6单延时(倒)
1分―99时59秒
1~6单延时(倒)
1分―9999分
1~6双延时(正)
1秒―9999秒
1、2双延时(正)
1秒―99分59秒
1、2双延时(正)
1分―9999分
1、2双延时(正)
1分―99时59分
1、2双延时(倒)
1秒―9999秒
1、2双延时(倒)
1秒―99分59秒
1、2双延时(倒)
1分―9999分
1、2双延时(倒)
1分―99时59分
1、2继电器动作方式内容1、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合。2、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合。3、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器释放。4、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器释放。5、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。6、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端了使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。说明
继电器动作方式编号
单延时(正)
0．01秒-99.99秒
1~6单延时(正)
1秒―9999秒
1~6单延时(正)
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1~6单延时(倒)
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1、2双延时(正)
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1、2双延时(正)
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1、2双延时(倒)
1秒―9999秒
1、2双延时(倒)
1秒―99分59秒
1、2双延时(倒)
1分―9999分
1、2双延时(倒)
1分―99时59分
1、2继电器动作方式内容1、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合。2、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合。3、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器释放。4、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器释放。5、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。6、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端了使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。二、累时功能累时
0―99时59分59.99秒 累时
0―99时59分59.99秒 累时
继电器动作方式内容1、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合。2、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合。3、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器释放。4、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端子使仪表工作），达到或超过设定值时继电器释放。5、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。6、通电仪表不工作（可通过复位键或复位端了使仪表工作），达到或超过设定值时继电器吸合，5秒后，仪表自动复位，重新开始工作。三、计数器可逆计数器
可逆计数器
可逆计数器
可逆计数器
继电器动作方式内容1、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合。2、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器释放。3通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合，X秒后，仪表自动复位，重新开始工作。四、频率计/转速表频率
1.0―999.9Hz 转速
60―9999RPM
频率/转速通用
继电器动作方式内容1、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器吸合。2、通电仪表工作，达到或超过设定值时继电器释放。
以上是ZN48计数器时间继电器累时器多功能计测器32种功能(图)的详细介绍，如果你想更详细地了解ZN48计数器时间继电器累时器多功能计测器32种功能(图) 的价格、厂家、型号及规格，请直接联系供应商 。
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TQXDJ-III电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书
Chang Sha Tong Qing Electrical and Information Co.ltdTQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书长沙同庆电气信息有限公司TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书目录第 1 章 概述 ……………………………………………………………………11.1 系统简介 ……………………………………………………………………………1 1.2 系统特点 ……………………………………………………………………………1 1.3 系统构成 ……………………………………………………………………………1 1.4 实验系统配套软件 …………………………………………………………………3 1.5 操作注意事项 ………………………………………………………………………4第 2 章 继电保护课程实验 ……………………………………………………52.1 继电保护课程实验概述 ……………………………………………………………5 2.2 DL-31 型电流继电器特性实验………………………………………………………7 2.3 DY-36 型电压继电器特性实验 ……………………………………………………12 2.4 LG-11 型功率方向继电器特性实验 ………………………………………………17 2.5 LZ-21 阻抗继电器特性实验 ………………………………………………………22 2.6 LCD-4 型差动继电器特性实验……………………………………………………29 2.7 常规电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验………………………………34 2.8 常规电流保护与三相一次重合闸综合保护实验…………………………………38第 3 章 微机保护课程实验……………………………………………………423.1 微机保护课程实验概述……………………………………………………………42 3.2 数字式电流继电器特性实验………………………………………………………45 3.3 数字式电压继电器特性实验 ………………………………………………………49 3.4 数字式功率方向继电器特性实验…………………………………………………53 3.5 数字式差动继电器特性实验………………………………………………………57 3.6 数字式阻抗继电器特性实验………………………………………………………60 3.7 三段式电流保护实验 …………………………………………………………… 66 3.8 三段式距离保护实验 …………………………………………………………… 82 3.9 三相一次重合闸及后加速保护实验 …… ………………………………………95ITQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书3.10 35kV 微机线路保护实验 ………………………………………………………101 3.11 变压器保护实验…………………………………………………………………105第 4 章 发电厂电气课程实验 ………………………………………………1154.1 具有事故灯光控制的断路器控制回路实验 ……………………………………115 4.2 具有防跳功能的断路器控制回路实验 …………………………………………122 4.3 闪光继电器构成的中央信号实验 ………………………………………………126 4.4 冲击继电器构成的中央音响信号实验 …………………………………………129第 5 章 电力系统分析课程实验 ……………………………………………1345.1 电力系统潮流分布和线损分析实验 ……………………………………………134 5.2 电力系统故障分析实验 …………………………………………………………138IITQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书第 1 章 概述1.1 系统简介“TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统”是根据电气工程专业多门课程实验教 学的需求，结合最新的继电保护及变电站自动化技术而研发的实验培训系统。既可满足《电力系统 继电保护》、《电力系统微机保护》、《发电厂电气》、《电力系统分析》、《变电站综合自动化 技术》等相关课程实验教学的需求，也可作为学生课程设计、毕业设计和创新研究的开放性平台， 还可作为电力系统专业技术人员的上岗培训平台。1.2 系统特点(1) 一机多用：一套实验系统可供多门电气工程课程使用，并可作为专业课程设计、毕业设计 及创新研究平台。 (2) 接近电力系统实际：采用数字化实验设备提供高精度实验信号，完全替代传统实验系统调 压器、移相器、滑线电阻和测量仪表等构成的“地摊“式实验设备，与电力系统进行继电保护的试 验方法完全相同。 (3) 实验现象直观：配备 PC 机，可直观显示实验过程中的各种测试数据、动作特性曲线、波形 图等。 (4) 组态灵活：利用多套实验系统可组态任意结构的电力系统网络进行专业综合实验，并方便 作为课程设计平台。 (5) 接口开放：实验系统中的核心设备接口开放，可作为学生创新研究和开发平台。1.3 系统构成TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统采用实验台结构，实验台由 TQWX-III 微 机型继电保护试验测试仪、TQWB-IV 多功能微机保护实验装置、常规保护继电器、成组保护接线 图、控制回路模块、按钮开关、万转开关、保护模式切换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件 构成。实验台面板示意图如图 1-1-1 所示。实验台详细说明详见《TQWX-III 多功能继电保护及变电 站综合自动化实验培训系统说明书》。1.3.1 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪（以下简称： “测试仪” ）是同庆公司生产的高性能数字 式信号源设备，它既可作为本实验系统的数字式信号源，也可单独拿出作为科研、实验使用。1TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书测试仪可产生 4 路电流输出、4 路电压输出，可输出 8 路开关量信号，具有 8 路开入量输入。 测试仪需要和 PC 机配合使用，测试仪的 RS232 串口必须与 PC 机正确连接。 测试仪详细使用说明详见《TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪用户手册》。 在本实验台中，测试仪为各种常规继电器及多功能微机保护装置提供信号进行相关实验。为方 便实验接线，测试仪的所有接线插孔已连接到实验台上。为了完成成组继电保护实验，在实验台内 部已经把测试仪的部分信号连接到成组保护接线图上。图 1-1-1 TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统面板图1.3.2 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置及其接线区TQWB-IV 多功能微机保护实验装置是采用模块化硬件平台、功能可灵活配置的多功能保护测 控实验装置。通过向装置硬件中下载相应的功能模块程序，可以实现各种数字式继电器、多种电压 等级的线路保护、变压器保护、电容器保护、发电机保护、电动机保护、母线保护等微机保护装置 等功能。装置硬件平台开放，可作为二次研究、开发平台，用户可自己开发程序下载到装置硬件中 运行，构成具有任意定制功能的新装置。 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置具有 4 组电流输入通道，4 组电压输入通道，可采集 8 个开 关量状态，可产生 7 组开关量输出，并具有 RS485 通信接口。 装置详细使用说明详见《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手册》。 为了方便实验接线，在实验台内部已经将实验装置的电压、电流输入端子、保护跳闸和合闸信 号以及断路器跳、合位开入状态信号引到实验台面板上。装置电源可单独控制，见接线区左侧开关。 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置既可与测试仪进行信号连接完成实验，也可从成组保护接 线图上获取信号。2TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书1.3.3 常规保护继电器及其接线区实验台提供了 DL-31 型电流继电器、DY-36 型电压继电器、LG-11 型功率方向继电器、LZ-21 型阻抗继电器、LCD-4 型变压器差动继电器、DS-32 时间继电器、DZY-202 中间继电器等多个常规 保护继电器。 为了方便实验接线，每个继电器的模拟量输入端子（电流或电压）、动作触点（常开或常闭） 已引到实验台面板上。各继电器可单独使用，也可根据需要通过接线将多个继电器配合使用，如构 成成组常规保护。1.3.4 成组保护接线图为直观反应保护在电力系统实际的接线和运行情况，在实验台面板上给出了一个典型的一次系 统接线图，用来完成成组保护实验。 成组保护接线图包含一次系统模型图、断路器跳闸、合闸信号插孔、断路器辅助触点信号插孔 及保护安装处的电流电压互感器二次侧信号插孔及短路按钮等。 常规继电器和 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置可直接从成组保护接线图上取信号进行成组 保护实验。1.3.5 控制回路元件断路器控制回路中可用到的元件包括 TQKZM-II 型断路器控制回路模块、JX-3/1 闪光继电器、 JC-2 型冲击继电器、万能转换开关（简称万转开关）。1.3.6 实验台其他元件实验台提供了 24V 直流电源，并在实验台面上引出插孔。 为了方便指示信号，实验台中安装有红、绿两个指示灯及一个蜂鸣器，需要时可连接到实验线 路中。注意连线时应注意极性。 实验台左下方按钮为实验台总电源，直接连接 220V 即可。 实验台左下方拨码开关用来选择实验模式，当选择“独立模式”时，可进行单独继电保护实验， 即只能对一套保护装置进行单独实验，且保护只能从成组保护接线图上 3TA 上获取电流信号，其他 TA 无电流信号输出；当选择“配合模式”时，可进行继电保护配合实验，当 1QF、2QF 均合上时， 3TA 和 4TA 上均有电流输出， 因此可分别将微机保护 （微机保护用 TQXBZ-III 多功能微机保护装置 实现）和常规电流保护安装于 1QF 和 2QF 处，分别保护 AB 和 BC 线路，从而进行保护配合动作实 验。1.4 实验系统配套软件本实验系统提供 3 套配套软件： 《继电保护特性测试系统软件》 、 《电力网信号源控制系统软件》 和《多功能微机保护实验装置管理程序软件》 。3TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书(1) 继电保护特性测试系统软件 用于控制测试仪发出信号，测试继电器的动作特性。包含“通用继电器特性测试” 、 “阻抗继电 器特性测试” 、 “差动特性测试”,“反时限电流继电器电流时间特性测试” 、 “阻抗继电器精工电流测 试”等几大模块。 (2) 电力网信号源控制系统软件 可灵活组态各种结构的电网系统，实现可视化电力系统潮流分析、短路计算。既可单独作为潮 流分析、短路分析软件使用，还可通过接口程序，将网络中各节点电压、各线路电流信号下载到 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪中，实时输出电网的潮流或故障信号。1.5 操作注意事项1) 实验前必须仔细阅读《 TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统说明书》、 《TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪用户手册》和《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手 册》 ，熟悉测试仪和多功能微机保护实验装置的操作使用后方可进行实验。 2) 实验电流较大时，不得长期工作，尤其是系统的信号源DD测试仪。 3) 在实验台上电的情况下，严禁打开实验台后门！ 4) 接线完毕后，要由另一人检查线路。4TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书第 2 章 继电保护课程实验2.1 继电保护课程实验概述电力系统继电保护课程实验包括常规继电器特性实验和成组继电保护实验两部分。 本章实验需要用到的设备包括：TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪、DL-31 型电流继电器、 DY-36 型电压继电器、LG-11 型功率方向继电器、LZ-21 型阻抗继电器、LCD-4 型变压器差动继电 器及实验台上的成组保护实验模型图，另外还需要用到实验台上的 24V 电源及指示灯。 (1) 常规继电器特性实验 常规继电器特性实验的实验方法是：由 PC 机控制 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪发出 各种电流和电压信号，对各种继电器的特性进行测试。 测试过程中为了方便观察继电器动作信号， 利用实验台上的 24V 电源及指示灯构成信号指示回 路。 常规继电器特性实验原理图如图 2-1-1。24V+ A 指示灯 K 24V-TQWX -III 微机型继电保护试验测试仪常规 继电器测试仪一对开入端子串口PC 机电流电压信号 电流电压信号图 2-1-1 常规继电器实验方式构成原理图(2) 成组继电保护实验 成组继电保护实验的实验方法是：将多个继电器连接构成常规成组继电保护，从实验台的成组 保护实验模型图上取信号进行实验。 以电流电压联锁速断保护实验为例，实验原理图如图 2-1-2。实验前注意： 由于本章实验需要用到 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪，在实验前请仔细阅读以下参考文档： 《TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪用户手册》 《电力网信号源控制系统使用说明书》 5TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书A 1QF Ia 跳闸 1TV Ua Ub电流 继电器 电压 继电器 中间 继电器 U Un3TA In24V+IInUUn24V-图 2-1-2 成组继电保护实验原理图6TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.2 DL-31 型电流继电器特性实验2.2.1 实验目的(1) 了解常规电流继电器的构造及工作原理。 (2) 掌握设置电流继电器动作定值的方法。 (3) 学习 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪的测试方法，并测试 DL-31 型电流继电器的动 作值、返回值和返回系数。2.2.2 实验原理及实验说明2.2.2.1 实验原理 DL-31 型电流继电器用于电机、 变压器及输电线的过负荷和短路保护中，作为启动元件。 DL-31 型电流继电器是电磁式继电器，当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作， 动合触点闭合，动断触点断开；当电流降低到 0.8 倍整定值左右时，继电器返回，动合触点断开， 动断触点闭合。 继电器有两组电流线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成并联时，继电器动作电流可以扩 大一倍。继电器接线端子见图 2-2-1，串联接线方式为：将④ 、⑥ 短接，在② 、⑧ 之间加入电流；并 联接线方式为：将② 、④ 短接，⑥ 、⑧ 短接，在② 、⑧ 之间加入电流。做实验时可任意选择一种接线 方式（出厂时电流继电器线圈默认为串联方式） 。图 2-2-1 DL-31 继电器接线端子2.2.2.2 实验说明 测试方法：控制测试仪的输出，从小到大动态地改变加入电流继电器中的电流，直至其动作； 再减小电流直至其返回，测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。 方法：将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试：开始实验后测试仪自动按设定步长增加发 出的电流，直至电流继电器动作；再自动按所设定的步长减小电流，直至电流继电器返回。2.2.3 实验内容2.2.3.1 实验接线 如图 2-2-2 所示，将测试仪产生的任意一相电流信号（如 I a ）与电流继电器的电流输入端子 I ，7TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书I n 连接，继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上（注意接线柱的颜色要相同，图中将继电器动作接点连接到开关量输入 1 上） 。电流 继电器 I In测试仪电流输出 开关量输入IaIn1图 2-2-2 电流继电器特性测试实验接线图如果需要继电器动作时有灯光指示，按图 2-2-3 接线即可。A K24V+ +24GND中间 继电器 U Un电流 继电器 I In测试仪电流输出 开关量输入IaIn1图 2-2-3 电流继电器特性测试实验带指示灯接线图2.2.3.2 整定值设置 打开电流继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电流继电器的整定值，首先设置电流继 电器整定值为 3.5A。 2.2.3.3 实验步骤 (1)测试继电器的动作值及返回值 a. 打开测试仪电源，在 PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件(如图 2-2-4) 。进入“通用继电器动作特性测试”模块(如图 2-2-5)，进入设置界面（如图 2-2-6）8TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书图 2-2-4图 2-2-5图 2-2-6 继电器特性通用测试界面 b. 在“输出参数”区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。 注意：因当前变量变化步长为正数，当前变量 I a 的起始值应小于设置的电流继电器动作定值， 终值应大于定值。建议未连线的信号有效值设为 0。 c. 如图 2-2-6 界面的“控制操作”区选择“程控”方式。 d. 设置程控方式下的控制参数变量。 “变量设置” ， “开关量设置”和“程控设置” 。如图 2-2-7 变量设置界面, 图 2-2-8 开关量设置界面，图 2-2-9 程控设置界面 其中“当前变量“即：实验过程中按设置规律动态变化的量，测试仪产生的其余电气量在实验 过程中均保持不变。 本实验中需要动态改变加入到继电器中的电流， 因此把当前变量设为 “ I a 幅值” （图 2-2-2 中示例接入电流继电器的量为 A 相电流，如果接入继电器的电流为其他相电流，当前变 量设为相应的电流幅值） ；变量的变化步长直接影响测试精度，为提高精度，可设为 0.05A。9TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书开关量的设置：继电器出口接到测试仪的“开入量输入接口”序号，如果实际接线按图 2-2-2 连接，则应选择“接点”1。 注意：如果整定值和动作值不符，则需要对电流继电器进行校验，方法：将针摆上的小螺钉左 右移动，以使动作值和整定值相符合。 如果整定值和动作值相差较大，则需要确认测试仪产生的信号是否正确，方法：断开电流继电 器电流输入回路，用万用表测量测试仪产生的电流大小，如果数值不正确，重新调整通道系数即可 （详细操作方法参见《TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪用户手册》 ） 。图 2-2-7 变量设置界面图 2-2-8 开关量设置界面图 2-2-9 程控设置界面 e. 变化范围” ：可界定当前设定变量变化的起点和终点，注意变化范围应能覆盖继电器的动作值和 返回值。 “步长时间” ：变量按其步长变化时，每一步大小的保持时间。一般地，每步时间的设置应大于继 电器的动作（或返回）时间。建议不要低于 0.5s。 f. 本实验中因需要测试电流继电器的动作值和返回值，应设置为“动作返回”,确保测试仪测得电 流继电器动作获取动作值后，减小产生的电流从而使继电器返回，再得到返回值。 g. 点击“开始试验”,测得电流继电器的动作值，返回值，返回系数。 h. 不改变继电器整定值，在变量设置界面，改变步长（如图 2-2-7） ，重复试验，测四组数据，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， 并计算整定值的误差、 变差及返回系数。 误差＝[最小动作值－整定值] / 整定值×100% 变差＝[最大动作值－最小动作值] / 四次动作平均值×100% 返回系数＝返回平均值 / 动作平均值 将测试和计算结果填入表 2-2-110TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书i. 改变电流继电器的整定值为 4.5A，再次测继电器的动作值、返回值和返回系数，与表 2-2-1 结 果比较后填入表 2-2-2。表 2-2-1 模 拟 式 电 流 继 电 器 动 作 值 、 返 回 值 和 返 回 系 数 实 验 数 据 （ 整 定 值 设 为 3.5A ） 动作值(A) 1 2 3 4 平均值(A) 误差(%) 变差(%) 返回系数 表 2-2-2 模 拟 式 电 流 继 电 器 返 回 系 数 测 试 数 据 整定值(A) 1 2 3.5 4.5 返回系数 / 返回值(A) 返回系数2.2.4 思考题(1) 电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关？ (2) 什么是电流继电器的返回系数？返回系数的高低对电流保护的整定有何影响？11TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.3 DY-36 型电压继电器特性实验2.3.1 实验目的(1) 了解常规电压继电器的构造及工作原理。 (2) 掌握设置电压继电器动作定值的方法。 (3) 测试 DY-36 型电压继电器的动作值、返回值和返回系数。2.3.2 实验原理及实验说明2.3.2.1 实验原理 DY-36 型电压继电器用于继电保护线路中，作为低电压闭锁的动作元件。DY-36 型电压继电器 是电磁式电压继电器，当加入继电器的电压降低到整定电压时，继电器动作，动断触点（又称常闭 触点，即：错误！未找到引用源。 、错误！未找到引用源。端子）闭合，动合触点（又称常开触点， 即：① 、③ 端子）断开；当加入继电器的电压超过整定电压时，继电器动合触点闭合，动断触点断 开。如果利用电压继电器的动断触点控制断路器，则继电器工作在低电压方式；如果利用电压继电 器的动合触点控制断路器，则继电器工作在过电压方式。继电器接线端子见图 2-3-1。图 2-3-1 DY-36 电压继电器接线端子继电器有两组电压线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成串联时，继电器动作电压可以扩 大一倍，并联和串联接法可查看继电器表面接线说明（出厂时电压继电器线圈默认为并联方式） 。 2.3.2.1 实验说明 本实验测试电压继电器在两种工作方式（低电压及过电压）下的动作特性。 测试方法：控制测试仪的输出，动态地改变加入电压继电器中的电压，测试电压继电器的动作 值、返回值和返回系数。可采用自动测试方法，也可采用手动测试方法。2.3.3 实验内容2.3.3.1 实验接线 如图 2-3-2 所示，将测试仪产生的任意一相电压信号（如 U a ） 、 U n 与电压继电器的电压输入端 子 U ， U n 连接，继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上。12TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书电压输出电压 继电器 U UnUaUn 测试仪开关量输入1图 2-3-2 电压继电器特性实验接线图如果需要继电器动作时有灯光指示，按图 2-3-3 接线即可。A K24V+ +24GND电压输出中间 继电器 U Un电压 继电器 U UnUaUn 测试仪开关量输入1图 2-3-3 电压继电器特性实验带指示灯接线图 2.3.3.2 整定值设置 打开电压继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电压继电器整定值，首先设置电压继电 器整定值为 50V。 2.3.3.3 特性测试 (1) 过电压工作方式下动作特性实验。 测试过电压继电器的动作值及返回值。 a. 按照图 2-3-2 的方法进行实验接线，注意应连接继电器的常开触点。13TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书b. 打开测试仪电源，在 PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件(如图 2-3-4) ，进入“通用继电器动作特性测试”模块（如图 2-3-5） ，进入设置界面（如图 2-3-6）图 2-3-4图 2-3-5图 2-3-6继电器特性通用测试界面c. 在“输出参数”区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。注意：因当前变量变化步长为正数，当前变量 U a 的起始值应小于设置的电压继电器动作定值，终值应大于定 值。建议未连线的信号有效值设为 0。d. 如图 2-3-6 界面的“控制操作”区选择“程控”方式。 设置程控方式下的控制参数变量。 “变量设置” ， “开关量设置”和“程控设置” 。如图 2-3-7 变量设置界面, 图 2-3-8 开关量设置界面，图 2-3-9 程控设置界面 注意“当前变量”应设置为“ U a 幅值” 。14TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书图 2-3-7 变量设置界面图 2-3-8 开关量设置界面图 2-3-9 程控设置界面 e. 变化范围” ：可界定当前设定变量变化的起点和终点，注意变化范围应能覆盖继电器的动作值和返回值。 “步长时间” ：变量按其步长变化时，每一步大小的保持时间。一般地，每步时间的设置应大于继 电器的动作（或返回）时间。建议不要低于 0.5s。 f. 本实验中因需要测试电压继电器的动作值和返回值，应设置为“动作返回” g. 不改变电压继电器的整定值，改变步长，重复试验，测三组数据 将结果填入表 2-3-1。表 2-3-1 模 拟 式 过 电 压 继 电 器 动 作 值 、 返 回 值 和 返 回 系 数 实 验 数 据 （ 整 定 值 设 为 50V ） 动作值(V) 1 2 3 平均值(V) 误差(%) 变差(%) 返回系数 / 返回值(V) 返回系数(2) 低电压工作方式下动作特性实验 测试低电压继电器的动作值及返回值。 a. 打开电压继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电压继电器整定值，首先设置电压继 电器整定值为 50V。按照图 2-3-10 进行实验接线，注意应连接继电器的常闭触点。15TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书AK24V+ +24GND电压输出中间 继电器 U Un电压 继电器 U UnUaUn 测试仪开关量输入1图 2-3-10 电压继电器低电压特性实验接线b. 测试方法： 测试仪未发出信号前，电压继电器输入电压为 0，继电器常闭接点合上，指示灯亮。 测试仪的 A 相电压初值设置为 55V， 步长设为C0.5V， 点 “开始试验” ， 继电器常闭接点打开 （即 指示灯灭） ，直至继电器动作，信号灯亮。记录此时的电压，即继电器的动作电压。电压继电器动作 后，继电器返回，信号灯灭。记录此时的电压，即继电器的返回电压。 c. 不改变电压继电器的整定值，改变步长，重复试验，测三组数据,将结果填入表 2-3-2。表 2-3-2 模 拟 式 低 电 压 继 电 器 动 作 值 、 返 回 值 和 返 回 系 数 实 验 数 据 动作值(V) 1 2 3 平均值(V) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(V) 50 返回值(V) 返回系数2.3.4 思考题(1) 电磁型电压继电器的动作电压与哪些因素有关？ (2) 什么是电压继电器的返回系数？返回系数的高低对电压元件的整定有何影响？ (3) 低电压与过电压返回系数有什么差别？并说明原因？16TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.4 LG-11 型功率方向继电器特性实验2.4.1 实验目的(1) 了解常规功率方向继电器的工作原理。 (2) 掌握功率方向继电器的动作特性试验方法。 (3) 测试 LG-11 型功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围。 (4) 测试 LG-11 功率方向继电器的角度特性和伏安特性，考虑出现“电压死区”的原因。 (5) 研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。2.4.2 实验原理及实验说明2.4.2.1 实验原理 LG-11 型功率方向继电器是一种反映所接入的电流和电压之间的相位关系的继电器。当电流和 电压之间的相位差为锐角时，继电器的动作转矩为正，使继电器动作，控制接点闭合，继电器跳闸； 当电流和电压之间的相位差为钝角时，继电器的动作转矩为负，继电器不动作，从而达到判别相位 的要求。 功率方向继电器根据其原理可分为感应型、整流型、晶体管型。本实验采用 LG-11 整流型功率 方向继电器，它一般用于相间短路保护。这种继电器是根据绝对值比较原理构成的，由电压形成回 路、比较回路和执行元件三部分组成，如图 2-4-1。图 2-4-1LG-11 型功率方向继电器原理接线图? ? ? ?图中整流桥 BZ1 所加的交流电压为 K u U r ? K i I r ，称为工作电压；整流桥 BZ2 所加的交流电压 为 K u U r ? K i I r ，称为制动电压。其中 U r 、 I r 分别为加入功率方向继电器的电压和电流； K u 为电 压变换器 YB 的匝比； K i 为电抗变压器 DKB 的模拟电抗。JJ 为极化继电器。当电流从 JJ 的“*”端 流入时，JJ 动作；反之 JJ 不动作。因此 LG-11 整流型功率方向继电器的动作条件是工作电压大于制17? ? ? ?TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书动电压，其动作方程为：Ku U r ? Ki I r ? Ku U r ? Ki I r? ? ? ? ? ? ? ?(2-1)功率方向继电器灵敏角的调整可通过更换面板上连接片的位置来实现。 2.4.2.2 实验说明 利用测试仪产生信号对 LG-11 型功率方向继电器进行测试。功率方向继电器的接线采用 90 度 接线方式，接入继电器的电压采用 B、C 相间电压，接入继电器的电流采用 A 相电流。2.4.3 实验内容2.4.3.1 实验接线Un 端 如图 2-4-2 所示， 将测试仪产生的 B 相电压和 C 相电压分别与功率方向继电器对应的 U ，子连接，A 相电流信号与功率方向继电器 I ， I n 端子连接。功率方向继电器的动作触点连接至测试 仪的任意一对开入接点上（图 2-4-2 中将继电器动作接点连接到开关量输入 1 上） 。测试仪 功率方向 继电器开关量输入IInUUnUbUcIaIn1图 2-4-2 功率方向继电器特性测试接线图如果需要继电器动作时有灯光指示，按图 2-4-3 接线即可。18TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 A K24V+ +24V-中间 继电器 U Un测试仪 功率方向 继电器开关量输入IInUUnUbUcIaIn1图 2-4-3 功率方向继电器特性测试接线图 注意：因功率方向继电器反映所接入的电流和电压之间的相位关系而动作，因此接线完毕后，一定要检查接线 极性是否正确。2.4.3.2 整定值设置 打开功率方向继电器面板前盖，改变灵敏角连接片，可设定功率方向继电器的整定值，首先设 置灵敏角为-30°。 2.4.3.3 特性测试 (1) 测试 LG-11 功率方向继电器的最大灵敏角 方法： 功率方向继电器的 ? J ? ?U ? ? I 。以加入到继电器中的电流为参考向量，设置 I A ? 5 A?0 ? ，这 样 ? I ＝0° 。固定加入到继电器中的电压 U BC 的大小，改变电压相角 ?U 即相当于改变 ? J ，通过测试 测量功率方向继电器的动作区从而得到继电器的最大灵敏角。 为了得到正确的最大灵敏角，一定要测得功率方向继电器完整的动作区域，因此设置的电压相 角改变的方向最好使继电器的动作过程为： 动作区外－&动作边界 1－&进入动作区-&动作边界 2－&动作区外，如图 2-4-4。19TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书动作边界2动作区外?J 2 ? J 1 ? lm动作区内IA?动作边界1I A e j?lm?图 2-4-4 功率方向继电器动作范围示意图步骤如下： a. 打开测试仪电源，在 PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件(如图 2-4-5)，进入“通用 继电器动作特性测试”模块（如图 2-4-6） 。图 2-4-5图 2-4-6b. 输出参数设置：手动输入测试仪的输出参数： I a ? 5 A?0 ? ，为方便观测 U bc 相角，设置U c ? 0?0?V ，即 U bc ? U b 。 U b 大小固定为 57.735V。其他未连线的信号有效值设为 0。c. 采用程控方式测试功率方向继电器的动作范围。 变量设置为“ U b 相角” ，步长设置为 2 度。从图 2-4-4 可知，当以 I a 为参考向量时， U bc 相角 即 U b 相角的理论动作范围为：[ ? lm -90° ， ? lm +90° ]。 为了同时测出动作边界 1 和动作边界 2，返回方式应选择“全程返回” （如图 2-4-7） 。2-4-7 程控设置界面 测试完成后记录实验结果中显示的“始角度”和“终角度” ，即为 ? J1 和 ? J 2 ，填入表 2-4-1。 d. 计算最大灵敏角 ? m 。 功率方向继电器的最大灵敏角 ? m 为： ? m ?? J1 ? ? J 22，填入表 2-4-1。20TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书e. 改变功率方向继电器的灵敏角为-45°，重复实验，并将测量和计算结果填入表 2-4-1。表 2-4-1 最 大 灵 敏 角 测 试 实 验 数 据 （ 保 持 电 流 为 5A ， 0 度 ） 灵敏角 -30° -45°? J1?J2最大灵敏角 ? m(2) 测 LG-11 功率方向继电器角度特性 U dz. J ? f (? J ) 方法： 整定功率方向继电器的灵敏角为-45° 。 设置 I a 固定为 5 A?0? ，U c 固定为 0V∠ 0° ， 则Ub 的 角度即为 ? J 。 在功率方向继电器的动作区内设置不同的 ? J ，测出每一个 ? J 下使继电器动作的最小起动电压U dz. J ，填入表 2-4-2。并根据测得的数据绘制功率方向继电器的角度特性 U dz . J ? f (? J ) 。提示： 测试过程中，当前变量应选择 U b 幅值。 表 2-4-2 功 率 方 向 继 电 器 角 度 特 性 测 试 数 据?JU dz. J (V)-45-55-65-75-85-95-105-115-125-127?JU dz. J (V)-129-131-133-135-25-15-551525?JU dz. J (V)30323436384042(3) 测 LG-11 功率方向继电器的伏安特性 U dz.J ? f ( I J ) 方法：整定功率方向继电器的灵敏角为-45° 。固定加入到继电器中的电压和电流的相角，使 ? J ＝ ? m （该最大灵敏角为上述实验实测值，而非整定值） ，即 I a 相角设为 0° ，U c 固定为 0V∠ 0° ，U b 相角固定为 ? J 。 从 5A 开始依次减小 I a ， 测出每一个不同电流下使继电器动作的最小起动电压 U dz.J （即 U b 幅值） 。 将数据填入表 2-4-3，并根据测得的数据绘制功率方向继电器的伏安特性曲线 U dz.J ? f ( I J ) 。表 2-4-3 伏 安 特 性 实 验 数 据 ( 保 持 ? m 不 变 )I J (A) U dz. J (V)543210.90.80.70.60.52.4.4 思考题(1) LG-11 型功率方向继电器的动作区是否等于 180 度？为什么？ (2) 功率方向继电器采用 90 度接线方式具有什么优点？21TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书22TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.5 LZ-21 阻抗继电器特性实验2.5.1 实验目的(1) 了解整流型阻抗继电器的工作原理。 (2) 了解 LZ-21 阻抗继电器的结构，掌握设置继电器动作定值的方法。 (3) 掌握阻抗继电器的基本调试和测试方法。2.5.2 实验原理及实验说明2.5.2.1 实验原理 LZ-21 型方向阻抗继电器属于相灵敏接线的方向阻抗继电器。由电压形成回路、比较回路和执 行回路三大部分组成。原理接线图如图 2-5-1。图 2-5-1LZ-21 型方向阻抗继电器原理接线图电压形成回路主要包括： (1) DKB―电抗变压器，原边绕组可调，副边输出电压与原边输入电流 I 成正比。 由 TA 引入的电流 I TA ? I m / nTA （ I m 表示一次电流， nTA 表示电流互感器变比）接于电抗变压器 DKB 的一次侧端子 21、22、23、24。在它的二次侧，得到正比于一次电流的电压（即：二次输出 电压 U L ? ITA * Z I ， Z I 表示人为给定的阻抗继电器模拟阻抗，即最小整定阻抗） 。DKB 的一次侧有几 个抽头，当改变抽头位置时，可改变 Z I 值，相应可改变阻抗整定值 Z set 的大小。 (2) YB―电压变换器，副边绕组可调，副边输出电压 U Y 与原边输入电压 U KB 成正比。 由 TV 引入的电压 U KB = U m / nTV （ U m 表示一次电压，nTV 表示电压互感器变比）接于电压变换器 YB 的一次侧端子 27、 29、 31， 用于引入电压 U 27 、U 29 、U 31 ， YB 二次侧输出电压 UY ? U KB / nYB（ nYB23TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书为电压变换器变比） 。YB 每一定匝数就有一个抽头，改变抽头位置即可改变 nYB ，相应可改变阻抗 整定值 Z set 的大小。 (3) JYB―极化变压器，副边输出两组相同的电压，其相位与 RJ 的压降同相，称为极化电压， 用 U J 表示。 端子 34、36、38 为继电器Ⅰ 、Ⅱ 段切换的触点。当 34、36 连通时，Ⅰ 段接通。当 34、38 连通 时，Ⅱ 段接通。 方向阻抗继电器在保护安装处于正向出口发生金属性短路时，其测量电压 U m 值小于继电器的 最小动作电压，继电器将拒绝动作，这一不动作区通常称为方向阻抗继电器的死区，在静态情况下 阻抗继电器显示的特性如图 2-5-2 所示的虚线，在原点附近有一个凸区。 为消除死区，LZ-21 型方向阻抗继电器通过引入第三相电压，在继电器的相位比较电气量中引 入与测量电压 U m 同相位的带有记忆作用的极化电压 U J 。引入第三相电压后 LZ-21 型方向阻抗继电 器的特性如 2-15 所示的实线圆。引入极化电压 U J 的另一个作用，就是防止被保护线路反向出口短 路时，方向阻抗继电器发生误动作现象。引起反向出口短路时误动作的原因，可参阅有关资料分析。图 2-5-2 LZ-21 型方向阻抗继电器特性图上面三种变压器产生的电压 U K 、U Y 、U J 按照一定的极性关系连接组成了两个不同的电压。即 工作电压 U1 = U K ? U Y ? U J ，制动电压 U 2 = U K ? U Y ? U J 。U 1 和 U 2 经过双半环整流送入到执行元件极化继电器的工作线圈和制动线圈， 以进行两电压的绝对值比较，继电器的动作条件为 U1 ? U 2 。 LZ-21 型方向阻抗继电器的主要技术数据如下： a. 交流额定电压=100 伏； b. 交流额定电流=5 安； c. 工作频率 50HZ ； d. 最大灵敏度 65° 、72° 和 80° ，允许± 5° 偏差； e. 阻抗整定范围为 0.2～20Ω／Φ。 改变电流回路的 DKB 位置， 动作阻抗最小整定值为表 2-5-1， 允许误差为± 10%。更新 YB 的变化可以改变表中最小整定值，而最大整定阻抗为表中最小整 定值的 10 倍； f. 精工电流 I ig ：当 DKB=20 匝，YB=100%，两相短路 I ig 1.4 安。24TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 表 2-5-1 DKB 最 小 整 定 阻 抗 范 围 与 原 方 线 圈 对 应 接 线 最小整定阻抗(ZI)范围 （欧姆） 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 DKB 原方绕组接线示意图 DKB 原方绕组匝数 （一个绕组）2.5.2.2 整流型阻抗继电器的阻抗整定值的整定和调整说明 当方向阻抗继电器处在临界工作状态时，整定阻抗可表示为： Z set ?ZI nTA ，其中 K U ? 。 KU nTV nYB显然，阻抗继电器的整定与 LZ-21 中电抗变压器 DKB 的模拟阻抗 Z I 、电压变换器 YB 的变化 nYB 、 电压互感器变比 nTV 和电流互感器 nTA 有关。 试验时设 nTV =1， nTA =1，则 Z set ?ZI ? Z I nYB 。 KU由此可见，阻抗整定值与 DKB 的模拟阻抗 Z I 和电压变换器变比有关。出厂时，LZ-21 阻抗继 电器 DKB 原方匝数默认为 20 匝，即最小整定阻抗 Z I 为 2Ω。如果不改变 DKB 原方匝数，则可通 过改变电压变换器 YB 的变比 nYB 改变阻抗继电器的整定阻抗，整定阻抗范围为 2Ω～20Ω（副方线 圈匝数最小为总匝数的 10%） 。通过在阻抗继电器面板上选择合适的插孔插入螺钉，可得到不同的nYB 。如图 2-5-3(b)所示，YB 副方线圈内部有 4 段绕组，每段绕组匝数不同，每段绕组必须且仅插 入一个螺钉。如果某段绕组不需要选择数值时，将螺杆插入该段绕组的 0 插孔中。 例如：若要求整定阻抗为 Z set =2.01Ω，则Z 1 ? I =99.5%，即应设定电压变换器 YB 副方线圈 nYB Z set25匝数为原方匝数的 99.5%，应选择 80 匝、15 匝、4 匝、0.5 匝插孔插入螺钉，如图 2-5-3(a)所示。TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书图 2-5-3 LZ-21 型方向阻抗继电器 YB 整定板及其内部接线示意图2.5.3 实验内容2.5.3.1 实验接线 如图 2-5-4 所示，进行继电器和测试仪之间的电压和电流连接，继电器的动作触点连接到测试 仪的任意一对开入接点上。阻抗 继电器 I1 I2 In U1 U2 Up测试仪电压输出 电流输出开关量输入1Ua Uc UbIaIn图 2-5-4 阻抗继电器特性测试接线图如果需要继电器动作时有灯光指示，按图 2-5-5 接线即可。26TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 A K24V+ +24V-中间 继电器 U Un阻抗 继电器 I1 I2 In U1 U2 Up测试仪电压输出 电流输出开关量输入1Ua Uc UbIaIn图 2-5-5 阻抗继电器特性测试带指示灯接线图2.5.3.2 最大灵敏角测试 内容：整定阻抗设为 Z set =2.01Ω，分别设置最大灵敏角为 72° 、65° 、80° ，并进行测试。 步骤： 1) 打开测试仪电源，在 PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件，进入“通用继电器动作 特性测试”模块。 2) 设置 I a =5A∠0° ，U a 大小取 0.8* I a Z set =8.04V， 使当阻抗角在最大灵敏角附近时测量阻抗在 继电器动作圆内。 U c 设置为 0V（即：第三相电压不加入） 。设置“ U a 相角”为控制变量，程控设 置的变化范围应该包括继电器动作的动作的始角度和终角度，可设置为 20° ~160° ，返回方式应选择 “全程返回” （可同时测出动作边界 ? J 1 和 ? J 2 ） 。这样，通过改变 U a 的相角，即改变 U J 和 I J 之间的 相角 ?J ，测试使继电器刚好动作的相角 ? J 1 和 ? J 2 ，填入表 2-5-2。 3) 计算继电器的最大灵敏角 ? m 和测量误差△%，其中 ? m ? 72° ，则△%=（72- ? m ）*100%/72。 4) 通过改变继电器面板上的压板连接片，调节灵敏角为 65° 和 80° ，重复步骤 2)、3)。表 2-5-2 阻 抗 继 电 器 最 大 灵 敏 角 测 试 实 验 数 据 灵敏角 72° 65° 80°?1 ? ?22，如果选择整定灵敏角为? J1?J2最大灵敏角 ? m△%2.5.3.3 LZ-21 阻抗继电器动作特性测试 设置整定阻抗为 Z set = 2.01Ω，灵敏角为 72° 。27TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书A. 不加第三相电压进行测试 方法：设置 U c =0V（或取消测试仪 U C 与阻抗继电器 U p 之间的连线） 。设置 I J = I a =5A∠0° ， 以 U a 为控制变量。每改变一次 U a 的相角（即 U J 和 I J 的夹角 ? J ） ，采用程控方法测量阻抗继电器的 动作边界对应的动作电压值 U dz. J ，并计算出对应的 Z dz. J ，将结果填入表 3。并根据表中数据在复平 面上画出动作特性曲线。 为了完整的测出阻抗继电器的动作边界，返回方式应设置为“动作返回” ，变化范围应为 12V~0V，步长可设置为―0.5V。 表 2-5-3 中的 U dz. J (小值)表示 U a 从小到大变化过程中首次使继电器动作的电压值，由此得到距 圆心较近的动作边界 Z dz. J (小值)， U dz. J (大值)表示使继电器返回的返回电压值，由此得到距圆心较 远的动作边界 Z dz. J (大值)。表 2-5-3 阻 抗 继 电 器 动 作 特 性 测 试 数 据 （ 不 加 入 第 三 相 电 压 ）?JU dz. J (小值) U dz. J (大值) Z dz. J (小值) Z dz. J (大值)70°75°85°95°105°110°115°120°125°60°?JU dz. J (小值) U dz. J (大值) Z dz. J (小值) Z dz. J (大值)50°40°30°20°10°5°0°-10°-20°-30°B. 加入第三相电压进行测试 设置 U c =57.735V∠90° ， I J = I a =5A∠0° ，重复上面测试步骤，将结果填入表 2-5-4。并根据表 中数据在复平面上画出动作特性曲线。与不加第三相电压时的动作特性曲线进行比较。注意： 如果测出的 U dz. J (小值)为步长 0.5V，则应填入 0V，因为测试过程中第一个数据不记入动作值，实际动作值为 0V。 表 2-5-4 阻 抗 继 电 器 动 作 特 性 测 试 数 据 （ 加 入 第 三 相 电 压 ）?JU dz. J (小值) U dz. J (大值) Z dz. J (小值)70°80°90°100°110°120°130°140°150°160°28TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书Z dz. J (大值)?JU dz. J (小值) U dz. J (大值) Z dz. J (小值) Z dz. J (大值)170°60°50°40°30°20°10°0°-10°-20°2.5.3.4 整定阻抗校验 方法：设置 I J ＝ I a ＝ 5 A?0 ? ，灵敏角为 72° ，设置输入电压和电流之间的相角差为实测的最大 灵敏角 ? m （可设 U a 相角为 ? m ，I a 相角为 0° ） 。将阻抗整定螺钉分别旋入表 2-12 中所要求的阻抗对 应的插孔。测取继电器刚好动作时的电压 U dz. J 填入表 2-5-5，并计算整定阻抗： Z Zd ? 差 ?% 。表 2-5-5 整 定 阻 抗 校 验 表U dz 及计算误 IJZ Zd （整定值 ? ）(99.5%) 2.01(67％) 3(40%) 5U dz. J （V）Z Zd ?U dz （计算值 ? ） IJ?% ?阻抗计算值－整定值 ％ 整定值2.5.4 思考题分析记忆回路和引入第三相电压的作用？29TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.6 LCD-4 型差动继电器特性实验2.6.1 实验目的(1) 了解常规差动继电器的工作原理，掌握设置继电器动作定值的方法。 (2) 掌握差动继电器特性的测试方法， 并测试 LCD-4 型变压器差动继电器的比率制动曲线特性。2.6.2 实验原理及实验说明2.6.2.1 LCD-4 型变压器差动继电器原理 LCD-4 型变压器差动继电器用于变压器差动保护中，作为主保护。LCD-4 型差动继电器为整流 型继电器，由差动元件和瞬动元件两部分组成。差动元件由差动工作回路、二次谐波制动回路、比 率制动回路和直流比较回路所组成，其原理图见图 2-6-1。图 2-6-1 LCD-4 差动继电器原理图差动回路是由差动工作回路和谐波制动回路串联构成的。差动工作回路由变流器 1LB、m 型低 通滤波器（包含电感 L1，电容器 C1、C2）以及整流桥 1BZ 等组成。其中 m 型低通滤波器使 50Hz 及以下的分量顺利通过，100Hz 及以上谐波分量得到极大的抑制，其输出通过整流桥 1BZ 加到直流30TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书比较回路作为差动工作量。谐波制动回路由带气隙非常小的电抗变压器 DKB、m 型高通滤波器和整 流桥 2BZ 所构成；其中 m 型高通滤波器由电感 L2、电容器 C3、C4、C5 所组成，使 100Hz 以上分 量顺利通过，而对 50Hz 分量极大的抑制，其输出通过整流桥 2BZ 加到直流比较回路作为谐波制动 量，谐波制动量的大小通过电位器 W2 进行调整，为了和时间特性配合，通常希望把谐波制动系数 调整在 0.2-0.25 之间。 比率制动回路由变流器 2LB、5LB，整流桥 3BZ、4BZ，稳压管 1DW、2DW 所组成。其中 2LB、 3LB 带有中心抽头，其始端、末端分别接入两侧电流回路，中心抽头接到差动回路，其输出接到整 流桥 3BZ、4BZ，作为制动量接到直流比较回路，1DW、2DW 保证制动特性在 5－6A 下无制动作用， 而在&5－6A 时才实现制动功能，保证在短路故障电流较小时有较高的灵敏度。并在其后接有电阻 R4、R5、R6，通过切换片 1QP 实现三种不同的比率制动系数 0.4、0.5、0.6。 直流比较回路由环流电阻 R7、R8，极化继电器 JH，整定电阻 R9、R10、R11 和微调电位器 W1 所组成。直流比较回路采用环流比较方式供电给极化继电器。通过切换片 2QP 切至不同的电阻值， 使继电器获得 1、1.5、2、2.5A 四个不同的整定值。 为防止在较高的短路电流水平时，由于 CT 饱和产生高次谐波分量增加，产生极大的制动力矩 而使差动元件拒动，设置了瞬动元件，由 C6，整流桥 7BZ，电位器 W3，密封中间继电器 ZJ，稳压 管 3DWy 所组成。其定值大小通过电位器 W3 均匀调整，当短路电流达到 4－10 倍额定电流时，瞬动 元件快速动作。稳压管 3～4DWy 是提高继电器返回系数用的。注意： 由于每侧 CT 变比不一致所造成的二次额定电流不同引起的不平衡电流，可以通过专用自耦变流器进行补偿消 除，在继电器内部没有设置平衡绕组和平衡抽头。2.6.2.2 实验说明 本实验的主要内容是：测试差动继电器的比率制动曲线特性。测试方法是：由测试仪自动产生 和调整加入差流继电器中的电流信号 I 1 和 I 2 ，对继电器的比率制动特性进行自动测试。测试仪调整I 1 和 I 2 的原则是：根据设定的每一个固定制动电流 I r ，按发生区外故障的情况搜索差动继电器的动作边界所对应的 I d 。2.6.3 实验内容2.6.3.1 实验接线 如图 2-6-2 所示，将测试仪产生的 A 相电流信号（ I a ）和 C 相电流信号（ I c ）分别与差动继 电器对应的 I 1 ， I 2 端子连接，将测试仪的电流公共端（ I n ）与差动继电器对应的 I1n ， I 2 n 连接。继 电器的动作触点连接到测试仪的任意一对开入接点上。如果需要继电器动作时有灯光指示，按图 2-6-3 接线即可。 2.6.3.2 整定说明 差动继电器整定值及整定方法说明：差动电流的整定范围为 1～2.5A，整定方法：改变“动作31TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书值”连接片（有 1A、1.5A、2A、2.5A 四种选择）设定差动继电器的动作值。 比率制动系数有 0.4、0.5、0.6 三种选择，通过改变“制动系数”连接片进行设置。测试仪 差动 继电器开关量输入I1 I1n I2I2nIaIcIn1图 2-6-2 差动继电器特性测试实验接线图A K24V+ +24V-中间 继电器 U Un测试仪 差动 继电器开关量输入I1 I1n I2I2nIaIcIn1图 2-6-3 差动继电器特性测试实验带指示灯接线图2.6.3.3 实验步骤 (1) 将差动继电器动作值整定为 2A，制动系数设置为 0.5。 (2) 打开测试仪电源，在 PC 机上运行“继电保护特性测试系统”软件，进入“差动特性测试” 模块。 (3) 设置“控制参数” 。 “ I 1 , I 2 定义” ：设置继电器电流线圈 I 1 ， I 2 与测试仪的连接方式，以及 I 2 的相位。在搜索 I d 的 过程中一般按发生区外故障的情况搜索动作边界， I 1 的相位固定为 0°，则 I 2 的相位应为 180°。 “测试定义( I d , I r )” ：设置差动继电器的动作方程。LCD-4 整流型差动继电器采用的差动电流 和制动电流的构成方式为： I d =O I 1 + I 2 O， I r =O I 1 － I 2 O/2，参见图 2-6-4。32TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书“固定 I r ” ： 根据需要设置待测试的制动点 I r 的变化范围和等间距变换步长。 即 I r 从起点出发， 每隔一个步长选择一个制动点进行测试， 寻找该制动点下的动作电流。 设置 I r 的变化范围 2A 到 10A， 步长为 0.5A。图 2-6-4 定义( I d ， I r )设置“搜索 I d ” ：设置每个 Ir 基点下，动作电流 I d 的搜索方法。包括：搜索起点、搜索终点、 I d 动 作门槛、搜索时的每步时间和间断时间以及搜索精度，参见图 2-6-5。(具体可参见《TQWX-III 微 机型继电保护试验测试仪用户手册》) 设置 I d 搜索起点为 10％，搜索终点为 100％， I d 动作门槛为 2A，每步时间为 1 秒，间断时间 为 1 秒，误差 0.1A。2-6-5 搜索 I d 设置 为减少搜索时间，搜索起点可根据整定的继电器差流动作值输入一个合适的百分比值，并输入 相应的 I d 动作门槛。由于继电器的比率制动系数一般小于 1，因此搜索终点一般不超过 100％。 (4) 按“开始试验”按钮进行试验，测试过程中动态变化着的 I 侧电流 I1 和 II 侧电流 I2 大小 在界面的“电流输出显示” 区中实时显示，同时在界面的“测试结果”观测区中得到测出的比率制 动系数 KZd。将测得的每一个点的 I d 和 I r 记录下来。33TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书(5) 试验结束后可按“曲线观察”按钮显示特性曲线，直观了解被测试装置的制动特性。 (6) 将“制动系数”整定为 0.4 和 0.6，重复步骤 3） ，4） ，5） ，再次测试继电器的制动曲线，将 三次测试得到的曲线 I d = f( I r ) 画在同一个坐标图中进行比较。2.6.4 思考题(1) 为什么有比率制动特性的差动继电器的灵敏度比无比率制动特性的差动继电器高？ (2) 带有比率制动特性的差动继电器是怎样可靠的躲开区外故障的？34TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书2.7 常规电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验2.7.1 实验目的(1) 掌握电流速断保护和电流电压联锁速断保护的构成和基本原理。 (2) 掌握电流速断保护和电流电压联锁速断保护的整定方法。 (3) 测试并比较电流速断保护和电流电压联锁速断保护的保护范围。2.7.2 实验原理及实验说明2.7.2.1 保护基本原理 (1) 电流速断保护 仅反映于电流增大而瞬间动作的电流保护，称为电流速断保护。为保证选择性，必须保证下一 出口处短路时保护不起动，因此电流速断保护的动作电流必须大于最大运行方式下下一线路出口处 发生短路的短路电流。 即电流速断保护的整定值为： I pu ?I K relE? ' X S ? X0L。式中： E? ' 为系统的等效相电势； X S 为最大运行方式下，系统的等值电抗； X 0 为线路单位长I 度电抗； L 为线路全长； K rel 为可靠系数，考虑到整定误差、短路电流计算误差和非周期分量的影响等，可取 1.2~1.3。 电流速断保护的主要优点是简单可靠，动作迅速，其缺点是不能保护线路全长，而且保护范围 受系统运行方式变化影响很大，当被保护线路的长度较短时，速断保护可能没有保护范围，因此不 能采用。 (2) 电流电压联锁速断保护 电流电压联锁速断保护是由过电流元件和低电压元件共同组成的保护，只有当电流、电压元件 同时动作时保护才能动作跳闸。由于电流电压联锁速断保护采用了电流和电压的测量元件，因此， 在外部短路时，只要一个测量元件不动作，保护就能保证选择性。 保护整定主要考虑保证在正常运行方式下有较大的保护范围。为保证选择性，在正常运行方式 时的保护区为： L1 ?L ? 0.75L K rel其中， K rel 为可靠系数，一般取 1.3~1.4。 则电流继电器的动作电流为：I pu ? E? ' X S ? X 0 L1式中： E? ' 为系统的等效相电势； X S 为正常运行方式下，系统的等值电抗； X 0 为线路单位长35TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书度电抗； L1 =0.75 L 。I pu 就是在正常运行情况下，保护范围末端发生三相短路时的短路电流。由于在该点发生短路时，低电压继电器也应该动作，因此电压继电器的动作电压应设置为：U pu ? 3I pu X 0 L1由于电流电压联锁速断保护的电流继电器整定值小于电流速断保护的电流整定值，因而具有更 高的灵敏度。 2.7.2.2 实验说明 本实验以实验台的成组保护接线图为系统模型，模型如图 2-7-1 所示。本实验中，保护安装在 A 变电站 1QF 处，电流速断保护由 DL-31 电流继电器和 DZY-202 中间继电器组成；电流电压联锁 速断保护由 DL-31 电流继电器和 DY-36 电压继电器组成。说明： 由于电流继电器的触点容量比较小，不能直接接通跳闸线圈，因此在实际中一般先起动中间继电器，再由中间 继电器的触点（容量较大）去跳闸。 本实验考虑实际中的接线，也将中间继电器接入保护回路。10kV 35kV2TA 30MVA r1=0 x1=0.52 r2=0 x2=0.52 r0=0 x0=0.526MVA 200/535kV1QF 3TA 500/5 LGJ-125/40 r1=0 x1=0.4 r0=0 x0=1.4 2QF 4TA35kV5TA 4MVA 2000/50 3QF10kV最大负荷 电流为84Ap0 ? 0kw ud ? 10.5%ABLGJ-125/120 r1=0 x1=0.4 r0=0 x0=1.4Cp 0 ? 0kw u d ? 10.5%图 2-7-1 常规电流保护模型图2.7.3 实验内容2.7.3.1 常规电流速断保护实验A 1QF Ia 跳闸 1TV In 24V+ 3TA电流 继电器中间 继电器IInUUn24V-图 2-7-2 电流速断保护实验接线(1) 实验接线 常规电流速断保护实验接线如图 2-7-2 所示，将保护安装处（1QF）的电流互感器的端子 I a 、I n 分别与 DL-31 电流继电器的电流输入端子 I 和 I n 连接。电流继电器的动作触点连接至中间继电器电36TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书压线圈上，中间继电器的动作触点与断路器 1QF 的跳闸信号接孔连接，控制 1QF 跳闸。注意： 实验台上的保护实验模式切换开关应拨到“独立模式” ，否则继电器无法获取电流信号！(2) 整定值设置 根据图 2-7-1 中给出的一次模型结构及参数，进行整定计算，将电流整定值填入表 2-7-1，并对 DL-31 电流继电器进行整定。提示： 整定值应考虑保护安装处电流互感器的变比，转变为二次电流。(3) 测试电流速断保护的动作范围 首先打开测试仪电源，运行“电力网信号源控制系统”软件，在“文件”菜单中选择“打开项 目” ，选择“常规电流保护实验模型.ddb”打开。双击左侧树形菜单中的“文件管理”中的“常规电 流保护实验模型.ddb” ，并双击“测试”打开实验模型。在“选项”中点击“显示元件名称”和“显 示元件参数” ，各元件名称和参数将显示在系统模型一次图中。 a. 在线路上设置三相短路故障。方法：在线路模型图标上点击右键，选择“设置故障” 。点击 图 2-7-3 中 AB 线路指示处，设置故障。 “线路全长％”根据需要输入数值 1～99，过渡电阻 R f 、 Rg 均设为 0， “故障限时”设置为 0（0 表示最长的故障限时） 。图 2-7-3 故障设置方法示意图 提示：在故障设置中，输入的“线路全长％”切勿设置为 0%或者 100%。如果有需要，应该直接在相应母线上 设置故障。b. 点击菜单中的“设备管理” ，选择“设备初始化” 。 c. 点击“运行” ，等待软件界面左下角状态栏出现“下载数据结束”的提示后，按下实验台面 板上 1QF 处的红色合闸按钮，控制测试仪发出系统正常运行时的电流电压信号。 d. 按下实验台面板上的“短路按钮” ，控制测试仪发出设置的故障状态下的电流电压信号，观 察保护的动作情况，并记录动作值。37TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书e. 断路器断开后，软件界面一次图上断路器 1QF 将呈现断开状态（绿色） ，再次做实验前要先 将断路器合上，方法是：右键点击断路器所在的线路，点击“故障设置”将“故障设置”前的选中 项取消。然后双击断路器，选择“合闸”并确定，再次进行“设备初始化”后即可对断路器合闸。 f. 设置不同的短路点，重复步骤 a-e，测试不同地点发生短路时保护动作情况，测多组数据后 找出保护在三相短路时的保护范围，填入表 2-13。 g. 在线路上设置 AB 相间短路故障， 同样测出保护在 AB 相间短路时的保护范围， 填入表 2-13。表 2-7-1 电 流 速 断 保 护 和 电 流 电 压 联 锁 速 断 保 护 实 验 记 录 表 电压整定值(V) 电流整定值(A) （用相电压表示） 电流速断保护 电流电压联锁速断保护 三相短路 AB 相间短路 保护范围2.7.3.2 电流电压联锁速断保护实验 (1) 实验接线 电流电压联锁速断保护实验接线如图 2-7-4 所示，将保护安装处（1QF）的电压互感器(1TV)的 端子 U a 、 U b ，分别连接 DY-36 电压继电器的 U 、 U n ；将保护安装处（1QF）的电流互感器(TA) 的端子 I a 、 I n ，分别连接 DL-31 电流继电器的 I 、 I n ；电流继电器和电压继电器的的动作接点串联 后经过中间继电器控制 1QF 跳闸。注意电压继电器应接入常闭触点！ (2) 整定值设置 对电流电压联锁速断保护进行整定计算， 将整定值填入表 2-7-1， 并对电压继电器和电流继电器 进行整定。提示： 电压整定值也应为二次值，电压互感器二次额定电压为 100V。A 1QF Ia 跳闸 1TV Ua Ub电流 继电器 电压 继电器 中间 继电器 U Un3TA In24V+IInUUn24V-图 2-7-4 电流电压联锁保护实验接线图(3) 测试电流电压联锁速断保护的动作范围 同样的，测出保护在三相短路和 AB 相间短路情况下的保护范围，填入表格 2-13。2.7.4 思考题38TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书分析电流速断保护与电流电压联锁速断保护的区别？2.8 常规电流保护与三相一次重合闸综合实验2.8.1 实验目的(1) 掌握三相一次重合闸的基本原理。 (2) 了解三相一次重合闸与继电保护之间如何配合工作。2.8.2 实验原理及实验说明2.8.2.1 JCH-4A 型重合闸简介 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。 JCH-4A 型三相一次重合闸的工作原理示意图如图 2-8-1。图中各符号含义如下： HQ――断路器合闸线圈 DL1～DL2――断路器的辅助触点 SJ――时间继电器 ZJ――中间继电器KM+ SJ DL1 KM-TQ――断路器跳闸线圈⑧⑦ ③ ⑥ZJ DL2 HQ②SJ I①④图 2-8-1 重合闸用于单侧电源线路的接线示意图1) 重合闸用于单侧电源线路 a. 正常运行处于合闸状态 在投入前应将重合闸放电（端子 3、6 短接一次）完毕。当线路正常运行断路器处于合闸时，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，重合闸准备动作。 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，启动时间继电器 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（ KM+→端子②→SJ1→ZJ（I）→DL2→HQ→KM-） ，HQ39TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书通电后，实现一次重合闸。由于 ZJ（I）的作用，ZJ1 能保持直到断路器完成合闸，其辅助触点 DL2 断开为止。如果线路上是瞬时故障，则重合闸成功后，电容器自行充电，经 15～25s 后，重合闸重 新处于准备动作状态。 c. 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，因而保证重合闸只动作一次。 e. 中间元件的触点 ZJ1 卡住或熔接 为防止在这种情况下，断路器多次合闸于故障线路，采用继电器 TBJ 加以避免。当断路器跳闸， 接通合闸回路，同时使 TBJ（I）经 TBJ1 自保持，并通过 TBJ2 断开合闸回路，防止断路器多次重合 闸。 2) 重合闸用于双侧电源线路时 重合闸启动回路中增加了低电压继电器和同步检查继电器的触点和连接片，起到检查线路无电 压或检查线路同步的作用，如图 2-8-2。KM+ SJ YJ1 TTJ DL1 KM-⑧⑦ ③ ⑥ZJ YJ2 QP1DL2HQ②SJ I①④图 2-8-2 重合闸用于双侧电源线路的接线示意图双侧电源线路的重合闸的实现通常是在线路一侧检查无电压，而另一侧检查同步的方式实现， 从而保证检查无电压这一侧的重合闸先动作。检查同步和检查无电压重合闸的配置关系如图 2-8-3。图 2-8-3 采用同步检查和无电压检查重合闸的配置关系图a. 检查线路无电压的一侧 当线路发生故障，两侧断路器都跳闸，则本侧的重合闸先动作。通常在本侧也同时投入同步检 查，两者触点并联工作，从而可以克服因某种原因（如误碰跳闸机构，本侧保护误动作等）使本侧40TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书跳闸（对侧并无跳闸）而不能实现重合闸的缺陷。 b. 检查线路同步的一侧 当线路发生故障，两侧断路器跳闸，本侧在线路无电压时不能实现重合闸。只有在对侧合闸， 线路上有电压、YJ1 闭合时，本侧才可能重合闸。如果线路电压与母线电压的大小、相位的差别在 允许合闸范围内（即认为是同步） ，则同步检查继电器的触点 TTJ 闭合，重合闸允许启动；反之，重 合闸不能启动。 本侧的无电压检定绝对不允许与同步检定同时投入。 2.8.2.2 实验说明 本实验将实验台的一次主接线图简化后作为系统模型，如图 2-7-1。本实验中，电流速断保护和 三相一次重合闸均安装在 A 变电站 3QF 处，电流速断保护由 DL-31 电流继电器和 DZY-202 中间继 电器组成，三相一次重合闸用 JCH-4A 型三相一次重合闸装置和和另一个中间继电器实现。2.8.3 实验内容(1) 实验接线 常规三相一次重合闸实验接线如图 2-8-4 所示，将保护安装处（3QF）的电流互感器的端子 I a 、I n 分别与 DL-31 电流继电器的电流输入端子 I 和 I n 连接。 电流继电器的动作触点连接至中间继电器电压线圈上，中间继电器的上面一对动作触点与断路器 3QF 的跳闸信号接孔连接，控制 3QF 跳闸。 重合闸继电器的合闸触点 1 通过另一个中间继电器后，控制 3QF 合闸。注意： 实验台上的保护实验模式切换开关应拨到“1”即独立模式，否则继电器无法获取电流信号！41TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 图 2-8-4 常规三相一次重合闸实验接线(2) 整定值设置 根据图 2-22 中给出的一次模型结构及参数，进行整定计算，并对 DL-31 电流继电器进行整定。 重合闸时间整定为 0.3S。 (3) 测试保护和三相一次重合闸动作 打开测试仪，运行“电力网信号源控制系统”软件，打开“常规电流保护实验模型.ddb” 。 将重合闸端子 3、6 短接，使重合闸放电，此时重合闸面板上的充电指示灯灭。手动合上断路器 3QF，等待 20S，使重合闸充满电，此时重合闸面板上的充电指示灯亮。在 AB 线路上 30％处设置 瞬时性三相短路故障，观测保护和重合闸的动作情况及重合闸面板上的充电指示灯状态。保护及重 合闸动作后通过测试仪内置录波器观察发生故障时的波形(方法是：在“电力网信号源控制系统”软 件界面“设备管理”中打开“设备录波” ，在“文件”中点击“新建”就可以打开当次故障发生时的 录波情况)。观测正常运行时和三相短路故障情况下以及保护和重合闸动作后、电流、电压信号的不 同，并读取录波时间，填入表 2-8-1。表 2-8-1 常 规 继 电 保 护 及 三 相 一 次 重 合 闸 配 合 动 作 录 波 数 据 表 故障点和故障类型 AB线路上距离A点30%处 发生瞬时性三相短路 查看录波图及数据记录提示： 在录波图中， “TX”表示保护动作的跳闸信号，TX 为高电平有效，即：高电平上升沿表示发出命令，高电平下 降沿表示收回命令。 “HX”表示重合闸发出的合闸信号。表格中的“保护动作时间”表示故障发生时刻（即电流发 生突变时刻）起到断路器检测到保护发出跳闸命令的时间； “跳闸继电器保持时间”表示从断路器检测到保护发出跳 闸命令到检测到保护收回跳闸命令的时间； “重合闸启动时间”表示保护收回跳闸命令（TX 下跳沿）至重合闸发出 合闸信号（HX 上升沿）的时间； “合闸继电器保持时间”表示从重合闸发出合闸命令到检测到重合闸收回合闸命令 的时间。按住右键拖动一直线到故障发生时刻（图上可表现为电压降低，电流增大的起始点） ，左键拖动另一直线到 跳闸信号曲线的上升沿。 保护动作时间 (ms) 跳闸继电器保持 时间(ms) 重合闸启动 时 间 (ms) 合 闸 继 电 器 保持 时 间 (ms)42TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书第 3 章 微机保护课程实验3.1 微机保护课程实验概述电力系统微机保护课程实验包括数字式继电器特性实验、成组微机保护实验及微机保护与继电 保护配合动作实验三部分。 本章实验需要用到的设备包括：TQWB-IV 多功能微机保护实验装置、TQWX-III 微机型继电保 护试验测试仪、部分常规继电器及实验台上的成组保护实验模型图。 本章实验中的数字式继电器或成组微机保护装置是由 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置实现 的，实现不同的功能只需向装置硬件中下载相应的程序模块。例如“数字式电流继电器”指的就是 通过向 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置中下载电流继电器程序模块，实现数字式电流继电器的 功能。 (1) 数字式继电器特性实验 数字式继电器采用单片机或 DSP 技术，实现常规继电器的功能。由于其核心功能用软件实现， 因此具有更高的动作精度，并可实现更丰富、更复杂的继电器特性。 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置可实现的数字式继电器类型包括：数字式电流继电器、电 压继电器、功率方向继电器、差动继电器、阻抗继电器等。 数字式继电器特性实验的实验方法是：采用 TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪产生信号， 对各种微机型继电器的动作值及动作特性进行测试。 实验原理图如图 3-1-1。 实验前应确认多功能微机保护实验装置和测试仪与 PC 机串口正确连接。由于多功能微机保护 实验装置的通信接口为 RS485 接口， 需要经过 RS485/RS232 接口转换器转换后与 PC 机串口连接 （建 议连在 PC 机 COM1 上） ；测试仪本身具有 RS232 接口，直接与 PC 机另一个串口相连。注意： 由于在实验台内部已将 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的跳闸出口接点连接到测试仪的开入 3 上，因此不 需要再进行开关量连接。在选择开关量“动作接点”时，必须选动作接点 3！(2) 成组微机保护实验 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置可实现的成组微机保护装置包括： 10kV 线路微机保护装置、 35kV 线路微机保护装置、110kV 线路微机保护装置、变压器微机保护装置、电容器微机保护装置、 发电机微机保护装置、电动机微机保护装置等。 成组微机保护实验的实验方法是：微机保护实验装置从实验台上的成组保护实验模型图上获取 电压、电流信号进行实验。43TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书实验原理图如图 3-1-2。微机保护实验装置 测试仪a 电流 输入 cb n电流 输出a cb n电压 输入a cb n电压 输出a cb nRS485接口RS232接口RS485-RS232 转换器COM1 PC机COM2图 3-1-1 数字式继电器特性实验接线图辅助触点1QF A Ia Ib In 合闸 跳闸 IcB微机保护实验装置电流 输入a cb n跳合闸 合 跳跳合位 合 跳公共端图 3-1-2 成组微机保护实验原理图(以 10kV 线路保护实验为例) 实验前注意： 本章实验前请仔细阅读以下参考文档： 44TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手册》 《TQWX-III 微机型继电保护试验测试仪用户手册》 《电力网信号源控制系统使用说明书》 《多功能微机保护实验装置管理程序使用说明》45TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书3.2 数字式电流继电器特性实验3.2.1 实验目的(1) 了解数字式电流继电器的常用算法。 (2) 测试数字式电流继电器的动作和返回值，并与模拟式电流继电器的动作和返回情况进行比 较。3.2.2 实验原理及实验说明3.2.2.1 数字式电流继电器基本原理 数字式电流继电器与常规电流继电器的功能一样，都是仅反应于电流增大而动作，其动作方程 为：I ? I zd(3-1)其中， I 表示加入继电器的电流， I zd 表示电流继电器的整定电流值。 数字式继电器一般采用傅式算法计算电流有效值。在离散系统中，用傅式算法计算基波电流有 效值的方法如下：2 N 2k? ? i(k ) sin( )? ? N k ?1 N ? ? 2 N 2k? ? b1 ? ? i(k ) cos( ) N k ?1 N ? ? a1 ?(3-2)式中， i ( k ) 表示电流的第 k 个采样值， N 为每基频周期内的采样点数。2 则电流基频分量的幅值 I m 可表示为 I m ＝a12 ? b12 。电流基波的有效值为： I＝I m / 2 。 3.2.2.2 实验说明 本实验中的数字式电流继电器为单相继电器，只反应 A 相电流动作，即：只有将电流施加于 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的 A 相电流通道时，电流继电器才动作。 由于数字式继电器的计算和动作判断均由微机程序自行判断，无外部机械元件，因此其返回系 数在 1 左右，在动作值附近，继电器反复动作、返回属正常现象。3.2.3 实验内容3.2.3.1 实验接线 将测试仪 A 相电流信号与 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的 A 相电流接线端连接。 注意电 流公共端也应连接在一起。 3.2.3.2 实验过程46TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书(1) 程序选择 由于 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的功能全部存储在 RAM 中，因此实验前必须选择需 要的模块程序。本实验需要选择“特性”模块，在特性模块中设置。 步骤如下： a. 打开 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的电源开关，装置进入程序选择开关。 b. 通过 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上的上下左右键选择特性程序模块， 按 ESC 键进入 程序，如图 3-2-1 所示。图 3-2-1 程序选择界面(2) 整定值设定 在 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上设定整定值。 按装置面板上的 OK 键进入管理菜单， 主菜单如图 3-2-2 所示， 进入继电器选择见面， 如图 3-2-3 所示，选择电流继电器，退出并保存。进入继电器设置界面，如图 3-2-4 所示，设置完动作电流和 返回系数，退出并保存。菜单详细操作可参见《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手册》 ，注 意输入完毕后按提示保存。47TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书图 3-2-2 特性实验主菜单图 3-2-3 继电器选择界面图 3-2-4 电流继电器设置界面(3) 数字式电流继电器特性测试实验 测试内容及测试方法与 DL-31 型电流继电器近似，可参考。注意开关量动作接点应选择“接点 3” （实验台内部已连接好） 。测试过程记录的数据及计算数据填入表 3-1-1。表 3-1-1 数 字 式 电 流 继 电 器 测 试 数 据 记 录 表 动作值(A) 1 2 3 48 返回值(A) 返回系数TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 4 平均值(A) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(A) /3.2.4 思考题比较数字式电流继电器与 DL-31 型电流继电器的返回系数，并分析两者不同的原因。49TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书3.3 数字式电压继电器特性实验3.3.1 实验目的(1) 了解数字式低电压、过电压继电器的常用算法。 (2) 测试数字式低电压、过电压继电器的动作和返回值，并与模拟式电压继电器的动作和返回 情况进行比较。3.3.2 实验原理及实验说明3.3.2.1 数字式电压继电器基本原理 数字式电压继电器分为低电压继电器和过电压继电器，可通过控制字进行选择。 过电压继电器反应于相间电压升高而动作，其动作方程为：U ??? ? 3U zd(3-3)U ? ?? 表示加入继电器的相间电压， U zd 表示过电压继电器的整定电压值 其中， （用相电压表示） 。低电压继电器反应于相间电压降低而动作，其动作方程为：U ??? ? 3U zd(3-4)U ? ? ? 表示加入继电器的相间电压， U zd 表示低电压继电器的整定电压值 其中， （用相电压表示） 。数字式电压继电器动作逻辑框图如图3-3-1所示。低电压模式 出口 &U ? ?? ? 3U ZD过电压模式 &U ? ?? ? 3U ZD图 3-3-1 数字式电压继电器逻辑框图数字式继电器一般采用傅式算法计算电压有效值。在离散系统中，用傅式算法计算基波电压有 效值的方法如下：2 N 2k? ? ? u(k ) sin( N ) ? N k ?1 ? ? 2 N 2k? ? b1 ? ? u (k ) cos( ) N k ?1 N ? ? a1 ?(3-5)50TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书式中， u (k ) 表示电压的第 k 个采样值， N 为每基频周期内的采样点数。 则电压基频分量的幅值 U m 可表示为 U m 2＝a12 ? b12 。 电压基波的有效值为： U＝U m / 3 。 3.3.2.2 实验说明 数字式电压继电器仅反映 AB 相间电压动作，即：只有在 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置 的 A 相电压和 B 相电压通道施加电压时，电压继电器才动作。3.3.3 实验内容3.3.3.1 实验接线 将测试仪 A、B 相电压信号分别与 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的 A、B 相电压接线端 连接。注意电压公共端也应连接在一起。 3.3.3.2 实验过程 (1) 程序选择 由于 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的功能全部存储在 RAM 中，因此实验前必须选择需 要的模块程序。本实验需要选择“特性”模块，在特性模块中设置。 步骤如下： a. 打开 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的电源开关，装置进入程序选择开关。 b. 通过 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上的上下左右键选择特性程序模块， 按 ESC 键进入 程序，如图 3-3-1 所示。51TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书 图 3-3-1 程序选择界面(2) 整定值设定 在 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上设定整定值。 按装置面板上的 OK 键进入管理菜单， 主菜单如图 3-3-2 所示， 进入继电器选择见面， 如图 3-3-3 所示，选择电压继电器，退出并保存。进入继电器设置界面，如图 3-3-4 所示，设置完动作电压和 返回系数，退出并保存。菜单详细操作可参见《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手册》 ，注 意输入完毕后按提示保存。图 3-3-2 特性实验主菜单图 3-3-3 继电器选择界面图 3-3-4 电压继电器设置界面(3) 特性测试52TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书首先进行过电压继电器特性测试实验，测试内容及测试方法与 DY-36 型电压继电器近似，可参 考。注意：开关量动作接点应选择“接点 3” （实验台内部已连接好） 。 控制变量应选择“ U ab 幅值” ，若设置过电压继电器动作值为 60V，则变量的程控变化范围应包 含 60V，例如可设置为从 50V 到 70V。 测试过程记录的数据及计算数据填入表 3-3-1。表 3-3-1 低 电 压 继 电 器 特 性 测 试 ( 填 入 表 格 中 的 电 压 均 用 相 电 压 表 示 ) 动作值(V) 1 2 3 4 平均值(V) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(V) / 返回值(V) 返回系数3.3.4 思考题比较数字式电压继电器与 DY-36 型电压继电器的返回系数，并分析两者不同的原因。53TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书3.4 数字式功率方向继电器特性实验3.4.1 实验目的(1) 了解数字式功率方向继电器的算法。 (2) 测试数字式功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围。 (3) 测试数字式功率方向继电器的角度特性。3.4.2 实验原理数字式功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，为了保证在各种相间短路故障时， 功率方向继电器能可靠、 灵敏地动作， 采用 90° 接线方式。 数字式功率方向继电器仅反映 U BC 和 I A 之 间的相位关系而动作。当方向元件内角取 ? 时，功率方向继电器的正方向动作方程式为：? 90 ? arg?U BC IA e? ? j??? 90?(3-6)数字式功率方向继电器提供 30° 和 45° 两个内角供选择。3.4.3 实验内容3.4.3.1 实验接线 将 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的 A 相电流、B 与 C 相电压接线端分别与测试仪的对应 相电流及电压端子相连。电流与电压公共端也应分别连接在一起。 (1) 程序选择 由于 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的功能全部存储在 RAM 中，因此实验前必须选择需 要的模块程序。本实验需要选择“特性”模块，在特性模块中设置。 步骤如下： a. 打开 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置的电源开关，装置进入程序选择开关。 b. 通过 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上的上下左右键选择特性程序模块， 按 ESC 键进入 程序，如图 3-4-1 所示。54TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统继电保护部分实验指导书图 3-4-1 程序选择界面(2) 整定值设定 在 TQWB-IV 多功能微机保护实验装置上设定整定值。 按装置面板上的 OK 键进入管理菜单， 主菜单如图 3-4-2 所示， 进入继电器选择见面， 如图 3-4-3 所示，选择方向继电器，退出并保存。进入继电器设置界面，如图 3-4-4 所示，设置完动作内角， 退出并保存。菜单详细操作可参见《TQWB-IV 多功能微机保护实验装置用户手册》 ，注意输入完毕 后按提示保存。图 3-4-2 特性实验主菜单55TQXDJ-III 电力系统自动化及继电保护实验培训系统}