471工厂供配电实验实训装置实验指导书(2)

在保护测控屏内部已将电流继电器的电流线圈输入端子（②、⑧端子）及继电器的动合触点（①、③端子）引到屏面板上电流继电器的接线端子区，并以符号标示。

图2-1 DL-31继电器接线端子

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。

2.1.3 实验说明

测试方法：调节三相调压器，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，记录电流继电器的动作值、返回值并计算返回系数。

2.1.4 实验内容及步骤

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1) 按图2-2接线，将特性实验信号源的电流输出端与电流继电器的电流输入端子I，In连接，继电器的动作接点连接到信号灯的控制回路中。图中“24V+”、“24V-”为实验台上提供的直流电源，“A”、“K”为信号灯接线端子。信号灯可任选红色指示灯或绿色指示灯。

A

红灯

24V+

K

24V-

电流继电器

I

In

电流输出I

In

图2-2 电流继电器实验接线图

2) 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3A。 3) 按如下步骤进行实验。

a. 将三相调压器调节到“0”位置，合上特性实验信号源开关。

b. 平稳地调整三相调压器，增大电流输出，直至电流继电器动作，此时灯亮，读出电流表读数，记录动作电流。

c. 平稳地调整三相调压器，减小电流输出，至继电器返回，信号灯熄灭，记录返回电流。并将三相调压器调节到“0”位置。

d. 不改变继电器整定值，重复实验，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2-1。

e. 改变电流继电器的整定值为4A，再次测继电器的动作值、返回值和返回系数，与表2-1结果比较后填入表2-2。

表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3A）

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表2-2 模拟式电流继电器返回系数测试数据

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2.2 DY-36型电压继电器特性实验

2.2.1 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。

2.2.2 DY-36型电压继电器简介

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（⑤、⑦端子）闭合，动合触点（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。动断触点又称常闭触点，动合触点又称常开触点。继电器接线端子见图2-3。

图2-3 DY-36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，接成并联时，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。电压继电器出厂设置为串联方式。

在保护测控屏内部已将电压继电器的电压输入端子（②、⑧端子）、动合触点（①、③端子）和动断触点（⑤、⑦端子）引到屏面板上电压继电器的接线端子区，并以符号标示。

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。

2.2.3 实验说明

测试方法：调节三相调压器，从小到大动态地改变加入电压继电器中的电压，直至其动作；再减小电压直至其返回，记录电压继电器的动作值、返回值并计算返回系数。

2.2.4 实验内容及步骤

1) 按图2-4接线，将特性实验信号源的电压输出端与电压继电器的电压输入端子U，Un连接，继电器的动作接点连接到信号灯的控制回路中。图中“24V+”、“24V-”为实验台上提供的直流电源，“A”、“K”为信号灯接线端子。信号灯可任选红色指示灯或绿色指示灯。

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A

红灯

24V+

K

24V-

电压继电器

电压输出

UUn

UUn

图2-4 过电压继电器特性实验接线

2) 打开电压继电器面板前盖，拨动定值设定指针，可设定电压继电器的整定值，首先设置电压继电器整定值为60V。 3) 按如下步骤进行实验。 i. 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. 将三相调压器调节到“0”位置，按照图2-4所示接线，注意应连接继电器的常开触点。合上特性实验信号源开关。

b. 调节三相调压器缓慢增大电压，继电器动作指示灯亮时停止，记下动作值。

c. 调节三相调压器减小电压，继电器返回指示灯灭时停止，记下返回值，并将三相调压器调节到“0”位置。

测试3组数据，将结果填入表2-3。

表2-3 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60V）

ii. 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. 按照图2-4进行实验接线。

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A

红灯

24V+

K

24V-

电压继电器U

Un

电压输出

UUn

图2-4 低电压继电器特性实验接线

b. 测试方法：

在未调节三相调压器前，电压继电器输入电压为0，继电器常闭接点合上，指示灯亮。 逐渐增加调压器输出电压，使继电器常闭接点打开后（即指示灯灭后），再平稳降低电压至继电器接点闭合，信号灯亮。记录此时的电压，即继电器的动作电压。

平稳地调整调压器，增加继电器电压，至继电器返回，信号灯熄灭，记录此时的电压，即继电器的返回电压。

重复上述步骤，测试3组数据，将结果填入表2-4。

表2-4 模拟式低电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据（60V）

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2.3 常规电流保护实验

2.3.1 实验目的

1) 掌握常规电流速断保护、电流电压联锁速断保护和过电流保护的构成。

2) 利用常规继电器组成各种常规电流保护进行测试。

2.3.2 实验原理及实验说明

2.3.2.1 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：Ipu?IKrelE?'XS?X0L。

式中：E?'为系统的等效相电势；XS为最大运行方式下，系统的等值电抗；X0为线路单位长

I度电抗；L为线路全长；Krel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。

(2) 电流电压联锁速断保护

当系统运行方式变化很大时，电流速断保护的保护区可能很小，不能满足灵敏度要求，为了提高灵敏度可以采用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 Krel

其中，Krel为可靠系数，一般取1.3~1.4。

则电流继电器的动作电流为：

Ipu?E?'

XS?X0L1

式中：E?'为系统的等效相电势；XS为正常运行方式下，系统的等值电抗；X0为线路单位长度电抗；L1=0.75L。

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Ipu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：

Upu?3IpuX0L1

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。

(3) 过电流保护

过电流保护是指其起动电流按照躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置，它在正常运行时不应该起动，而在电网发生故障时，则能反应于电流的增大而动作，在一般情况下它不仅能保护本线路的全长，而且能保护相邻线路的全长，以起到后备保护的作用。

过电流保护的动作电流为：

Id?KkKzq

KhIf.max

其中，Kk为可靠系数，一般取1.15~1.25；Kzq为自启动系数，如果有电动机负荷，大于1，如果无电动机负荷，可取1，应由网络具体接线和负荷性质确定；Kh为电流继电器的返回系数，可取0.85。

动作时限的整定方法：为了保证选择性则可知过电流保护的动作时间必须按阶梯原则。相邻保护装置之间相差一个?t。

2.3.2.2 实验说明

本实验一次模型如图2-5所示。系统一次参数如下：线路电压10kV，#1L段线路阻抗为3.4Ω，L段线路阻抗为6.8Ω。TA4变比为300/5。

图2-5 实验一次模型示意图

本实验中，将继电保护安装于10kV母线连接的出线L上，保护线路L。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、DY-36电压继电器和DZY-202中间继电器组成；过电流保护由DL-31电流继电器、DS-32时间继电器和DZY-202中间继电器组成。

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