电力系统继电保护实验讲义实验一电磁型电流继电器和电压继电器实大连理工大学电气工程学院2016.04
1 电力系统继电保护实验讲义 实验一 电磁型电流继电器和电压继电器实 大连理工大学 电气工程学院 2016.04
EPL-I型继电特性及线路保护实验装置常用字符表序号中文含义文字符旧符号1自动重合闸装置ARDZCH2cc电容；电容器3FURD熔断器4KALJ电流继电器5KHRJ热继电器6KICJJ冲击继电器7KMZJ中间继电器8KSXJ信号继电器9KTSJ时间继电器10KVYJ电压继电器LL11电感、电抗器12QFDL断路器13RPW电位器14按钮SBAN15TALH电流互感器16TVYH电压互感器17YOHQ合闸线圈18跳闸线圈YRTQ2
2 EPL-I 型继电特性及线路保护实验装置常用字符表 序号 中文含义 文字符 旧符号 1 自动重合闸装置 ARD ZCH 2 电容；电容器 C C 3 熔断器 FU RD 4 电流继电器 KA LJ 5 热继电器 KH RJ 6 冲击继电器 KI CJJ 7 中间继电器 KM ZJ 8 信号继电器 KS XJ 9 时间继电器 KT SJ 10 电压继电器 KV YJ 11 电感、电抗器 L L 12 断路器 QF DL 13 电位器 RP W 14 按钮 SB AN 15 电流互感器 TA LH 16 电压互感器 TV YH 17 合闸线圈 YO HQ 18 跳闸线圈 YR TQ
EPL-I型继电特性及线路保护实验装置使用说明EPL-I型继电特性及线路保护实验装置是专门为电力、电气类专业继电保护、电力系统自动化、工厂供电等课程设计的，具有器件真实可观、安全可靠、针对性强、技术先进、方便学生使用等特点，也可作为毕业设计和教师科研的硬件开发平台。本实验装置由调压器、移相器、多种继电器及测量表计等组成，可以用来进行电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器、功率方向继电器、差动继电器、自动重合闸继电器等继电特性实验。一：电源操作说明如下1.当漏电保护器开关关上时，所有指示灯都不亮，实验台上各元件、接线柱、移相器、调压器均不带电，三相调压器和单相调压器必须调在零位，即必须将调节手柄逆时针方向旋转RP到底。2.当漏电保护器合上时，“断开”红色按钮灯亮，直流220VL表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电0~220V压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。a3.当按下“闭合”按钮时，“闭合”按钮指示绿灯图1变压器分压示意图亮，调节调压器手柄，可以三相输出端得到0～150V的线电压，在单相调压输出端得到0～220V的交流电压。4.实验时若需改接线路，请勿带电操作，必须按下“断开”按钮，以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完成，须将三相调压器、单相调压器两手柄都逆时针调到底，最后断开漏电保护器。5.本实验装置台还可提供直流不可调220V稳压电源，若需得到可调0220V直流电源，可用可调变阻器分压接法获得。二．使用方法本实验装置测量表即（直流电压表、直流电流表、电秒表和相位仪），测量前必须接上220V交流电源，交流电压、电流表不必外接电源。1.相位仪测量相位方法3
3 EPL-I 型继电特性及线路保护实验装置使用说明 EPL-I 型继电特性及线路保护实验装置是专门为电力、电气类专业继电保护、电力 系统自动化、工厂供电等课程设计的，具有器件真实可观、安全可靠、针对性强、技术 先进、方便学生使用等特点，也可作为毕业设计和教师科研的硬件开发平台。 本实验装置由调压器、移相器、多种继电器及测量表计等组成，可以用来进行电流 继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器、功率方向继电器、差动 继电器、自动重合闸继电器等继电特性实验。 一．电源操作说明如下 1．当漏电保护器开关关上时，所有指示灯都不亮，实验台上各元件、接线柱、移 相器、调压器均不带电，三相调压器和单相调压器 必须调在零位，即必须将调节手柄逆时针方向旋转 到底。 2．当漏电保护器合上时，“断开”红色按钮灯亮， 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．当按下“闭合”按钮时，“闭合”按钮指示绿灯 亮，调节调压器手柄，可以三相输出端得到 0～150V 的线电压，在单相调压输出端得到 0～220V 的交流电压。 4．实验时若需改接线路，请勿带电操作，必须按下“断开”按钮，以切断交流电源， 保证实验操作的安全。实验完成，须将三相调压器、单相调压器两手柄都逆时针调到底， 最后断开漏电保护器。 5．本实验装置台还可提供直流不可调 220V 稳压电源，若需得到可调 0～220V 直 流电源，可用可调变阻器分压接法获得。 二．使用方法 本实验装置测量表即（直流电压表、直流电流表、电秒表和相位仪），测量前必须 接上 220V 交流电源，交流电压、电流表不必外接电源。 1．相位仪测量相位方法 RP 0 ～220V 直流220V 图1 变压器分压示意图
（1）在EPL-15电秒表、相位仪的测量单元的电压输入端口端接入电压信号，在电流输入端口端接入电流信号。（2）显示屏显示的数据即为引入的电压信号与引入的电流信号之间的相位差OC0~1A值。0~150V（3）在进行相位测量时，电压信号与电流输入信号不要接错了位置，且电压信图2相位仪单元布置图号是并联接入的，电流信号是串联在回路中的。（4）要注意电压、电流输入信号计秒。os的极性，极性不对，显示的相位差也毫秒◎oms不对。（5）电压输入信号在（0～150V）停止吉 启动100之间，电流输入信号在（0～1A）之间。2.时间测量方法图3电秒表单元布置图图3所示的EPL-15电秒表测试单元的平面布置图。本测试装置可测得Oms～999s的时间，当给出了时间测量的启动信号（启动"+"端“短接”）后，显示屏开始计量时间的大小，直到发出停止计数的控制信号计数才停止，不管启动信号是否消失，显示屏都不会停止计数。每次开始计数前，先选择秒量程还是毫秒量程，再按下相应按键，相位仪开始等待计数。三．注意事项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，必须严格遵守以下操作规定。1．接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。2.完成接线后，务必请指导老师或同学检查之后方可接通电源，实验中如发生事故，应立即切断总电源，再检查和处理故障，不可独立带电检查。3.实验前，先检查和选择好测量仪表仪器的量程和最大负荷值，严禁长时间运行在过量程、过负荷状态。4
4 （1）在 EPL-15 电秒表、相位仪的测量单元的电压输入端口端接入电压信号，在电 流输入端口端接入电流信号。 （2）显示屏显示的数据即为引入的电 压信号与引入的电流信号之间的相位差 值。 （3）在进行相位测量时，电压信号与 电流输入信号不要接错了位置，且电压信 号是并联接入的，电流信号是串联在回路 中的。 （4）要注意电压、电流输入信号 的极性，极性不对，显示的相位差也 不对。 （5）电压输入信号在（0～150V） 之间，电流输入信号在（0～1A）之间。 2．时间测量方法 图 3 所示的 EPL-15 电秒表测试 单元的平面布置图。 本测试装置可测得 0ms～999s 的时间，当给出了时间测量的启动信号（启动“+”“-” 端“短接”）后，显示屏开始计量时间的大小，直到发出停止计数的控制信号计数才停止， 不管启动信号是否消失，显示屏都不会停止计数。每次开始计数前，先选择秒量程还是 毫秒量程，再按下相应按键，相位仪开始等待计数。 三．注意事项 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，必须 严格遵守以下操作规定。 1．接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 2．完成接线后，务必请指导老师或同学检查之后方可接通电源，实验中如发生事 故，应立即切断总电源，再检查和处理故障，不可独立带电检查。 3．实验前，先检查和选择好测量仪表仪器的量程和最大负荷值，严禁长时间运行 在过量程、过负荷状态。 0 ～150V 0 ～1A U I 图2 相位仪单元布置图 s ms 计秒 毫秒 + 启动 - - 停止 + 图3 电秒表单元布置图
实验一日电磁型电流继电器和电压继电器实验一，实验目的1.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。2.掌握动作电流、动作电压参数的整定。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？三．原理说明DL-20C系列电流继电器和DY-20C系列电压继电器为电磁式继电器。由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动合触点闭合。转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。改变线圈的串联并联，可获得不同的额定值。DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈串联时的额定值。继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。四实验设备序号数量设备名称使用仪器名称11控制屏21EPL-20变压器及单相可调电源31EPL-04继电器（一）—DL-21C电流继电器41EPL-05继电器（二）—DY-28C电压继电器51EPL-11交流电压表16EPL-12交流电流表17EPL-18直流电源及母线n
5 实验一 电磁型电流继电器和电压继电器实验 一．实验目的 1．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。 2．掌握动作电流、动作电压参数的整定。 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？ 三．原理说明 DL-20C 系列电流继电器和 DY-20C 系列电压继电器为电磁式继电器。由电磁系统、 整定装置、接触点系统组成。当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动 合触点闭合。转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。改 变线圈的串联并联，可获得不同的额定值。 DL-20C 系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。继电器用于反映发 电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中 。 DY-20C 系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈串联时的额定值。继电器用于反映发 电机、变压器及输电线路的电压升高（过压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保 护装置中。 四．实验设备 序号 设备名称 使 用 仪 器 名 称 数量 1 控制屏 1 2 EPL-20 变压器及单相可调电源 1 3 EPL-04 继电器（一）—DL-21C 电流继电器 1 4 EPL-05 继电器（二）—DY-28C 电压继电器 1 5 EPL-11 交流电压表 1 6 EPL-12 交流电流表 1 7 EPL-18 直流电源及母线 1
8EPL-13光示牌1五．实验内容1.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1-4分别为过流继电器及低压继电器的实验接线。（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试：a.选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器（额定电流为6A)，确定动作值并进行整定。本实验整定值为2.7A及*?5.4A两种工作状态。1>I>-65注意：本继电器在出厂时已?*把转动刻度盘上的指针调整到1>1>O-68602.7A，学生也可以拆下玻璃罩子（a）串联(b)并联自行调整电流整定值。图1-1过流继电器线圈接法b.根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式；注意：（1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示。其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所光示牌X对应的电流值读出，并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。（2）串并联接线时需注意线调1220V3力12圈的极性，应按照要求接线，否压器/则得不到预期的动作电流值。DL-21Cc.按图1-2接线（采用串联0-11V/10AR接法），调压器T、变压器T2和Dol7电阻R均位于EPL-20，220V0.5Q/10A直流电源位于EPL-18，交流电图1-2过流继电器实验接线图流表位于EPL-12，量程为10A。并把调压器旋钮逆时针调到底。d.检查无误后，合上主电路电源开关和220V直流电源船型开关，顺时针调节自耦调压器，增大输出电流，并同时观察交流电流表的读数和光示牌的动作情况。注意：当电流表的读数接近电流整定值时，应缓慢对自耦调压器进行调节，以免电流变化太快。当光示牌由灭变亮时，说明继电器动作，观察交流电流表并读取电流值。记入表1-6
6 8 EPL-13 光示牌 1 五．实验内容 1. 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 1-4 分别为过流继电器及低压继电器的实验接线。 （1）电流继电器的动作电流和返回电流测试： a .选择 EPL-04 组件的 DL-21C 过流继电器（额定电流为 6A），确定动作值并进行 整定。本实验整定值为 2.7A 及 5.4A 两种工作状态。 注意：本继电器在出厂时已 把转动刻度盘上的指针调整到 2.7A，学生也可以拆下玻璃罩子 自行调整电流整定值。 b .根据整定值要求对继电器 线圈确定接线方式； 注意： （1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示。其中串联接法电流动作 值可由转动刻度盘上的指针所 对应的电流值读出，并联接法电 流动作值则为串联接法的 2 倍。 （2）串并联接线时需注意线 圈的极性，应按照要求接线，否 则得不到预期的动作电流值。 c .按图 1-2 接线（采用串联 接法），调压器 T、变压器 T2和 电阻 R 均位于 EPL-20，220V 直流电源位于 EPL-18，交流电 流表位于 EPL-12，量程为 10A。 并把调压器旋钮逆时针调到底。 d．检查无误后，合上主电路电源开关和 220V 直流电源船型开关，顺时针调节自 耦调压器，增大输出电流，并同时观察交流电流表的读数和光示牌的动作情况。注意： 当电流表的读数接近电流整定值时，应缓慢对自耦调压器进行调节，以免电流变化太快。 当光示牌由灭变亮时，说明继电器动作，观察交流电流表并读取电流值。记入表 1- 6 8 6 8 图1-1 过流继电器线圈接法 （a）串联 (b)并联 5 7 I> I> 5 7 I> I> 调 压 器 T 0-11V/10A 图1-2 过流继电器实验接线图 0.5 4 R DL-21C 3 T2 A 220V 光示牌
2，用起动电流I，表示（能使继电器动作的最小电流值）。e.继电器动作后，反向缓慢调节调压器降低输出电流，当光示牌由亮变灭时，说明继电器返回。记录此时的电流值称为返回电流，用1，表示（能使继电器返回的最大电流值），记入表1-2，并计算返回系数：继电器的返回系数是返回与动作电流的比值，用Kf表示。IK.=Taj过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，调整方式见附。f.改变继电器线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤。表1-2过流继电器实验结果记录表2.7A5.4A整定电流！（安）223131测试序号线圈接实测起动电流ld线圈接线线方式方式为实测返回电流为返回系数Kr起动电流与整定电流误?*UKUK（2）低压继电器的动作电压和返557回电压测试*?UKHua.选EPL-05中的DY-28C型680低压继电器（额定电压为30V），确(a）串联(b)并联定动作值并进行初步整定。本实验整图1-3低压继电器线圈接法定值为24V及48V两种工作状态。注意：本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到24V，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电压整定值。b.根据整定值需求确定继电器接线方式。7
7 2，用起动电流 dj I 表示（能使继电器动作的最小电流值）。 e．继电器动作后，反向缓慢调节调压器降低输出电流，当光示牌由亮变灭时，说 明继电器返回。记录此时的电流值称为返回电流 ，用 fj I 表示（能使继电器返回的最大 电流值），记入表 1-2，并计算返回系数： 继电器的返回系数是返回与动作电流的比值，用 Kf 表示。 dj fj f I I K = 过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， 调整方式见附。 f．改变继电器线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤。 表 1-2 过流继电器实验结果记录表 整定电流 I（安） 2.7A 线圈接 线方式 为 5.4A 线圈接线 方式为 测试序号 1 2 3 1 2 3 实测起动电流 Idj 实测返回电流 Ifj 返回系数 Kf 起动电流与整定电流误 差% （2）低压继电器的动作电压和返 回电压测试 a．选 EPL-05 中的 DY-28C 型 低压继电器（额定电压为 30V），确 定动作值并进行初步整定。本实验整 定值为 24V 及 48V 两种工作状态。 注意：本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到 24V，学生也可以拆下玻 璃罩子自行调整电压整定值。 b．根据整定值需求确定继电器接线方式。 图1-3 低压继电器线圈接法 5 7 6 8 （a）串联 U< U< 5 7 (b)并联 6 8 U< U<
注意：（1）低压继电器线圈可采用串联或并联光示牌接法，如右图所示。其中并联接法电压动作大值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出，串联接法电压动作值则为并联接法的调220V112倍。-口压a（2）串并联接线时需注意线圈的极性，器1应按照要求接线，否则得不到预期的动作电DY-28C压值。2C.按图1-3接线（采用串联接法），调O压器T位于EPL-20，220V直流电源位于EPL-18，交流电压表位于EPL-11，量程为图1-4低压继电器实验接线图200V。并把调压器旋钮逆时针调到底。d.顺时针调节自耦变压器，增大输出电压，并同时观察交流电压表的读数和光示牌的动作情况。当光示牌由灭变亮后，再逆时针调节自耦变压器逐步降低电压，并观察光示牌的动作情况。注意：当电压表的读数接近电压整定值时，应缓慢对自耦调压器进行调节，以免电压变化太快。当光示牌由亮变灭时，说明继电器舌片开始跌落。记录此时的电压称为动作电压Uaj。e.再缓慢调节自耦变压器升高电压，当光示牌由灭变亮时，说明继电器舌片开始被吸上。记录此时的电压称为返回电压U。，将所取得的数值记入表1-3并计算返回系数。返回系数k，为UfK,"Uaj低压继电器的返回系数不大于1.2。将所得结果记入表1-3。f.改变继电器线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤。表1-3低压继电器实验结果记录表线圈接线圈接线24V48V整定电压U（伏）2线方式1123方式为13测试序号为实测起动电压Udi实测返回电压Ui返回系数Kf起动电压与整定电压误8
8 注意： （1）低压继电器线圈可采用串联或并联 接法，如右图所示。其中并联接法电压动作 值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值 读出，串联接法电压动作值则为并联接法的 2 倍。 （2）串并联接线时需注意线圈的极性， 应按照要求接线，否则得不到预期的动作电 压值。 c．按图 1-3 接线（采用串联接法），调 压器 T 位于 EPL-20，220V 直流电源位于 EPL-18，交流电压表位于 EPL-11，量程为 200V。并把调压器旋钮逆时针调到底。 d．顺时针调节自耦变压器，增大输出电压，并同时观察交流电压表的读数和光示 牌的动作情况。当光示牌由灭变亮后，再逆时针调节自耦变压器逐步降低电压，并观察 光示牌的动作情况。注意：当电压表的读数接近电压整定值时，应缓慢对自耦调压器进 行调节，以免电压变化太快。当光示牌由亮变灭时，说明继电器舌片开始跌落。记录此 时的电压称为动作电压 Udj 。 e．再缓慢调节自耦变压器升高电压，当光示牌由灭变亮时，说明继电器舌片开始 被吸上。记录此时的电压称为返回电压 U fj ，将所取得的数值记入表 1-3 并计算返回系 数。返回系数 f k 为 dj fj f U U K = 低压继电器的返回系数不大于 1.2。将所得结果记入表 1-3。 f．改变继电器线圈接线方式（采用并联接法），重复以上步骤。 表 1-3 低压继电器实验结果记录表 整定电压 U（伏） 24V 线圈接 线方式 为 48V 线圈接线 测试序号 1 2 3 1 2 3 方式为 实测起动电压 Udj 实测返回电压 Ufj 返回系数 Kf 起动电压与整定电压误 差% 图1-4 低压继电器实验接线图 2 调 压 器 1 T V DY-28C 220V 光示牌
六实验报告实验结束后，针对过电流，低压继电器实验要求及相应动作返回值、返回系数的具体整定方法，按实验报告编写的格式和要求写出过流继电器，低压继电器实验报告和实验体会，并书面解答本实验思考题9
9 六．实验报告 实验结束后，针对过电流，低压继电器实验要求及相应动作返回值、返回系数的具 体整定方法，按实验报告编写的格式和要求写出过流继电器，低压继电器实验报告和实 验体会，并书面解答本实验思考题