继电保护实验报告

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1、 实验一 电流继电器特性实验一、实验目的一、实验目的1、了解继电器的結构及工作原理。 2、掌握继电器的调试方法。二、构造原理及用途二、构造原理及用途继电器由电磁铁、线圈、Z 型舌片、弹簧、动触点、静触点、整定把手、刻度盘、轴承、限制螺杆等组成。继电器动作的原理：当继电器线圈中的电流增加到一定值时，该电流产生 的电磁力矩能够克服弹簧反作用力矩和摩擦力矩，使 Z 型舌片沿顺时针方向转 动，动静接点接通，继电器动作。当线圈的电流中断或减小到一定值时，弹簧 的反作用力矩使继电器返回。利用连接片可将继电器的线圈串联或并联，再加上改变调整把手的位置可 使其动作值的调整范围变更四倍。继电器的内部接线图如下：

2、图一为动合触点，图二为动断触点，图三为一 动合一动断触点。电流继电器用于发电机、变压器、线路及电动机等的过负荷和短路保护装 置。三、实验内容三、实验内容1. 外部检查2. 内部及机械部分的检查3. 绝缘检查4. 刻度值检查5. 接点工作可靠性检查 四、实验步骤四、实验步骤1、外部检查检查外壳与底座间的接合应牢固、紧密；外罩应完好，继电器端子接线应 牢固可靠。1. 内部和机械部分的检查a. 检查转轴纵向和横向的活动范围，该范围不得大于 0.150.2mm，检查 舌片与极间的间隙，舌片动作时不应与磁极相碰，且上下间隙应尽量相同，舌 片上下端部弯曲的程度亦相同，舌片的起始和终止位置应合适，舌片活动范

3、围 约为 7 度左右。b. 检查刻度盘把手固定可靠性，当把手放在某一刻度值时，应不能自由活 动。c. 检查继电器的螺旋弹簧：弹簧的平面应与转轴严格垂直，弹簧由起始位 置转至刻度最大位置时，其层间不应彼此接触且应保持相同的间隙。d. 检查接点：动接点桥与静接点桥接触时所交的角度应为 5565 度，且应 在距静接点首端约 1/3 处开始接触，并在其中心线上以不大的摩擦阻力滑行， 其终点距接点末端应小于 1/3。接点间的距离不得小于 2mm,两静接点片的倾斜 应一致，并与动接点同时接触，动接点容许在其本身的转轴上旋转 1015 度， 并沿轴向移动 0.20.3mm，继电器的静接点片装有一限制振动的防

4、振片，防振 片与静接点片刚能接触或两者之间有一不大于 0.10.2mm 的间隙。2、电气特性的检验及调整（1）实验接线图如下：（2）动作电流和返回电流的检查a. 将继电器线圈串联，并将整定把手放在某一整定值上，调压器的手柄放 在输出电压的最小位置（或将串入电路的滑线可变电阻放在电阻最大位置） 。b. 合上电源开关，调节调压器的输出电压（调节可变电阻） ，慢慢地增加 继电器电流，直至继电器动作，停止调节，记下此时的电流数值，即为继电器 的动作电流 Idj,再重复二次，将其值填入表 1-1，求其平均值。c. 继电器动作后，均匀地减小调压器的输出电压（增加可变电阻阻值使流 入继电器电流减小）直至继电

5、器的常开接点刚刚打开，记下这时的电流，即为 返回电流 Ihj，重复二次将其值填入表 1-1，求其平均值。根据动作电流和返回 电流算出返回系数 Kf：Kf=Ihj/Idj 动作值于返回值的测量应重复三次，每次 测量值与整定值误差不超过3%，否则应检查轴承和轴尖。过电流继电器的返回系数应不小于 0.85，当大于 0.9 时，应注意接点压力。a. 将整定把手放在其它刻度时，重复上述试验。b. 将继电器线圈改为并联接法，按上述步骤重新进行检验。在运行中如需改变定值，除检验整定点外，还应进行刻度检验或检验所需 改变的定值。用保护安装处最大故障电流进行冲击试验后，复试定值与整定值 的误差不应超过3%，否则

6、，应检查可动部分的固定和调整是否有问题，或线 圈内部有无层间短路等。（3）返回系数的调整返回系数不满足要求时应予调整，影响返回系数的因素较多，如轴尖的光 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。a. 改变舌片的起始角与终止角，填整继电器左上方的舌片起始位置限制螺 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。调整继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，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

7、则无影响，故用改变舌片的终止角来调整返 回电流和返回系数。舌片终止位置与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之， 返回系数愈小。a. 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。b. 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. 继电器的调整把手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，可调整左上方的舌片起始位置限制螺杆，当动作值偏小时，使舌片的起始位置远离磁极；反之，则靠近磁极。b. 继电器的调整把手在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。c. 适

8、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。五、实验数据记录五、实验数据记录表 1-1 电流继电器实验数据记录表动作电流(A)返回电流(A)继电器刻度 (A)线圈连接 方式一次二次三次平均一次二次三次平均返回系 数5串联5.005.004.904.974.504.504.504.500.905 4串联3.903.903.903.903.503.503.503.500.897 2.5串联2.001.901.901.931.801.801.801.800.933 4并联8.308.308.308.307.607.607.507.570.912六、结果分析六、结果分析1数据分析（1）当继

9、电器线圈为串联接法时：当继电器刻度为 5A，即最大值时，对应的动作电流平均值为 4.97A，返回电 流平均值为 4.5A，返回系数=返回电流/动作电流=4.5/4.97=0.9050.9，此时 应注意考虑接点压力。当继电器刻度为 4A，即中间值时，对应的动作电流平均值为 3.9A，返回电流 平均值为 3.5A，返回系数=返回电流/动作电流=3.5/3.9=0.8970.85，符合电 流继电器动作灵敏度要求。当继电器刻度为 2.5A，即最小值时，对应的动作电流平均值为 1.93A，返回 电流平均值为 1.8A，返回系数=返回电流/动作电流=1.8/1.93=0.9330.9，此 时应注意考虑接点

10、压力。（2）当继电器线圈为并联接法时：当继电器刻度为 4A，即中间值时，对应的 动作电流平均值为 8.3A，返回电流平均值为 7.57A，返回系数=返回电流/动作 电流=7.57/8.3=0.9120.9，此时应注意考虑接点压力。2.误差分析 （1）当继电器线圈为串联接法时：当继电器整定值为 5A 时，以动作电流平均值计算误差，则：误差 R%=(5-4.97)/5100%=0.6%当继电器整定值为 4A 时，以动作电流平均值计算误差，则：误差 R%=（4-3.90）/4100%=2.5%当继电器整定值为 2.5A 时，以动作电流平均值计算误差，则：误差 R%=（2.5-1.93）/3100%=

11、19%，（2）当继电器线圈为并联接法时；当继电器整定值为 4A 时，以动作电流平均值计算误差，则：误差 R%=（8.3-42）/8100%=3.75%实验二 LG_10 系列功率方向继电器特性实验一一、实验目的实验目的1. 了解继电器的原理及构造（采用整流式原理，嵌入式结构）2. 掌握继电器的检验方法（主要部分）3. 掌握移相器和相位表的使用方法二二、结构原理结构原理继电器的原理接线图如下：LG-11 型继电器可作为相间故障保护中的方向元件。继电器采用嵌入式结 构，全部元件安装在一个带透明盖子的金属外壳内。继电器采用整流式原理比较电流电压综合量的绝对值，当继电器加入电流 Ij 与电压 Uj 以

12、后，首先经过电压形成回路，该回路分成电流及电压回路两部 分。1. 电流回路：电流 Ij 通过 DKB 的一次绕组 W1，在其两个二次绕组 W2、W3 上得到相等同的电压 Ud=KiIj，KiIj 超前 Ij 的相位角为 ，此 可以用 DKB 的 W4 绕组回路电阻 R1 和 R2 来调节， 的余角为 ，称之为继电器的内 角，LG-11 型继电器的内角有两个数值，一个是 30、另一个是 45。2. 电压回路：LG-11 型继电器的电压 Uj 加到中间变压器 YB，YB 的一次绕 组设有抽头，另外还有一附加绕组，改变 YB 的 6、7、8 三个抽头位置，加入 或减去 9、10 小绕组可以对谐振回路

13、进行调整。YB 的一次侧有一电容 C1，C1 与 YB 一次绕组构成对 50Hz 的串联谐振回路主要作用有二个：其一是经谐振回 路在电感上取得电压，使电压移相 90，其二是在保护安装处正方向三相短路 时，依靠谐振回路的记忆作用使继电器能可靠动作，从而消除了死区。谐振回路谐振时，该回路的电抗与容性电抗相等（L=1/C1） ，电路呈现 纯电阻性，Uc 和 Ul 分别为电容器 C1 和绕组电感上的电压，故在 YB 一次绕组 上的电压 Ul 比 Uj 超前 90，通过 YB 后把 Ul 转化为二次电压 U2=Kul，K 是一 实数，故 U2=KuUj，Ku 是综合考虑了 Uj 与 Ul 大小的比例关系

14、、考虑了 Ul 超前 Uj 为 90的相移关系，又考虑了 YB 一次、二次绕组间的变比。所以 Ku 是一个 复数的比例常数。3. 比较电压综合量的绝对值原理根据下图所标的正方向，加到整流桥 V1 的电压为 KiIj+KuUj，经整流后为|KiIj+KuUj|，此量能驱使执行元件动作称为动作量。加到整流桥 V2 上的 电压为 KiIj-KuUj，经整流后为|KiIj-KuUj|，此量能制动执行元件称为制动量。 这两个量送入回路比较，如果： |KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，则继电器动作； |KiIj+KuUj|KiIj-KuUj|，则继电器不动作； |KiIj+KuUj|=|KiIj-

15、KuUj|，则继电器处于动作边界。对于 LG-11 继电器，DKB 的二次绕组 W4 接 R1(可改变整定位置)时， =45，接 R2 时，=30。在上图中，Uj 与 Ij 间的夹角 j 分别为(90- )、-(90+)、- 时继电器动作行为的相量图。从图中可知直线 AB 就是 LG-11 型继电器的动作边界线。当 j=，继 电器动作量 |KiIj+KuUj|达到最大值，制动量|KiIj-KuUj|达到最小值，此时继电器处于最 灵敏状。当 j=90- 和-(90-)时，继电器处于临界动作状态，AB 线右边为继电器动 作区(阴影部分)，左边为非动作区。如继电器内角为 30，则-120j60 为动

16、作。比较回路采用环流式比较回路，执行元件采用 JH_1Y 极化继电器，由整流 桥 V1 和 V2 的直流侧引到执行元件，该回路中的电阻 R5、R6 和 C2、C3、C4 均 做滤波用，C3 与执行元件 JJ 并联，以进一步滤掉 JJ 线圈中的交流分量，防止 继电器动作时出现抖动现象，极化继电器触点上并联有电容与电阻串联的消弧 回路以增加触点的断弧能力。LG-11 功率方向继电器与感应型功率方向继电器一样也存在电流潜动和电 压潜动，这是由于比较回路里各元件参数不对称。致使在继电器上只加电流或 只加电压时，执行元件 JJ 线圈上的电压出现，为了消除电压潜动可调整电阻 Rp2，用 Rp1 作电流潜动调整，经反复调整可完全消除电流及电压潜动。三三、实验内容实验内容1、潜动试验 2、动作区和最大灵敏角检查 3、动作电压检查4、记忆特性检查四四、实验步骤及调试方法实验步骤及调试方法1、按以下实验接线图接好线路：2、电流潜动