继保实验报告

实验一 电磁型电压电流继电器特性实验
1．实验目的
1）了解继电器基本分类方法及其结构。

2）熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。

3）学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。

4）测量继电器的基本特性。

2．实验容
1）电流继电器特性实验
电流继电器动作、返回电流值测试实验。

实验电路原理图如图1所示：
图1 电流继电器动作电流值测试实验原理图
实验步骤如下：
（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1A ，使调压器输出指示为0V ，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。

（2）查线路无误后，先合上三相电源开关（对应指示灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。

（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。

（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）的最大电流值，即为返回值。

（5）重复步骤（2）至（4），测三组数据。

（6）实验完成后，使调压器输出为0V ，断开所有电源开关。

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（7）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。

（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。

误差＝［动作最小值－整定值 ]／整定值
变差＝［动作最大值－动作最小值］／动作平均值 100%
返回系数＝返回平均值／动作平均值
表1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
2）电流继电器动作时间测试实验
电流继电器动作时间测试实验原理图如图2所示：
图2 电流继电器动作时间测试实验电路原理图
实验步骤如下：
（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，使调压器输出为0V，将电流继电器动作值整定为1.2A，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。

（2）检查线路无误后，先合上三相电源开关，再合上单相电源开关。

（3）打开多功能表电源开关，使用其时间测量功能（对应“时间”指示灯亮），工作方式选择开关置“连续”位置，按“清零”按钮使多功能表显示清零。

（4）慢慢调节调压器使其输出电压匀速升高，使加入继电器的电流为1.2A 。

（5）先拉开刀闸（BK ），复位多功能表，使其显示为零，然后再迅速合上BK ，多功能表显示的时间即为动作时间，将时间测量值记录于表2-2中。

（6）重复步骤（5）的过程，测三组数据，计算平均值，结果填入表2-2中。

表2 电流继电器动作时间测试实验数据记录表
（7）先重复步骤（4），使加入继电器的电流分别为1.5A 、1.8A 、2.4A ，再重复步骤（5）和（6），测量此种情况下的继电器动作时间，将实验结果记录于表2-2。

（8）实验完成后，使调压器输出电压为0V ，断开所有电源开关。

（9）分析四种电流情况时读数是否相同，为什么？ 3）电压继电器特性实验
电压继电器动作、返回电压值测试实验（以低电压继电器为例）。

低电压继电器动作值测试实验电路原理图如下图3所示：
图3 低电压继电器动作值测试实验电路原理图
实验步骤如下：
（1）按图接线，检查线路无误后，将低电压继电器的动作值整定为60V ，使调压器的输出电压为0V ，合上三相电源开关和单相电源开关及直流电源开关（对应指示灯亮），这时动作信号灯XD1亮。

（2）调节调压器输出，使其电压从0V慢慢升高，直至低电压继电器常闭触点打开（XD1熄灭）。

（3）调节调压器使其电压缓慢降低，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1刚亮）时的最大电压值，即为动作值，将数据记录于表2-3中。

表3 低电压继电器动作值、返回值测试实验数据记录表
（4）继电器动作后，再慢慢调节调压器使其输出电压平滑地升高，记下继电器常闭触点刚打开，XD1刚熄灭时的最小电压值，即为继电器的返回值。

（5）重复步骤（3）和（4），测三组数据。

分别计算动作值和返回值的平均值，即为低电压继电器的动作值和返回值。

（6）实验完成后，将调压器输出调为0V，断开所有电源开关。

（7）计算整定值的误差、变差及返回系数。

4）时间继电器特性测试实验
时间继电器特性测试实验电路原理接线图如图4所示：
图4 时间继电器动作时间测试实验电路原理图
实验步骤如下：
（1）按图接好线路，将时间继电器的常开触点接在多功能表的“输入2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，调整时间整定值，将静触点时间整定指针对准一刻度中心位置，例如可对准2秒位置。

（2）合上三相电源开关，打开多功能表电源开关，使用其时间测量功能（对应“时间”指示灯亮），使多功能表时间测量工作方式选择开关置“连续”位置，按“清零”按钮使多功能表显示清零。

（3）断开BK开关，合上直流电源开关，再迅速合上BK，采用迅速加压的方法测量动作时间。

（4）重复步骤（2）和（3），测量三次，将测量时间值记录于表2-4中，且第一次动作时间测量不计入测量结果中。

表4 时间继电器动作时间测试
（5）实验完成后，断开所有电源开关。

（6）计算动作时间误差。

3.思考题
（1）电磁型电流继电器、电压继电器和时间继电器在结构上有什么异同点？
答：电压继电器，线圈多线截面积细，电流继电器与其相反，连接的方法功能也不一样，电流继电器是串接可以用作电流表使用用以观察电流。

电压继电器则是并联的可以用作电压表用来监查电压量。

时间继电器是要经过时间的而动作不会马上动作的继电器，要经过一段时间才会是部发生变化使其发生动作。

（2）如何调整电流继电器、电压继电器的返回系数？
答：1）改变舌片的起始角和终止角来调整动作电流和返回系数
2）不改变舌片的起始角和终止角，而变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离3）适当调整触电压力也能改变返回系数
（3）电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关？
答：1）静铁芯与动铁芯之间的吸引力，取决于线圈匝数与电流之积。

2）静铁芯与动铁芯之间的距离。

3）动铁芯的返回力(弹簧的弹力，重力）
（4）过电压继电器和低电压继电器有何区别？
答：过压继电器是超过额定的电压后继电器工作，低压继电器是低于某一值一样工作
（5）在时间继电器的测试中为何整定后第一次测量的动作时间不计？
答：为了保持电气复归的自然状态，防止其他因素造成的测量误差。

（6）为什么电流继电器在同一整定值下对应不同的动作电流，有不同的动作时间？
答：电磁电流继电器，整定值是能使动铁吸合的电流，但电流越大，吸合力越大，驱动力不同，动铁动作时的加速度就不同，其结果是：电流较大时动作时间短
实验二电流保护实验
（一）实验目的
1．了解电磁式电流、电压保护的组成。

2．学习电力系统电流、电压保护中电流、电压、时间整定值的调整方法。

3．研究电力系统中运行方式变化对保护灵敏度的影响。

（二）实验原理
1.带时限电流速断保护实验
具体实验步骤如下：
（1）按图1接线，调电流继电器的整定值为合适值。

（2）缓慢调节调压器输出，检查保护是否动作，
（3）实验完成后，将调压输出调为0V，断开所有电源开关。

图1 带时限电流速断保护实验原理接线图
2．低电压闭锁的过电流保护实验
过电流保护按躲开可能出现的最大负荷电流整定，启动值比较大，往往不能满足灵敏度的要求。

为此，可以采用低电压启动的过电流保护，以提高保护的灵敏度。

图2 低电压闭锁过流保护实验原理接线图
低电压闭锁的电流速断保护实验步骤如下：
（1）按图2接线，调电流继电器和电压继电器的整定值为合适值。

（2）缓慢调节调压器输出，检查保护是否动作，
（3）实验完成后，将调压输出调为0V，断开所有电源开关。

表2 低电压闭锁电流速断保护实验数据记录表
2 思考题
比较分析低电压闭锁的速断保护和无时限电流速断保护的保护围。

答：低电压闭锁的速断保护在单纯的电流保护中，灵敏度最高的就是定时限过电流保护，其
动作值是按照“躲开正常运行情况下的最低负荷电流”原则来整定的。

无时限电流速断保护按最大运行方式下躲过对侧相邻线路出口短路最大故障电流整定。

假如可靠系数取K，那么保护围最大为1/K线路全长左右，如果运行方式变小，那么保护围相应缩短
实验三三段式电流保护控制线路设计实验
实验容：设计并安装一个三段式电流保护控制线路
一、三段式电流保护原理
由无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限过电流保护相配合而构成三段式电流保护装置。

这三部分保护分别叫做I、II、III段，其中I段无时限电流速断保护、II段带时限电流速断保护是主保护，III段定时限过电流保护是后备保护。

三段式电流保护的保护围及时限配合如图1所示，当在L1线路首端f1点短路时，保护1的I、II、III段均启动，有I段将故障瞬时切除，II段和III段返回；在线路末端f2点短路时，保护II段和III段启动，II段带时限切除故障，III段返回。

若I、II段拒动，则过流保护以较长时限将QF1跳开，此为过电流保护的近后备保护。

图1 三段式电流保护各段保护围及时限配合
二、三段式电流保护实验参数整定
单侧电源辐射式线路，L1的继电保护方案拟定为三段式电流保护，三段式保护选用的继电器规格及整定值列表
序号用途整定围实验整定值
1 无时限电流速断保护0.5~2A 3.04
2 带时限电流速断保护0.5~2A 2.01
3 定时限过电流保护0.5~2A 1.52
4 带时限电流速断保护时间1~2s 2s
5 定时限过电流保护时间2~5s 5s
将上表动作参数整定值对各段保护的每个继电器进行整定。

实验接线图如图2 ，按照实验要求进行正确接线
图2 三段式电流保护实验接线图
实验过程中只需要接KA1、KA2、KA5、KT7、KT12、KM3进行实验即可。