电力系统继电保护

实验报告

       姓    名                          

       学    号                         

       指导教师                             

       专业班级                            

       学    院           信息工程学院               

实验二：方向阻抗继电器特性实验

一、实验目的

1.   熟悉整流型LZ-21型方向阻抗继电器的原理接线图，了解其动作特性；

2.   测量方向阻抗继电器的静态特性，求取最大灵敏角；

3.   测量方向阻抗继电器的静态特性，求取最小精工电流；

4.   研究方向阻抗继电器记忆回路和引入第三相电压的作用。

二、实验内容

1．整流型阻抗继电器的阻抗整定值的整定和调整

前述可知，当方向阻抗继电器处在临界动作状态时，推证的整定阻抗表达式如式4-3所示，显然，阻抗继电器的整定与LZ-21中的电抗变压器DKB的模拟阻抗Z_I、电压变换器YB的变比n_YB、电压互感器变比n_PT和电流互感器n_CT有关。

例如，若要求整定阻抗为Zset=15W，当n_PT=100，n_CT=20，Z_I=2W（即DKB原方匝数为20匝时），则，即=0.67。也就是说电压变换器YB副方线圈匝数是原方匝数的67%，这时插头应插入60、5、2三个位置，如图4-10所示。

 

(a) YB整定板示意图          

 (b) YB副方线圈内部接线

图4-10  LZ-21型阻抗继电器整定面板说明图

整定值整定和调整实验的步骤如下：

（1）要求阻抗继电器阻抗整定值为Z_set=5W，实验时设n_PT=1，n_CT=1，检查电抗变压器DKB原方匝数应为16匝。（Z_I=1.6W）

（2）计算电压变换器YB的变比，YB副方线圈对应的匝数为原方匝数的32%。

（3）在参考图4-10阻抗继电器面板上选择20匝、10匝，2匝插孔插入螺钉。

表4-3  DKB最小整定阻抗范围与原方线圈对应接线

（4）改变DKB原方匝数为20匝（Z_I=2W）重复步骤（1）、（2），在阻抗继电器面板上选择40匝、0匝，0匝插孔插入螺钉。

（5）上述步骤完成后，保持整定值不变，继续做下一个实验。

2．方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（j）测试实验

实验步骤如下：

    （1）熟悉LZ-21方向阻抗继电器和ZNB-Ⅱ智能电秒表的操作接线及实验原理。认真阅读LZ-21方向阻抗继电器原理接线图4-2和实验原理接线图（图4-11）

（2）按实验原理图接线，具体接线方法可参阅LG-11功率方向继电器实验中所介绍的内容。

（3）逆时针方向将所有调压器调到0V，将移相器调到0°，将滑线电阻的滑动触头移至其中间位置，将继电器灵敏角度整定为72°，整定阻抗设置为5W。

 

图4-11  LZ-21方向阻抗继电器实验原理接线图

（4）合上三相电源开关、单相电源开关和直流电源开关。

（5）打开电秒表电源开关，将其功能选择开关置于相位测量位置（“相位”指示灯亮），相位频率测量单元的开关拔到“外接频率”位置。

（6）调节三相调压器使电压表读数为20V，调节单相调压器使电流表读数为1A，检查电秒表，看其读数是否正确，分析继电器接线极性是否正确。

（7）调节单相调压器的输出电压，保持方向阻抗继电器的电流回路通过的电流为I_m=2.0A；

（8）按照LG-11功率方向继电器角度特性实验中步骤（7）至（12）介绍的方法，测量给定电压分别为表4-4中所确定数值下使继电器动作的两个角度j₁、j₂，并将实验测得数据记录于表4-4中相应位置。

（9）实验完成后，将所有调压器输出调至0V，断开所有电源开关。

（10）作出静态特性Z_pu=f（j）图，求出整定灵敏度j。

 3．测量方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（I_m），求最小精工电流

实验步骤如下：

（1）保持上述接线及阻抗继电器的整定值不变，调整输入电压和电流的相角差为j=j_sen=72°并保持不变。

（2）将电流回路的输入电流I_m调到某一值（按表4-5中给定值进行）。

（3）断开开关BK，将三相调压器的输出电压调至30V.

（4）合上开关BK，调节两个滑线电阻的滑动触头使电压表的读数由小到大，直到方向阻抗继电器动作，记录相应的动作电压值。再逐渐增大电压值，直到方向阻抗继电器返回，然后再减小电压值，直到继电器动作，并记下动作电压值。改变输入电流I_m，重复上述操作，测量结果填入表4-5中。

（5）实验完成后，使所有调压器输出为0V，断开所有电源开关。

（6）绘制方向阻抗继电器静态特性Z_pu=f（I_m）的曲线。

（7）在特性曲线上确定最小精工电流和最小动作电流I_pu×min。

三、实验数据记录及处理

1.方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（j）测试实验

表4-4  方向阻抗继电器静态特性Z_pu = f（j）测试

（条件为：j_内=72°，I_m=1A，Z_set=5W）

利  用MATLAB得到方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（j）图，如下所示：

图1 方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（j）

2．测量方向阻抗继电器的静态特性Zpu=f（Im），求最小精工电流

表4-5  方向阻抗继电器的静态特性Z_pu= f（I_m）测试

（条件为：j_内=72°，Z_set=5W）

利用MATLAB得到方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（I_m）图，如下所示：

图2 方向阻抗继电器的静态特性Z_pu=f（I_m）图

最小精工电流：0.262A 和最小动作电流I_pu×min=0.2A

四、实验总结

1．分析实验所得Z_pu=f（j）和Z_pu=f（I_m）特性曲线，找出有关的动作区、死区、不动作区。

答：对于Z_pu=f（I_m）特性曲线而言：

黑色阴影部分即为动作区

图中黑色阴影部分即为不动作区，也为死区

对于Z_pu=f（j）特性曲线而言：

图中准圆内为动作区，Zm=0附近的小半圆为死区，圆外则是不动作区。

2．讨论电压回路和电流回路所接的滑线变阻器的作用。

答：(1)达到保护电路的目的的是为了尽可能增大电路的总电阻，使电路中的电流达到最小，从而达到保护电路的目的。如伏安法测电阻、用电流表和电压表测小灯泡的电功率等实验都利用了滑动变阻器保护电路的作用。      (2)达到控制变量

（3）研究记忆回路和引入第三相电压的作用。

3．研究记忆回路和引入第三相电压的作用。

答：(1)防止线路正方向相问出口短路时继电器的动作死区； (2)防止线路反方向相问出口短路时继电器的误动作； (3)改善继电器的动作特性。

4．按图4-11的实验原理图接线，对应阻抗继电器的哪种接线方式？其对应的Z_pu=f(j)特性有什么特点。

答：对应-30°接线方式。

特性曲线在原点附近有一个凸区，即有一个凸死区，在该区域内不会动作。

5．如果LZ-21继电器的模拟阻抗Z_I=2W，n_PT=100，n_CT=20，若整定阻抗Z_set=45W，请问n_YB的抽头放在什么位置上？

答：，=0.22. 也就是说电压变换器YB副方线圈匝数是原方匝数的22%，这时插头应插入20,0,2三个位置。

第二篇：川大继电保护实验报告

    差动继电器特性实验

一、实验目的

1. 了解继电器原理及构造（由执行元件DL-11/0.2及速饱和变流器组成具有助磁特性）。

2. 了解继电器躲开非周期分量电流的能力。

3. 掌握差动继电器的调试方法。

二、继电器的用途、结构和原理

1. 用途：DCD-2(A)型差动继电器躲避电力变压器励磁涌流的性能比DCD-5(A)、DCD-4型差动继电器好，并且能提高保护装置躲过外部短暂态不平衡电流的性能，可作为双绕组和三绕组电力变压器、发电机以及母线的差动保护。

2. 结构和原理：继电器由执行元件(DL-11/0.2)和速饱和变流器两部分构成。其内部接线如下：

3. 继电器的各绕组参数见下表：

三、实验步骤及调试方法

1. 动作安匝检查：实验接线图如图(一),将整定短路线圈插头插于B_B位置,差动线圈置于20匝位置,用变阻器调节电流至继电器动作.该动作电流乘以所置匝数即为动作安匝，要求其值为60±4安匝。

表1

2. 差动绕组、平衡绕组和短路绕组接线正确性检查。试验接线图如图(二)：

试验方法；将差动线圈Wc分别与平衡线圈Wp1、Wp2串联，在各抽头下测出动作电流，并计算出动作安匝。

表2

三、实验结论分析：

动作安匝检查，从表1中可以看出两次实验的动作安匝数60和61都在该差动继电器的正常动作安匝60±4安匝范围内，说明其动作安匝特性符合要求，差动继电器能正常工作。

差动绕组、平衡绕组和短路绕组接线正确性检查，从表2中正接与反接的动作安匝数对比得知，正确连接时，动作安匝能够符合要求的值，当接线反了的时候，动作电流值大大超过规定的值，由此可以判断出此时接线不正确。

四、心得体会

通过本次实验，我对差动保护的工作原理有了更深的理解，认识到了书本上理论知识与实践过程中的联系与差距，在实际的生产运用中很难一下子根据装置的外表看出其所运用的原理，而这正表现我对实践知识的缺乏，经过老师的耐心讲解，我学到了不少知识，受益匪浅。