继电保护及变电站综合自动化实验培训系统实验指导书.doc
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1、TQXDB-III多功能继电保护及变电站综合自动化实验培训系统实验指导书2。2 DL31型电流继电器特性实验2。2。1 实验目的(1) 了解常规电流继电器的构造及工作原理。(2) 掌握设置电流继电器动作定值的方法.(3) 学习TQWX-III微机型继电保护试验测试仪的测试方法,并测试DL31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。2.2.2 实验原理及实验说明2.2。2.1 实验原理DL-31型电流继电器用于电机、变压器及输电线的过负荷和短路保护中,作为启动元件。DL-31型电流继电器是电磁式继电器,当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时,继电器就动作,动合触点闭合,动断触点断开;当电流降
2、低到0.8倍整定值左右时,继电器返回,动合触点断开,动断触点闭合。继电器有两组电流线圈,可以分别接成并联和串联方式,接成并联时,继电器动作电流可以扩大一倍。继电器接线端子见图2-21,串联接线方式为:将、短接,在、之间加入电流;并联接线方式为:将、短接,、短接,在、之间加入电流。做实验时可任意选择一种接线方式(出厂时电流继电器线圈默认为串联方式)。图2-21 DL31继电器接线端子2.2.2.2 实验说明测试方法:控制测试仪的输出,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,测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数.可采用自动测试方法,也可采用手动测试方法。 (
3、1) 自动测试继电器动作值及返回值方法:将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试:开始实验后测试仪自动按设定步长增加发出的电流,直至电流继电器动作;再自动按所设定的步长减小电流,直至电流继电器返回.(2) 手动测试继电器动作值及返回值方法:将测试仪设置为手控方式对继电器进行测试:手动操作不断增加测试仪发出的电流,直至电流继电器动作;再不断减小电流,直至电流继电器返回。2.2.3 实验内容2.2.3.1 实验接线如图222所示,将测试仪产生的任意一相电流信号(如)与电流继电器的电流输入端子,连接,继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上(注意接线柱的颜色要相同,图2-4中将继电器动作接点连
4、接到开关量输入1上),同时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。注意事项:由于测试仪的上面一排开入端子在实验台内部与24V+电源固定连接,因此电流继电器动作接点即测试仪开入端子应连接在指示灯“A”接线端侧,否则可能短路!图222 电流继电器特性测试实验接线图2.2。3。2 整定值设置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3.5A。2.2。3.3 实验步骤(1) 手动测试继电器的动作值及返回值a. 打开测试仪电源,在PC机上运行“继电
5、保护特性测试系统软件,进入“通用继电器动作特性测试”模块,如图2-23。b. 设置测试仪的控制参数:分别设置测试仪的控制变量,开关量连接,见图22-4和图225。其中“当前变量“即:实验过程中按设置规律动态变化的量,测试仪产生的其余电气量在实验过程中均保持不变。本实验中需要动态改变加入到继电器中的电流,因此把当前变量设为“幅值”(图2-2-2中示例接入电流继电器的量为A相电流,如果接入继电器的电流为其他相电流,当前变量设为相应的电流幅值);变量的变化步长直接影响测试精度,为提高精度,可设为0.05A。开关量的设置:继电器出口接到测试仪的“开入量输入接口”序号,如果实际接线按图2-4连接,则应选
6、择“接点”1。图2-23 继电器特性通用测试界面c. 在“输出参数区输入测试仪的固定量输出值和当前变量起始值。注意:因当前变量变化步长为正数,当前变量的起始值应小于设置的电流继电器动作定值,终值应大于定值.建议未连线的信号有效值设为0。d。 按“开始试验”按钮,控制测试仪输出设定的电流。e. 按“增加”按钮,测试仪按设定的步长增加电流的输出,直至电流继电器动作,测试仪采集到动作信号,并在实验结果的动作值栏中显示动作值。注意:如果整定值和动作值不符,则需要对电流继电器进行校验,方法:将针摆上的小螺钉左右移动,以使动作值和整定值相符合。如果整定值和动作值相差较大,则需要确认测试仪产生的信号是否正确
7、,方法:断开电流继电器电流输入回路,用万用表测量测试仪产生的电流大小,如果数值不正确,重新调整通道系数即可(详细操作方法参见TQWXIII微机型继电保护试验测试仪用户手册)。图2-24 变量设置界面 图225 开关量设置界面f. 按“减少”按钮,测试仪按设定的步长减少电流的输出,直至电流继电器返回,测试仪采集到返回信号,并在实验结果的返回值栏中显示返回值,同时自动计算出电流继电器的返回系数。g. 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
8、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2-21.h. 改变电流继电器的整定值为4。5A,再次测继电器的动作值、返回值和返回系数,与表21结果比较后填入表2-2-2。表2-2-1 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3.5A)动作值(A)返回值(A)返回系数1234平均值(A)/误差(%)变差(%)返回系数表22-2 模拟式电流继电器返回系数测试数据整定值(A)返回系数13。524。5(2) 自动测试继电器的动作值及返回值将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试。设置测试仪的测试方式、变量范围,使测试仪自动按控制
9、模式动态的改变发出的电流,自动测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。步骤:a. 在图25界面的“控制操作”区选择“程控方式。b。 设置程控方式下的控制参数变量。“变量设置”和“开关量设置”同手控方式,另外,还需要进行“程控设置”。参见图2-26。“变化范围”:可界定当前设定变量变化的起点和终点,注意变化范围应能覆盖继电器的动作值和返回值。“变化方式:变量的变化方式,“始”为变化范围的起点,“终”为终点,“始,终”为单程变化,只能测量动作值;“始,终,始”为双程变化,可以同时测量动作值、返回值.图2-26 程控设置界面“步长时间”:变量按其步长变化时,每一步大小的保持时间。一般地,每步时间的
10、设置应大于继电器的动作(或返回)时间。建议不要低于0.5s。“返回方式”:变量的返回方式,有动作返回和全程返回两种方式。设置为“动作返回时,当前变量在从起点到终点的变化过程中,一旦程序确认继电器动作,则根据变化方式确定是否继续试验:当变化方式为“始,终”,则结束试验;变化方式为“始,终,始”,则改变变量的变化方向,向起点返回。设置为“全程返回”时,无论继电器动作与否,变量仅仅根据变化范围的设置进行变化,直至到达终点或返回到起点。测继电器的动作值和返回值必须设置为“动作返回”方式。本实验中因需要测试电流继电器的动作值和返回值,应设置为“动作返回”并选择“始,终,始的变化方式,确保测试仪测得电流继
11、电器动作获取动作值后,减小产生的电流从而使继电器返回,再得到返回值。c。 按“开始试验按钮,控制测试仪按设置的方式输出电流。并将实验数据与手动方式进行比较。2。2.4 思考题(1) 电磁型电流继电器的动作电流与哪些因素有关?(2) 什么是电流继电器的返回系数?返回系数的高低对电流保护的整定有何影响?2.3 DY36型电压继电器特性实验2。3.1 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。2.3。2 实验原理及实验说明2。3.2.1 实验原理DY36型电压继电器用于继电保护线路中,作
12、为低电压闭锁的动作元件。DY36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(又称常闭触点,即:、端子)闭合,动合触点(又称常开触点,即:、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。继电器接线端子见图2-3-1.图2-3-1 DY-36电压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,接成串联时,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(出
13、厂时电压继电器线圈默认为并联方式)。2。3.2.1 实验说明本实验测试电压继电器在两种工作方式(低电压及过电压)下的动作特性。测试方法:控制测试仪的输出,动态地改变加入电压继电器中的电压,测试电压继电器的动作值、返回值和返回系数。可采用自动测试方法,也可采用手动测试方法.2。3。3 实验内容2。3.3。1 实验接线如图2-3-2所示,将测试仪产生的任意一相电压信号(如)、与电压继电器的电压输入端子,连接,继电器的动作接点连接到测试仪的任意一对开入接点上(注意接线柱的颜色要相同),同时连接到信号灯的控制回路中,测试低电压继电器动作特性时,连接常闭触点,测试过电压继电器特性实验时,连接常开触点。图
14、2-32 电压继电器特性实验接线2。3.3。2 整定值设置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,首先设置电压继电器整定值为50V.2。3。3。3 特性测试(1) 过电压工作方式下动作特性实验手动或自动测试过电压继电器的动作值及返回值。a。 按照图210的方法进行实验接线,注意应连接继电器的常开触点。b. 打开测试仪电源,在PC机上运行“继电保护特性测试系统”软件,进入“通用继电器动作特性测试”模块.c. 测试方法可参见实验2。2,注意“当前变量”应设置为“幅值。测试3组数据,将结果填入表231。表2-31 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
15、为50V)动作值(V)返回值(V)返回系数123平均值(V)/误差()变差(%)返回系数(2) 低电压工作方式下动作特性实验手动测试低电压继电器的动作值及返回值.a. 按照图2-10进行实验接线,注意应连接继电器的常闭触点.b。 测试方法:测试仪未发出信号前,电压继电器输入电压为0,继电器常闭接点合上,指示灯亮。测试仪的A相电压初值设置为55V,步长设为0.5V,点“开始输出”,继电器常闭接点打开(即指示灯灭),并按“增加”按钮逐渐减小的大小(步长为负值),直至继电器动作,信号灯亮.记录此时的电压,即继电器的动作电压.再按“减少”按钮至继电器返回,信号灯灭。记录此时的电压,即继电器的返回电压。
16、测试3组数据,将结果填入表2-3-2.表2-32 模拟式低电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据动作值(V)返回值(V)返回系数123平均值(V)/误差(%)变差(%)返回系数整定值(V)502.3.4 思考题(1) 电磁型电压继电器的动作电压与哪些因素有关?(2) 什么是电压继电器的返回系数?返回系数的高低对电压元件的整定有何影响?(3) 低电压与过电压返回系数有什么差别?并说明原因?2.5 LZ21阻抗继电器特性实验2。5。1 实验目的(1) 了解整流型阻抗继电器的工作原理.(2) 了解LZ21阻抗继电器的结构,掌握设置继电器动作定值的方法.(3) 掌握阻抗继电器的基本调试和测试方法。
17、2。5.2 实验原理及实验说明2.5.2。1 实验原理LZ21型方向阻抗继电器属于相灵敏接线的方向阻抗继电器。由电压形成回路、比较回路和执行回路三大部分组成。原理接线图如图251。图2-51 LZ21型方向阻抗继电器原理接线图电压形成回路主要包括:(1) DKB-电抗变压器,原边绕组可调,副边输出电压与原边输入电流I成正比。由TA引入的电流(表示一次电流,表示电流互感器变比)接于电抗变压器DKB的一次侧端子21、22、23、24。在它的二次侧,得到正比于一次电流的电压(即:二次输出电压,表示人为给定的阻抗继电器模拟阻抗,即最小整定阻抗).DKB的一次侧有几个抽头,当改变抽头位置时,可改变值,相
18、应可改变阻抗整定值的大小。(2) YB电压变换器,副边绕组可调,副边输出电压与原边输入电压成正比。由TV引入的电压=(表示一次电压,表示电压互感器变比)接于电压变换器YB的一次侧端子27、29、31,用于引入电压、,YB二次侧输出电压(为电压变换器变比)。YB每一定匝数就有一个抽头,改变抽头位置即可改变,相应可改变阻抗整定值的大小.(3) JYB-极化变压器,副边输出两组相同的电压,其相位与的压降同相,称为极化电压,用表示.端子34、36、38为继电器、段切换的触点。当34、36连通时,段接通.当34、38连通时,段接通.方向阻抗继电器在保护安装处于正向出口发生金属性短路时,其测量电压值小于继
19、电器的最小动作电压,继电器将拒绝动作,这一不动作区通常称为方向阻抗继电器的死区,在静态情况下阻抗继电器显示的特性如图252所示的虚线,在原点附近有一个凸区。为消除死区,LZ21型方向阻抗继电器通过引入第三相电压,在继电器的相位比较电气量中引入与测量电压同相位的带有记忆作用的极化电压。引入第三相电压后LZ21型方向阻抗继电器的特性如215所示的实线圆。引入极化电压的另一个作用,就是防止被保护线路反向出口短路时,方向阻抗继电器发生误动作现象。引起反向出口短路时误动作的原因,可参阅有关资料分析。图252 LZ-21型方向阻抗继电器特性图上面三种变压器产生的电压按照一定的极性关系连接组成了两个不同的电
20、压。即工作电压 =,制动电压 =。 和经过双半环整流送入到执行元件极化继电器的工作线圈和制动线圈,以进行两电压的绝对值比较,继电器的动作条件为。LZ21型方向阻抗继电器的主要技术数据如下:a。 交流额定电压=100伏;b. 交流额定电流=5安;c。 工作频率50HZ ;d。 最大灵敏度65 、72 和80,允许5偏差;e. 阻抗整定范围为0.220。改变电流回路的DKB位置,动作阻抗最小整定值为表25-1,允许误差为10%。更新YB的变化可以改变表中最小整定值,而最大整定阻抗为表中最小整定值的10倍;f. 精工电流:当DKB=20匝,YB=100%,两相短路1.4安.表2-5-1 DKB最小整
21、定阻抗范围与原方线圈对应接线最小整定阻抗(ZI)范围(欧姆)DKB原方绕组匝数DKB原方绕组接线示意图(一个绕组)0。220.440。660.881101。2121。4141。6161。8182202.5.2。2整流型阻抗继电器的阻抗整定值的整定和调整说明当方向阻抗继电器处在临界工作状态时,整定阻抗可表示为:,其中。显然,阻抗继电器的整定与LZ21中电抗变压器DKB的模拟阻抗、电压变换器YB的变化、电压互感器变比和电流互感器有关。试验时设=1,=1,则.由此可见,阻抗整定值与DKB的模拟阻抗和电压变换器变比有关。出厂时,LZ-21阻抗继电器DKB原方匝数默认为20匝,即最小整定阻抗为2。如果不
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