《电力系统继电保护》课程实验教案

10kV L1 L2 QS1QS2L3 QS3 QS9 QS4L4 出线1QF1TAQS8GT1A QS5QS6QS7B

图1 实验一次主接线图

辅助触点B1QF1TAIaIbIn合闸跳闸Ic微机保护实验装置电流输入acbn跳合闸合跳跳合位合位跳位公共端 图2 最大最小运行方式及电流保护实验接线图

2、整定值设置

根据线路参数，投入相应电流保护。

按照线路参数进行整定值计算， 整定值如表1,。

表1 电流保护整定参考值

整定值（A） 电流速断 限时速断 过电流 整定值确定后，按装置面板上的“ESC”键进入菜单进行整定。 3、模拟系统各种运行方式下发生各种类型的短路实验 (1) 测试最大运行方式下保护动作情况

按表2操作QS1~QS9，将系统组成最大运行方式。在线路首端和末端分别设置三相短路和两相短路，测试电流保护动作情况，将结果记入表3。

表2 各种运行方式下转换开关状态表

最大运行方式 最小运行方式 正常运行方式 QS1 + - + QS2 + - + QS3 + + + QS4 + + + QS5 + + - QS6 + + - QS7 + + - QS8 + + - QS9 + + - 注：“+”表示转换开关合上，“-”表示打开

(2) 测试最小运行方式下保护动作情况

按表2操作QS1~QS9，将系统组成最大运行方式，在线路首端和末端分别设置三相短路和两相短路，测试电流保护动作情况，将结果记入表3。 (3) 测试正常运行方式下保护动作情况

按表2操作QS1~QS9，其余开关打开，将系统组成正常运行方式，在线路首端和末端分别设置三相短路和两相短路，测试电流保护动作情况，将结果记入表3。

表3 各种运行方式下电流保护动作记录表

线路首端三相短路 线路首端两相短路 最大运行方式 线路末端三相短路 线路末端两相短路 线路首端三相短路 线路首端两相短路 最小运行方式 线路末端三相短路 线路末端两相短路 线路首端三相短路 线路首端两相短路 正常运行方式 线路末端三相短路 线路末端两相短路 何保护动作 动作电流（A）

思考题：

1、分析电力系统运行方式对继电保护灵敏度的影响。

2、三段式电流保护的保护范围是如何确定的，在输电线路上是否一定要用三段式保护，用两段可以吗？

课堂评价：

1、学生到课情况、学生是否按要求自己动手完成实验任务、学生掌握实验操作的能力情况； 2、指导老师是否按时到课、指导老师是否认真做好了实验准备、指导老师是否亲自演示实验过程；

3、学生对指导老师的课后评价。

实验六 方向阻抗继电器特性实验

实验目的：

1、了解阻抗继电器的结构，掌握设置继电器动作定值的方法。 2、掌握阻抗继电器的基本调试和测试方法。 实验原理：

1、LZ-21型方向阻抗继电器工作特性。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电器的最小动作电压，继电器将拒绝动作，称为方向阻抗继电器的死区，阻抗继电器特性如图所示的虚线。为消除死区，LZ-21型方向阻抗继电器通过引入第三相电压，在比较电气量中引入与测量电压Um同相位的带有记忆作用的极化电压UJ。引入第三相电压后LZ-21型方向阻抗继电器的特性如所示的实线圆。

LZ-21型方向阻抗继电器特性图 LZ-21型方向阻抗继电器YB整定板及其内部接线示意图

2、LZ-21型方向阻抗继电器整定值的整定和调整。Zset?变压器DKB的模拟阻抗ZI和电压变换器变比nYB有关。

ZI?ZInYB。阻抗整定值与电抗KU（1）改变模拟阻抗ZI可以通过改变电流回路的DKB位置实现（可查阅相关资料）。出厂时，LZ-21阻抗继电器DKB原方匝数默认为20匝，即模拟阻抗ZI为2Ω。

（2）改变电压变换器YB的变比nYB可以通过在阻抗继电器面板上选择合适的插孔插入螺钉实现。如图所示，YB副方线圈内部有4段绕组，每段绕组匝数不同，每段绕组必须且仅插

入一个螺钉。如果某段绕组不需要选择数值时，将螺杆插入该段绕组的0插孔中。 例如：若要求整定阻抗为Zset=2.01Ω，则

Z1?I=99.5%，即应设定电压变换器YB副方nYBZset线圈匝数为原方匝数的99.5%，应选择80匝、15匝、4匝、0.5匝插孔插入螺钉. 实验设备及软件系统：

1、TQXDB-IB多功能继电保护实验培训系统 2、LZ-21型方向阻抗继电器 实验步骤

1、实验接线。如图所示完成实验接线。

24V+AK24V-电压表电流表阻抗继电器I1InU1U2I2I2n相角表U1U1n电压输出I1电流输出特性实验信号源

阻抗继电器特性测试接线图

2、最大灵敏角测试

（1）整定值设置。打开继电器面板前盖，改变灵敏角连接片，可设定功率方向继电器的整定值，首先设置整定阻抗设为Zset=2.01Ω（或自定），灵敏角为72°。

（2）设置I1电流输出为5A，通过调节调压器，使电压输出为8V左右，这样当阻抗角在最大灵敏角附近时测量阻抗在继电器动作圆内（0.8*IJZset=8.04V）。

（3）调节移相器改变电压相角，测出使继电器动作的始角度和终角度，并算出使继电器刚好动作的相角?J1和?J2。将结果填入表1。

（4）通过改变继电器面板上的压板连接片，调节灵敏角为65°和80°，，重复实验，并将测量结果填入表1。 3、整定阻抗校验

（1）设置I1电流输出为5A，灵敏角为72°，设置输入电压和电流之间的相角差为实测的最大灵敏角?m。

（2）将阻抗整定螺钉分别旋入表2中所要求的阻抗对应的插孔。 （3）测取继电器刚好动作时的电压Udz.J填入表2。

继电器的最大灵敏角?m??J1??J22

表1 阻抗继电器最大灵敏角测试实验数据