电力系统继电保护实验指导书

RTDB-1电力系统继电保护实验台操作说明

本实验台的工作电源为交流380V三相四线(或三相五线)制，除了设有电源控制屏外，为了更好配合实验在实验台中部增设了五块小控制屏。下面我们逐一做出说明。 一、 电源控制屏部分

1.电源控制屏的上部是三相电网或调压相电压指示表、三相进线保险和三相进线指示灯。另外“电网”和“调压”的按钮也在此处，目的更加方便的切换，便于观察电网电压和调压电压输出。电源控制屏上装有实验指示灯，它是一只直流220V平光/闪光指示灯，接X1—X3为平光，接X2—X3为闪光，X3接直流负极，做继电器特性实验时，使用平光或闪光由实验效果来决定。

2．电源控制屏中部设有数字显示的交直电压电流表各一组：包括交流电压表一只,测量范围0～450V,精度0.5级。设有数字交流电流表一只，测量范围0～5A，精度0.5级。设有数字显示直流电压表一只,测量范围0～500V，精度0.5级。设有直流电流表一只,可测量0～5A直流电流，精度0.5级。四只表均装有过电流保险作保护，当出现过载测量时，仪表显示为“1”。

3．电源控制屏的下部设有:报警指示灯、报警解除按钮、实验台控制回路的保险、“起动”“停止”“急停”按钮。当出现紧急情况时按动“急停”按钮，会切断实验台交流接触器线圈电源，接触器断电，切断实验台输出电源。当出现漏电、过载时实验台保护回路动作，切断接触器线圈电源并报警，报警灯亮、实验台内部蜂鸣器响，只有消除漏电或过载，按动解除按钮，重新起动接触器，实验台才能正常工作。中间设有直流电源，指针表显示,最大输出３Ａ，钮子开关控制，使用时注意区分正负极，不能接错。右侧是交流输出部分，设有电网Ｕ、Ｖ、Ｗ、和调压u、v、w输出插孔，由万能转换开关控制输出的通断，以减少启动停止实验台的次数。 二、小控制屏部分

为配合实验，实验台还增置了五块小控制屏主要器件包括：升流器（提供三组10V电压输出，最大输出20A）、实验断路器（为电流性实验作保护使用）、整流回路（为实验方便而增加的可自行接线的直流输出）、单相调压器输出、可调电阻两组（2500Ω和5Ω）、万转开关，实验按钮，固定电阻等器件。 三、其它

1.实验台顶部装有照明用日光灯、中部设有两只抽屉、下部是贮藏室，实验台装有脚轮和支撑，既方便移动又方便固定。

2.实验台左侧设有三相四孔插座，做实验台辅助进出电源，右侧设有单相六孔插座。

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电力系统继电保护实验的基本要求

一、实验的基本要求

电力系统继电保护实验的目的在于培养学生掌握基本实验方法 与操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及实验设备拟定实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行电路工作状态的分析研究，得出必要结论，从而完成实验报告。在整个实验过程中，必须集中精力及时认真做好实验。下面按照实验过程提出下列基本要求：

实验准备

实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，避免在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验，甚至损坏实验装置。因此，实验前应做到：

（1）复习教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识；

（2）预习实验指导书，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验的工作原理和方法； （3）写出预习报告，其中应包括实验的详细接线图、实验步骤等； （4）熟悉实验所用的实验装置、测试仪器等； 实验实施

在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点：

（1）实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验开始。

（2） 指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器 明确这些设备的功能、使用方法。

（3）如按实验小组进行实验，小组成员应有明确的分工，各人的任务应在实验进行中实行轮换，使参加者都能全面掌握实验技术，提高动手能力。

（4）按预习报告上的详细的实验线路图进行接线，也可同时进行接线。

（5）完成实验接线后，必须进行自查：串联回路从电源的某一端出发，按回路逐项检查各设备、负载的位置、极性等是否正确，合理；并联支路则检查其两端的连接点是否在指定的位置。距离较近的两连接端尽可能用短导线；距离较远的两连接端尽量选用长导线直接连接，尽可能不用多根导线做过渡连接。自查完成后，须经指导教师复查后方可通电实验。

（6）实验时，应按实验指导书所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。改接线路时，

2

必须断开电源。实验中应观察实验现象是否正常，所得数据是否合理，实验结果是否与理论相一致。

完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验结果。经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具。 实验报告

实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

1、 2、 3、 4、 5、

实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、室温。 列出实验中所用组件的名称及编号，继电器铭牌数据等。

列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值。 数据的整理和计算

解答各个实验的思考题，部分思考题在实验 前要进行抽查提问，作为学

生实验预习成绩中的一部分。 6、

根据数据说明实验结果与理论是否符合，可对某些问题提出一些自己的见

解并最后写出结论。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。 7、

每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

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电力系统继电保护实验台安全操作规程

为了按时完成电力系统继电保护实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守如下规定的安全操作规程。

1、 实验时，人体不可接触带电线路和带电体。 2、 接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。

3、 学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其它同学引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 4、 通电前应先检查所有仪表量程是否符合要求，是否有短路回路存在，以免损坏仪表或电源。

5、 总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导老师来控制，其他人员只能经指导老师允许后方可操作，不得自行合闸。

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实验1 . 1 电磁型电流继电器特性实验

１．实验目的

电流继电器一般作为过电流保护电路的启动元件，当电路电流超过继电器整定数值时，继电器应尽快动作。通过电流继电器特性实验，进一步理解电磁型电流继电器的动作过程和动作特性。

电流继电器的特性包括：

1）动作电流值：使电流继电器动作的最小电流值。 2）返回电流值：使电流继电器返回原始位置的最大值。 3）动作变差：连续动作三次，与整定值比较，最大的误差值。 4）返回系数：返回电流值 / 动作电流值

5）动作时间：继电器线圈得电到继电器触点闭合的时间。

２．实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 型 号 数量 基本数据 1 1 1 1 1 1 1 0～5A 6A 220V 0.5KVA 所在位置 RTDB—1 RTDB07 RTDB—1 RTDB—1 RTDB—1 RTDB03 RTDB03 数字交流电流表ＰＡ 电流继电器ＫＡ 指示灯ＨＬ 升流器Ｂ 调压器ＴＹ 数字电秒表 钮子开关 DL-24 3．实验电路 见下图 ４．实验步骤与内容

我们实验的电流继电器是DL-24型，请注意它的名牌数据和接线方式。按图1接好电路。将电流继电器动作值调整为6A（继电器线圈连接成并联型），将调压器旋钮逆时针旋转到底部（即零值）。

1）接通电源，缓慢顺时针转动调压器，注意观察电流表的数值，当电流上升到6A左右时，电流继电器动作，指示灯亮，此时应记录继电器的动作数值，即动作电流值。

2）缓慢逆时针转动调压器，观察电流表数值当电流下降到某一数值时。继电器返回原始状态，指示灯灭，此时应记录电流表数值，即继电器的返回电流值。 3）动作变差，以上过程应重复三次，每次动作误差值不应超过整定值的±3%。

5

向偏转，以上实验证明图1中，电压和电流线圈的“+”端为同极性。 4)在实际继电器中，保持线圈一般都串联一只常开触点，所以可先将继电器吸合，

+++-220VK15KM-16AUIVPAKM1718PR1HLV+PA2K1APAKM-1PVPR-220V图一UIKMK3K2图二

然后降低保持电流，如0.02A，断开开关K1时，微安表针相反方向偏转，也说明电压和电流线圈的“+”端为同极性。

二、动作电流与保持电压的测量 1) 按图二接线，检查无误。

2) 将可调电阻PR1、PR2都调整到最大电阻值，合上K1、K2，断开K3，调整PR2，观察电流表PA，在动作线圈中加入额定电流，使继电器动作，指示灯HL亮。此时电流表PA显示的数值为继电器线圈的动作电流值，它应底于0.2A 3) （0.2530.8=0.2），

4) 调整PR1，使电压渐渐上升，观察电压表PV至154V（22030.7=154）， 合上K3，断开K2，继电器处于保持状态。(指示灯仍然亮)

5) 反方向调整PR1，使电压渐渐下降，观察电压表PV和指示灯，至继电器释放、指示灯熄灭，电压表PV显示的数值为继电器的释放电压值。

6) 欲求继电器的最低动作电流和最低保持电压，可以在第二步和第三步时通过调整RP1和RP2配合K1、K2、K3观察电流表PA和电压表PV即可。

5、问题与思考

1、你能够求出DZB—14B 0.25A 220V继电器的最低动作电流和最低保持电压吗？

2、以上是电流动作电压保持中间继电器的特性实验步骤，那么电压动作电流保持的中间继电器的特性实验的电路图你能画出吗？

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实验 1 . 6 带延时触点的中间继电器特性实验

常见带延时触点的中间继电器分为延时动作和延时返回二种。延时动作，是指继电器线圈通电后，其触点不是瞬时闭合而是延时闭合，称为延时动作，而当继电器线圈断电时，延时闭合的触点一般是瞬时断开的；延时返回，是指继电器线圈断电后，其触点不是瞬时断开，而是延时断开，称为延时返回，而当继电器线圈通电时，它一般是瞬时闭合的。当然还有一种触点，线圈通电时延时闭合，线圈断电时延时断开。由于在实际工作中不常遇到它，所以我们在这里不作研究。 1．实验目的

了解继电器线圈与触点之间的动作关系。 继电器的特性一般有：

中间继电器的吸合电压不高于额定电压的30%-70%。 中间继电器的最高释放电压不低于额定电压的5%。 中间继电器的热稳定电压为额定电压的110%。 动作延时：在额定电压下不小于0.06秒。

返回延时：在额定电压下,通电时间不小于0.5秒然后断开电源，其返回时间不小于0.4秒。 2．实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 名称 钮子开关 中间继电器 数字电秒表 可调电阻 指示灯 数字直流电压表 DZS—12B 型 号 数量 1 1 1 1 1 1 —220V 2500Ω —220V 基本数据 所在位置 RTDB—1 RTDB09 RTDB03 RTDB—1 RTDB—1 RTDB23 3．实验电路 4．实验步骤内容

我们实验的继电器型号是DZS—12B是瞬时动作延时返回的继电器，线圈额定电压

为直流220V。

1）按图1接电路，将磁盘电阻RP调整到最小位置，接通电源，此时继电器不吸合，指示灯不亮。

2）缓慢转动磁盘电阻使电压值逐步上升，注意电压表PV显示的电压值，当电压上

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电秒表1 2 3HLRP-220VPVKMVK-220VRPPVKMV图 1

图 2升到某一值时，继电器吸合，指示灯亮。此时电压为动作电压，动作电压不大于额定电压的70%，即220V370%=154V。

3）将电压调整为220V，使继电器吸合，然后缓慢调节可调电阻，使电压逐渐下降，电压下降到继电器释放，指示灯熄灭。记下此时电压即为继电器的释放电压，也称返回电压。返回电压不小于额定电压的5%，即220V35%=11V。 4）延时返回时间的检验，按图2接线。

a) 将电秒表调整到双路输入计时状态。祥见<>。

将电压调整到继电器额定电压即直流220V。

b) 接通电源，继电器吸合，将电秒表清零，保证继电器吸合时间不小于0.5秒，

搬动开关K，继电器线圈失电，电秒表开始计时，到继电器延时返回触点断开，电秒表记录的时间为触点延时返回时间，应不小于0.4秒。

5）中间继电器的热稳定电压为额定电压的110%。即220V3110%=242V。中间继电器的热稳定的意义是：继电器线圈在242V的电压下连续工作8小时后，继电器的各项特性仍能满足要求。 5．实验思考题与实验报告

1）以上我们的实验使用延时返回继电器，如果实验延时动作继电器的动作特性，应该如何接线呢？你能画出接线图吗？

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实验 1 . 7 DXM－2A信号继电器动作特性实验

DXM－2A信号继电器是使用非常广泛的信号继电器的一种，具有很多优点： （1）本身自带灯光显示功能。 （2）有远方复位功能。

（3）有不同电压、不同电流等多种规格可以选择。 （4）继电器动作后触点具有自保持功能。

今天我们实验的信号继电器，是电流起动的DXM-2A型信号继电器，工作原理如下：当继电器的工作线圈通过额定电流时，电流所产生的磁通与放置在线圈内的永久磁铁的磁通方向相同，两磁相加，千簧触点相吸接通，常开触点闭合，信号指示灯亮。工作线圈失电后，借助永久磁铁的作用，可以使千簧触点保持在接通位置。需要复位时，利用复位电路，给复位线圈施加电压，复位线圈产生的磁通，与永久磁铁的磁通，方向相反而互相抵消，使触点返回原位，指示灯熄灭。 1．实验目的

了解继电器的基本工作原理，观察继电器的自带灯光显示功能，操作继电器的复位功能，观察继电器的自保持功能，学会继电器的正确使用并了解使用时的注意事项。

继电器的特性一般有：

1）动作值：电流起动的继电器，动作值不超过额定电流90%；电压起动的继电器，动作值不超过额定电压的70%。

2）继电器动作后断开工作线圈电源，接点仍保持在动作位置。 3）释放电压不超过额定电压的70%。

4）工作线圈和释放线圈加额定值时，动作时间和返回时间不超过5～10毫秒。 2．实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 万用表 数字直流电流表 信号继电器 直流220V电源 钮子开关 可调电阻 数字直流电压表 型 号 DXM—2A 900欧150W 数量 1 1 1 1 1 2 1 基本数据 —0.25A/—220V 所在位置 自备 RTDB23 RTDB08 RTDB—1 RTDB—1 RTDB16—1 RTDB23 3．实验电路

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万用表K2K1PR1-220VPAIPR2UKM3图一HL～220V

HL是内部指示灯、I 是继电器电流动作线圈、U 是继电器电压复位线圈！敬告！实验中电流线圈I、电压线圈U及信号灯HL的直流电源极性不允许接错，否则会将继电器烧毁！ 1) 按图接线并检查无误，尤其极性不能接错，注意继电器线圈的正负极。将可调

电阻的阻值调到最大。

2) 断开K1、K2，接通直流220V电源。

3) 调整可调整磁盘电阻RP1，使电流渐渐增大，当电流上升到某一点时继电器吸

合，内部指示灯亮，观察电流表PA，所显示的数值为继电器的动作电流值，它不大于继电器的额定电流值的90%,0.25390%=0.2A。

4) 断开K1继电器失去动作电流，但继电器触点仍然闭合，指示灯还亮。 5) 接通K2即接通复位线圈，调整可调整磁盘电阻RP2，使电压渐渐增加，当电压

上升到某一点时继电器释放，内部指示灯灭，观察电压表PV，所显示的数值为继电器的释放电压值，它应不大于继电器的额定释放电压值220V的70%（220V30.7=154V）。 5、思考题与实验报告

i. ii.

简述DXM－2A信号继电器的工作原理。

配合挂箱RTDB03数字电秒表做实验，测量继电器的动作时间和返回时间，请画出实验接线图。

4．实验步骤内容

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实验1 . 8 BFY－12A型负序电压继电器特性实验

1、实验目的

熟悉BFY-12A负序电压继电器的实际结构和工作原理。

理解负序电压继电器特定功能和基本特性，掌握模拟不对称短路时的整定、试验等操作方法。

掌握模拟两相短路时的动作电压与负序动作线电压之间关系及计算方法。 掌握模拟三种不同故障时起动电压离散值的计算方法。 2、原理说明

BFY-12A负序电压继电器用于发电机和变压器的继电器保护线路中，作为负

序电压启动元件，以反应不对称短路线路电压的负序分量。 负序电压继电器主要由五部分组成，见图1，原理接线见图3。

UaUbUc负序电压滤过器电压互感器裂相整流触发器出口回路图（1）继电器的动作原理分述如下：

负序电压滤过器：由C3、R4（R7、R11）C4、R8、（R6、R12）组成阻容式

滤过器。选择R=3XC3、RB=XC4/3，可以使得在输入端加以正序电压时，滤过器没有输出。（只有很小的不平衡电压）；而在输入端上加以负序电压时，则滤过器输出电压

Umn=1.53U2Aej30=1.5U2ABe j30。相量图见图2。因为负序滤过器一般都是接入系统的相

°

°

间电压，即零序分量等于零。

电压互感器YH为降压式变压器，其次级又与R10、C5、D1-6，组成裂相整流电路。其实质就是交流分压移相电路，只要适当选择C5、R10、YH次级参数，在a、b、c三个输出端子上就能获得对称三相交流电压。经过D1-6整流后提高直流分量减小脉动系数，不需要滤波，便能大大地提高保护的动作速度。

滤过器输出电压通过电压互感器YH，经裂相整流后加至触发器上。在线路正

常情况下，BG1饱和导通，BG2截止，执行元件CJ不动作；当系统发生不对称短路时，则滤过器的输出电压使触发器翻转，BG1截止，BG2饱和导通，执行元件CJ动

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作。调整电位器R13，可以改变继电器的整定值。

C3AUABIABBCUBCIBCRB原理图C4nRAIBCU1AU1BU2BIBCU1BCnURBU2CU2BCU2ABUC3U2AIABUC4URAmmU1ABURAUC4UC3URBmnU1CIAB加正序电压时图（2）加负序电压时 所在位置 RTDB18 3、实验设备

序号 1 设备名称 数量 技术要求 100V、-220V BFY-12负序电压1 继电器 2 3 4 5 6 7 8

可调电阻900Ω 直流数字电压表 数字交流电压表 直流操作电源 单相自耦调压器 交流电源 指示灯 2 1 2 1 1 1 1 RTDB16-1 RTDB23 RTDB21 RTDB-1 RTDB-1 RTDB-1 RTDB-1 4、实验步骤和操作方法

根据BFY-12A负序电压继电器的电气原理图和内部布线图，观察该继电器的内部结构，电子元器件的组合形式，分析各接线端子的用途。确保实验的安全、准确。

实验接线见图3和4，合上直流电源（应注意正、负极性），首先检查WY1、 WY2、D9所组成的稳压电路两端的电压是否正确，参考电压为18.7V左右。然后将BG1基极和发射短接检查触发器工作情况，此时BG1应由导通变为截止，BG2由截止变为导通，出口干簧继电器应立即动作，（本实验装置出厂时已调好）。

负序电压滤过器平衡调试

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UA8C3R111LPaYHR10D1～6R2R3R5CJR13R91C1R4C2BG2WY1C6C7UB16R7cbR1C5WY2BG1D8D9C4UC15R6R122LPD73BFY-12A图（3）负序电压继电器原理接线图R8911

首先将连接片1LP，2LP打开。(在实验时用二根弱电线代替连接片)在滤过器初级用三相自耦调压器送入三相正序线电压100V（注意：调压器输出绝对不能大于100V，防止继电器烧毁）。调整R11、R12使滤过器输出电压趋近零，即Umn≈0（允许存在很小的不平衡电压，但不得大于1.5V），即可认为滤过器平衡。

负序动作电压试验

按图7-4负序电压继电器电器实验接线图进行接线，(我们用弱电线代替连接片)将打开的连接片1LP、2LP重新接入，用模拟三种相间短路故障方法进行试验整定，分别将端子15-16、8-15、16-8短接，同时分别相应地从端子8-（15、16）、16-（8、15）、15-（16、8）上加入单相交流电压。

实验接线经检查无误后，合上S1，加入直流工作电源，使V1读数为直流220V，然后合上开关K接入交流电源，调整自耦调压器，使V2指示100V并保持不变，调节R2使V3指示电压值为零，闭合开关S2，调整滑线变阻器R2，对负序电压继电器的整定元件R13进行整定。例：如需整定负序动作线电压为6伏，模拟两相短路时的动作电压由式（2）计算得10.39伏，调节R13进行整定，调节R2使V3电压表指示从零升高至10.39伏时继电器起动。然后改变短路相别，

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S1直流 220VR1V1指示灯K交流 220VR2V2V3S291011121314151612345678图（4）负序电压继电器电气试验图 再行测试，三种不同故障模拟的启动电压UKCP的离散值应小于6%。

（即△Ukcp=

U大?U小）

U小U大：三种模拟相间短路故障时的起动电压UKCP的最大值。 U小：三种模拟相间短路故障时的起动电压UKCP的最小值。

模拟两相短路时的动作电压UKCP与负序动作线电压U2CP关系式如下：

U2CP=

Ukcp3 （2）

负序动作线电压整定元件R13在继电器面板上。 技术数据

交流额定电压：100V，50Hz 直流额定电压：220V。

负序动作线电压整定范围6～12V，变差不大于6%。 继电器允许长期加交流1.1倍正序额定电压。

直流电压允许变化范围在（80～110%）Ued范围内变化，继电器应正常工作。

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在额定电压下，交流回路总功率消耗不大于5W；直流回路不大于6W。 BFY-12A继电器有一对常闭接点。

触点断开容量：在电压不大于220V，电流不大于0.2A的直流有感负荷电路（时间常数不大于5310-3秒）中，断开容量为10VA；在交流电路中为20VA。

温度影响：当环境在-10°～+50℃范围内变化时，继电器任意整定点上的动作线电压与温度+20℃时动作电压之差不超过后者的±10%。 注意事项

在操作试验前必须熟悉负序电压继电器的内部结构和实验接线，对于试验原理和测量参数要做到心中有数，操作时要严格按照操作规程的要求，正确接线，认真检查，在确保正确无误后才能通电试验，实验中要注意观察，发现问题首先切断电源。要注意正确接入直流操作电源和试验用交流电源，防止交流、直流电源错位接入。要确保每一个操作步骤的正确性和安全性。 预习与思考

BFY-12A负序电压继电器具有哪些特点？

在端子①⑨上不加入直流电源时继电器能工作吗？为什么？

负序电压继电器投入工作时为什么要检查电压为正相序，然后用高内阻电压表测试负序电压滤过器输出的不平衡电压。 实验报告

实验前要认真阅读实验指导书，根据教师要求绘制实验数据记录表，并作为实验考核成绩的一部分，实验中应把测得的各项数据完整、准确、无误地记录下来，实验结束后要认真总结，按实验报告要求结合晶体管负序电压继电器的具体整定调试方法，写出实验报告和本次实验体会。

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实验1 . 9 ZC—23型冲击继电器特性实验

工作原理：当继电器得到信号回路的脉冲信号，经过继电器脉冲变流器初级时，

在次级感应出脉冲电动势，执行元件GHJ 动作，带动多点千簧继电器动作并自保持，当信号回路的信号电流突然消失时，会在脉冲变流器的二次测感应出反向脉冲，此脉冲被旁路二级管旁路掉，故干簧管不会动作。当继电器复位时只要断开多点千簧继电器的保持回路，继电器就可以复位。 1．实验目的

了解ZC—23型冲击继电器的工作原理，熟悉继电器基本接线方式和注意事项。 继电器的基本特性：

1）继电器最小冲击电流不大于0.16A。 2）继电器最大稳定电流为3.2A。

3）在环境温度为-20～500C时冲击电流不大于0.2A。 2．实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 冲击继电器 实验按钮 指示灯 电阻 电阻 直流电源 蜂鸣器 可调电阻 钮子开关 数字直流电流表 型 号 ZC-23C LAY3－11 220V 1000欧30W 1400欧30W —220V —220V 2500Ω 数量 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 基本数据 所在位置 RTDB18 RTDB18 RTDB18 RTDB—1 RTDB—1 RTDB—1 RTDB18 RTDB—1 RTDB—1 RTDB23 3．实验电路 4．实验步骤内容

1）按图1接线无误，特别注意电源正负极与继电器的接线端子绝不能接错。

2）接通电源，按动试验按钮SB1。在线圈BL产生一个脉冲，在BL次级产生感应电势，使高灵敏继电器GHJ吸合，带动多点千簧继电器ZJ动作，常开触头闭合，指示灯亮。通过接点GHJ使线圈ZJ自保持。 观察电流表PA在0.16A左右，串接的附加电阻是1400

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欧。

3）松开试验按钮，继电器没有反映，指示灯继续亮。此时在线圈BL产生一个反向脉冲，在BL次级产生反向感应电势，被二极管D1短接，高灵敏继电器GHJ不会动作。 5）按动复位按钮SB2，此时将继电器内的保持线圈电源断开，继电器释放。常开触点断开，指示灯熄灭。

5）接通开关K1继电器动作，观察电流表PA的电流约0.2A，按动复位按钮SB2，继电

器复位，电流表显示0.2A。接通开关K2继电器动作，观察电流表PA的电流约0.4A，按动复位按钮SB2，继电器复位，电流表显示0.4A。按动按钮SB1，继电器动作，电流表显示0.56A左右，按住SB1不动，按动复位按钮SB2，继电器复位，电流表仍然显示0.56A左右。

6）以上实验说明继电器通过0.16A的冲击电流即可动作。在继电器线圈流过一定电流

时，再增加0.16A以上的电流继电器仍然可以动作。 5．实验思考题与实验报告

① ②

③

图1中电阻Rad的作用是什么？

了解ZC—23C型冲击继电器的工作原理。 ZC—23型冲击继电器最多可以接受多少路冲击？

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实验1 . 10 BCH—2差动继电器特性实验

一、 实验目的

熟悉差动继电器的工作原理、实际结构、基本特性，掌握执行元件和工作安匝的整定调试方法。

BCH-2型差动继电器用于两绕组或三绕组电力变压器以及交流发电机的单相差动保护线路中，并作为主保护。

该继电器能较好地躲过在非故障状态时所出现的暂态电流的干扰。例如当电力变压器空载合闸，或短路切除后电压恢复时出现很大的涌磁电流，其瞬间值常达到额定电流的5—10倍；这时差动保护不会误动作。当发生区内（即两电流互感器间）短路时，却能迅速切除故障。 二、 原理说明

BCH-2型差动继电器系由执行元件电磁式继电器DL-11/0.2及一个中间速饱和变

流器组成。中间速饱和变流器的导磁体的中间柱上置有工作（差动）绕组、平衡（I，II）绕组和短路绕组，此短路绕组与右侧柱上的短路绕组相连接，在导磁体的左侧柱上置有二次绕组，它与执行元件相连接。

速饱和变流器的所有绕组都是制成带有抽头的，这样就可以对继电器的参数进行

阶段的调整。

BCH-2型 继电器保护电力变压器时，平衡绕组的圈数根据这样的条件来选择：

即当发生穿越性短路时，所有绕组的安匝数相等。

当用继电器保护两绕组变压器时，动作电流可以在更细致的范围内进行调整，因

为这时可以利用两个平衡绕组。

中间速饱和变流器及执行元件放在一个外壳中，继电器可以作成前接线或后接线

（本实验装置设计为挂箱面板接线）两种形式。

用插头螺丝选择快速饱和变流器绝缘安装板上相应的插孔，即可对差动继电器动

作电流、平衡电流，抑制励磁涌流进行调整。

孔上面的数目字表示当用插头螺丝插在这些插孔时的工作绕组及平衡绕组的匝数。

改变短路绕组接入匝数，插头螺丝钉应该旋入符号相同的两孔中（例如：“A-A”

或“B-B”），否则就会改变继电器的动作安匝数。具有开口短路绕组的继电器是不能在这种情况下工作的（继电器的安匝数将要减少）。

继电器在工作过程中不能改变铭牌上指针的位置（离开铭牌刻度）或改变弹簧固

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定螺丝。这样将恶化抑制励磁涌流及非周期分量影响的能力，或当保护区内发生短路时降低继电器的可靠系数。

该继电器的基本原理是利用非故障时，暂态电流中的非周期分量来磁化速饱和变

流器的导磁体，提高其饱和程度。在具有短路绕组的速饱和变流器的磁路中，直流磁通可以无阻碍地以两个边柱为路径环流，交流磁通将遭到短路绕组的感应作用而削弱。在直流磁通的作用下，导磁体迅速饱和，大大降低了导磁率。这就恶化了工作绕组与二次绕组间的电磁感应条件，因而显著增大了继电器的动作电流，从而避开励磁涌流及非周期电流分量的影响。继电器工作绕组接入保护的差动回路，平衡绕组可以按照实际需要接入环流回路或工作回路。 三、 实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 BCH—2差动继电器 数字电压表 数字电流表 可调电阻 可调电阻 调压器 指示灯 数量 1 1 1 1 1 1 1 技术要求 900Ω 20Ω 所在位置 RTDB17 RTDB21 RTDB22 RTDB16—1 RTDB16—4 RTDB—1 RTDB—1 四、 实验方法及步骤

1、观察BCH-2型差动继电器的结构和内部接线。并注意下列几点：

1）继电器的型号和铭牌数据。

2）继电器的主要组成部分和内部结构——具有速饱和特性的变流器及各线圈在铁心上的分布。DL-11/0.2型电流继电器等。 3）继电器整定值的调整方法。

4）继电器内部接线和引出端子。继电器内部接线如图1，各端子所连接的线圈和总线圈数见表1。

5）继电器的动作安匝为60±4。用作执行元件的电流继电器不作调整动作值之用。所以其电流整定是靠改变工作绕组Wcd的匝数来实现的。

6）每一平衡线圈的两个插头，应分别插在该线圈的两排插孔中，以免造成平衡线圈的匝间短路。各插头应拧紧，且应与整定板接良好，必要时加上铜垫圈。 2、执行元件的动作电压、动作电流与返回电流的测试与调整。

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按图2接线进行测试。试验时应拆除（11）（12）两端子间连接片（注：设备出厂时已拆除），对执行元件单独进行测试。测试时，在触点动作后用非导磁物将动触点拔回原位再读电压值。动作电压应满足1.5～1.56伏，动作电流满足220～230毫安，返回系数为0.7～0.85。测试应重复三次取其平均值，并将测试结果一并记入表三。

64213111210DL-11/0.2(a)1平衡绕组ⅠWphⅠ161284001239短路绕组Wd'Wd\二次绕组W2R2ABCD10ABCD12DL－11工作绕组Wcd012316128401165继电器接点4平衡绕组ⅡWphⅠ56810132073(b)图1 差动继电器内部接线图表1

线圈符号 Wcd WphI WphII W2 Wd’ 接线端子号 4与6 1与2 3与2 10与12 线圈名称 差动线圈 平衡线圈I 平衡线圈II 二次线圈 短路线圈I 总圈数 20 19 19 48 28 30

实验1211 DH—3型三相一次重合闸继电器特性实验

继电器的工作原理：其中R4是充电电阻，R6是放电电阻，平时继电器处于准备重合闸状态，开关K1接通，SA2接通，（SA2也称为切投开关，即接通SA2重合闸继电器投入运行，断开SA2重合闸继电器退出运行）。按钮SB是试验按钮。SA1是断路器控制开关，转动SA1使断路器合闸时，AS1（2）（4）端子是断开的，转动SA1使断路器分闸时，AS1（2）（4）端子是闭合的。

接通电源，电容器C被充电，继电器内部指示灯亮。当某种原因，断路器跳闸，其常闭触点QF1闭合（如图中虚线所示），继电器内部时间继电器KT得电动作，触点KT—1延时闭合，电容器C对中间继电器KM放电，KM电压线圈瞬时闭合，KM触头闭合，KM电流线圈经过保持电流，同时，带动出口回路（指示灯亮）。如果出口回路带动断路器合闸回路，使断路器重新合闸成功。断路器的辅助触点断开，KM复位，KT复位，电容器C被重新充电，为下次重合闸做准备，由于充电电路电阻较大C充电时间大约20～30秒。如果重新合闸不成功，断路器重新断开，QF1再一次闭合。KT再次接通，但由于电容充电不足对KM的放电不能使KM闭合，则KM不动作从而保证了断路器只能重合闸一次。别外，如万能开关SA1转动到分闸位置，停在分闸后位置，电容器通过开关SA1的（2）（4）触头放电，断路器也不会重合闸。 1．实验目的

了解DH—3型重合闸继电器的工作原理，学会重合闸继电器的正确使用。 2．实验设备

序号 1 2 ３ 5 3．实验电路 4．实验步骤内容

1) 按图一接线无误，特别注意继电器的接线端子。

2) 接通电源，十几秒钟后，继电器中的指示灯逐渐亮起来，表示电容正在充电，

并且继电器的电压回路正常，大约二十到三十秒后指示灯的亮度稳定，说明电容器充电已经完成。

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名称 重合闸继电器 试验按钮 钮子开关 连接片 指示灯 型 号 DH—3 LAY3--11 用实验导线代替 数量 1 1 3 1 1 基本数据 —220V 所在位置 RTDB13 RTDB13 RTDB13 RTDB13 RTDB—1 3) 按住实验按钮不放（实用中没有断路器触点QF1，在这里我们用按钮的方法，

模拟断路器QF1触点闭合），继电器内容时间继电器接通，经过大约2.5秒的（我们在这里有意把延时时间延长到2.5秒左右使大家容易理解延时过程，正常情况下应是0.8～1秒），KT－1触头闭合，接通电容器C对中间继电器KM的放电回路，KC闭合其触点闭合，带动指示灯HL亮。

DH－3型C34R14151617KM4UKT26R17RHLSA14SBK156KM45RKT1KTSA2QF1121 2IKM2KM1KM3XBHL1213KM图 1

流过指示灯HL的电流同时流过KM的电流线圈，能够使保持继电器处于合闸位置。 4) 放开试验按钮上述继电器处于合闸位置没有变化。

5) 断开连接片XB上的实验线，继电器复位，电容器重新开始充电，为下一次动

作做准备。

5．实验思考题与实验报告

1）简述DH—3型重合闸继电器的工作原理。 2）分别讲述电容器C和电流线圈的作用。 3）为什么上述电路不能第二次重合闸？

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实验1 . 12 GL—15型过电流继电器特性实验

一、GL—15型过电流继电器简介

过电流继电器的结构有两种型式：感应型和整流型。我们研究的GL-15型过电流继电器是感应型继电器，感应型过电流继电器，由感应式系统（相当于延时元件）和电磁式系统（相当于瞬时元件）两部分组成。

感应式系统包括带短路环的电磁铁和装在可移动支架上的转动铝圆盘，电磁式系统包括电磁铁和衔铁。

二、继电器动作原理：当线圈通过的电流为线圈整定电流的20%～30%时，铝圆盘开始转动。此时的电流值，为继电器的始动电流。圆盘转动的速度与线圈中通过的电流成正比，随着通过线圈的电流的增加，圆盘越转越快，与圆盘同轴的蜗杆也是越转越快，当线圈中的电流达到整定的动作电流时，圆盘受作用力和反作用力的联合作用，带动扇型齿轮和可移动框架沿框架固定轴做顺时针转动。使扇型齿轮与蜗杆产生啮合，（使扇型齿轮与蜗杆啮合的最小电流，称为继电器的动作电流。同理，使齿轮与蜗轮脱离啮合的最大电流，称为继电器的返回电流。由此也可以得到继电器的返回系数。）啮合后的扇型齿轮随着蜗杆的转动而上升，经过一段时间的上升，扇型齿轮的杆臂碰到衔铁左边的突柄，突柄随扇型齿轮的杆臂上升到一定程度时，衔铁吸向电磁铁，带动触点接通。显然，继电器的动作时间与通过线圈的电流成反比，所以称为反时限特性。而当通过线圈的电流很大时，衔铁直接被电磁铁吸下，带动触头动作，此时继电器变成瞬时动作继电器，瞬时动作的电流为整定电流的2～8倍。

继电器感应元件的动作电流，可以通过改变线圈的抽头来进行调节。继电器的速断电流，通过调节螺钉，改变衔铁与电磁铁之间气隙调节，气隙越大，速断电流也就越大，一般镙钉上标明的是动作电流的倍数，即速断电流与整定的感应元件动作电流的比值。由于是用镙钉调节气隙准确度不高，所以误差较大，而且衔铁不够灵敏，故返回系数较低。必须指出的是继电器调整时限的刻度，是以10倍的整定电流的动作时限来标度的，改变时限标在刻度尺上的位置，即改变了继电器的动作特性曲线的位置。

由于感应式过电流继电器本身既为起动元件又为时限元件，还有速断部分，另外继电器触点容量大，可直接接通断路器的跳闸回路，并有机械掉牌功能，直观明了，因此得到广泛的应用。

三、继电器动作特性包括： 1．继电器的始动电流。

2．继电器的动作电流，返回电流和返回系数。

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3．继电器感应元件的时间特性。 4．速断元件的动作电流校验。 四、实验目的

1．熟悉GL-15型过电流继电器的动作原理。 2．掌握实验动作电流和时限的特性曲线。 3．进一步了解动作时限特性曲线的意义。 五、实验设备

序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 过电流继电器 调压器 升流器 电流表 钮子开关 指示灯 电秒表 型号及技术要求 GL-15/5 0～5A 数量 1 1 1 1 1 1 1 所在位置 RTDB15 RTDB-1 RTDB-1 RTDB22 RTDB03 RTDB--1 RTDB03 六、实验接线图

七、实验步骤与实验方法 1．始动电流的测定

1) 将继电器的动作电流调整在2A位置（在其它位置也同样）有速断调节镙钉调节到

最大。按图1接线，电秒表暂不接入，调压器逆时针调至零位。

2) 确认接线正确，合上电源开关K，缓慢顺时针调整调压器并观察电流PA，电流逐

步上升，观察继电器的铝牌是否转动。

3) 观察继电器的铝牌，当铝牌刚开始转动时，记下流入线圈的电流，此电压为继电器

的始动电流一般为动作电流的20%～30%，当动作选择在2A时，始动电流在0.4～

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0.6A之间。

2．动作电流、返回电流和返回系数的测定

1) 按图1接线，在测定始动电流的基础上继续缓慢增加电流，直至圆盘带动可移动框

架和扇型齿轮沿框架固定轴顺时针转动，此时的电流为继电器的动作电流，值得注意的是：继电器的铝牌正好在扇型齿轮和蜗杆的前面我们从正面看不到扇型齿轮和蜗杆是否啮合，而在啮合的过程中我们从继电器的正面可以看到可移框架向前（也可称为向内）移动的过程，因此可以用框架移动到位时的电流为继电器的动作电流。 2) 在扇型齿轮与蜗轮可靠啮合后（即移动框架可靠移动位后），缓慢降低流过线圈的

电流，当扇型齿轮脱离蜗杆时（即移动框架开始返回原位置时）的电流即为继电器的返回电流

3) 以上实验应做三次动作电流与返回电流分别取三次的平均值。 4) 求继电器的返回系数

返回系数=

返回电流

动作电流感应式电流继电器的返回系数应不小于0.8～0.9 3．继电器感应元件的时限特性曲线的实验

1) 按图一接线并接好电秒表，继电器调整在2A，速断元件调整在最大位置。按表一

的内容进行实验，每一点测定二次，按平均值记录在表一中时间调节旋钮按最大位置，中间位置（整定于（）秒）和最小位置分别整定做三个位置的实验并将记录时间记入表一（此时图二的电秒表接在单路输入的位置）

表一 感应元件时间特性记录表 时间调节位置 最大位置 整定于_秒 最小位置

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动作电流的倍数 1 1．2 1．4 1．6 1．8 2 3 4 5 6 8 备注 电流表 ____A 在 ____倍位置

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