实验二：常规功率方向继电器测试
实验：常规功率方向继电器测试
一、实验目的
1、掌握常规功率方向继电器的工作原理及动作特性试验方法。
2、测试LG-11型功率方向继电器的最大灵敏角、动作范围和角度特性。
3、掌握方向性过电流保护基本原理。
二、实验设备及器材
1、TQXDB-IB 多功能继电保护实验培训系统
2、DL-31电流继电器、LG-11功率方向继电器、DS-32时间继电器和DZY-202中间继电器 三、实验原理
LG-11型功率方向继电器是一种反映所接入的电流和电压之间的相位关系的继电器。当电流和电压之间的相位差为锐角时，继电器的动作转矩为正，使继电器动作，控制接点闭合，继电器跳闸；当电流和电压之间的相位差为钝角时，继电器的动作转矩为负，继电器不动作，从而达到判别相位的要求。
?
A
I
lm
A ?
功率方向继电器动作范围示意图
LG-11型功率方向继电器一般用于相间短路保护。这种继电器是根据绝对值比较原理构成的，由电压形成回路、比较回路和执行元件三部分组成.动作条件是工作电压大于制动电压，其动作方程为： ?
???????-≥+r i r u r i r u I K U K I K U K 功率方向继电器灵敏角的调整可通过更换面板上连接片的位置来实现。 四、实验内容及步骤
1、测试LG-11功率方向继电器的最大灵敏角
（1）实验接线。如图所示，，将特性实验信号源的电压输出分别与功率方向继电器的U ，n U 端子连接，特性实验信号源的I1电流输出与功率方向继电器I ，n I 端子连接。继电器的动作接点连接到信号灯的控制回路中。
功率方向
继电器
I
In
A
K
U
Un
24V+
24V-
电压输出电压表I1电流输出
电流表
特性实验信号源
相角表
I2
I2n
U1
U1n
功率方向继电器特性测试接线图
（2）整定值设置。打开功率方向继电器面板前盖，改变灵敏角连接片，可设定功率方向继电器的整定值，首先设置灵敏角为-30°。
（3）保持电流为5A(或合适值)，电压为57V(或合适值)，摇动移相器，测出使继电器动作的两个临界角度1J ?和2J ?，纪录于表1。 （4）计算最大灵敏角m ?。
（5）改变功率方向继电器的灵敏角为-45°，重复实验，并将测量和计算结果填入表1。 2、 模拟正方向短路故障 (1)实验接线，
方向性过电流保护实验接线如图所示。由于电流继电器的触点容量比较小，不能直接接通跳闸线圈，因此利用DZY-202中间继电器的触点（容量较大）去跳闸。
为使短路电流不致过大，调节三相调压器输出为380V 。
图 方向性过电流保护正方向短路故障实验接线图 （2）整定值设置。整定动作电流定值为2A ，时限为1s 。
（3）模拟正方向短路故障。线路正常运行方式下设置出线末端三相短路故障，观测方向性 过电流保护的动作情况，将结果记入表2。 3、模拟反方向短路故障
如图，将1TA 的Ia 和In 端子反接，设置出线末端三相短路，模拟线路反方向短路故障，观测保护动作情况，将结果记入表2。
图2 方向性电流保护反方向短路故障实验接线图
五、实验数据及分析处理
功率方向继电器的最大灵敏角m ?为：2
2
1J J m ???+=
表1 最大灵敏角测试实验数据（保持电流为5A ）
表2 方向性电流保护动作记录表
六、实验注意事项
1、本实验为强电类实验，实验中如有异常情况，应立即停止实验并切断电源。
2、实验中改接线，须遵循断电改接线原则。
3、特性实验信号源24V 电源和电压源出口严禁短接。
4、因功率方向继电器反映所接入的电流和电压之间的相位关系而动作，因此接线完毕后，一定要检查接线极性是否正确。
5、实验结束时应先拆电源端接线，后拆除负荷端接线。 七、思考题
LG-11型功率方向继电器的动作区是否等于180度为什么
最新实验三功率方向继电器特性实验
实验三功率方向继电器特性实验
实验三功率方向继电器特性实验 一、实验目的 1．熟悉BG-10B系列功率方向继电器的实际结构、工作原理和基本特性。 2．掌握电气特性试验与整定方法。 二、实验仪器 三、实验原理 BG-10B系列功率方向继电器（包括BG-11B、12B、13B）应用于电力系统方向保护接线中，作为功率方向元件。其中BG-12B用于相间短路保护；BG-13B用于接地保护；BG-11B是具有双方向接点的功率元件，用于平行线路横联差动保护中。由于BG-12B型功率方向继电器应用较为广泛，因此本实验指导书以BG-12B型为例详细介绍其试验方法，今后在实际工程中需对其他型号的功率方向继电器进行试验，可参照进行，方法相同。 功率方向继电器利用比较绝对值的原理构成。它由比较回路、滤波回路和触发回路组成。方块图见图1-1、原理图见图1-6。
1．比较回路：绝对值比较构成原理，见图1-2。 图1-1 方块图 图1-2 绝对值比较回路 由互感器TA1和整流桥VD1～VD4组成的工作回路，由互感器TA2和整流桥VD5～VD8组成的制动回路。互感器TA1和TA2的初级分别接入电流I Y和 I L。由于TA1的电压线圈和TA2电压线圈同极性串联，TA1的电流线圈和TA2电流线圈反极性串联（如图1-2所示），I L为线路电流互感器TA的二次电流，它的值是不变的。TA1和TA2一次侧的电压绕组，通过移相回路，与电压互感器二次相接。因电压绕组的输入阻抗比移相阻抗小得多，所以电流I Y也可以看作近似不变。于是互感器TA1和TA2可按电流互感器分析，当互感器TA1和TA2的一次绕组分别通入电流I Y和I L时，它们产生的磁势在TA1是相加的，在TA2是相减的，于是在互感器TA1输出线圈以电流形式取出矢量和I Y+I L，在互感器TA2输出线圈以电流形式取出矢量和I Y- I L，二者分别经整流器VD1～VD4和VD5～VD8加以整流，然后进行绝对值比较。 从图1-3（a）中可看到φ=90°时，|?Y+ ?L|=|?Y-?L|； 从图1-3（b）中可看到φ>90°时，|?Y+ ?L|<|?Y-?L|；
方向阻抗继电器特性实验报告
实验三方向阻抗继电器特性实验 1．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()?f Z pu =特性，求取最大灵敏角。 （3）测量方向阻抗继电器的静态()r pu I f Z =特性，求取最小精工电流。 2．LZ-21型方向阻抗继电器简介 1）LZ-21型方向阻抗继电器构成原理及整定方法 距离保护能否正确动作，取决于保护能否正确地测量从短路点到保护安装处的阻抗，并使该阻抗与整定阻抗比较，这个任务由阻抗继电器来完成。 阻抗继电器的构成原理可以用图3-1来说明。图中，若K 点三相短路，短路电流为I K ，由PT 回路和CT 回路引至比较电路的电压分别为测量电压U 'm 和整 定电压set U '，那么 m m YB PT K K YB PT m Z I n n Z I n n U 1 1=='(3-1) 式中：n PT 、n YB —电压互感器和电压变换器的变比； Z K —母线至短路点的短路阻抗。 当认为比较回路的阻抗无穷大时，则： I m CT I K CT set Z I n Z I n U 1 1=='（3-2） 式中：Z I —人为给定的模拟阻抗。 比较式（3-1）和式（3-2）可见，若假设 CT YB PT n n n =?，则短路时，由于线路上流过同一电流K I ，因此在比较电路上比较set U '和m U '的大小，就等于比较I Z 和m Z 的大小。如果set m U U '>'，则表明I m Z Z >，保护应不动作；如果set m U U '<'，则表明I m Z Z <，保护应动作。阻抗继电器就是根据这一原理工作的。 电抗变压器DKB 的副方电势2E 与原方电流1 I 成线性关系，即,12I K E I =I K 是一个具有阻抗量纲的量，当改变DKB 原方绕组的匝数或其它参数时，可以改 图3-1 阻抗继电器的构成原理说明图 1—比较电路 2—输出
继电保护试题
一，选择题（20） 1.在中性点非直接接地系统中，某点发生单相接地故障时，母线上电压互感器二次开口三角侧的电压大小为( B ) A.当故障点距母线越近，电压越高 B.当故障点距母线越近，电压越低 C.不管距离远近，电压基本相同 D.与故障前电压相同 2.过量继电器的返回系数( B ) A.>1 B.<1 C.=1 D.>2 3.方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是( B ) A.提高灵敏度 B.消除正方向出口相间短路死区 C.防止反方向出口短路误动作 D.记忆动作时间 4.在双侧电源线路上，过渡电阻的存在，使测量阻抗( C ) A.增大 B.减少 C.可能增大，也可能减少 D.不变 5．大型同步发电机的定子绕组每相都由两个或两个以上的并联支路组成，其原因是( A ) A．定子电流大B．定子电流小 C．转子电流大D．转子电流小 6．变压器的励磁涌流会使纵差保护回路中的不平衡电流( A ) A．变大B．变小 C．不变D．变为零 7．在距离保护的I段、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为了保证保护的( B ) A．选择性B．可靠性 C．灵敏性D．速动性 8．对于圆特性的阻抗继电器，处于临界动作状态的测量阻抗称作继电器的( B ) A．整定阻抗B．动作阻抗 C．短路阻抗D．负荷阻抗 9．低电压继电器的返回系数为( A ) A．大于1 B．小于1 C．等于1 D．等于=0 10．消除功率方向继电器死区的方法为( A ) A．采用记忆回路B．增加放电间隙 C．增加无功补偿D．加入延时 11．零序过电流保护的动作电流应躲过( A ) A．下一条线路始端三相短路时流过保护的最大不平衡电流 B．下一条线路始端相间短路的最大短路电流 C．线路正常运行时的最大负荷电流 D．相邻线路零序I段保护的动作电流
实验三 功率方向继电器特性实验
实验三功率方向继电器特性实验 一、实验目的 1．熟悉BG-10B系列功率方向继电器的实际结构、工作原理和基本特性。 2．掌握电气特性试验与整定方法。 三、实验原理 BG-10B系列功率方向继电器（包括BG-11B、12B、13B）应用于电力系统方向保护接线中，作为功率方向元件。其中BG-12B用于相间短路保护；BG-13B 用于接地保护；BG-11B是具有双方向接点的功率元件，用于平行线路横联差动保护中。由于BG-12B型功率方向继电器应用较为广泛，因此本实验指导书以BG-12B型为例详细介绍其试验方法，今后在实际工程中需对其他型号的功率方向继电器进行试验，可参照进行，方法相同。 功率方向继电器利用比较绝对值的原理构成。它由比较回路、滤波回路和触发回路组成。方块图见图1-1、原理图见图1-6。 1．比较回路：绝对值比较构成原理，见图1-2。
图1-1 方块图 图1-2 绝对值比较回路 由互感器TA1和整流桥VD1～VD4组成的工作回路，由互感器TA2和整流桥VD5～VD8组成的制动回路。互感器TA1和TA2的初级分别接入电流I Y和I L。由于TA1的电压线圈和TA2电压线圈同极性串联，TA1的电流线圈和TA2电流线圈反极性串联（如图1-2所示），I L为线路电流互感器TA的二次电流，它的值是不变的。TA1和TA2一次侧的电压绕组，通过移相回路，与电压互感器二次相接。因电压绕组的输入阻抗比移相阻抗小得多，所以电流I Y也可以看作近似不变。于是互感器TA1和TA2可按电流互感器分析，当互感器TA1和TA2的一次绕组分别通入电流I Y和I L时，它们产生的磁势在TA1是相加的，在TA2是相减的，于是在互感器TA1输出线圈以电流形式取出矢量和I Y+I L，在互感器TA2输出线圈以电流形式取出矢量和I Y- I L，二者分别经整流器VD1～VD4和VD5～VD8加以整流，然后进行绝对值比较。 从图1-3（a）中可看到φ=90°时，|?Y+ ?L|=|?Y-?L|； 从图1-3（b）中可看到φ>90°时，|?Y+ ?L|<|?Y-?L|； 从图1-3（c）中可看到φ<90°时，|?Y+ ?L|>|?Y-?L|。 当φ=90°或φ=-90°时，|?Y+ ?L|=|?Y-?L|，继电器处于边界动作状态。
6零序保护习题
零序保护 一、选择题 1、某变电站电压互感器的开口三角形侧B 相接反，则正常运行时，如一次侧运行电压为110KV ，开口三角形的输出为（C ） A ：0V ； B ：100V ； C ：200V ； D ：220V 2、由三只电流互感器组成的零序电流滤过器，在负荷电流对称的情况下有一组互感器二次侧断线，流过零序电流继电器的电流是（C ）倍负荷电流。 A ：3； B ：2； C ：1； D 。 3、在大接地电流系统中，故障电流中含有零序分量的故障类型是（C ） A ：两相短路 B ：三相短路 C ：两相接地短路 D ：与故障类型无关 4、接地故障时，零序电压与零序电压的相位关系取决于（C ） A ：故障点过渡电阻的大小 B ：系统容量的大小 C ：相关元件的零序阻抗 D ：相关元件的各序阻抗 5、在大接地电流系统中，线路发生接地故障时，保护安装处的零序电压（B ） A ：距故障点越远越高 B ：距故障点越近越高 C ：与距离无关 D ：距故障点越近越低 6、不灵敏零序I 段的主要功能是（C ） A ：在全相运行情况下作为接地短路保护； B ：作为相间短路保护； C ：在非全相运行情况下作为接地短路保护； D ：作为匝间短路保护。 7、在大接地电流系统中，线路始端发生两相金属性接地短路时，零序方向过流保护的方向元件将（B ） A ：因短路相电压为零而拒动； B ：因感受零序电压最大而灵敏动作； C ：因短路零序电压为零而拒动； D ：因感受零序电压最大而拒动。 8．在中性点非直接接地系统中，当发生B 相接地短路时，在电压互感器二次开口三角绕组两端的电压为（C ）。 A.B E B.B E C.B E 3 9.在小电流接地系统中，某处发生单相接地时，母线电压互感器开口三角形的电压为（C ）。 A.故障点距母线越近，电压越高 B.故障点距母线越近，电压越低
零序功率方向继电器正确接线的判定和校验
零序功率方向继电器正确接线的判定和校验 张旭俊 摘要针对零序功率方向继电器的接线判断具有一定的难度、错误接线时有发生，提出了一种分析方法，使问题与读者熟悉的概念建立联系，减少理解记忆难点，增加联想，便于正确掌握零序功率方向继电器的接线的判定和校验。 关键词零序方向继电器判定 本文将零序功率方向继电器在极坐标上的动作区和方向阻抗继电器在R，X阻抗复平面上的动作区建立统一联系，把零序功率方向继电器的电压电流向量图和线路功率送受的四象限图建立统一联系，以便于理解与掌握。 1 单相系统的方向继电器 先看在单相系统两侧电源下的接地短路，保护安装处的电流、电压分别为U，I。假设线路阻抗角为70°左右，所以方向继电器的最大灵敏角应选为70°。方向继电器的端子接线如图1所示，加给方向继电器的电流电压分别为U j，I j，为了叙述方便，一律把U j，I j视作从U ，I 的极性端接入，U j反映的是U 相对U－的电压，I j反映的是I 流向I－的电流。 图1 单相系统的方向继电器的接线 方向继电器暂时也沿用感受阻抗的说法，令Z j＝U j/I j，这个感受阻抗的角度是保护安装处的电压电流之间的角度，由于可能受弧光电阻的影响，一般Z j的角度可能要小于70°。而方向继电器在R，X阻抗复平面上的动作区，是以70 °方向为最大灵敏角的上半平面。从极坐标的角度说，它的动作区是从－20 °开始，沿逆时针方向至160°为止。从方向阻抗继电器的角度说，它相当于以70°方向的无穷长轴作直径，圆的直径的一端在原点，另一端在无穷远处，因而这个圆内动作区，就是前述的从－20°开始，沿逆时针方向，直到160°为止的动作区。加在方向继电器端子上的电流电压向量图，应这样规定：以流过方向继电器的电流向量I j为横坐标方向，这样在R，X阻抗复平面上，U j向量在线路送有功、无功时就落在第一象限，方向继电器的电流电压向量图和线路功率送受的四象限图就建立了统一联系，如图2所示。 图2 在R，X阻抗复平面上方向继电器的动作区 这一节只谈方向继电器，解决了方向继电器和方向阻抗继电器的统一联系，以及方向继电器的电流电压向量图和线路功率送受四象限图建立统一联系。请注意方向继电器的动作区的角度范围和以往表述不同，同时注意，方向继电器在出口金属性短路时，由于电压幅值为零，失去了方向判别能力，即存在着死区。
功率方向继电器实验(LG型功率方向继电器等)
实验七 功率方向继电器实验 一．实验目的 1．学会运用相位测试仪测量电流和电压之间相角的方法。 2．掌握功率方向继电器的动作特性，接线方式及动作特性的试验方法。 3．研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。 二．LG-11型功率方向继电器简介 1．LG-11整流型功率方向继电器的工作原理 LG-11型功率方向继电器是目前广泛应用的整流型功率方向继电器，其比较幅值的两电气量动作方程为： m y m K m y m K U K I K U K I K ????????-≥+ 继电器的接线图如图7-1所示，其中图（a ）为继电器的交流回路图，也就是比较电气量的电压形成回路，加入继电器的电流为m I ?，电压为m U ?。电流m I ?通过电抗变压器DKB 的一次绕组W1，二次绕组W2和W3端钮获得电压分量m K I K ，它超前电流m I ?的相角就是转移阻抗R K 的阻抗角 k ，绕组W4用来调整k 的数值，以得到继电器的最大灵敏角。电压m U ?经电容C1接入中间变压器YB 的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量m K U K ??，m U y K ??超前m U ?的相角为90度。DKB 和YB 标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压m y m K U K I K ????+，加于整流桥BZ1输入端；DKB 和YB 标有W3的二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压m y m K U K I K ????-，加于整流桥BZ2输入端。图（b ）为幅值比较回路， 它按循环电流式接线，执行元件采用极化继电器JJ 。 继电器最大灵敏度的调整是利用改变变压器DKB 第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的。继电器的内角=090- k ，当接入电阻R3时，阻抗角k =060，=030；当接入电阻R4时，k =045， =045。因此，继电器的最大灵敏度α?-=res ，并可以调整为两个数值，一个为-030，另一个为-045。 当在保护安装处于正向出口发生相间短路时，相间电压几乎将降为零值，这时功率方向继电器的输入电压0≈?m U ，动作方程为m K I K ??=m K I K ??，即B A U U ??=。由于整流型功率方向继电器的动作需克服执行继电器的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定功率（尽管这一功率的数值不大）。因此，要使继电器动作，必须满足A U ?>B U ?的条件。所以在0≈?m U 的情况下，功率方向继电器动作不了。因而产生了电压死区。
功率方向继电器实验讲稿
实验2：功率方向继电器实验讲稿 一、 实验目的 1、学会运用相位测试仪测量电流电压之间的相角方法。 2、掌握功率方向继电器的动作特性，接线方式及动作特性的实验方法。 二、 LG-11型功率方向继电器简介 1、 LG-11型功率方向继电器的工作原理 LG-11型功率方向继电器是目前广泛应用的整流型功率方向继电器，其比较幅值的两电气量动作方程： k m y m k m y m k I k U k I k U ?+?≥?-? 继电器的接线如图2-1所示，其中图A 为继电器的交流回路图，也就是比较电气量的电压形成回路，加入继电器的的电流为m I ，电压 为m U ，电流m I 通过电抗变压器DKB 的一次绕组W1，二次绕组W2和W3端获得电压分量m k I K ，它超前电流m I 的相角就是转移阻抗k K 的阻抗角k ?，绕组W4用来调整k ?的数值，以得到继电器的最灵敏 角。电压m U 经过电容C1接入中间变压器YB 的一次绕组W1，由两个二次绕组W2和W3获得电压分量m y U K 。m y U K 超前m U 的相角90度。DKB 和YB 标有W2的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到动作电压? ???+m y m K U K I K ,加于整流BZ1输入端；DKB 和YB 标有 W3的两个二次绕组的联接方式如图所示，得到制动电压
? ???-m y m K U K I K ，加于整流桥BZ2端。图（b ）为幅值比较回路，它按循环电流式接下，执行元件采用极化继电器JJ 。 继电器的最大灵敏角的调整是利用改变变压器DKB 第三个二次绕组W4所接的电阻值来实现的，继电器的角k ?α-=090，当接入电 阻R3时，阻抗角 ;0030,60==α?k 当接入电阻R4时 ;0045,45==α?k 。因此，继电器的最大灵敏角sen φα=-，并可以调整为两个数字，一个为-30°，另一个为-45°。 当在保护安装处于正向出楼发生相间短路时，相间电压几乎降为 0值，这时功率方向继电器的输入电压0≈m U ，由于功率方向继电器的动作需克服执行的机械反作用力矩，也就是说必须消耗一定的功率 （尽管这一功率消耗不大）。因此必须满足条件B A U U >。所以在m U =0的情况下，功率方向继电器动作不了。因而产生了电压死区。为了消除电压死区，功率方向继电器的电压回路需要加设记忆回路，就是需要电容C1与中间变压器YB 的绕组电感构成对50Hz 串联谐 振电路。这样当电压突然降低为m U =0时，该回路中的电流并不立即消失，而是按50HZ 谐振电路的频率，经过几个周波后，逐渐衰减为0。而这个电流与故障前的电压同相，并且在谐振衰减过程中维持相位不变化。因此，相当于记住了短路前的电压的相位，所以称为记忆回路。 由于电压回路有了记忆回路的存在，相当于继电器的电压为m U =0时，在一定的时间YB 的二次绕组端纽有电压分量的存在，就可以继续进行幅值的比较，因而消除了在正方向的出口短路时继电器
LG-11型功率方向继电器特性实验报告
实验二LG-11型功率方向继电器特性实验 1．实验目的 （1）学会运用相位测试仪器测量电流和电压之间相角的方法。 （2）掌握功率方向继电器的动作特性、接线方式及动作特性的试验方法。 （3）研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。 2．实验内容 1）功率方向继电器电压潜动现象检查实验 LG-11功率方向继电器实验原理接线如图2-1所示。图中，380V交流电源经移相器和调压器调整后，由bc相分别输入功率方向继电器的电压线圈，A相电流输入至继电器的电流线圈，注意同名端方向。 图2-1 LG-11功率方向继电器实验原理接线图 图2-2LG-11功率方向继电器实验原理接线图 实验步骤如下： （1）熟悉LG-11功率方向继电器的原理接线及试验原理。
（2）按实验原理线路图2-1接线，将电流回路开路。 （3）调节三相调压器和单相调压器，使其输出电压为0V。 （4）合上三相电源开关，调节三相调压器对电压回路加入110V电压。 （5）测量极化继电器JJ两端之间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。 检查功率继电器是否有潜动现象。电压潜动测量：将电流回路开路，对电压回路加入110V电压；测量极化继电器JJ两端之间电压，若小于0.1V，则说明无电压潜动。 2）用实验法测LG-11整流型功率方向继电器角度特性U pu= f（?），并找出继电器的最大灵敏角和最小动作电压。 实验步骤如下： （1）按图2-2所示原理接线图接线。 （2）检查线路无误后，合上三相电源开关、单相电源开关、直流电源开关和移相器电源开关。 （3）调节单相调压器的输出电压使电流表的读数为1A，并保护此电流值不变。 （4）在操作开关断开状态下，调节三相调压器的输出电压约为20V左右，按下移相器开机按钮，继续调节调压器输出，使电压表读数为20V。 （5）调节移相器，在电压表为给定值的条件下找到使继电器动作（动作信号灯由不亮变亮）的两个临界角度?1，、?2，，将测量数据记录于表2-1中。 （6）保持电流为1A不变，调节三相调压器，依次降低电压值，重复步骤（5）的过程，在给定电压的情况下，使继电器动作的?1，、?2，，并记录在表2-1中。 当所需电压很小时，如2V、1.5V、1.0V时，用下面方法来进行调节。 （7）将两个滑线电阻的滑动触点移到靠近移相器输出bc接线端，调节三相调压器使其输出电压为5V。 （8）合上操作开关K1，调节两个滑线电阻的滑动触点使电压表读数为所需电压。 （9）调节移相器角度，找到?1，、?2，，将数据记录于表2-1。 （10）当电压值达到很小时，继电器不再动作，此电压范围内就是电压死区。此动作电压临界值就是最小动作电压。 表2-1角度特性U pu= f（?）实验数据记录表 （11）实验完成后，使调压器输出为0，断开所有电源开关。
继电保护复习题带答案
电力系统继电保护总复习题 一、单选题 1、系统发生故障时继电保护装置的任务是( A ) A.切除故障元件 B.减负荷 C.动作于信号 D.通知调度 2、继电保护后备保护逐级配合是指（ D ）。 A.时间配合 B.灵敏度配合 C.时间或灵敏度配合 D.时间和灵敏度均配合 3、继电保护反映电力系统元件和电气设备的（ D ），根据运行维护条件和设备的承受能力，自动发出信号、减负荷或延时跳闸。 A．故障 B．完好状态 C．正常运行状态 D．异常运行状态 4、二次系统中，由信号发送机构、接收显示元件及其回路接线构成，实现准确、及时显示一次系统和设备的工作状态的系统称为（ A ）。 A．信号系统 B．操作电源系统 C．测量及监测系统 D．控制系统 5、对继电保护的基本要求是：( C )四性。 A. 快速性、选择性、灵敏性、预防性 B．安全性、选择性、灵敏性、可靠性 C. 可靠性、选择性、灵敏性、快速性 D．原则性、选择性、灵敏性、可靠性 6、电力系统在运行中发生各种类型短路故障，将伴随着很大的短路电流和（ A ）。 A．电压降低 B．电压升高 C．电压逐渐升高 7、无限大容量系统的特征为（ C ）。 A．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压应维持不变，频率不作要求 B．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线频率应维持不变，电压不作要求 C．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率基本维持不变 D．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率不作要求 8、电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接的接地方式称为（ A ）。 A．中性点直接接地 B．中性点经电阻接地
电力系统继电保护试题3及参考答案
电力系统继电保护试题3及参考答案 一、(本题每小题2分，满分20分) 1．是当电力系统中发生故障或出现异常状态时能自动、迅速而有选择地切除故障设备或发出告警信号的一种专门的反事故用自动装置。 答：继电保护装置 2．无论继电器的动作或返回，继电器都动作明确干脆，不可能停留在某一个中间位置，以保证其动作确切可靠，此特性称为。 答：继电特性 3．零序功率方向元件无电压死区，因为故障点零序电压最高，短路点越靠近保护安装处，保护感受到的零序电压。 答：越大 4．按90o接线的功率方向继电器，若I J=-Ic，则U J应为。答：U J =U BA 5．如果方向阻抗继电器的最大灵敏角是?lm，负荷阻抗角是?f，则采用方向阻抗继电器的灵敏系数比采用全阻抗继电器的灵敏系数可提高倍。 答：1/cos(?lm-?f) 6．长距离输电线路上故障，当相差高频保护一端高频信号相位差大于动作角时，该侧保护将拒动，此时可使先动作侧发信机停信，则拒动侧保护随后动作跳闸，称之 为。 答：相继动作。 8．在双侧电源系统中，当两电压电势模值相同且系统阻抗角和线路阻抗角相等时，振荡中心处于。 答：Z∑/2处 9．相差高频保护采用比较线路两端相位来反应不对称短路。答：负序电流 7．速饱和变流器不能减小不平衡电流，只能减小对变压器差动保护的影响。 答：不平衡电流 10.发电机失磁后机端测量阻抗的变化规律是：失磁后、失步前，机端测量阻抗随Q的减少，由I象限进入IV象限；在?= 900的临界失步点，等有功圆与相交；越过临界失步点后，机端测量阻抗进入失步运行区并最终稳定于– jXd 与– jXd’之间。 答：等无功圆 二、(本题满分15分) 如图所示，在110KV 输电线路中，单位线路长度的阻抗为:X1=0.4(Ω/km), 可靠系数Kk’=1.25；系统阻抗为:Zs.max=6Ω, Zs.min=4Ω。 1. 计算：线路AB 的电流速断保护一次动作值与电流速断保护最小保护范围。 2．比较不完全星形接线两继电器方式与三继电器方式过电流保护的差别。 1.5s 110kV 35km 50km 解：1.I段：Idz’ = 4.61 (kA) L min =16.18(km) L min% ＝ 46.2%（合格）t A’=0s 2.并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时两继电器方式切除一条线路的机率:2/3,可提高供电可靠性;Y/?-11变压器后AB故障时, 三继电器方式动作灵敏度提高一倍。 三、(本题满分15分)
零序方向保护
1采用零序方向保护的意义 我国电力系统中性点接地方式有3种：中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点不接地方式。110 kV及以上电网的中性点均采用第1种接线方式，在这种系统中发生单相接地故障时接地短路电流很大，故称其为大接地电流系统。在大接地电流系统中发生单相接地故障的概率很高，可占总短路故障的70%左右，因此要求其接地保护能灵敏、可靠、快速地切除接地短路故障，以免危及电气设备的安全。 大接地电流系统接地短路时，零序电流、零序电压和零序功率的分布与正序分量、负序分量的分布有明显区别： a.当系统任一点单相及两相接地短路时，网络中任何处的三倍零序电流和电压都等于该处三相电流或电压的矢量和，即： 3U0=UA+UB +UC 3I0＝IA＋I B＋IC b.系统零序电流分布只与中性点接地的多少及位置有关，图1为系统接地短路时的零序等效网络。 式中EΣ——电源的合成电动势； Z0T1、Z0T2——变压器T1、T2的零序阻抗； Z01、Z02——短路点两侧线路的零序阻抗。 当发电厂M侧的变压器中性点接地点增多时，Z0T1将减小，从而使I0和I01增大，I02减小。反之，I0和I01减小，I02增大。如果发电厂N侧的中性点不接地，则Z0T2=∞，I01也将增大且等于I0。 两相接地短路时也可得到相应的结论。 c. 故障点的零序电压最高，变压器中性点接地处电压为0，保护安装处的电压U0A=-I0Z0T1，如图2所示。
d. 零序功率S0=I0U0。由于故障点的电压U0最高，对应故障点的S0也最大。越靠近变压器中性点接地处S0越小。在故障线路上，S0是由线路流向母线。 综上所述，中性点直接接地系统发生接地短路时，将产生很大的零序电流分量，利用零序电流分量构成零序电流保护，可作为一种主要的接地短路保护。因为它不反映三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以有较好的灵敏度。如线路两端的变压器中性点都接地，当线路发生接地短路时，在故障点与各变压器中性点之间都有零序电流流过。为保证各零序电流保护有选择性地动作和降低定值，必须加装方向继电器，使其动作带有方向性。 零序功率方向是零序电流保护中的关键环节。在运行实践中，因方向继电器接线错误而造成的保护误动时有发生。因此做好零序功率方向的校验和接线正确性的判定至关重要。 2 零序功率方向继电器的接线 零序功率方向继电器的正确接线，应使其动作特性为：当被保护线路或元件发生正方向接地故障时，零序电压和零序电流的相位关系应可靠进入继电器的灵敏动作区，而反方向接地故障时，继电器可靠不动作。 传统习惯规定电流正方向为母线流向线路，同时取母线电压为电压升。当发生正方向接地故障时，零序电流超前零序电压为(180°-θ)，θ为系统零序电源阻抗角。一般θ角约在85°左右，则零序电流超前零序电压约为95°。 传统的零序功率方向继电器，其动作最灵敏角有电流超前电压110°和电流滞后电压70°两种，即灵敏角为-110°和+70°，一般采用后者。对于灵敏角为-70°的继电器，由于其动作特性与故障情况相反，现场接线方式上考虑将零序电压的极性反向接入，零序电流正极性接入，这样就能够使继电器正确反应故障状态了。 对于微机零序保护装置，其零序电流电压的接入分自产和外接两种情况。微机线路保护装置的零序电压电流均为自产，三相电压电流正极性接入即可。微机变压器保护中不同厂家的产品对零序电压电流的接入有不同要求，其中需要外接零序电压的，必须是正极性接入，这是和传统继电器的区别。 3 用负荷电流及工作电压测量零序功率方向继电器 利用负荷电流及工作电压检验零序功率方向继电器接线正确性之前，必须对电压互感器开口三角引出的L、N线的极性进行核查。 在正常情况下电压互感器开口三角两端电压UNL=0，故ULS=UNS，但L、N无法用试验的方法区分，因此，利用负荷电流及及工作电压检验零序功率方向
实验二：常规功率方向继电器测试
实验：常规功率方向继电器测试 一、实验目的 1、掌握常规功率方向继电器的工作原理及动作特性试验方法。 2、测试LG-11型功率方向继电器的最大灵敏角、动作范围和角度特性。 3、掌握方向性过电流保护基本原理。 二、实验设备及器材 1、TQXDB-IB 多功能继电保护实验培训系统 2、DL-31电流继电器、LG-11功率方向继电器、DS-32时间继电器和DZY-202中间继电器 三、实验原理 LG-11型功率方向继电器是一种反映所接入的电流和电压之间的相位关系的继电器。当电流和电压之间的相位差为锐角时，继电器的动作转矩为正，使继电器动作，控制接点闭合，继电器跳闸；当电流和电压之间的相位差为钝角时，继电器的动作转矩为负，继电器不动作，从而达到判别相位的要求。 ? A I lm A ? 功率方向继电器动作范围示意图 LG-11型功率方向继电器一般用于相间短路保护。这种继电器是根据绝对值比较原理构成的，由电压形成回路、比较回路和执行元件三部分组成.动作条件是工作电压大于制动电压，其动作方程为： ? ???????-≥+r i r u r i r u I K U K I K U K 功率方向继电器灵敏角的调整可通过更换面板上连接片的位置来实现。 四、实验内容及步骤 1、测试LG-11功率方向继电器的最大灵敏角 （1）实验接线。如图所示，，将特性实验信号源的电压输出分别与功率方向继电器的U ，n U 端子连接，特性实验信号源的I1电流输出与功率方向继电器I ，n I 端子连接。继电器的动作接点连接到信号灯的控制回路中。 功率方向 继电器 I In A K U Un 24V+ 24V- 电压输出电压表I1电流输出 电流表 特性实验信号源 相角表 I2 I2n U1 U1n 功率方向继电器特性测试接线图
功率方向保护
变压器功率方向保护校验方法探讨 作者：佚名转贴自：电力设备网点击数：1629 更新时间：2007-4-22 钟聪 深圳供电局，广东深圳518020 1 引言 变压器功率方向保护（包括相间功率方向保护和零序功率方向保护）是变压器的重要后备保护之一。它作为相邻元件及变压器内部故障的后备保护，在防止故障范围的扩大，保障系统安全运行方面起着重要的作用。其方向性的正确与否，和电流互感器的一次、二次接线、电压互感器的二次接线及保护装置的二次接线都有关系，在实际运行当中，很容易由于接线极性的错误而造成保护误动或拒动。本文试图通过对功率方向保护的探讨，总结出一种简单可靠的校验方法。结果表明，通过模拟电力系统的实际故障，结合CT、PT接线极性的分析，能够简单可靠地对功率方向保护方向的正确性进行检验，在设备验收和日常定检工作中，大大简化了工作量。 2 问题的提出 功率方向保护方向的正确性，可以通过检查保护的电压、电流接线极性来检查，但是对于现场的实际装置，二次线繁多，接法复杂，难以理清各线的走向，容易出错。而且，对于应用日益广泛的微机变压器保护，功率方向保护的方向指向一般通过软件控制字整定，方向性的确定是在保护软件模块默认系统的电压电流接线极性的条件下，由保护计算软件来控制确定的。比如，对于WBZ－500微机变压器保护，其配置中带方向的功能，方向的确定必须在以下极性接线方式下：CT极性是当一次电流流入变压器时，装置的感应电流为正极性电流流入装置；PT极性为正极性接入装置。这样，就无法和分立元件保护一样地通过检查继电器电压电流接法的极性来检查功率方向保护的方向性。比较简单可靠的方法是结合保护的整组试验，依据保护的整定和CT、PT的 接线极性，模拟出系统的正、反方向故障，给保护加入模拟的故障电压和电流，校验其动作的角度和灵敏性。 3 相间功率方向的校验 要模拟系统故障，进行整组试验，首先要分析系统一次故障的情况。 我局的220kV变压器相间功率方向保护正方向的整定都是指向母线的。首先考虑正方向故障的情况。如图1所示，母线外线路发生相间故障时，对变压器保护CT，以母线流向变压器为电流的正方向。设线路阻抗角是70°，则可作出一次电压电流的向量图如图2。可见故障电流I K滞后相间电压U K160°。
实验四功率方向电流保护实验
实验四功率方向电流保护实验 【实验名称】 功率方向电流保护实验 【实验目的】 1.熟悉相间短路功率方向电流保护的基本工作原理； 2.进一步了解功率方向继电器的结构及工作原理； 3.掌握功率方向电流保护的基本特性和整定实验方法。 【预习要点】 1.复习功率方向电流保护相关知识。 2.功率方向电流保护在多电源网络中什么情况下称为正方向？什 么情况下称为反方向？为什么它可以只按正方向保证选择性的 条件选择动作电流？ 【实验仪器设备】
13 EPL-17 三相交流电源 1 14 EPL-11 直流电源及母线 1 【实验原理】 1.方向电流保护的基本原理 随着电力系统的发展及用户对供电可靠性要求的提高，出现了两侧电源或单电源环网的输电线路。在这样的电网中，为切除线路上的故障，线路两侧都装有断路器和相应的保护，如装设前面讲过的电流保护，将不能保证动作的选择性性。 图4-1 两侧电源辐射电网 下面以图4-1两侧电源辐射形电网为例分析如下： 在图4-1中，以3号断路器QF3的电流保护为分析对象。在f1点短路时流过3号断路器QF3的电流从母线到线路；在f2点短路时流过3号断路器QF3的电流从线路到母线，f1点短路和f2点短路流过3号断路器的短路电流数值有可能达到保护的动作值。因为电流保护并不能判别电流的方向，所以在f1点和f2点短路，PQ线路的电流保护都有可能动作。但在f2点短路时，根据选择性的要求3号断路器的保护不应该动作，如若动作，这是无选择性的动作（图中其他断路器QF2、QF4、QF5存在同样的问题）。 要解决选择性问题，可在原来电流保护的基础上装设方向元件（功率方向继电器）。首先分析不同点短路时短路功率的方向。规定功率的方向。规定功率的方向由母线流向线路的为正，功率的方向由线路流向母线的为负，并由功率方向继电器加以判断，当功率方向为正时动作，反之不动作。在f1点短路时，流过保护3、4的功率方向是由母线流向线路的，方向为正，保护3、4动作，断开断路器QF3、QF4。在f2点短路时，流过断路器1、2的功率方向也是由母线流向线路的，方向为正，保护1、2动作，，断开断路器QF1、QF2，而f1点短路流过断路器QF3的功率是由线路流向母线，方向为负，保护3不动。这保证了选择性。借助功率方向继电器，就可以很好的解决继电保护用于双侧电源和单侧电源环网输电线路时的选择性问题。
方向继电器的接线的判定和校验
零序功率方向继电器的 接线的判定和校验 本文将零序功率方向继电器在极坐标上的动作区和方向阻抗继 电器在R，X阻抗复平面上的动作区建立统一联系，把零序功率方向继电器的电压电流向量图和线路功率送受的四象限图建立统一联系，以便于理解与掌握。 1 单相系统的方向继电器 先看在单相系统两侧电源下的接地短路，保护安装处的电流、电压分别为U，I。假设线路阻抗角为70 °左右，所以方向继电器的最大灵敏角应选为70 °。方向继电器的端子接线如图1所示，加给方向继电器的电流电压分别为Uj，Ij，为了叙述方便，一律把Uj，Ij视作从U ，I 的极性端接入，Uj反映的是U 相对U-的电压，Ij反映的是I 流向I-的电流。 方向继电器暂时也沿用感受阻抗的说法，令Zj=Uj/Ij，这个感受阻抗的角度是保护安装处的电压电流之间的角度，由于可能受弧
光电阻的影响，一般Zj的角度可能要小于70 °。而方向继电器在R，X阻抗复平面上的动作区，是以70 °方向为最大灵敏角的上半平面。从极坐标的角度说，它的动作区是从-20 °开始，沿逆时针方向至160 °为止。从方向阻抗继电器的角度说，它相当于以70 °方向的无穷长轴作直径，圆的直径的一端在原点，另一端在无穷远处，因而这个圆内动作区，就是前述的从-20 °开始，沿逆时针方向，直到160 °为止的动作区。加在方向继电器端子上的电流电压向量图，应这样规定：以流过方向继电器的电流向量Ij为横坐标方向，这样在R，X阻抗复平面上，Uj向量在线路送有功、无功时就落在第一象限，方向继电器的电流电压向量图和线路功率送受的四象限图就建立了 统一联系，如图2所示。 2 三相系统的零序功率方向继电器 若三相分别采用方向继电器，原则上也能保证三种单相接地短路时继电器的方向性，它们加到三只方向继电器上的电压电流分别是：UA，IA，UB，IB，UC，IC。如果在左边电源侧也装三只方向继电器，它们端子上的电压电流分别是：EA，IA，EB，IB，EC，IC。如果在线路正方向发生KA接地短路，则如下两个方向继电器的感受阻抗分别为： Zj1=UA/IA=Zk(1)
《电力系统继电保护》模拟试题1-4及答案
《电力系统继电保护》模拟试题（一） 一、填空题 1、方向电流保护主要用于和线路上。 2、相间短路保护功率方向继电器采用90°接线，其目的是防止_____ _____造成保护拒动。 3、整流型功率方向继电器引入记忆回路的目的是___________________ ____________。 4、应式功率方向继电器的最大灵敏角φs=-α，α为继电器的_________。 5、为防止非故障相电流影响造成相间短路保护功率方向继电器误动，保护直流回路应采用__________接线。 6、相间方向电流保护，如果要改变它的保护方向，可将_____________________接入。 7、方向过电流保护动作的正方向是短路功率从流向。 8、对带方向性的继电器，应检查当通入可时的性能，对零序方向元件，还应同时通入可能的以检验其性能。 9、检验功率方向继电器电流及电压的潜动，不允许出现的潜动，但允许存在不大的方向的潜动。 二、选择题 1、过电流方向保护是在过电流保护的基础上，加装一个（）而组成的装置。 (A)负荷电压元件（B）复合电流继电器（C）方向元件（D）复合电压元件 2、功率方向继电器的电流和电压为Ia、Ubc，Ib、Uca，Ic、Uab时，称为（）。 (A)90度接线（B）60度接线（C）30度接线（D）0度接线 3、所谓功率方向继电器的潜动，是指（）的现象。 (A)只给继电器加入电流或电压时，继电器不动作（B）只给继电器加入电流或电压时，继电器动作 (C）加入继电器的电流与电压反相时，继电器动作（D）与电流、电压无关 4、功率方向继电器的转矩M=KVkIkcos(φk+α)，所以继电器的动作方向带有方向性，它的动作范围（）。 (A)-（900+α）>φk>（900-α）（B）φk=（900-α） (C）-（900+α）<φk<（900-α）（D）φk=（900+α） 5、在电网中装设带有方向元件的过流保护是为了保证动作的（）。 (A)选择性（B）可靠性（C）灵敏性（D）快速性 6、按900接线的相间功率方向继电器，当线路发生正向故障时，若φk为300，为使继电器动作最灵敏，其内角α值应是（）。 (A）300 （B）-300 （C）700 （D）600 7、相间方向过流保护的按相起动接线方式是将（）。 (A）各相的电流元件触点并联后，再串入各功率方向继电器触点 (B）同名相的电流和功率方向继电器的触点串联后再并联 (C）非同名相电流元件和方向元件触点串联后再并联 (D）各相功率方向继电器的触点和各相的电流元件触点分别并联后再串联 三、问答题 1、对功率方向继电器的基本要求是什么？ 2、功率方向继电器能单独作为相间短路保护吗？为什么？为什么采用90°接线? 3、相间方向电流保护中，功率方向继电器一般使用的内角为多少度？采用900接线方式有什么优点？ 4、方向过流保护为什么必须采用按相起动方式？ 5、功率方向继电器的潜动有什么危害?感应型功率方向继电器的潜动如何消除? 《电力系统继电保护》模拟试题（一）答案一、填空题 1、双电源辐射形电网单电源环网 2、保护安装出口处两相短路 3、消除保护安装出口处三相短路速动保 护的拒动 4、内角 5、按相起动 6、输入电流或电压的其中之一反极性 7、母线线路 8、最大反方向短 路电流最大零序电压 9、非动作 二、选择题 1、C 2、A 3、B 4、C 5、A 6、B 7、B 三、问答题 1、答:(1)能正确判断故障方向；(2)动作灵敏；(3)动作迅速。 2、答:(1)不能单独作为保护，因为在正常输送正向功率时，方向元件会起动；(2)采用90°接线，为了消除保 护出口两相短路动作死区。 3、答：相间功率方向继电器一般使用的内角为450。采用900接线具有以下优点：（1）在被保护线路发生各种 相间短路故障时，继电器均能正确动作。（2）在短路阻抗角φk可能变化的范围内，继电器都能工作在最大灵 敏角附近，灵敏度比较高。（3）在保护安装处附近发生两相短路时，由于引入了非故障相电压，没有电压死区。 4、答：方向过流保护采取“按相起动”的接线方式，是为了躲开反方向发生两相短路时造成装置误动。例如当 反方向发生BC相短路时，在线路A相方向继电器因负荷电流为正方向将动作，此时如果不按相起动，当C相电 流元件动作时，将引起装置误动；采用了按相起动接线，尽管A相方向继电器动作，但A相的电流元件不动， 而C相电流元件动作但C相方向继电器不动作，所以装置不会误动作。 5、答：功率方向继电器可能有反向和正向潜动，反向潜动会增大动作功率，正向潜动则可能使保护误动作，消 除感应型功率方向继电器潜动方法如下：(1)转动铁芯柱的位置。(2)移动电压线圈的相对位置。(3)将电压线圈 与补偿线圈正极性或反极性串联。(4)稍微移动不带线圈的磁极位置。 《电力系统继电保护》模拟试题（二） 一、填空题 1、中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的______，使接地故障电流减少。 2、中性点装设消弧线圈对电容电流的补偿有三种不同的方式，即_________、_________和_________。 3、中性点直接接地系统，当发生单相金属性接地时，故障点故障相电压____、零序电压______，____零序电压 为零。 4、中性点接地系统，零序电流流通范围取决于______________________。 5、从继电保护的要求出发，在选取接地的变压器中性点数目和位置时，应保证零序分量电流的分布尽可能不随 ______ ________而变化。 6、零序功率方向继电器灵敏角为70°时，为使保护能正确动作，应将接入继电器的零序___________接入。 7、当系统的正、负序阻抗相等时，若接地短路的正序总阻抗大于零序总阻抗，则单相接地短路的零序电流____ ____两相接地短路的零序电流。 8、当系统的正、负序阻抗相等时，若正序阻抗大于零序阻抗，则整定计算求动作值时，应取________接地短路， 而灵敏度校验时，应取_________接地短路。 9、中性点不接地系统，构成接地保护常见方式有：______________、__________和_____________。 10、我国电力系统中性点接地方式有三种，分别是____________、_______________和_________________。 二、选择题 1、在大接地电流系统中，故障电流中含有零序分量的故障类型是（）。 (A)两相短路（B）三相短路（C）两相接地短路（D）与故障类型无关 2、中性点经装设消弧线圈后，若接地故障的电感电流大于电容电流，此时补偿方式为（）。