四川大学微机保护实验报告3篇
实验一电流继电器特性实验
一、实验目的
1、了解继电器的結构及工作原理。 2、掌握继电器的调试方法。
二、构造原理及用途
继电器由电磁铁、线圈、Z型舌片、弹簧、动触点、静触点、整定把手、刻度盘、轴承、限制螺杆等组成。
继电器动作的原理：当继电器线圈中的电流增加到一定值时，该电流产生的电磁力矩能够克服弹簧反作用力矩和摩擦力矩，使Z型舌片沿顺时针方向转动，动静接点接通，继电器动作。当线圈的电流中断或减小到一定值时，弹簧的反作用力矩使继电器返回。
利用连接片可将继电器的线圈串联或并联，再加上改变调整把手的位置可使其动作值的调整范围变更四倍。
继电器的内部接线图如下：图一为动合触点，图二为动断触点，图三为一动合一动断触点。
电流继电器用于发电机、变压器、线路及电动机等的过负荷和短路保护装置。
三、实验内容
1. 外部检查
2. 内部及机械部分的检查
3. 绝缘检查 4. 刻度值检查 5. 接点工作可靠性检查
四、实验步骤
1、外部检查
检查外壳与底座间的接合应牢固、紧密；外罩应完好，继电器端子接线应牢固可靠。
1. 内部和机械部分的检查
a. 检查转轴纵向和横向的活动范围，该范围不得大于0.15~0.2mm，检查舌片与极间的间隙，舌片动作时不应与磁极相碰，且上下间隙应尽量相同，舌片上下端部弯曲的程度亦相同，舌片的起始和终止位置应合适，舌片活动范围约为7度左右。
b. 检查刻度盘把手固定可靠性，当把手放在某一刻度值时，应不能自由活动。
c. 检查继电器的螺旋弹簧：弹簧的平面应与转轴严格垂直，弹簧由起始位置转至刻度最大位置时，其层间不应彼此接触且应保持相同的间隙。
d. 检查接点：动接点桥与静接点桥接触时所交的角度应为55~65度，且应在距静接点首端约1/3处开始接触，并在其中心线上以不大的摩擦阻力滑行，其终点距接点末端应小于1/3。接点间的距离不得小于2mm,两静接点片的倾斜应一致，并与动接点同时接触，动接点容许在其本身的转轴上旋转10~15度，并沿轴向移动0.2~0.3mm，继电器的静接点片装有一限制振动的防振片，防振片与静接点片刚能接触或两者之间有一不大于0.1~0.2mm的间隙。
2、电气特性的检验及调整
（1）实验接线图如下：
（2）动作电流和返回电流的检查
a. 将继电器线圈串联，并将整定把手放在某一整定值上，调压器的手柄放在输出电压的最小位置（或将串入电路的滑线可变电阻放在电阻最大位置）。 b. 合上电源开关，调节调压器的输出电压（调节可变电阻），慢慢地增加继电器电流，直至继电器动作，停止调节，记下此时的.电流数值，即为继电器的动作电流Idj,再重复二次，将其值填入表1-1，求其平均值。
c. 继电器动作后，均匀地减小调压器的输出电压（增加可变电阻阻值使流入继电器电流减小）直至继电器的常开接点刚刚打开，记下这时的电流，即为返回电流Ihj，重复二次将其值填入表1-1，求其平均值。根据动作电流和返回电流算出返回系数Kf：Kf=Ihj/Idj 动作值于返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值误差不超过±3%，否则应检查轴承和轴尖。
过电流继电器的返回系数应不小于0.85，当大于0.9时，应注意接点压力。 a. 将整定把手放在其它刻度时，重复上述试验。
b. 将继电器线圈改为并联接法，按上述步骤重新进行检验。
在运行中如需改变定值，除检验整定点外，还应进行刻度检验或检验所需改变的定值。用保护安装处最大故障电流进行冲击试验后，复试定值与整定值的误差不应超过±3%，否则，应检查可动部分的固定和调整是否有问题，或线圈内部有无层间短路等。 （3）返回系数的调整
返回系数不满足要求时应予调整，影响返回系数的因素较多，如轴尖的光洁度、 轴承清洁情况、静触点位置等，但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。
a. 改变舌片的起始角与终止角，填整继电器左上方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响，故用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小；反之，返回系数愈大。
调整继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响，故用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止位置与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回系
数愈小。
a. 变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数也越大；反之，返回系数越小。 b. 适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。 （4）动作值的调整
a. 继电器的调整把手在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值。为此，可调整左上方的舌片起始位置限制螺杆，当动作值偏小时，使舌片的起始位置远离磁极；反之，则靠近磁极。
b. 继电器的调整把手在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。 c. 适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。
五、实验数据记录与处理
表1-1 电流继电器实验数据记录表
六、实验数据分析
实验数据如上表所示，该电流继电器的返回系数满足要求，均大于0.85。在切除故障的时候电流继电器有较大的返回系数是有利的，可以快的返回，也有利降低保护定值，使之更灵敏。电流继电器的返回系数会受其线圈的接线方式的影响，串联时返回系数较高。
七、心得体会
通过本次实验对电磁式的电流继电器的結构及工作原理有了进一步的了解，对其调试方法有了进一步的掌握，对其特性有了直观的认识。虽然现在电磁式的
电流继电器已经被微机保护的器件所取代，但我们了解和掌握流继电器的結构及工作原理仍然是很有必要的，因为这是最根本的原理，对应的微机保护器件也是基于这个原理实现的。在这里还特别鸣谢实验指导老师，在上实验课的时候还给我们讲了很多关于继电保护的工程实际的知识，真的是受益匪浅！
实验名称：微机零序方向电流保护特性实验专业： 电气信息学院电气工程及其自动化姓名：班级： 学号：提交日期： 2011年5月
电气信息学院
微机零序方向电流保护特性实验
【实验目的】
1、掌握微机零序方向电流保护一、二、三、四段定值的检验方法。
2、掌握微机保护综合测试仪的使用方法。
3、熟悉微机型零序方向电流保护的构成方法。
【实验内容】
1）、实验接线图如下图所示：
2）、将接线图中的IA、IB、IC、IN分别接到保护屏端子排对应的15（I-7）、14（I-6）、13（I-5）、20（I-12）号端子；UA、UB、UC、UN分别接到保护屏端子排对应的1（I-15）、2（I-16）、3（I-17）、6（I-18）号端子；K1、K2分别接到保护屏端子排对应的60（I-60）、71（I-71）号端子；n1、n2分别接到保护屏端子排对应的76（220VL）和77（220VN）号端子。
3）、微机零序方向电流保护一、二、三、四段定值的测试，方法如下：
第一步：连接好测试线（包括电压线、电流线及开关量信号线的连接，包括电压串联和电流并联），打开测试仪，进入零序保护定检；（参见M2000使用手册） 第二步：设置“定值/测试点”，将保护定值（电流值）输入界面上对应框内 ，选择测试点（测试点即输出电流为设置定值的倍数）；
第三步：设置参数。选择接地类型及试验方式；设置故障前时间、最长故障时间、故障后时间；故障灵敏角、故障电压、合闸角；选择故障后是否失压；如果电流输出值较大，可以选择电流串联；确定开关量输入通道及动作方式；
第四步：开始测试。点击测试按钮或者点键盘的F5键。测试自动完成； 第五步：保存测试结果。
【实验结果】
【数据分析】
从实验结果来看，保护1段整定值为动作系数1.05，返回系数0.95，反向动作系数1.25，A-E相故障时有效动作，没有出现拒动和误动；保护2段整定值为动作系数1.05，返回系数0.95，故障时有效动作，没有出现拒动和误动；保护3段整定值为动作系数1.05，返回系数0.95，故障时有效动作，没有出现拒动和误动；保护2段整定值为动作系数1.1，返回系数0.95，故障时有效动作，没有出现拒动和误动，由于自定义了动作系数为1.1，故测量动作百分数为110%。
电流方向继电器特性实验
一、实验目的
1、了解继电器的結构及工作原理。 2、掌握继电器的调试方法。
二、构造原理及用途
继电器由电磁铁、线圈、Z型舌片、弹簧、动触点、静触点、整定把手、刻度盘、轴承、限制螺杆等组成。
继电器动作的原理：当继电器线圈中的电流增加到一定值时，该电流产生的电磁力矩能够克服弹簧反作用力矩和摩擦力矩，使Z型舌片沿顺时针方向转动，动静接点接通，继电器动作。当线圈的电流中断或减小到一定值时，弹簧的反作用力矩使继电器返回。 利用连接片可将继电器的线圈串联或并联，再加上改变调整把手的位置可使其动作值的调整范围变更四倍。
继电器的内部接线图如下：图一为动合触点，图二为动断触点，图三为一动合一动断触点。
电流继电器用于发电机、变压器、线路及电动机等的过负荷和短路保护装置。
三、实验内容
1. 外部检查
2. 内部及机械部分的检查 3. 绝缘检查 4. 刻度值检查
5. 接点工作可靠性检查
四、实验仪器
1、微机保护综合测试仪
2、功率方向继电器
3、DL-31 型电流继电器
4、电脑、导线若干。
五、实验步骤
1、外部检查
检查
外壳与底座间的接合应牢固、紧密；外罩应完好，继电器端子接线应牢固可靠。 1. 内部和机械部分的检查
a. 检查转轴纵向和横向的活动范围，该范围不得大于0.15~0.2mm，检查舌片与极间的间隙，舌片动作时不应与磁极相碰，且上下间隙应尽量相同，舌片上下端部弯曲的程度亦相同，舌片的起始和终止位置应合适，舌片活动范围约为7度左右。
b. 检查刻度盘把手固定可靠性，当把手放在某一刻度值时，应不能自由活动。
c. 检查继电器的螺旋弹簧：弹簧的平面应与转轴严格垂直，弹簧由起始位置转至刻度最大位置时，其层间不应彼此接触且应保持相同的间隙。
d. 检查接点：动接点桥与静接点桥接触时所交的角度应为55~65度，且应在距静接点首端约1/3处开始接触，并在其中心线上以不大的摩擦阻力滑行，其终点距接点末端应小于1/3。接点间的距离不得小于2mm,两静接点片的倾斜应一致，并与动接点同时接触，动接点容许在其本身的转轴上旋转10~15度，并沿轴向移动0.2~0.3mm，继电器的静接点片装有一限制振动的防振片，防振片与静接点片刚能接触或两者之间有一不大于0.1~0.2mm的间隙。 2、电气特性的检验及调整
（1）实验接线图如下：
（2）动作电流和返回电流的检查
a. 将继电器线圈串联，并将整定把手放在某一整定值上，调压器的手柄放在输出电压的最小位置（或将串入电路的滑线可变电阻放在电阻最大位置）。 b. 合上电源开关，调节调压器的输出电压（调节可变电阻），慢慢地增加继电器电流，直至继电器动作，停止调节，记下此时的电流数值，即为继电器的动作电流Idj,再重复二次，将其值填入表1-1，求其平均值。
c. 继电器动作后，均匀地减小调压器的输出电压（增加可变电阻阻值使流入继电器电流减小）直至继电器的常开接点刚刚打开，记下这时的电流，即为返回电流Ihj，重复二次将其值填入表1-1，求其平均值。根据动作电流和返回电流算出返回系数Kf：Kf=Ihj/Idj 动作值于返回值的测量应重复三次，每次测量值与整定值误差不超过±3%，否则应检查轴承和轴尖。
过电流继电器的返回系数应不小于0.85，当大于0.9时，应注意接点压力。 a. 将整定把手放在其它刻度时，重复上述试验。
b. 将继电器线圈改为并联接法，按上述步骤重新进行检验。
在运行中如需改变定值，除检验整定点外，还应进行刻度检验或检验所需改变的定值。用保护安装处最大故障电流进行冲击试验后，复试定值与整定值的误差不应超过±3%，否则，应检查可动部分的固定和调整是否有问题，或线圈内部有无层间短路等。 （3）返回系数的调整
返回系数不满足要求时应予调整，影响返回系数的因素较多，如轴尖的光洁度、 轴承清洁情况、静触点位置等，但影响较显著的是舌片端部与磁极间的间隙和舌片的位置。 a. 改变舌片的起始角与终止角，填整继电器左上方的舌片起始位置限制螺杆，以改变舌片起始位置角，此时只能改变动作电流，而对返回电流几乎没有影响，故用改变舌片的起始角来调整动作电流和返回系数。舌片起始位置离开磁极的距离愈大，返回系数愈小；反之，返回系数愈大。
调整继电器右上方的舌片终止位置限制螺杆，以改变舌片终止位置角，此时只能改变返回电流而对动作电流则无影响，故用改变舌片的终止角来调整返回电流和返回系数。舌片终止位置与磁极的间隙愈大，返回系数愈大；反之，返回系数愈小。
a. 变更舌片两端的弯曲程度以改变舌片与磁极间的距离，也能达到调整返回系数的目的。该距离越大返回系数也越大；反之，返回系数越小。
b. 适当调整触点压力也能改变返回系数，但应注意触点压力不宜过小。 （4）动作值的调整
a. 继电器的调整把手在最大刻度值附近时，主要调整舌片的起始位置，以改变动作值。为此，可调整左上方的舌片起始位置限制螺杆，当动作值偏小时，使舌片的起始位置远离磁极；反之，则靠近磁极。
b. 继电器的调整把手在最小刻度值附近时，主要调整弹簧，以改变动作值。
c. 适当调整触点压力也能改变动作值，但应注意触点压力不宜过小。
六、实验数据记录及分析
实验接线图：继电器有2个线圈，2和6对应1个线圈，4和8对应一个线圈。一个继电器刻度盘上对应的是2.5-5A，而我们做实验的时候是先串联后并联，串联的时候，动作电流可设定为2.5-5A，并联的时候动作电流设定为5-10A，接线图如下（图1，串联；图2，并联）：
图1图2
表1-1 电流继电器实验数据记录表
实验数据整理：
动作电流平均值Iav =（I1+I2+I3）/3 返回系数。返回系数的大小主要是继电器断开的时间长断，返回系数是指返回电流与动作电流的比值。
对于第一行数据则有： K=3.63/4.13=0.88 第二行数据则有： K=4.5/5.03=0.89 第三行数据则有： K=2.0/2.8=0.72 第四行数据则有： K=7.5/8.4=0.89
由于过电流继电器的返回系数应不小于0.85，而实验测试数据显示在电流为2.5刻度是返回系数偏小，这可能由于设备比较陈旧，小电流时灵敏系数过小，故该过电流继电器不可用。
刻度盘中点，冲击前后动作值和返回值及相差的百分数 串联时，冲击前后动作值和返回值相差的百分数为： I%=（4.13-3.63）/4.13×100%=12.11%
并联时，冲击前后动作值和返回值相差的百分数为： I%=（8.4-7.5）/8.4×100%=10.71%