第二章 数字式继电器特性实验

本章包含的实验项目的功能是由多功能微机保护实验装置实现的，实现不同的功能只需向装置硬件中下载相应的保护程序（实验原理构成如下图）。某一个单独的实验项目表示用多功能微机保护实验装置实现某一种具体功能，例如“数字式功率方向继电器特性实验”指的就是用多功能微机保护实验装置实现功率方向继电器的功能。

为方便实验接线，在实验台内部已将多功能微机保护实验装置背部的各端子分别引到实验台面上相应接线端。

数字式继电器实验方式构成原理图

实验六、数字式电流、过电压和低电压继电器特性实验

一、实验目的：

1、了解数字式电流、过电压和低电压继电器的常用算法。

2、测试数字式电流继电器、过电压和低电压继电器的动作和返回值，并与模拟式电流继电器和电压继电器的动作和返回情况进行比较。

二、实验原理简介：

1. 数字式电流继电器原理简介：

数字式电流继电器反应于电流增大而动作，其动作方程为：

I > IZD

其中，I表示加入继电器的电流，IZD表示电流继电器的整定电流值。 2. 数字式过电压继电器原理简介：

数字式过电压继电器反应于相电压升高而动作，其动作方程为：

U > UZD

其中，U表示加入继电器的相电压，UZD表示过电压继电器的整定电压值。 3. 数字式低电压继电器原理简介：

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低电压继电器反应于相间电压降低而动作，其动作方程为：

U < UZD

其中，U表示加入继电器的相间电压，UZD表示低电压继电器的整定电压值。 注意：

1) 由于数字式继电器的计算和动作判断均由微机程序自行判断，无外部机械元件，因此其返回系数均在1左右，在动作值附近，继电器反复动作、返回属正常现象。

2) 另外，本实验中的数字式电流、电压继电器均为单相继电器，数字式电流继电器只反应Ia

的升高而动作；数字式过电压继电器只反应Ua的升高而动作；数字式低电压继电器只反应Uab的降低而动作。

三、实验接线：

1. 集控台内部已连接线说明：

为方便外部接线，本实验台内部已将微机保护实验装置的所有电流和电压输入端子引到实验台面上，将装置的跳闸出口接点连接到实验台面上“跳闸出口”接线端上，同时并接在测试仪第3组开入接点上。

2. 实验接线：

将测试仪产生的各相电压和电流信号分别与实验台面上的微机保护实验装置各接线端一一对应按相连接。

四、实验功能配置：

在进行数字式继电器特性实验前，首先需要对多功能微机保护实验装置的功能进行配置，即： 下载相应的程序功能模块到实验装置中。例如要进行数字式电流继电器实验，则需要向装置中下载“电流继电器特性实验保护程序”和“电流继电器特性实验监控程序”。

下载程序步骤如下：

1) 关闭装置电源，按住装置面板上的“ESC”键，给装置上电3秒后再松开“ESC”键，此时装置液晶显示屏上显示“程序正在下载中……”的信息。

2) 在PC机上运行数字式继电器及微机保护软件，进入“在线下载继电保护程序”模块，见图3-6-1。

图3-6-1 继电保护程序下载界面

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点击“通讯口设置”对应的下拉框，选择与PC机相连的串行口，串行口正确打开后，才能进行程序下载。点击界面中的“下载新保护程序”按钮，选择下载程序的存放路径（路径为：“c:\\Program Files\\Tongqing\\下载程序代码\\数字继电器特性实验\\微机继电器特性实验下载程序\\”），选择“电流继电器保护侧程序.dat”文件后进行下载，下载需要1分钟左右时间，下载时请勿在PC机上做其他操作。下载成功后，屏幕上将弹出“文件下载成功”的提示信息。点击“下载新监控程序”按钮，选择“电流继电器监控侧程序.dat”文件进行下载。

3) 下载成功后将装置重新上电，如果下载正确装置液晶屏上将显示电流继电器特性实验界面。 注：将实验装置配置成其他数字式继电器只需要按同样方法下载相应的程序功能模块即可。

五、整定值设定方法：

多功能微机保护实验装置保护整定值的设定方法有两种，任意选择一种均可。

1) 通过实验装置面板上的小按键输入定值。具体操作详见《TQDB-II型多功能微机保护实验装置用户手册》，注意输入完毕后按提示保存。

2) 运行数字式继电器及微机保护软件，进入“继电保护特性实验”模块。微机电流继电器定值下载界面见图3-6-2。注意选择当前的有效继电器，例如做数字式电流继电器实验，则在下载电流继电器定值前，一定要同时选定“电流继电器”和“速动”2个选项，在文本框中输入定值后，点击“下载定值”按钮即可。数字式继电器及微机保护软件的使用方法详见《TQDB-II型多功能微机保护实验装置用户手册》。

图3-6-2 微机电流继电器定值下载界面

六、实验内容：

本实验需使用TQWX-II微机型继电保护试验测试仪和TQDB-II多功能微机保护实验装置，请

仔细阅读《TQWX-II微机型继电保护试验测试仪用户手册》 （或继电保护信号测试系统软件帮助文件）和《TQDB-II型多功能微机保护实验装置用户手册》中的有关内容。

（一）测试数字式电流继电器的动作值和返回值

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方法：

由测试仪发出电流信号测试数字式电流继电器的动作值和返回值。 步骤：

1. 按“三、实验接线”中的方法接好连线。

2. 在PC机上运行数字式继电器及微机保护软件，进入“继电保护特性实验”模块。点击“电流继电器实验”页面。

注：有关数字电流继电器的实现原理和算法在本页面中“继电器说明”详细介绍。 3. 对数字式电流继电器进行整定。（方法详见“五、整定值设定方法”）

4. 打开测试仪电源，在PC机上运行继电保护信号测试系统软件，进入“电压电流频率继电器动作特性测试”模块。

5. 按“DL-31型电流继电器特性实验”同样的方法（手控或程控方式均可）测试数字式电流继电器的动作值和返回值。并将测试仪实验界面上显示的测试数据填入表3-6-1。并与模拟式电流继电器的动作情况进行比较。

注意：

1) 控制变量应选择“Ia幅值”。

2) 如果不另外接线，开入量动作接点选择应选择“接点3”。

表3-6-1 数字式电流继电器动作值、返回值和返回系数实验数据

1 2 3 4 平均值(A) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(A)

动作值(A) 返回值(A) 返回系数 （二）测试数字式过电压继电器的动作值和返回值 方法：

由测试仪发出电压信号测试数字式过电压继电器的动作值和返回值。 步骤：

1. 向多功能微机保护实验装置中下载过电压继电器特性实验程序。

2. 在“继电保护特性实验”模块“其他继电器实验”界面上查看“继电器说明”中数字过电

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