压继电器的实现原理和算法。
3. 对数字式过电压继电器进行整定。
4. 按“DY-36型电压继电器特性实验”同样的方法（手控或程控方式均可）测试数字式过电压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3-6-2。并与模拟式电压继电器的动作情况进行比较。
注意：
1) 控制变量应选择“Ua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3-6-2 数字式过电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据
1 2 3 平均值(V) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(V) 动作值(V) 返回值(V) 返回系数 （三）测试数字式低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低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低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”中数字低电压继电器的实现原理和算法。
3. 对数字式低电压继电器进行整定。
4. 按“DY-36型电压继电器特性实验”同样的方法（手控或程控方式均可）测试数字式低电压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3-6-3。
注意：
1) 因数字式低电压继电器只反应Uab的降低而动作，因此应将B相电压设置为0V，控制变量选择“Ua幅值”。与数字式过电压继电器不同，控制变量的变化初值应大于整定值，终值应小于整定值。
2) 如果不另外接线，开入量动作接点选择应选择“接点3”。
表3-6-3 数字式低电压继电器动作值、返回值和返回系数实验数据
27
1 2 3 平均值(V) 误差(%) 变差(%) 返回系数 整定值(V) 动作值(V) 返回值(V) 返回系数 六、思考题：
1、采用傅氏算法实现电流继电器时，所需的动作时间为多长？ 2、电流和电压有效值的常用算法有哪些？各有什么优缺点？ 3、比较数字式和模拟式电流、电压继电器的特性。
实验七、数字式反时限电流继电器特性实验
一、实验目的：
1、了解数字式反时限电流继电器的原理和算法。 2、测试反时限电流继电器的三种特性曲线。
二、实验原理简介：
反时限电流继电器的动作时限与加入继电器的电流大小相关，当电流大时，继电器的动作时限短，电流小时动作时限长。
常见的反时限特性曲线方程有三种：
1) 标准反时限特性方程：t = 0.14TP∕[( I∕IP)0.02－1]
2) 非常反时限特性方程：t = 13.5TP∕(I∕IP－1) 3) 极端反时限特性方程：t = 80TP∕[( I∕IP) 2－1]
式中t为继电器的动作时间，TP继电器延时整定时间，I为加入继电器的实际电流值，IP为继电器的整定电流值。
用离散形式表示的反时限电流继电器的动作方程分别为： 1) ∑[( I(n)∕IP) 0.02－1] ≥ 0.14 TP∕△t 2) ∑[( I(n)∕IP)－1] ≥ 13.5 TP∕△t
3) ∑[( I(n)∕IP) 2－1] ≥ 80 TP∕△t，作∑求和运算时k=1～M。
式中I(n)为第n个计算点的电流有效值，n＝0，1，?，M，△t为相邻计算点的时间间隔，M为求和
28
的累积次数，TP为继电器的延时整定时间，IP为继电器的整定电流值。
注意：本实验中的数字式继电器为单相继电器，仅反应Ia的变化而动作。
二、实验接线：
与数字式电流继电器特性实验完全相同。
三、实验内容：
（一）测试反时限电流继电器的标准反时限特性曲线 实验方法：
控制测试仪动态地改变加入到实验装置Ia通道中的电流信号，测试不同的反时限电流特性下的动作曲线。
步骤：
1. 向多功能微机保护实验装置中下载反时限电流继电器特性实验程序。 2. 按要求接好连线。
3. 在“继电保护特性实验”模块“电流继电器实验”界面上查看“继电器说明”中数字反时限电流继电器的实现原理和算法。
4. 对数字式反时限电流继电器进行整定，选择标准反时限特性曲线。
注意：动作曲线1、曲线2、曲线3分别代表标准反时限特性曲线、非常反时限特性曲线和极端反时限特性曲线。
5. 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“反时限电流继电器电流时间特性测试”模块，见图3-7-1。
图3-7-1 i/t特性测试界面
6. 设置“控制参数”。
1) 根据反时限电流继电器的特性，加入的电流越小，其动作时间越长。因此“电流设置”中的“每步保持时间”应略大于或等于电流变化范围的起始值对应的理论动作时间。避免出现加入的电
29
流比较小时，电流保持时间未达到其动作时间。
注：“每步保持时间”选择示例：设动作电流整定值Ip＝1A，动作时间整定值tp＝0.1S，则设置的电流动作范围起始值应大于1A，否则继电器不会动作。假设电流动作范围起始值设为1.5A，则如果是测试标准反时限特性曲线，则其对应的理论动作时间为：t(I=1.5) = 0.14TP[(I/IP)0.02－1]＝0.14×0.1/[(1.5/1) 0.02－1]＝1.719（S），则“每步保持时间”可设为2S。
2) 如果不另外接线，开入量动作接点选择应选择“接点3”。
7. 点击“开始试验”按钮使测试仪按所做设置发出电流，测试不同电流下继电器的动作时间。并将测试结果显示在界面上，记录相关动作数据。
8. 测试完成后，可按“曲线观察”按钮显示特性曲线，直观了解被测试装置的制动特性。
（二）测试反时限电流继电器的非常反时限特性曲线
重新整定反时限电流继电器，动作定值和动作时限保持不变，仅将动作特性改为非常反时限特性曲线。重复步骤6-8，记录非常反时限特性曲线下继电器的动作数据。
（三）测试反时限电流继电器的极端反时限特性曲线
重新整定反时限电流继电器，动作定值和动作时限保持不变，仅将动作特性改为极端反时限特性曲线。重复步骤6-8，记录极端反时限特性曲线下继电器的动作数据。
把测得的三种特性曲线的动作数据按t = f(I) 画在同一个坐标图中进行比较。
四、思考题：
反时限电流继电器相比电流继电器具有哪些优点？一般用在哪些场合？
实验八、数字式功率方向继电器特性实验
一、实验目的：
1、了解数字式功率方向继电器的算法。
2、测试数字式功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围。 3、测试功率方向继电器的角度特性。
二、实验原理简介：
功率方向继电器反应于加入继电器中的电流和电压之间的相位而动作。这里介绍的是正方向动作的功率方向继电器。
为了保证在各种相间短路故障时，功率方向元件能可靠、灵敏地动作，采用90°接线方式。加入方向元件的电流量Ij取Ia，电压量Uj取Ubc。当方向元件内角取α时，引入转移矢量K= e-j。
′
′
′
′
′
α
设矢量A＝Ij3e-j，矢量B取Uj，则相位比较方式方向元件的正方向动作方程式为：
′
′
α
′
′
－90°≤arg(B∕A) ≤90°
注意：本实验中的数字式功率方向继电器为单相继电器，仅反应Ia和Ubc之间的相位关系而动作。
′′
三、实验接线：
30