三段式过电流及距离保护实验
了解微机三段式过电流保护装置的原理2)
了解三段式过电流保护定值设置方法3)
进行保护动作特性实验实验方法：1)
合直流开关，保护装置上电，进行过电流定值设定，设置过电流Ι段定值，其它保护功能退出。2)
三相、单相调压器调整在零位置，合交流电源开关；3)
调单相调压器， A相电流进入保护装置，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过Ι段定值后应动作，观察保护装置动作情况（动作后动作等亮及报警灯亮，记录动作电流值及保护装置动作报告；记录完成，调整调压器减小电流，装置复归。4) 如上述方法分别进行Ⅱ段定值的设定及实验5)
如上述方法分别进行Ⅲ段定值的设定及实验6)
Ι段、Ⅱ段、Ⅲ段保护全投入，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过其相应定值后应动作，动作顺序应是Ⅲ段、Ⅱ段、Ι段。记录完成后，减小电流，调压器归零位置。7) 绘制三段动作特性图。实验内容二：距离保护动作阻抗特性实验实验目的：1)
了解距离保护的原理2)
了解距离保护的动作特性设置方法3)
进行距离阻抗特性实验实验方法：1)
设置距离Ⅲ段保护定值，退出三段式过电流保护；2)
取A相电流，AB相电压，调整单相调压器，输出电流为1A；
3)
调整三相调压器输出电压为40V，调整移相器在某一个角度后，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。然后摇动移相器把守，再移动一个角度，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。然后摇动移相器把守，再移动一个角度，重复上述实验过程，做完360度，记录其动作电压。4)
作出距离Ⅲ段动作特性曲线图。5)
有兴趣的可以自行进行距离保护Ι段功能的实验，实验方法同前。实验分组：4组，每组15人左右。实验时间：下周一（11月10日）下午2点开始1组，周三下午1组，周四下午1组，周五1组。
无时限电流速断保护(电流I段) 反应电流增大而能瞬时动作切除故障的电流保护，称为电流速断保护也称为无时限电流速断保护。 1.几个基本概念 （1）系统最大运行方式与系统最小运行方式 最大运行方式：就是在被保护线路末端发生短路时，系统等值阻抗最小，而通过保护装置的短路电流为最大的运行方式。 最小运行方式：就是在同样短路条件下，系统等值阻抗最大，而通过保护装置的短路电流为最小的运行方式。 （2）最小短路电流与最大短路电流 在最大运行方式下三相短路时，通过保护装置的短路电流为最大，称之为最大短路电流。在最小运行方式下两相短路时，通过保护装置的短路电流为最小，称之为最小短路电流。（3）保护装置的起动值 对应电流升高而动作的电流保护来讲，使保护装置起动的最小电流值称为保护装置的起动电流。 （4）保护装置的整定 所谓整定就是根据对继电保护的基本要求，确定保护装置起动值，灵敏系数，动作时限等过程。 2、整定计算 （1）动作电流 为保证选择性，保护装置的起动电流应按躲开下一条线路出口处短路时，通过保护的最大短路电流来整定。即 Idz＞Id.max=KK Id.Bmax 式中可靠系数KK =1.2~1.3， 结论:电流速断保护只能保护本条线路的一部分，而不能保护全线路，其最大和最小保护范围Lmax和Lmin。 (2) 保护范围（灵敏度KLm）计算（校验） 《规程》规定，在最小运行方式下，速断保护范围的相对值Lb%＞（15%~20%）时，为合乎要求，即 （3）动作时限 无时限电流速断保护没有人为延时,在速断保护装置中加装一个保护出口中间继电器。一方面扩大接点的容量和数量，另一方面躲过管型避雷器的放电时间，防止误动作。t=0s 3、对电流速断保护的评价 优点：是简单可靠，动作迅速。 缺点：（1）不能保护线路全长； （2）运行方式变化较大时，可能无保护范围。 注意: (1) 在最大运行方式下整定后，在最小运行 方式下无保护范围。 二、限时电流速断保护(电流II段)的电流速断保护 限时电流速断保护：按与相邻线路电流速断保护相配合且以较短时限获得选择性的电流保护。 1、工作原理 （1）为了保护本条线路全长，限时电流速断保护的保护范围必须延伸到下一条线路中去。（2）为了保证选择性，就必须使限时电流速断保护的动作带有一定的时限。
实验报告 姓名： 班级： 学号： 实验二 输电线路电流微机保护实验 一、实验目的 1．学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。 2．了解电磁式保护与微机型保护的区别。 二、基本原理 1．试验台一次系统原理图 试验台一次系统原理图如图3-1所示。 2．电流电压保护基本原理 1）三段式电流保护 当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。根据这个特点可以构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护（简称I 段）、带时限速断保护（简称II 段）和过电流保护（简称III 段）。下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。 （1） 无时限电流速断保护（I 段） 单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。短路电流的大小I k 和短路点至电源间的总电阻R ∑及短路类型有关。三相短路和两相短路时，短路电流I k 与R ∑的关系可分别表示如下： l R R E R E I s s s k 0)3(+== ∑ 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图
l R R E I s s k 0)2(* 23 += 式中， E s ——电源的等值计算相电势；R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R 0—— 线路单位长度的正序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。 由上两式可以看到，短路点距电源愈远（l 愈长）短路电流L k 愈小；系统运行方式小（R s 愈大的运行方式）I k 亦小。I k 与l 的关系曲线如图3-2曲线1和2所示。曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线，曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。 线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB 上发生故障时，希望保护KA 2能瞬时动作，而当线路BC 上故障时，希望保护KA 1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。 以保护KA 2为例，当本线路末端k 1点短路时，希望速断保护KA2能够瞬时动作切除故障，而当相邻线路BC 的始端（习惯上又称为出口处）k 2点短路时，按照选择性的要求，速断保护KA 2就不应该动作，因为该处的故障应由速断保护KA 1动作切除。但是实际上，k 1和k 2点短点时，从保护KA 2安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的，因此，希望k 1点短路时速断保护KA2能动作，而k 2点短点时又不动作的要求就不可能同时得到满足。 图3-2 单侧电源线路上无时限电流速断保护的计算图 为了获得选择性，保护装置KA2的动作电流I op2必须大于被保护线路AB 外部（k 2点）短路时的最大短路电流I k max 。实际上k 2点与母线B 之间的阻抗非常小，因此，可以认为母线B 上短路时的最大短路电流I k B max =I k max 。根据这个条 件得到：max B 12op k rel I K I = 式中，1 rel K ——可靠系数，考虑到整定误差、短路电流计算误差和非周期分
实验三三段式电流保护实验 【实验名称】 三段式电流保护实验 【实验目的】 1.掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电 路原理，工作特性及整定原则； 2.理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器 的功用； 3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。 【预习要点】 1.复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关 知识。 2.根据给定技术参数，对三段式电流保护参数进行计算与整定。【实验仪器设备】
【实验原理】 1．无时限电流速断保护 三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位置不同而变化。在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大，短路电流最小。短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。图3-1曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时，线路各点短路电流变化的曲线；曲线2则为最小运行方式下两相短路时，短路电流变化的曲线。 图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围 由于本线路末端f1点短路和下一线路始端的f2点短路时，其短路电流几乎是相等的（因f1离f2很近，两点间的阻抗约为零）。如果要求在被保护线路的末端短路时，保护装置能够动作，那么，在下一线路始端短路时，保护装置不可避免地也将动作。这样，就不能保证应有的选择性。为了保证保护动作的选择性，将保护范围严格地限制在本线路以内，就应使保护的动作电流I op1.1（为保护1的动作电流折算到一次电路的值）大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流I f.B.max，即 I op1.1 I f.b.max，I op1.1=K rel I f.b.max 式中，K rel—可靠系数，当采用电磁型电流继电器时，取K rel=1.2~1.3。 显然，保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证在其
第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。
因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
TKDZB－1型电力自动化及继电保护实验装置交流及直流电源操作说明实验中开启及关闭交流或直流电源都在控制屏上操作。 一、开启三相交流电源的步骤为： 1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流操作电源”的“可调电压输出”开关（右下角）及“固定电压输出”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧面上安装的自耦调压器必须 调在零位，即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，只要调节自耦调压器的手柄，在输出口U、V、W处可得到0～450V的线电压输出，并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当屏上的“电压指 示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；当“指示 切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，三表指示三相调压输出之值。 4）实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完毕，须将自耦调压器调回到零位，将“直流操作电源”的两个电源开关置于“关”断位置，最后，需关断“电源总开关”。 二、开启单相交流电源的步骤为： 1）开启电源前，检查控制屏下面“单相自耦调压器”电源开关须在“关”位置，调压器必须 调至零位。 2）打开“电源总开关”，按下“启动”按钮，并将“单相自耦调压器”开关拨到“开”位置，通过手动调节，在输出口a、x两端，可获得所需的单相交流电压。 3）实验中如果需要改接线路，必须将开关拨到“关”位置，保证操作安全。实验完毕，将调 压器旋钮调回到零位，并把“直流操作电源”的开关拨回“关”位置，最后，还需关断“电源总开关”。 三、开启直流操作电源的步骤为： 1）在交流电源启动后，接通“固定直流电压输出”开关，可获得220V、1.5A不可调的直流电 压输出。接通“可调直流电压输出”开关，可获得40～220V、3A可调节的直流电压输出。固定电 压及可调电压值可由控制屏下方中间的直流电压表指示。当将该表下方的“电压指示切换”开关拨 向“可调电压”时，指示可调电源电压的输出值，当将它拨向“固定电压”时，指示输出固定的电 源电压值。
三段式过电流保护： 第Ⅰ段―――电流速断保护 第Ⅱ段―――限时电流速断保护 第Ⅲ段―――过电流保护 ①电流速断保护： 电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长（为避免失去选择性），即存在保护的死区．为克服此缺陷，常采用略带时限的电流速断保护以保护线路全长．时限速断的保护范围不仅包括线路全长，而深入到相邻线路的无时限保护的一部分，其动作时限比相邻线路的无时限保护大一个级差。 特点： 1.没有时限。 2.不能保护线路全长（存在死区）（一般设定为保护线路全长的85%）。 ②限时电流速断保护： 电流速断保护不能保护线路全长，故需要增加一段新的保护，用以切除本线路上速断范围以外的故障，同时也作为电流速断保护的后备保护（电流速断保护拒动，可能原因主要有测量误差，非金属性短路）（非金属性短路即存在过渡电阻，此时短路电流比金属性短路电流小，可能达不到电流速断保护的整定值）。 特点： 1.有时限，一般比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段△t，通常取0.5s。 2.能保护线路全长，要求灵敏度大于1.3～1.5。（灵敏度指保护长度比总长度，零度1即表示保护全长）。 3.电流速断保护与限时电流速断保护配合，构成一条线路的主保护，保证了全线路范围的故障都能在0.5秒内切除，在一般情况下都能满足速动要求。 ③过电流保护： 当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。一般可用熔断体（没有太大冲击电流时，即负荷中电动机容量较少）或断路器。 特点： 1.有时限。如果下一级有限时电流速断保护，则比限时电流速断保护高出一个时间 阶段（区别于定时限，过电流保护作为第三段保护时，可以使反时限：故障电流越大，动作时间越短）。 2.能保护线路全长。
三段式电流保护整定计算实例： 如图所示单侧电源放射状网络，AB 和BC 均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB 长20km ，线路BC 长30km ，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B 、C 中变压器连接组别为Y ，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB 的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB 线路的保护进行整 定计算并校验其灵敏度。其中25.1=I rel K ，15.1=II rel K ，15.1=III rel K ，85.0=re K 整定计算： ① 保护1的Ⅰ段定值计算 )( 1590)4.0*204.5(337 )(31min .)3(max .A l X X E I s s kB =+=+= )(1990159025.1) 3(max ,1A I K I kB I rel I op =?== 工程实践中，还应根据保护安装处TA 变比，折算出电流继电器的动作值，以便于设定。 按躲过变压器低压侧母线短路电流整定: 选上述计算较大值为动作电流计算值. 最小保护范围的校验： =
满足要求 ②保护1的Ⅱ段限时电流速断保护 与相邻线路瞬时电流速断保护配合 )(105084025.12A I I op =?= =×=1210A 选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间。 灵敏系数校验： 可见，如与相邻线路配合，将不满足要求，改为与变压器配合。 ③保护1的Ⅲ段定限时过电流保护 按躲过AB 线路最大负荷电流整定： )(6.3069.010353105.985.03.115.136max 1.A I K K K I L re ss III rel III op =??????== = 动作时限按阶梯原则推。此处假定BC 段保护最大时限为，T1上保护动作最大时限为，则该保护的动作时限为+=。 灵敏度校验： 近后备时： B 母线最小短路电流：
BeijingJiaotongUniversity 电力系统继电保护实验报告三段电流保护实验 姓名： 学号： 班级：电气1103 实验指导老师：倪平浩
一、电力系统继电保护实验要求 ①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。 要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。 ②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。 ③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。 ④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。 二、电力系统继电保护常用继电器 1、电流继电器 电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。 结构图内部接线图 1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片 4．弹簧5．动触点6．静触点 7．整定值调整把手8．刻度盘9．舌片行程限制杆 10．轴承 图13－1 DL-11型电流继电器结构图 动作原理： 如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。 电流继电器动作电流、返回电流、返回系数：
Beijing Jiaotong University 电力系统继电保护实验报告 三段电流保护实验 姓名： 学号： 班级：电气1103 实验指导老师：倪平浩
一、电力系统继电保护实验要求 ①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。 要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。 ②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。 ③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。 ④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。 二、电力系统继电保护常用继电器 1、电流继电器 电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。 结构图内部接线图 1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片 4．弹簧5．动触点6．静触点 8．刻度盘9．舌片行程限制杆 7．整定值调整把 手 10．轴承 图13－1 DL-11型电流继电器结构图 动作原理： 如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。
北京交通大学Beijing Jiaotong University 继电保护三段电流保护实验实验报告 姓名： **** 学号： *******(1005班) 指导老师：倪** 课程老师：和*** 实验日期： 2013.5.29（8--10）
目录 一、实验预习 (1) 二、实验目的 (1) 三、实验电路 (1) 四、实验注意问题 (2) 五、保护动作参数的整定 (2) 六、模拟故障观察保护的动作情况 (2) 七、思考题 (3)
一、实验前预习： 三段电流保护包括： Ⅰ段：无时限电流速断保护 Ⅱ段：限时电流速断保护 Ⅲ段：定时限过电流保护 三段保护都是反应于电流增大而动作的保护，它们之间的区别主要在于按照不同的原则来整定动作电流。 三段式保护整定计算内容及顺序：1 动作电流：选取可靠系数，计算短路电流和继电器动作电流；2 动作时间的整定；3灵敏度校验。 对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面评价。 二、实验目的 1、熟悉三段电流保护的接线； 2、掌握三段电流保护的整定计算原则和保护的性能 三、实验电路 实验电路如下图: 其中继电器的接线法有： （1）三相三继电器的完全星形接线（2）两相两继电器的不完全星形接线
另外还有两种继电器的接法如下： （3）两相三继电器接线法（4）两相继电器接线法 对三相继电保护的评价： 由I段、II段或III段而组成的阶段式电流保护，其最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下能满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在35kV及以下的单侧电源辐射形电网中得到广泛的应用。其缺点是受电网的接线及电力系统运行方式变化的影响，使其灵敏性和保护范围不能满足要求。 四、实验注意问题 1、交流电流回路用允许大于５A的导线； 2、接好线后请老师检查。 五、保护动作参数的整定 1、要求整定参数如下： 保护I段动作电流为4.8A，动作时间为０秒； 保护III段动作电流为1.4A，动作时间为2秒。 2、按上述要求进行电流继电器和时间继电器的整定。 时间继电器的整定：将时间继电器整定把手调整到要求的刻度位置。 电流继电器的整定：按图接线。先合交流电源开关，但直流电源先不投入，按下模拟断路器手合按钮，调节单相调压器改变电流，分别整定电流I、III段的动作电流，要求电流继电器的动作电流与整定值的误差不超过５％。将实际整定结果填入表13-1。 表 六、模拟故障观察保护的动作情况 1、电流I段 通入５A电流(模拟I段区内故障):先合交流电源开关，但直流电源先不投入，按下模拟断路器手合按钮，调节调压器使电流为５A，再按下模拟断路器手分按钮，投入直流电源，按下模拟断路器手合按钮（模拟手合I段区内故障），观察各继电器的动作。
学号 2010 《电力系统继电保护》 课程设计 （2010届本科） 题目：三段式电流保护课程设计 学院：物理与机电工程学院 专业：电气程及其自动化 作者姓名： 指导教师：职称：教授 完成日期：年12 月26 日
目录 1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 - 1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 - 1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 - 2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ - 3 - 2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 - 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 - 2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 - 2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 - 3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 - 3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 - 3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 - 3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 - 3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 - 3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 - 4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 - 4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 - 4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 - 4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 - 4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 - 4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 - 4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 - 4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 - 5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 - 5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 - 5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 - 5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 - 6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 - 6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 - 6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 - 7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -
网络高等教育《电力系统继电保护》实验报告 学习中心： 层次： 专业：电气工程及其自动化 年级：年秋季 学号： 学生姓名：
实验一电磁型电流继电器和电压继电器实验 一、实验目的 1. 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的的实际结构，工 作原理、基本特性； 2. 学习动作电流、动作电压参数的整定方法。 二、实验电路 1．过流继电器实验接线图 过流继电器实验接线图 2.低压继电器实验接线图 低压继电器实验接线图
三、预习题 1.过流继电器线圈采用_串联_接法时，电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出；低压继电器线圈采用__并联 _接法时，电压动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出。(串联，并联) 2. 动作电流（压），返回电流（压）和返回系数的定义是什么？ 答：1.使继电器返回的最小电压称为返回电压；使继电器动作的最大电压称为动作电压；返回电压与动作电压之比称为返回系数。 2.使继电器动作的最小电流称为动作电流；使继电器返回的最大电流称为返回电流；返回电流与动作电流之比称为返回系数。 四、实验内容 1．电流继电器的动作电流和返回电流测试 表一过流继电器实验结果记录表
2．低压继电器的动作电压和返回电压测试 表二低压继电器实验结果记录表 五、实验仪器设备
六、问题与思考 1．电流继电器的返回系数为什么恒小于1？ 答：由于摩擦力矩和剩余力矩的存在，使得返回量小于动作量。根据返回力矩的定义，返回系数恒小于1. 2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？ 答：返回系数是确保保护选择性的重要指标，让不该动作的继电器及时返回，使正常运行的部分系数不被切除。 3. 实验的体会和建议 电流保护的动作电流是按躲开最大负荷电流整定的，一般能保护相邻线路。在下一条相邻线路或其他线路短路时，电流继电器将启动，但当外部故障切除后，母线上的电动机自启动，有比较大的启动电流，此时要求电流继电器必须可靠返回，否则会出现误跳闸。所以过电流保护在整定计算时必须考虑返回系数和自起动系数，以保证在上述情况下，保护能在大的启动电流情况下可靠返回。电流速断的保护的动作电流是按躲开线路末端最大短路电流整定的，一般只能保护线路首端。在下一条相邻线路短路时，电流继电器不启动，当外部故障切除后，不存在大的启动电流情况下可靠返回问题
35kV高压进线线三段式电流保护和整定计算 对 35～63kV 线路，可按下列要求装设相间短路保护装置： 1) 对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作主保护，并应以带时限过电流保护作后备保护。当线路发生短路，使发电厂厂用母线电压或重要用户母线电压低于额定电压的 60%时，应能快速切除故障。 2)35kV线路相间短路的电流保护35kV线路继电保护的主体。电流保护多采用三段式，即由电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组成。电流速断保护（也称为Ⅰ段）动作时间短，速动性好，但其动作电流较大，某些情况下不能保护线路全长；限时电流速断保护（也称为Ⅱ段）有较短的动作时限，而且能保护线路全长，却不能作为相邻线路的后备保护；定时限过电流保护（也称为Ⅲ段）的动作电流较前两段小，保护范围大，既能保护本线路全长又能作为相邻线路的后备保护。 7.3.1 第一段无时限电流速断保护 1) 应躲过进线末端K2点的最大三相短路电流整定。 其中： Iact保护装置的动作电流，又叫做一次动作电流 ——K2点的最大三相短路电流 Krel——可靠系数，一般取1.25～1. 5 2) 继电器的动作电流为：
（7.2） 其中：Kco——接线系数，本设计中取1 KLH——电流互感器TA的变流比 考虑到系统发展时仍能适应，选用DL-11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12.5～50A，故动作电流整定值为40A。 3) 第一段的灵敏性通常用保护范围的大小来衡量，根据本设计的数据，按线路首端（d1点）短路时的最小短路电流校验灵敏系数。 （7.3） 其中：Ksen——灵敏系数 不满足要求，因此必须进一步延伸电流速短的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合，这样其动作时限就应该选择得比下一条线路限时速断的时限再高一个 所以动作时限整定为： = +2 =1.0 s （7.4）
1、三段式电流保护的作用分别是什么？它们各自有什么优缺点？ 答：瞬时电流速断保护作为本线路首端的主保护。它动作迅速、但不能保护线路全长。 限时电流速断保护作为本线路首段的近后备、本线路末端的主保护、相邻下一线路首端的远后备。它能保护线路全长、但不能作为相邻下一线路的完全远后备。 定时限过电流保护作为本线路的近后备、相邻下一线路的远后备。它保护范围大、动作灵敏、但切除故障时间长。 2、影响距离保护正确动作的因素有哪些？ 答:(1)短路点的过渡电阻； (2)保护安装处与短路点间的分支线； (3)线路串补电容； (4)保护装置电压回路断线； (5)电力系统振荡。 3、图示单侧电源组成网络，线路1L 、2L 上均装设三段式电流保护，已知1L 正常运行时最大负荷电流为120A ；2L 的过电流保护的动作时限为2s 。计算线路1L 的三段式电流保护的动作电流、动作时限并校验保护的灵敏度。（保护I 的可靠系数取1.2，II 的可靠系数取1.1,III 段的可靠系数取1.2，自启动系数取 2.2） Ω=Ω ==1413 max .min ..S S S X X E 3 解： 1、计算短路电流： K1点的最大短路电流：)(475.180 4.0133/1151min .)3(max .1kA L x X E I AB S S K =?+=+= K1点的最小短路电流： )(250.180 4.0143/11523231max .)2(min .1kA L x X E I AB n S S K =?+?=+?= 同理可以得到： K2点的最大短路电流：)(862 .0)3(max .2kA I k = K2点的最小短路电流：)(737 .0)2(min .2kA I k = K3点的最大短路电流：)(609 .0)3(max .3kA I k =
电力系统继电保护课程设计 题目：三段式电流保护的设计 班级：楼宇112 姓名： XXX 学号：2011XXXX 指导教师： 设计时间： 2013年5月14日 评语： 成绩
1 设计原始资料 1.1 具体题目 如下图所示网络，系统参数为： 35 3kV E ?=,111G Z =Ω、216G Z =Ω、312G Z =Ω错误!未找到引用源。 ，12120L L km ==、330L km =，40B C L km -=错误!未找到引用源。， 25C D L km -=，错误!未找到引用源。25D E L km -=错误!未找到引用源。，线路阻抗0.4/km Ω， ' 1.2rel K = 错误!未找到引用源。、''''' 1.15rel rel K K ==错误!未找到引用源。 ，.max 250B C I A -= ，.max 200C D I A -=，.max 100D E I A -=， 1.5ss K = ，0.85re K =错 误!未找到引用源。 G1 G2 G3 9 8 7 6 4 5 1 2 3 A B C D E L1 L2 L3 试对线路L1，L2，L3进行电流保护的设计。 1.2 要完成的内容 （1）保护的配置及选择； （2）短路电流计算（系统运行方式的考虑、短路点的考虑、短路类型的考虑）； （3）保护配合及整定计算； （4）保护原理展开图的设计； （5）对保护的评价。 2 设计要考虑的问题 2.1 设计规程
2.1.1 短路电流计算规程 在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关保护的短路电流，然后根据计算结果，在满足《继电保护和自动装置技术规程》和题目给定的要求条件下，尽可能采用简单的保护方式。其计算步骤及注意事项如下。 （1）系统运行方式的考虑 除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式外，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑系统的正常运行方式。 （2）短路点的考虑 求不同保护的整定值和灵敏度时，应注意短路点的选择。若要绘制短路电流、电压与距离的关系曲线，每一条线路上的短路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。 （3）短路类型的考虑 相间短路保护的整定计算应取系统最大运行方式下三相短路电流，以作动作电流整定之用；而在系统最小运行方式下计算两相短路电流，以作计算灵敏度之用。短路的计算选用三相短路或两相短路进行计算均可，因为对保护所取的残余而言，三相短路和两相短路的残余数值相同。 若采用电流电压连锁速断保护，系统运行方式应采用正常运行方式下的短路电流和电压的数值作为整定之用。 （4）短路电流列表 为了便于整定计算时查考每一点的短路时保护安装处的短路电流和，将计算结果列成表格。 流过保护安装处的短路电流应考虑后备保护的计算需要，即列出本线路各短路点短路时流过保护安装处的短路电流，还要列出相邻线路各点短路时流过保护安装处的短路电流。 计算短路电流时，用标幺值或用有名值均可，可根据题目的数据，用较简单的方法计算。 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 采用什么保护方式，主要视其能否满足规程的要求。能满足要求时，所采用的保护就可采用；不能满足要求时，就必须采取措施使其符合要求或改用其他保护方式。 选用保护方式时，首先考虑采用最简单的保护，以便提高保护的可靠性。当采用简单保护不能同时满足选择性、灵敏性和速动性要求时，则可采用较复杂的保护方式。