PLC综合实验实验报告单侧电源辐射型电网三段式过电流保护
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《电力系统继电保护》实验报告页数:15
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实验二 输电线路电流微机保护实验报告页数:12
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(完整word版)单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
7．把SB2置于常开位置，解除BC线路的故障；并把A站SB1开关置于闭和，参考步骤5、6，分别模拟A站A B线路末端、中间和始端短路，观察各继电器动作情况，作好动作记录；
8．把SB1、SB2置于常开位置，QS置于闭合位置，90Ω电阻盘均调至最大值位置，闭合SB3，模拟系统过负荷运转，观察各继电器动作情况。
若线路L3有几条并行的出线，那么保护2的时限应与其中最大的时限配合。由此可见，每条电力线路过电流保护的动作时限，不能脱离整个电网保护配置的实际情况及时限的配合要求，不能孤立地加以整定。处于电网终端的保护，其动作时限是无时限的或只带一个很短的时限，因为它没有下一线路保护需要配合。在这种情况下，过电流保护常可作为主保护，而无需再装设无时限动作的其他保护。
2.输电线路通常采用三段式电流保护，即由无时限电流速段保护作为第一段保护，带时限电流速断保护作为第二段保护，定时限过电流保护作为第三段保护，无时限电流速断保护作为本线路首段的主保护，它动作迅速，但不能保护线路的全长；带时限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，相邻下一线路首段的远后备，它能保护线路的全长，但不能作为相邻下一线路完全远后备，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。
广州大学学生实验报告
开课学院及实验室：工程北4302015年6月11日
学院
年级、专业、班
姓名
学号
实验课程名称
电力系统继电保护原理
成绩
实验项目名称
实验五单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
指导老师
一、实验目的
1．掌握无时限电流速断保护、带时限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）动作时限的整定
8．把SB1、SB2置于常开位置，QS置于闭合位置，90Ω电阻盘均调至最大值位置，闭合SB3，模拟系统过负荷运转，观察各继电器动作情况。
若线路L3有几条并行的出线，那么保护2的时限应与其中最大的时限配合。由此可见，每条电力线路过电流保护的动作时限，不能脱离整个电网保护配置的实际情况及时限的配合要求，不能孤立地加以整定。处于电网终端的保护，其动作时限是无时限的或只带一个很短的时限，因为它没有下一线路保护需要配合。在这种情况下，过电流保护常可作为主保护，而无需再装设无时限动作的其他保护。
2.输电线路通常采用三段式电流保护，即由无时限电流速段保护作为第一段保护，带时限电流速断保护作为第二段保护，定时限过电流保护作为第三段保护，无时限电流速断保护作为本线路首段的主保护，它动作迅速，但不能保护线路的全长；带时限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，相邻下一线路首段的远后备，它能保护线路的全长，但不能作为相邻下一线路完全远后备，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。
广州大学学生实验报告
开课学院及实验室：工程北4302015年6月11日
学院
年级、专业、班
姓名
学号
实验课程名称
电力系统继电保护原理
成绩
实验项目名称
实验五单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
指导老师
一、实验目的
1．掌握无时限电流速断保护、带时限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）动作时限的整定
单侧电源辐射形电网三段式过电流保护
单侧电源辐射形电网三段式过电流保护实验报告电控学院电气0902单侧电源辐射形电网三段式过电流保护一、实验目的1、通过模拟线路三段式电流保护实验，进一步掌握无时限电流速断保护、带时限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、通过三段式过电流保护的动作电流和动作时间的整定掌握三段保护之间的配合关系，加深对继电保护思想基本要求，及可靠性、选择性、快速性、灵敏性的理解。
3、掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术，培养动手能力，了解布线的基本工艺要求。
4、掌握重合闸的应用。
5、培养分析，查找故障及错误接线的能力。
二、实验元件1 交流接触器一台，代替跳闸开关；2 电流互感器两个变比为20/5；3 按钮2个；4 继电器：电流继电器6个、信号继电器3个、时间继电器2个、中间继电器一个；5 三相负载一组；6 调压器一个；7 导线若干；8 滑动变阻器6A，22.5A。
三、实验要求1、各段保护均以中间继电器作为跳闸元件；2、信号灯要求准确无误，不允许几灯同时发信号；3、系统速断动作后，要求5s后三相重合闸一次，定时限与过电流不允许重合闸；4、绘制系统原理图，展开图，布线图；5、又所给的线路参数进行短路计算及校验；6、对所有元件进行测试四、实验原理1、阶段式电流保护的构成无时限电流速断保护只能保护线路的一部分，带时限电流速断保护能够保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，所以还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
2、线路模型R=0.4Ω/K m,Kk’=1.2，K k”=1.1，Kaq=1.5，K H=0.85，I fm=2.4A3、三次一次自动重合闸三相一次重合闸，及无论线路发生何种类型的故障，继电保护装置将断路器三相跳开，然后重合闸装置自动启动，经预定的延时发合闸脉冲，断路器三相跳开。
实验五 单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
实验五单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验一、实验目的1. 学习辐射式输电线路的工作原理；2. 学习三段式电流保护的原理；3. 掌握电流保护的实现方法。
二、实验原理1. 辐射式输电线路的工作原理辐射式输电线路由两根并联的接地导线和一根串联的电源导线组成，如图1所示。
其中，接地导线与地面之间的接触电阻为Rg，电源导线与接地导线之间的阻抗为Zs，接地导线的长度为L1，电源导线到接地导线的距离为L2。
当电源导线上有故障时，电流会通过接地导线流回地面，造成地面电势的变化，从而通过间接耦合方式，在接地导线的两端产生电压差，导致故障检测器动作。
辐射式输电线路由于可以在较长距离内检测到电流故障，因此广泛应用于电力系统中。
2. 三段式电流保护的原理三段式电流保护是指对输电线路进行分段，每一段采用不同的电流保护元件进行保护。
根据电流保护器的出口位置，可以将三段式电流保护分为三段开关保护和三段差动保护两种类型。
其中，三段开关保护的原理如图2所示。
在接地导线A，B，C处分别安装一台电流保护器，当线路发生故障时，保护器会自动将故障区隔开，使得故障得到范围控制。
三段差动保护的原理如图3所示。
首先将辐射式输电线路分为三段，在每一段的两端分别安装一台电流互感器，经过差动电压变压器放大信号，将信号传到差动继电器进行比较，当两端电流存在差异时，差动继电器动作，从而发出保护信号。
三段差动保护能够保证对所有的接地故障均能进行快速、准确的检测，并且具有灵敏度高、鲁棒性好的优点。
3. 实现方法本实验采用三段开关保护的实现方法，不同段之间通过开关控制进行区隔。
当线路发生故障时，熔丝或保险丝将烧断，实现故障的区隔。
在实验中，我们通过模拟故障的方法验证了三段开关保护的有效性。
三、实验内容1. 实验器材（1）示波器：用于观察电压和电流波形；（2）交流稳压电源：用于提供实验电源；（3）三段开关保护实验箱：用于模拟辐射式输电线路和三段开关保护电路；（4）电阻箱：用于在线路中加入负载。
三段式低电压闭锁的电流方向保护实验报告
三段式低电压闭锁的电流方向保护实验报告实验目的：1.了解电力系统中的低电压保护及闭锁原理；2.掌握三段式低电压保护的电路连接及电流方向保护原理；3.熟悉低电压闭锁功能及其对电气装置的保护作用。
实验器材：电源、三相变压器、稳压电源、电阻箱、电流表、电压表、交流电动机和三段式低电压保护器等实验器材。
实验原理：三段式低电压保护器是一种常用的电气保护装置，它能够对电气装置进行低电压保护和闭锁保护。
三段式低电压保护器一般由三段电流互相比较构成，其中第一段4Ie，第二段3Ie，第三段2Ie。
当电力系统由于某种原因造成电压下降时，三段式低电压保护器发出保护信号，在保护信号作用下，低压电路自动断开，以保护电气装置。
实验步骤：1.按照实验电路连接图连接电路，注意根据电路要求进行线路的接法，接线正确。
2.闭合稳压电源，使电路中的低压侧有一定电压。
3.通过调节电阻箱中的电阻值使低压侧电压从额定电压逐渐降低至某一电压值（如：100V）时，观测三段电流表的读数，记录下三段电流的大小。
4.在电路中断开某一相连接电流表，记录下该相的电流方向，与电路原理中所讲的理论方向做对比。
5.重复步骤3和4，使得三段电流的大小及其方向都记录下来。
实验数据：根据实验结果，记录下三段电流及其方向的大小，可得如下数据：第一段电流大小：4A，方向为X,Y相电流夹角为120度，方向与理论方向相同；第二段电流大小：3.4A，方向为Y，比理论方向多一个相位差；第三段电流大小：2.8A，方向为Z，与理论方向方向相同。
实验结论：1.三段式低电压保护器能够对电气装置进行低电压保护和闭锁保护；2.三段式低电压保护器一般由三段电流互相比较构成，当三段电流有一段达到设定的保护值时，即可发出保护信号；3.三段电流中的第一段电流大小为4Ie，方向与理论方向相同，而第二段电流方向比理论方向多一个相位差，第三段电流方向与理论方向相同。
4.实验结果表明，三段电流的大小及其方向都与理论方向相符，验证了三段式低电压保护器的电流方向保护原理，证明了该装置的可靠性和正确性。
单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
单侧电源(diànyuán)辐射式输电线路三段式电流保护实 验
实验目的 （１）掌握无时限（瞬时(shùn shí)）电流速断保护、带时限。
（２）理解输电线路阶段式电流保护原理图、展开 图及保护装置中继电器的功用。
（３）掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验 技术。
DX-31B 2
10 KOF中间继电器
DZY—203 1
11 KM1中间继电器(YR) OMRONG
1
12 KM2中间继电器
OMRONG
1
13 光字牌
3
共十五页
实验开关组件 滑动变阻器组件 智能三相电流表组件 电流继电器组件
时间继电器组件 时间继电器组件 信号继电器组件 中间继电器组件 模拟中间继电器组件 模拟中间继电器组件 中央信号显示组件
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 步骤 (shíyàn)
（1）根据表1三段式电流保护选用的继电器规格及整 定值总表提供的技术参数，对各段保护的每个继电 器进行整定，使各个(gègè)继电器的动作值符合表1
单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验。（１）掌握无时限（瞬 时）电流速断保护、带时限电流速断及过电流保护的电路原理、工作特性 及整定原则。（2）校验定时限过电流保护及带时限电流速断保护的电流整 定值。4) 将三相自耦调压器Ｔ1调到零位，使其输出(shūchū)电压为零，并断 开SA０实验开关。将中央信号组件的ＳＫ开关设置到“运行”档，并将中央 信号组件的模拟直流母线＋ＫＭ、－ＫＭ接到ＤＣ２４Ｖ上，注意极性
共十五页
实验 设备 (shíyàn)
实验目的 （１）掌握无时限（瞬时(shùn shí)）电流速断保护、带时限。
（２）理解输电线路阶段式电流保护原理图、展开 图及保护装置中继电器的功用。
（３）掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验 技术。
DX-31B 2
10 KOF中间继电器
DZY—203 1
11 KM1中间继电器(YR) OMRONG
1
12 KM2中间继电器
OMRONG
1
13 光字牌
3
共十五页
实验开关组件 滑动变阻器组件 智能三相电流表组件 电流继电器组件
时间继电器组件 时间继电器组件 信号继电器组件 中间继电器组件 模拟中间继电器组件 模拟中间继电器组件 中央信号显示组件
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 电路 (shíyàn)
共十五页
实验 步骤 (shíyàn)
（1）根据表1三段式电流保护选用的继电器规格及整 定值总表提供的技术参数，对各段保护的每个继电 器进行整定，使各个(gègè)继电器的动作值符合表1
单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验。（１）掌握无时限（瞬 时）电流速断保护、带时限电流速断及过电流保护的电路原理、工作特性 及整定原则。（2）校验定时限过电流保护及带时限电流速断保护的电流整 定值。4) 将三相自耦调压器Ｔ1调到零位，使其输出(shūchū)电压为零，并断 开SA０实验开关。将中央信号组件的ＳＫ开关设置到“运行”档，并将中央 信号组件的模拟直流母线＋ＫＭ、－ＫＭ接到ＤＣ２４Ｖ上，注意极性
共十五页
实验 设备 (shíyàn)
线路三段式电流保护实验报告
其一，必须考虑在外部故障切除后，保护装置能够返回。例如在图 4 所示的接线网络中， 当 k1 点短路时，短路电流将通过保护装置 5、4、3，这些保护装置都要启动，但是按照选择 性的要求，保护装置 3 动作切除故障后，保护装置 4 和 5 由于电流已经减小应立即返回原位。
其二，必须考虑当外部故障切除后，电动机自启动电流大于它的正常工作电流时，保护装 置不应动作。例如在图 4 中，k1 点短路时，变电所 B 母线电压降低，其所接负荷的电动机被 制动，在故障由 3QF 保护切除后，B 母线电压迅速恢复，电动机自启动，这时电动机自启动 电流大于它的正常工作电流，在这种情况下，也不应使保护装置动作。
I (3) k
Es R
Es Rs R0l
I
( k
2)
3 * Es 2 Rs R0l
系统运行方式小（Rs 愈大的运行方式）Ik 亦小。Ik 与 l 的关系曲线如图 2 曲线 1 和 2 所示。 曲线 1 为最大运行方式（Rs 最小的运行方式）下的 IK = f(l)曲线，曲式中，Es——电源的等值 计算相电势；Rs—— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R0—— 线路单位长度的正 序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
A
~ 5 4
B
1
M
3
k1 C
3QF
2
图 4 选择过电流保护启动值及动作时间的说明
考虑第二种情况时，定时限过电流保护的整定值应满足：
I III op
Kss I L max
式中，Kss——电动机的自启动系数，它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大 负荷电流之比。当无电动机时 Kss=1，有电动机时 Kss≥1。
带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护（简称近后备），即故障时，
其二，必须考虑当外部故障切除后，电动机自启动电流大于它的正常工作电流时，保护装 置不应动作。例如在图 4 中，k1 点短路时，变电所 B 母线电压降低，其所接负荷的电动机被 制动，在故障由 3QF 保护切除后，B 母线电压迅速恢复，电动机自启动，这时电动机自启动 电流大于它的正常工作电流，在这种情况下，也不应使保护装置动作。
I (3) k
Es R
Es Rs R0l
I
( k
2)
3 * Es 2 Rs R0l
系统运行方式小（Rs 愈大的运行方式）Ik 亦小。Ik 与 l 的关系曲线如图 2 曲线 1 和 2 所示。 曲线 1 为最大运行方式（Rs 最小的运行方式）下的 IK = f(l)曲线，曲式中，Es——电源的等值 计算相电势；Rs—— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R0—— 线路单位长度的正 序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
A
~ 5 4
B
1
M
3
k1 C
3QF
2
图 4 选择过电流保护启动值及动作时间的说明
考虑第二种情况时，定时限过电流保护的整定值应满足：
I III op
Kss I L max
式中，Kss——电动机的自启动系数，它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大 负荷电流之比。当无电动机时 Kss=1，有电动机时 Kss≥1。
带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护（简称近后备），即故障时，
实验报告-线路三段式电流保护实验-学生
8．合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生短路故障（二相或三相均可）。
9．观察负荷灯泡熄灭情况和电流表读数，观察三段保护的动作情况。
10．实验结束后，将故障模拟断路器断开，将三相调压器输出调回0V，断开所有电源开关。
六．实验现象及分析
1．按两相星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
2．根据理论计算值整定各继电器的动作整定值：
=A、 =秒
=A、 =秒
=A、 =秒
3．将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
4．系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。退出所有保护连接片，使保护动作后不能够跳闸。
1.学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
2.分析三段式电流保护动作配合的正确。
二．使用设备明细
DJZ-IIIC电气控制与继电保护综合教学试验台
三．实验内容
1．学习整定线路三段式电流保护的动作整定值、时间整定值；
2．观察三段式电流保护动作配合情况。
四．实验原理
图1实验原理接线图
五．实验方法、步骤
由于保护出口连接片已退出断开保护动作后不能使模拟断路器分断所以故障持续时间不易太长即要在故障开始后当所有保护均已经动作时人为断开故障模拟断路器
电气工程及其自动化专业实验报告
姓名
学号
实验名称
线路三段式电流保护实验
指导教师
刘天野、秦鹏
实验日期
20140921
所属课程
电力系统继电保护原理
设备台号
一．实验目的
5．核查三相调压器输出为0V。
6．合三相电源开关，合直流电源开关，合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V，负载灯亮，合上模拟断路器。
9．观察负荷灯泡熄灭情况和电流表读数，观察三段保护的动作情况。
10．实验结束后，将故障模拟断路器断开，将三相调压器输出调回0V，断开所有电源开关。
六．实验现象及分析
1．按两相星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
2．根据理论计算值整定各继电器的动作整定值：
=A、 =秒
=A、 =秒
=A、 =秒
3．将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
4．系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。退出所有保护连接片，使保护动作后不能够跳闸。
1.学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
2.分析三段式电流保护动作配合的正确。
二．使用设备明细
DJZ-IIIC电气控制与继电保护综合教学试验台
三．实验内容
1．学习整定线路三段式电流保护的动作整定值、时间整定值；
2．观察三段式电流保护动作配合情况。
四．实验原理
图1实验原理接线图
五．实验方法、步骤
由于保护出口连接片已退出断开保护动作后不能使模拟断路器分断所以故障持续时间不易太长即要在故障开始后当所有保护均已经动作时人为断开故障模拟断路器
电气工程及其自动化专业实验报告
姓名
学号
实验名称
线路三段式电流保护实验
指导教师
刘天野、秦鹏
实验日期
20140921
所属课程
电力系统继电保护原理
设备台号
一．实验目的
5．核查三相调压器输出为0V。
6．合三相电源开关，合直流电源开关，合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V，负载灯亮，合上模拟断路器。
实验一三段式过电流保护实验
实验一三段式过电流保护实验一、实验目的1、掌握无时限电流速断保护、带时限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、展开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。
二、预习与思考1、三段式电流保护为什么要进行各段的保护范围和时限特性配合？2、由指导教师提供有关技术参数，你能对三段式电流保护进行整定计算吗？3、为什么在安装实验调试中，三段式保护采用单相接线完全能满足教学要求？你能将图12-2正确改绘成单相式接线图吗？4、三段式保护模拟动作操作前是否必须首先对每个继电器进行参数整定？为什么？5、断路器QF是用什么元件模拟的？写出控制回路合闸时及保护动作后跳闸时的电路工作原理？三、原理说明1、阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
图3-12-1三段式电流保护各段的保护范围及时限配合输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。
例如线路－变压器组接线，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。
又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。
单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图3-12-1。
XL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。
第Ⅱ段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路XL-2的一部分，其动作时限为t1II=t2I+△t。
实验五 单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验
实验五单侧电源辐射式输电线路三段式电流保护实验一．实验目的1．掌握无时限电流速断保护、带时限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。
二．预习思考1．三段式电流保护为什么要使各段的保护范围和时限特性相配合？2．由指导老师提供有关技术参数，对三段式电流保护参数进行计算与整定。
3．为什么在实验中，采用两相一继接法三段式保护能满足教学要求？并指出其优缺点。
4．三段式保护动作之前是否必须对每个继电器进行参数整定？为什么？5．写出控制回路前后的过程和原理。
三．实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1 控制屏 12 EPL-01C 断路器及触点控制回路 13 EPL-41 电阻盘I 14 EPL-42 电阻盘II 15 EPL-43 电阻盘III 16 EPL-04 继电器（一）—DL-21C电流继电器 17 EPL-05 继电器（二）—DS-21时间继电器 18 EPL-06 继电器（四）—DZ-31B中间继电器 19 EPL-07 继电器（五）—DX-8信号继电器 110 EPL-11 交流电压表 111 EPL-12 交流电流表 112 EPL-13 光示牌 113 EPL-17 三相交流电源14 EPL-18 直流电源及母线 115 EPL-32 继电器（三）—DL-21C电流继电器—DS-22时间继电器1四．三段式电流保护实验原理及接线图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。
单侧电源辐射形电网三段式过电流保护
单侧电流辐射形电网三段式电流保护电控学院一、实验名称：单侧电流辐射形电网三段式过电流保护一、实验目的：本次实验针对自动化专业和电气工程及其自动化专业。
通过综合实验，使学生对所学过的供电课程，如短路电流的计算、灵敏度校验，以及继电保护等章节有一次系统的复习，并运用自己学过的知识，自己设计三段保护实验系统。
要求自己设备选型，自己设计，自己安装，最后自行调试，自行实现自己的设计。
在整个实验过程中，摆脱以往有教师设计、检查处理故障的传统做法，由学生完全自己动手，互相查找处理故障，培养学生动能力。
学生实验应做到以下几点：1.通过模拟线路三段式过电流保护实验，进一步了解继电保护的基本原理；2.通过三段式过电流保护的动作电流和动作时间整定掌握三段保护之间的配合关系，加深对继电保护思想基本要求，及可靠性、选择性、快速性、灵敏性的理解；3.通过实验线路的设计，计算及实际操作，使理论与实际相结合，增加感性认识，使书本知识更加巩固；4.培养动手能力，了解布线的基本工艺要求；5.培养分析，查找故障及错误接线的能力。
三、实验原理：电流增大和电压降低时电力系统中发生短路故障的基本特征。
利用此特征实现的保护是基本的，也是最早得到应用的继电保护原理。
在单侧有电源的电网中发生短路时，通过保护装置的短路电流只能是指向被保护的方向，因而不需要考虑保护装置反方向，即背后短路的问题，不需要配置方向元件，其结构最为简单。
电流保护属于阶段式或具有阶梯型动作特征的多段式保护，其选择性依靠上、下级保护的整定值和动作时间的配合来保证。
靠近电源的保护为上级保护，离电源较远的保护为下级保护。
电流保护的段数根据整定配合的需要而定，但一般至少有三段。
没有人为延时的、动作最快的一段称为电流瞬时速断，最后一段按照正常运行时或不正常运行而无短路时不能误动的原则整定，称为过电流保护。
本次实验要实现A处（电源出口处）的三段式电流保护，故将其保护分为三段：瞬时电流速断保护、限时电流速断保护、定时限过电流保护。
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单侧电源辐射型电网三段式过电流保护PLC 综合实验实验报告学院：电控学院专业：电气1001班姓名：学号：可编程综合实验实验报告一.实验名称：用可编程控制器来实现单侧电源辐射型电网三段式过电流保护。
二.实验目的：本次实验针对电气工程及其自动化专业。
通过综合实验，使学生对所学过的可编程控制器在继电保护中的应用有一个系统的认识，并运用自己学过的知识，自己设计三段保护装置。
要求用可编程取代传统的继电器装置，自己设计，自己编程，最后自行调试，达到设计要求。
三.实验原理：电流的增大和电压降低是电力系统中发生短路故障的基本特征。
利用此特征实现的保护是基本的，也是最早得到应用的继电保护原理。
单侧电源网络的相间电流保护属于无方向性的、具有阶梯动作特征的多段式保护，其选择性依靠上、下级保护的整定值和动作值的配合来保证。
电流保护的段数根据整定配合的需要而定，但一般至少应有三段。
此外，参考“工厂供电”、“继电保护原理”和“电气控制技术”有关部分。
四.欧姆龙CPM2A PLC资料1.基本配置与功能电源电压： AC : 220V 50Hz允许电压波动范围 AC 83~264V供给外部电源 DC 24V指令种类基本指令14种 16us应用指令77种 MOV=16.3us输入继电器入口地址 00000~00915输出继电器出口地址 01000~01915内部继电器地址 20000~23115 不做出口用输入电压：24V 10%IN00000~00002的输入电阻为2K. 输入电流为12mA.其他入口的输入电阻为4.7K. 输入电流为5mA.ON 响应时间 1~128毫秒以下OFF响应时间 1~128毫秒以下最大开关能力：DC 24V I 2A ON、OFF 响应时间15毫秒AC 250V I 2A2.输入与输出图输入24点输出16点 Vcc可用外部电源或本机电源、输出24V、二极管反向耐压，负载电压3倍以上，平均整流1A二极管反向耐压负载电压3倍电流1A 负载为交流时五.实验设计要求：（1）各段保护动作时，均应以中间间电器ZJ1为断路器跳闸出口执行元件。
ZJ2为断路器合闸出口执行元件。
（2）各段保护动作时，故障指示信号要求准确无误，不允许几灯同时发信号，信号不允许自动复位。
复位通过计算机复位键执行。
（3）绘制系统原理图及接线图。
（4）绘制各元器件、继电器与PLC的接线明细表。
绘制程序流程图。
（5）根据线路参数计算短路电流，给出模拟保护范围。
以最小两相短路电流进行灵敏度校验。
（6）速断故障时，要求系统在5秒钟后，三相重合闸一次。
（7）下列情况不许重合闸①手动合闸在故障点时。
②手动合闸、跳闸时。
③限时速断与过电流系统保护动作时。
④重合闸过后，在10秒内不允许二次重合闸。
若出现二次重合闸信号，系统程序全部关断，不允许有任何误操作合闸信号。
经复位后程序方可运行。
（8）系统手动合闸、跳闸时，合闸与跳闸灯先闪烁3秒钟后，再执行合、跳闸指令。
六.实验线路：系统参数：电网电压380V ，电源折算电抗S Z ，线路电抗L Z 忽略不计。
'KK 可靠系数取1.2，zq K 自启动系数取1.5，h K 返回系数取0.85，max •f I 最大负荷电流2.5A 。
限时速断可靠系数''k K 取1.1. 七、实验整定计算：（1）瞬时速断保护整定计算：0=s Z ;Ω=⨯=124.030AB Z ;Ω=⨯=124.030Z BC)(33.18123/380)3(.A Z Z E I ABS B k ==+=φ)(2233.182.1)3(.1.A I K I B k I rel I act =⨯=⋅=;%6.86033.1822023121231%1.min =⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=S I AB Z I E Z act φα; )(5.54221.A I Iset ==∴;()S t Iset 01.=∴ （2）限时速断保护整定计算：)(17.912123380)3(.A Z Z Z E IBCAB s CK =+=++=φ;)(00.1117.92.12.A I K I I KC I rel act =⨯=⋅=I ； )(10.1200.111.12.1.A I K I I act II rel II act =⨯=⋅=；)(88.15122202323)2(min ...A Z Z E I ABS B K =⨯=+=ϕ; 3.131.110.1288.151.)2(min ..>===II act B k sen I I K ；满足灵敏性要求)(025.3410.121.A I IIset ==∴;()S t IIset 5.01.=∴; （3）过电流保护整定计算：)(5.55.285.05.125.11.A I K K K I fm HzqIIIrel III act =⨯⨯=⨯⋅=； 3.14.25.561.131.)2(min..>===III act B k sen I I K ；近后备满足灵敏性要求2.14.15.517.9231.)2(min..>=⨯==act C k sen I I K ；远后备满足灵敏性要求)(38.145.51.1.A k I IIII act III set ===∴；()S t III set 0.11.=∴ 八、实验元件：1、交流接触器一台，代替跳闸开关；2、电流互感器两个变比为20/5（采用不完全星型接线）；3、按钮2个；4、继电器：电流继电器6个、中间继电器2个5、三相负载一组；6、导线若干；7、滑动变阻器6A ，30A 三个；8、接线工具一套；9、万用表一个； 10、PLC 及其控制面板。
九、实验原理图：十、地址分配表：输入通道号符号名称00000 KA1 I段(瞬时速断电流继电器)00001 KA2 II段(限时速断电流继电器) 00002 KA3 III段(过电流保护电流继电器) 00003 SB1 合闸按钮00004 SB2 跳闸按钮00005 K1 复位按钮00006 CJ1（长闭）自检输出通道号符号名称01104 KS1 1段故障指示灯十一、程序流程图：单侧辐射型电源三段电流保护梯形图十三、程序清单LD 0.03OR 200.00 ANDNOT 0.04 ANDNOT 200.03 ANDNOT 208.05 ANDNOT 201.03 ANDNOT TIM006 OUT 200.00LD 204.01OR 213.00 ANDNOT 0.04 ANDNOT 208.05 OUT 213.00LD 200.00 ANDNOT TIM001 TIM 000 #5LD TIM000TIM 001 #5OUT 204.00LD 200.00TIM 002 #30LD TIM002AND 0.03OR 204.01OUT TR0 ANDNOT TIM006 OUT 204.01LD TR0TIM 006 #5LD 204.01OR 200.02OUT TR0 ANDNOT 208.05 ANDNOT TIM008 OUT 200.02LD TR0TIM 008 #5LD 0.06AND TIM008OR 200.03 ANDNOT 208.05 ANDNOT TIM030 OUT 200.03LD 0.04 AND 220.00OR 200.01 ANDNOT 0.03 ANDNOT 200.03 ANDNOT 208.05 ANDNOT 201.03 ANDNOT 204.03 OUT 200.01LD 200.01 ANDNOT TIM004 TIM 003 #5LD TIM003TIM 004 #5OUT 204.02LD 200.01TIM 005 #30LD TIM005AND 0.04OR 204.03OUT TR0 ANDNOT TIM007 OUT 204.03LD TR0TIM 007 #2LD TIM009 ANDNOT 201.01 ANDNOT 201.03 ANDNOT 204.01 LD 10.02 ANDNOT TIM031 ORLDOR 204.01OUT 10.02TIM 031 #2LD 10.02OR 220.00 ANDNOT 208.05 ANDNOT 0.00 ANDNOT 204.03 OUT 220.00LD 204.00 LDNOT 11.01 AND 209.00 ORLDOR 220.00 ANDNOT 204.03 ANDNOT 201.03 ANDNOT 208.05 OUT 11.00LD TIM010OR 209.00 ANDNOT 0.00 ANDNOT 204.03 ANDNOT 208.05 ANDNOT 201.03 ANDNOT 200.03 OUT 209.00LD 10.02OR 201.01 ANDNOT TIM010 ANDNOT 201.03 ANDNOT 200.03 ANDNOT 0.04 ANDNOT 204.01 OUT 201.01LD 201.01 ANDNOT 201.03 ANDNOT 200.03 TIM 010 #100LD 201.01 ANDNOT TIM010 AND 0.00OUT 201.02LD 201.02OR 201.03OR 203.01OR 202.01OR 200.03OR 215.00 ANDNOT 208.05 OUT 201.03LD 0.03AND 0.00OUT 215.00LD 0.00LD 10.03 ANDNOT 201.00 ORLDLD 201.02 ANDNOT TIM009 ANDNOT 0.06 ORLDLD 202.01 ANDNOT TIM009 ANDNOT 0.06 ANDNOT 204.03 ORLDLD 203.01 ANDNOT TIM009 ANDNOT 0.06 ANDNOT 204.03 ORLDOR 204.03OR 10.03OR 200.03OUT TR0 ANDNOT TIM030 OUT 10.03LD TR0TIM 030 #5LD 10.03 ORNOT 213.00 OR 11.01 ANDNOT 0.03 ANDNOT 220.00 OR 201.03 ANDNOT 200.01 OR 204.02LD 205.00AND 11.01 ORLD ANDNOT 204.01 ANDNOT 208.05 OUT 11.01LD 204.03OR 205.00 ANDNOT 11.00 OUT 205.00LD 10.03OR 201.00 ANDNOT 10.02 ANDNOT 201.02 ANDNOT TIM032 ANDNOT TIM010 ANDNOT 200.03 ANDNOT 201.03ANDNOT 0.01 ANDNOT 0.02 OUT 201.00LD 201.00AND 11.04TIM 009 #50LD 0.00AND 213.00OR 11.04 ANDNOT 11.05 ANDNOT 11.06 ANDNOT 11.00 ANDNOT 208.05 OUT 11.04LD 202.01OR 11.05 ANDNOT 208.05 ANDNOT 11.04 ANDNOT 11.06 OUT 11.05LD 203.01OR 11.06 ANDNOT 208.05 ANDNOT 11.05 ANDNOT 11.04 OUT 11.06LD 0.01AND 220.00 ANDNOT 201.03 ANDNOT TIM012 OUT 202.00LD 202.00TIM 011 #5LD TIM011TIM 012 #2 ANDNOT TIM012 OUT 202.01LD 0.02AND 220.00 ANDNOT 201.03 ANDNOT TIM014 OUT 203.00LD 203.00TIM 013 #10LD TIM013TIM 014 #2 ANDNOT TIM014 OUT 203.01LD 0.05AND 201.03 OUT 208.05END(01)。