继电保护三段电流保护实验实验报告

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，可保证在其他各种运行方式和短路类型下，其保护范围均不至于超出本线路范围。

三段式电流保护及二次回路虚拟实验总结三段式电流保护是一种常用于电力系统中的保护方案，用于检测故障条件并迅速切断供电以防止进一步损坏设备或保证人身安全。

它通常由三个不同的保护段组成，分别是过流保护段、短路保护段和地故障保护段。

过流保护段主要是通过检测电流是否超过额定值来判断是否存在故障。

当电流超过设定阈值时，过流保护将发出信号切断电源。

在电力系统中，过流保护段通常使用电流互感器（CT）来检测电流值。

当电流过大时，CT会将信号发送给过流保护装置，触发保护动作。

短路保护段主要是用于检测系统中的短路故障。

它可以通过电流的瞬时变化来检测短路，当电流超过设定的阈值时，短路保护将触发并切断电源。

短路保护段可以使用电流互感器和电压互感器来检测电流和电压值，通过计算电压和电流的关系来确定是否存在短路。

地故障保护段针对系统中的地故障进行检测。

地故障指的是系统中发生的地线和其他相线之间的故障。

地故障保护段可以使用电流互感器来检测电流的不平衡情况。

当系统中存在地故障时，电流互感器将发出异常信号，触发地故障保护装置切断电源。

二次回路虚拟实验是通过仿真软件对电流保护系统的性能进行测试。

虚拟实验可以模拟各种故障情况，并观察保护装置的动作情况，以评估其准确性和可靠性。

在虚拟实验中，可以根据设定的参数和保护策略来模拟过流、短路和地故障，并记录保护装置的动作时间和动作特性。

通过虚拟实验，可以对保护系统进行验证和优化，提高电力系统的安全性和可靠性。

总结来说，三段式电流保护是电力系统中常用的保护方案，通过过流保护、短路保护和地故障保护三个不同的保护段来检测和切断故障电流。

二次回路虚拟实验则是用于测试和评估电流保护系统性能的方法。

通过这些保护措施和虚拟实验，可以确保电力系统的安全和稳定运行。

实验一 电磁型电压电流继电器特性实验1．实验目的1）了解继电器基本分类方法及其结构。

2）熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。

3）学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。

4）测量继电器的基本特性。

2．实验内容1）电流继电器特性实验电流继电器动作、返回电流值测试实验。

实验电路原理图如图1所示：图1 电流继电器动作电流值测试实验原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1A ，使调压器输出指示为0V ，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。

（2）查线路无误后，先合上三相电源开关（对应指示灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。

（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。

（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）的最大电流值，即为返回值。

（5）重复步骤（2）至（4），测三组数据。

（6）实验完成后，使调压器输出为0V ，断开所有电源开关。

-（7）分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。

（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。

误差＝［动作最小值－整定值 ]／整定值变差＝［动作最大值－动作最小值］／动作平均值 100%返回系数＝返回平均值／动作平均值表1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表2）电流继电器动作时间测试实验电流继电器动作时间测试实验原理图如图2所示：图2 电流继电器动作时间测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，使调压器输出为0V，将电流继电器动作值整定为1.2A，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。

（2）检查线路无误后，先合上三相电源开关，再合上单相电源开关。

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。

网络高等教育《电力系统继电保护》实验报告层专年级： 2014 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.学习动作电流、动作电压参数的整定方法；2.掌握DY型电压继电器和DL型电流继电器的实际结构，工作原理、基本特性；二、实验电路1．过流继电器实验接线图2.低压继电器实验接线图三、预习题1. DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈_并联__时的额定值；DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈__串联__时的额定值。

(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: 在电压继电器或中间继电器的线圈上,从0逐步升压,到继电器动作,这个电压是动作电压;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压. ;继电器动作后再逐步降低电压,到继电器动作返回, 这个电压是返回电压. 返回电流与启动电流的比值称为继电器的返回系数。

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：电流继电器是过流动作，只可以在小于整定值后的时候才返回；避免电流在整定值附近时，会导致继电器频繁启动返回的情况，一般就要设一个返回值，比如所0.96，电流小于0.96的时候才返回。

所以返回值必须要小于1。

2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？答：不可以动作的继电器能够及时返回，让正常运行的部分系统不会被切除。

3. 实验的体会和建议①在连接继电器线圈的时候,将其接入交流回路中,而对应的触点接入直流回路中,触电线圈中的电流电压大小决定其动作,不能接反.②在实验过程中一定要注意安全,在进行接线的时候,应该把电源关掉,确保安全可靠.实验二电磁型时间继电器和中间继电器实验一、实验目的1. 熟悉时间继电器和中间继电器的实际结构、工作原理和基本特性；2. 学习时间继电器和中间继电器的的测试和调整方法；二、实验电路1．时间继电器动作电压、返回电压实验接线图2．时间继电器动作时间实验接线图3．中间继电器实验接线图4．中间继电器动作时间测量实验接线图三、预习题影响起动电压、返回电压的因素是什么？答：是相关电阻的大小。

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。

1.自定义参数实验自定义参数参数：Es=10Kv，最大运行方式下等值阻抗=13Ω，最小运行方式下电阻为14Ω，线路单位长度正序电抗=0.4Ω/Km，限时电流速断保护的△T=0.5S，限过电流保护动作时限为 2.5S，电流速断保护起电流计算可靠系数K=1.2，限时电流速断保护可靠系数=1.1。

2. 三段式电流保护的整定计算原则答：三段式电流保护指的是电流速断保护（第一段）、限时电流速断保护（第二段）、定时限过电流保护（第三段）相互配合构成的一套保护。

①电流速断保护：躲开本条线路末端最大短路电流；计算公式如图2-1 所示。

图2-1②限时电流速断保护：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。

计算公式如图1-2所示。

图2-2③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。

3. 线路参数各个线路的长度分别是 AB段14Km，BC段12Km,CD段13km ，整定的是保护在BC线路。

4. 填写下列表格4. 仿真波形图附上故障在I段保护范围内时，保护BK2仿真图，以及故障位置超出I段保护范围时，保护BRK2仿真图(图4-1)。

图4-15. 总结通过此次的实验，让我知道我对于该课程的知识点学习不够透彻，对于三段式继电保护还处于理论阶段，在面向实际问题时，并不知道如何去着手处理，没有一个清晰逻辑流程。

刚开始入手的时候遇到了很多困难，不知道如何去开展工作，并且PSCAD平时接触的也不够熟悉，加之是英文版软件，所以本次的实验对我来说是比较有难度的，但经过基本一段时间学习和理解，可以简单使用PSCAD来仿真电力系统。

在实验过程中让我强化学习了三段式继电保护系统的整定方法和计算方法，由于本人存在一些知识点的模糊，造成在此次实验中有一些数据和工作原理尚不能理解透彻，总的来说本次的实验本人尚有两点疑问，总结如下：①在仿真工程中对于输送线路的阻抗设定如何关联的程序中；②同时在输送线路上存在的压降是如何体现，还是忽略不计。

第1篇一、实验目的1. 熟悉继电保护的基本原理和实验方法。

2. 掌握继电保护装置的调试和操作技能。

3. 分析故障现象，提高对电力系统故障处理的能力。

二、实验原理继电保护是电力系统安全稳定运行的重要保障，其基本原理是：当电力系统发生故障时，继电保护装置能迅速、准确地检测出故障信号，并发出动作指令，使断路器迅速跳闸，隔离故障点，防止故障扩大，保护电力设备和人员安全。

三、实验设备1. 继电保护实验装置2. 数字示波器3. 交流电源4. 电压表、电流表5. 电缆线四、实验内容1. 继电保护装置的调试（1）按实验要求接线，检查接线是否正确。

（2）根据实验要求设置继电保护装置的参数。

（3）启动实验装置，观察继电保护装置的动作情况。

2. 故障模拟实验（1）模拟电力系统故障，如短路、过负荷等。

（2）观察继电保护装置的动作情况，记录故障现象。

（3）分析故障原因，提出改进措施。

3. 保护装置的整定实验（1）根据实验要求，整定继电保护装置的参数。

（2）启动实验装置，观察继电保护装置的动作情况。

（3）分析整定参数对保护装置的影响。

五、实验步骤1. 实验准备（1）检查实验设备是否完好，电源是否正常。

（2）熟悉实验原理和实验步骤。

2. 实验操作（1）按实验要求接线，检查接线是否正确。

（2）根据实验要求设置继电保护装置的参数。

（3）启动实验装置，观察继电保护装置的动作情况。

3. 故障模拟实验（1）模拟电力系统故障，如短路、过负荷等。

（2）观察继电保护装置的动作情况，记录故障现象。

（3）分析故障原因，提出改进措施。

4. 保护装置的整定实验（1）根据实验要求，整定继电保护装置的参数。

（2）启动实验装置，观察继电保护装置的动作情况。

（3）分析整定参数对保护装置的影响。

六、实验结果与分析1. 继电保护装置的调试通过调试，继电保护装置能够准确地检测出故障信号，并发出动作指令，使断路器迅速跳闸，保护电力设备和人员安全。

2. 故障模拟实验在模拟故障实验中，继电保护装置能够迅速地检测出故障信号，并发出动作指令，使断路器跳闸，防止故障扩大。

实验一过流保护三段配合整定一、实验目的1、加深对电流保护三段配合相互配合的理解;2、掌握电力系统电流保护的整定及实现方法.二、实验内容1、学习RTDS电流保护元件的使用方法；2、根据实际系统参数对保护进行整定，并记录故障波形;3、使用电力系统故障诊断专家进行故障分析。

三、实验原理电流一段保护的整定：为了保护电流速断的选择性,其起动电流必须躲过本条线路末端短路时最大短路电流，即在最大运行方式下末端母线三相接地短路故障电流。

电流速断保护不可能保护线路全长,要求保护线路全长的15％—20％即可。

电流二段保护的整定：要求限时速断保护必须保护线路全长,因此他的保护范围必须延伸到下一级线路去,这样当下一级线路首端发生短路故障时就要动作.在这种情况下,为了保证动作的选择性,就必要保护的动作具有一定的时限。

所以其整定值在下一条线路的一段整定值上加一个配合的可靠性系数即可.对于二段保护来说，一般要延时0。

5秒动作。

另外为了保护线路全长，限时速断保护必须在最不利于保护动作的情况下有足够的反应能力，所以需要其灵敏系数大于等于1。

3。

电流三段保护的整定：为保证在正常情况下各条线路上的过电流保护不误动，需要考虑最大负荷电流、返回系数和电机的自启动系数，因此：具体的RTDS中保护设置模块设定在实验过程中体现，这里不再赘述.四、实验步骤1、建立如下图35kV电力系统模型：三条线路分别长60km,80km，100km，CT的变比取为600：1，PT的变比取为35000：100。

线路一末端负荷2MW,0。

8MVar;线路二末端负荷3MW，1MVar；线路三末端负荷3MW，1MVar.分别在三条线路的中间和末端设置故障.2、参考实验原理和继电保护课程教材，根据线路参数合理设置整定值,完成各条线路三段间过电流配合。

基本要求：第一条线路中间故障，保护一瞬时动作；第一条线路末端故障，保护一延时动作；第二条线路中间故障，保护二瞬时动作;第二条线路末端故障，保护二延时动作;第三条线路实现全线速动。