中国矿业大学继电保护综合实训报告1

1、中国矿业大学2013-2014学年第一学期电气工程专业专业综合实践分析报告实践项目专题 输电线路保护综合实验 班 级 姓 名 学 号 成 绩 中国矿业大学信电学院 2013年11月21日任务一：输电线路保护综合实验台的设计与调试1、 实训项目1. 系统整定计算2. 微机保护测量校验3.常规继电器校验4.微机保护和常规保护参数设置5.电流保护线路的常规系统试验6.电流保护线路的微机系统试验二、实训内容及步骤（一）系统整定计算 （二）微机保护测量校验 微机 图1 校验原理图1.校验电流（1）校验原理图如图1所示，将所有保护设置为切除状态；（2）依次校验微机保护的A、B、C三相电流值，并求平均值；（

2、3）由实测值和平均值计算误差，并求出最大误差，数据记录于表1。2.保护动作实验（1）按整定计算值设置保护动作值；（2）由图1进行保护动作实验,测出瞬时电流速断保护和过电流保护的起动电流，并与整定值比较，数据记录于表2。（三）常规继电器校验1.电流继电器校验LJI220VR TY130/5A2A A 图2 电流继电器动作电流值测试实验接线图（1）按图接线，将继电器线圈串联，调整把手置于刻度盘的某一刻度（整定值），TY1置最小位置。（2）合上Sk、DK、ZK空气开关，缓慢调节TY1使电流均匀上升到接近把手值时，用可调电阻进行微调直到继电器刚好动作时(动合触点闭合，指示灯亮)的电流，即为动作电流Id

3、z ，记下读数；然后缓慢减少电阻使电流均匀下降，使继电器刚好返回时(动合触点断开，指示灯熄)的电流，即为返回电流I fh ，记下读数，填入表中。（3）改变刻度位置，重复上述步骤，并记下读数。每个刻度重复三次，取其平均值以求返回系数K fh 。 （4）继电器线圈改为并联接法，重复上述步骤。2.时间继电器校验+BKDC 220VSJZXPX-I启动停止输入2输入1公共线公共线端口 图3 时间继电器动作时间测试原理图（1）按图接好线路，调整时间整定值，将静触点时间整定指针对准一刻度中心位置；（2）合上BK，记录电秒表显示的读数，然后复位；（3）测量三次，取平均值，并计算动作时间误差，结果填入表中。（

4、四）微机保护和常规保护参数设置（1）将微机保护使用的电流继电器取出，安装在实验台上，按图2接好线路;（2）调节把手置于刻度盘的某一位置，然后调节可调电阻，直到电流表读数为整定值，同时保护动作的指示灯刚好在达到这一电流值点亮为止;（3）断开电源，将继电器取出，然后安装在微机保护屏上；（4）时间继电器参数的设置方法同上。（五）电流保护线路的常规系统试验1.将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs设置为5.5，模拟线路100%处三相、两相短路实验：（1）各保护元件动作值按计算整定值来整定；（2）将AB、BC段模拟线路阻抗滑动头移动到10处（3）将屏面下部的A站的常规保护出口连接片接通（LP1和LP7

5、）。（4）合上A、B站模拟断路器，负荷灯全亮；（5）合上A站的1SA、1SB、1SC短路模拟开关；（6）合上A站的短路操作开关1Qc，模拟系统发生三相短路、两相短路故障，观察并记录保护的动作类型情况，并填入表中。然后按复位开关。重复步骤（4）（7）合上B站的2SA、2SB、2SC短路模拟开关，再合上B站的短路操作开关2Qc。模拟系统发生三相短路、两相短路故障，观察并记录保护的动作类型情况，并填入表中。2.将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs分别设置为4.5、2.5，模拟线路100%处三相、两相短路实验，方法与上类试；3.采用上述方法，将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs分别设置为5.5

6、、4.5、2.5，模拟线路50%、30%处三相、两相短路实验。（六）电流保护线路的微机系统试验1.将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs设置为5.5，模拟线路100%处三相、两相短路实验：（1）各保护元件动作值按计算整定值来整定；（2）将AB、BC段模拟线路阻抗滑动头移动到10处；（3）将屏面下部的A站的微机保护出口（LP2），B站的常规保护出口（LP7）连接片接通；（4）合上A、B站模拟断路器，负荷灯全亮；（5）合上A站的1SA、1SB、1SC短路模拟开关；（6）合上A站的短路操作开关1Qc。模拟系统发生三相短路、两相短路故障，观察并记录保护的动作情况，并填入表中。然后按复位开关；（7）将

7、屏面下部的AB站的常规保护出口连接片接通（LP7），合上B站的2SA、2SB、2SC 短路模拟开关，合上B站的短路操作开关2Qc,模拟系统发生三相短路、两相短路故障, 观察并记录保护的动作情况，并填入表中。然后按复位开关。2.将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs分别设置为4.5、2.5，模拟线路100%处三相、两相短路实验，方法与上类试，将数据记录于表中。3.采用上述方法，将保护安装处到系统等效电源之间的阻抗Zs分别设置为5.5、4.5、2.5，模拟线路50%、30%处三相、两相短路实验，将数据记录于表中。（数据处理于下页）A站序号 电流实测值 电流 微机测量值微机平均 测量值误差（）A相

8、 11.11.10 1.111.09 1.1 0 21.9751.971.991.981.980.25 33.0123.063.043.053.051.26 44.014.104.134.124.112.49 54.995.115.105.095.102.20B相 11.0891.081.091.101.09 0.09 22.0072.012.022.012.010.15 33.0643.083.093.073.080.52 43.974.004.024.034.011.00 54.955.055.045.035.041.82C相 11.0010.980.990.980.982.10 22.0

9、241.982.002.011.991.68 33.0933.113.133.093.110.55 43.984.014.024.014.010.75 54.955.065.035.025.041.82B站A相 11.0491.041.061.041.050.10 22.0501.982.042.002.002.44 33.0013.103.113.093.103.30 43.974.004.003.994.000.76 54.954.995.015.035.011.21B相 11.0011.011.021.031.021.89 22.0132.032.012.032.020.35 33.08

10、13.143.113.133.131.59 44.004.034.054.054.041.00 54.975.035.055.045.041.41C相 11.0161.000.991.001.001.57 22.0992.092.112.102.100.05 3 3.0923.133.123.123.120.91 43.953.994.014.004.001.27 54.975.025.055.025.031.21三、数据处理（一）微机保护测量校验表1 微机保护测量校验数据由表1可看出，最大误差为3.30。表2 微机保护校验-微机保护动作实验数据 A 站A 相 5.775.800 1.621.

11、628B 相5.7721.629C 相5.7751.621 B 站A 相 2.622.602 1.351.349B 相2.5881.336C 相2.6121.322 由表2可看出保护的动作值与整定值误差非常小。（二）常规继电器校验1.电流继电器A站速断右把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）15.034.727.827.129.858.982.552.313.933.594.994.5425.014.757.807.059.819.112.512.343.933.604.994.5535.024.737.807.059.808.902.512.343.933.594.

12、994.55平均值5.024.737.817.079.828.992.522.333.933.594.994.55返回系数0.940.910.920.920.910.91A站速断左把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）15.104.817.957.199.258.202.522.343.983.594.994.5425.114.807.957.199.238.272.532.373.993.544.994.5535.104.807.967.189.228.222.552.393.923.584.994.55平均值5.104.807.957.199.238.232.53

13、2.373.963.574.994.55返回系数0.940.900.890.940.900.92A站过流右把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）10.460.410.8180.7441.0770.9151.010.91.751.412.231.9520.450.4180.8170.7451.0750.92510.91.751.42.231.930.450.4170.8170.7451.0720.9331.010.91.751.412.231.9平均值0.450.4150.8170.7451.0750.9241.010.91.751.412.231.92返回系数0.92

14、0.910.860.890.810.86A站过流左把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）10.450.370.810.71.0880.9631.0170.9311.6521.4782.1781.89020.450.370.80.711.0820.9620.9980.9221.6501.4502.1701.88930.450.370.80.71.0750.9601.0080.9221.6351.4712.1721.895平均值0.450.370.80.71.0820.9621.0070.9251.6461.4662.1731.891返回系数0.820.880.890.9

15、20.890.87B站速断右把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）11.61.452.352.13.052.653.152.94.654.315.895.2221.551.452.332.122.92.653.122.94.624.325.895.3831.531.452.32.112.92.653.122.94.234.315.855.31平均值1.561.452.332.112.952.653.132.94.634.315.885.30返回系数0.930.910.900.930.930.90B站速断左把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）

16、11.421.32.42.113.112.732.882.64.754.256.255.421.421.312.42.113.092.752.892.64.754.256.255.3831.421.322.392.113.092.752.892.694.734.256.25.4平均值1.421.312.42.113.092.742.892.634.744.256.235.39返回系数0.920.880.890.910.900.87B站过流右把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）10.5370.4980.8400.7861.0890.9961.080.9661.7081

17、.5502.242.00620.5360.5110.8480.7921.0900.9941.090.9841.7051.5802.2302.05430.5330.5150.8440.7831.0900.9871.1010.9551.6271.5762.1862.035平均值0.5350.5080.8440.7871.0900.9961.0900.9681.6801.5962.2192.032返回系数0.940.930.910.890.930.92B站过流左把手位置两线圈串联两线圈并联最小中间最大最小中间最大电流值（A）10.5190.4670.7860.6781.0370.8491.0090.

18、8781.61.3422.1151.71720.5110.460.7860.6791.0320.8540.9890.8741.5901.3472.0911.71930.5250.4630.790.681.0330.8620.9790.8741.5961.3432.0941.725平均值0.5180.4630.7870.6791.0340.8550.9920.8751.5951.3442.11.72返回系数0.890.860.830.880.840.82 由以上八个表格的数据可看出，绝大多数的电流继电器的返回系数都处在正常范围内，部分返回系数与理论数据差别较大，可能是由于测量误差引起的。2.时间

19、继电器A时间继电器 t1（3s）t2(4.5s)一次二次三次一次二次三次测量值（s）2.912.942.924.464.474.46误 差322.70.890.670.89B时间继电器 t1（3s）t2(4.5s)一次二次三次一次二次三次测量值（s）3.043.043.014.554.554.50误 差1.31.30.331.11.10由以上两个表格的数据可看出，时间继电器的测量误差很小。（三）电流保护线路的常规系统试验数据短路位置电阻（）故障地点线路AB末端发生短路线路BC末端发生短路故障类型K（2）K（3）K（2）K（3）ABBCACABCABBCACABC1002动作保护AIIIAIII

20、AIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBIII4AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBIII5AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBIII502AIAIAIAIBIBIBIBI4AIIIAIIIAIIIAIBIIIBIIIBIIIBI5AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBI30 2AIAIAIAIBIBIBIBI4AIIIAIIIAIIIAIBIBIBIBI5AIIIAIAIIIAIBIIIBIBIIIBI（4） 电流保护线路的微机系统试验数据短路位置电阻（）故障地点线路AB末端发生短路线路BC末端发生短路故障类型K（2）K（3）

21、K（2）K（3）ABBCACABCABBCACABC1002动作保护AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBI4AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBIII5AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBIII502AIAIAIAIBIBIBIBI4AIIIAIIIAIIIAIBIIIBIIIBIIIBI5AIIIAIIIAIIIAIIIBIIIBIIIBIIIBI30 2AIAIAIAIBIBIBIBI4AIIIAIIIAIIIAIBIBIBIBI5AIIIAIAIIIAIBIBIBIBI任务二、电网继电保护配置与设计一、设计原始资料（1）系

22、统接线如图一所示：图一（2）10kV负荷情况负荷名称最大负荷kWCOS回路数供电方式线路长度km市区38000.883架空4机械厂30000.92架空5电器厂12000.91电缆5棉纺厂110000.891电缆2棉纺厂220000.892电缆3农药厂10000.881架空7面粉厂15000.91电缆4（3）系统运行方式和中性点接地方式电厂最大运行方式为全部机组投入运行，最小运行方式为一台机一台变运行，接地方式为一台主变中性点接地，区域变电所的自耦变压器全部接地，终端变电所为一台变压器中性点接地。（4）220kV电网选择性钢芯铝绞线GLJ300/50，终端变电所母线最大过流保护时间1秒。平行双回

23、线最大传输功率10000kW。二、设计内容（1）系统保护配置设计（线路、发电机-变压器、变电所）（2）绘制保护配置图（3）微机保护的选择A组：220KV线路保护 B组：变压器保护 C组：发动机保护 D组：110KV平行双回线保护三、数据表1 各母线三相短路电流（单位：kA）终端变电站10kV母线终端变电站110kV母线A母线D母线L2开环(m)L2闭环（n）L2开环(m)L2闭环（n）发电机-变压器出口（单机）110kV双回线最大方式最大电流最小方式最小电流最大方式最大电流最小方式最小电流最大方式最大电流最小方式最小电流最大方式最大电流最小方式最小电流7.993.678.333.7381.87

24、0.952.171.949Id1max=8.33 Id1min=3.67Id2max=2.17 Id2min=0.95Idmax=3.2Idmin=2.68Idmin=1.85表2 220kV线路距离保护分支系数保护KfzmaxKfzminAB线路18.574.02AB线路25.252.80BC线路311CA线路411四、系统保护配置设置1系统保护配置设计（线路、发电机-变压器、变电所）(1)设计原则与一般规定电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。应根据审定的电力系统设计（二次部分）原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保

25、护和安全自动装置设计，设计应满足继电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）、110220kV电网继电保护与安全自动装置运行条例等有关专业技术规程的要求。 继电保护和安全自动装置由于本身的特点和重要性，要求采用成熟的特别是符合我国电网要求的有运行经验的技术。 电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。(2)输电线路参数的计算l 输电线路参数计算公式 线路零序阻抗为: Z0 = 3Z1 （2-1） 负序阻抗为: Z2 = Z1 （

26、2-2）线路阻抗有名值的计算： 正、负序阻抗: Z1 = Z2 = (+j)L （2-3） 零序阻抗: Z0 = 3Z1 （2-4）线路阻抗标幺值的计算： 正、负序阻抗: Z1* = Z2* =（+j)L （2-5） 零序阻抗: Z0* = 3Z1* （2-6）式中： 每公里线路正序电阻值/KM; 每公里线路正序电抗值/KM; L 线路长度 KM; SB 基准容量 1000 MVA; UB 基准电压 230 KV. l 发电机参数的计算 发电机的电抗有名值： （2-7）发电机的电抗标幺值： （2-8）式中： 发电机次暂态电抗; 发电机的额定电压; 基准电压230kv; 基准容量1000MVA; 发电机额定容量235.294MVA.l 变压器参数的计算 (1) 双绕组变压器参数计算公式：双绕组变压器电抗有名值： （2-9）双绕组变压器电抗标幺值： （2-10）式中： 变压器短路电压百分值;发电机的额定电压;基准电压230kv;基准容量1000MVA;变压器额定容量.2绘制系统保护配置图3.保护选择经分析，选择的保护方案如下：A