继电保护实验

实验三三段式电流保护一、 实验目的加深了解三段式电流保护的原理。掌握三段式电流保护的参数整定及各段保护之间的配合。二、 实验内容三段式电流保护分电流速断保护（I段保护），限时电流速断保护（II段保护）和过电流保护（III段保护）：包括以下4个部分：（1） 电流保护I段：它是经过傅立叶模块变换的电流与预先设置的继电器电流相比较，若大于预置值则输出0,反之输出1。其动作电流按躲开线路末端发生三相短路的短路电流整定；因为电流I段是瞬时动作，所以延时时间很小（延时0.05S）。它只能保护线路的一部分，不能保护全长。（2） 电流保护II段：其动作原理与电流I段相同，其动作电流按与下一级线路的I段或II段配合来整定，整定值小于I段，延时时间0.5S，它能保护本线路的全长。（3） 电流保护山段：其动作原理与电流保护I段相同，其动作电流按躲开最大负荷电流整定，保护经过一个动作延时启动并切出故障，它不仅能保护本线路的全长，而且能保护下级相邻线路的全长。当满足灵敏度的情况下，它的动作时间应与下一保护的I段相配合。（4） 保护出口部分，该部分的功能就是将电流I、II和I段的输出信号相与。模拟单侧电源系统中，线路发生故障时保护的动作情况。ContinuousAconna□口 □♦ 1—■€CContinuousAconna□口 □♦ 1—■€CThree-PligseBnwkpr2）断路器拱块起萤犊爆为close,与iiA.E,C并美,不设M触发：勾进开、断时间为外部栓制方式。SwtKygtein3Thnee-PhaseSfluroe1）三相电源模块，抵电压为10kV：A相的相住角为Q：内部迷模方式为Yg；内部更；内部屯感为0.4）壬相二裁,500KW5)fit障双时ffiO.4-0.8sThr&e-PhasieFgylt图3-1仿真模型图3-2子系统模型主要模块参数设置如下：三相电源模块：线电压设置为10kV；A相的相位角设置参数为0；频率设置参数为50Hz，内部连接方式设置为Yg，星形连接；电源的内部电阻设置参数为3Q；电源内部电感设置参数为0.04H。断路器模块：断路器的起始状态设置为closed,闭合状态，断三相，即A、B、C开关打勾；开、断时间为外部控制，在前面打勾。三相故障模块：通过对参数的设置，可以选择故障类型、控制信号、开关状态等。设置起始状态为闭合，故障时间为0.4〜1.6S。线路：此模块用于模拟线路，线路长度100公里，其余取默认值。三相负载：按电压10KV，频率50HZ，功率500KW设置。三、实验内容1.根据所给出的系统模型，计算保护的整定值，整定各继电器的参数。设线路L1、L2长度分别为100公里和50公里并在100公里和150公里处设置故障点K1和K2.根据傅里叶变换后测得K1点的最大短路电流I(3) =217.2A，最K1max小短路电流I(2)K1min=207.2A；K2点的最大短路电流I(3)K2max=158.7A，最小短路电流(2)K2min=156.3A。II5=K[XIII5=K[XI（3）Kimax=1.2X217.2=260.64AIii =KxIi=1.2xl.lx158.7=209.48ATsiKXK°p2 1.2X2.2,Iiii1=——e—ssxI =—085—x50=155.29A2.根据线路三段式保护的原理以及各段保护之间的配合，通过改变线路长度来模保护II段保护III段拟改变故障位置，分析波形，观察各段保护动作情况。通过改变故障模块参数来模拟故障类型，分析波形，观察保护动作情况。

四、实验报告1.记录分析各种情况下的波形和保护动作情况；(1)无故障运行时在无故障运行情况下，三相电流波形正常，跳闸信号为1,未触发跳闸，三段式保护未触发。0.73OB0.73OB*labcFileToolsViewSimulationHelp□ Xn谷-尊④IA•7非函- FileTooltViewSimulatioriHelp®'命®事。也，亭盘I”玉PRiaa - □FileToolsViewSimulationHelp1-2.WJ0|在100公里处发生三相短路因为L1的保护I电流速断无法保护L1全长，故保护I不动作，保护II和保护III动作但是保护III延时1.05S触发，保护II延时0.55S触发。故保护II动作，断路器断开，故障在0.95S左右被切除。T=2000TPR123-LXFileToolsViewSimmlationHelp更-1嗜® 备・|找•m-l圣座'* —IxFileTookViewSimulationHelp *酗灼 T=2.D00在100公里处发生两相短路因为保护I无法保护全长且在线路发生两相短路时保护I的保护范围更小，故保护I不动作，理论上应该由保护II动作切除但从保护II的灵敏度整定值K I(2)K2min=11^6L=0.74V1.3，因此保护II同样无法保护L1全长，应与下senII. 209.48一段L2的保护II配合，但L2的保护II需要下一段线路的电流速断整定值，从前面的设定可知并未设置L3，因此需要保护III作为后备保护。为了方便观察故障时间设置为0.4S〜1.6S，保护III延时1.05S触发，从电流波形图可以看到故障在1.45S左右被切除。迷lab匚 一口FileToolsViewSimulationHelp

在80公里处发生三相短路超出L1保护I的保护范围保护I不动作，保护II和保护III动作，但由保护II切除故障，故障在0.95S左右被切除。Ji"labc — □FileTool?ViewSimulationH?lp©- ©l>®涉-W-ID，字函，Ready T=2.000

耳PR1N3 - □XFileToolsViewSimulationHelp^ad/ T=2.DOO在80公里处发生两相短路波形图和保护动作情况与发生三相短路时相似，同样是保护I不动作，保护II、III动作，由保护II切除故障。在70公里处发生三相短路L1的保护I、II、III都动作，由继电保护的选择性原则，由保护I动作切除故障，从三相电流波形图可看出故障在0.45S左右被切除。

鼻PR123FileTodsViewSimulatioriHelp◎-⑥o命荼圜-Resd^ T=.2.0Ci|]（7） 在120公里处发生三相短路和两相短路动作保护情况与（3）相同，L1保护I、II不动作，保护III动作切除。理论上应由L2的保护I动作切除，但由于实验仿真中未设置L2保护I，故由L1的保护III保护线路全长。（8） 在150公里处发生短路故障因超出L1保护I、II的保护范围且L2未设置保护II，故由L1保护III动作切除，作为L2的远后备保护。-100FileToolsViewSimulationHelpT=2.000-100FileToolsViewSimulationHelpT=2.000VPR1Z3 - -|XFileTookViewSimulatioinHelp嘻⑤3H4-IIP£中『0.5-“ I I i I I i i'I■0Ek204通D.B1 1.2 1.4 161ARead^ T=2.D00在超出150公里长度的线路出发生短路故障，因为仿真设定的继电保护为L1+L2共150公里的线路保护，并以L1线路100公里设置三段式电流保护，故当故障点距离超出150公里则三段式保护不动作。说明三段式电流保护的工作方式和特点；因电流速断保护无法保护线路全长，限时电流速断保护又不能作为相邻元件的后备保护，过电流保护不仅能