电力系统继电保护仿真实验指导书(试用稿)讲解
电力系统继电保护实验指导书..
《电力系统继电保护》实验指导书电气与信息工程学院实验中心前言电力系统继电保护实验课电力系统继电保护课程重要的实践教学环节，通过实验，加深学生对课程内容的理解，掌握电力系统继电保护的实际运用能力。
学生通过实际操作，从实验中观察到系统故障现象和掌握正确处理的措施，加深对继电器、继电保护装置、自动装置理论知识的理解；掌握常用仪器和试验设备的使用方法，以及继电器的构造原理、调试方法步骤；掌握阅读保护、控制、测量、自动装置的原理展开图和安装图的读图方法。
目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。
目录实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验） (1)实验二单侧电源辐射式线路三段式电流保护实验（综合型） (5)实验三Y/Δ—11双绕组变压器差动保护实验（综合型） (10)实验四具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验（综合型） (15)实验五自动重合闸前加速保护实验（综合型） (18)实验六零序电流保护实验（综合型） (21)实验一电磁型电流继电器和电压继电器特性实验（验证性实验）一、实验目的1、熟悉DL型电流继电器的实际结构、工作原理、基本特性；2、掌握其动作电流、返回电流及返回系数的整定计算方法；3、绘制电磁型电流继电器特性实验的原理接线图。
4、熟悉DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性；5、掌握动作电压、返回电压、返回系数及相关参数的整定计算方法；6、绘制电磁型电压继电器特性实验的原理接线图。
二、实验原理DL—20c电流继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态：常开触点闭合，常闭触点断开。
继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联时指示值等于整定值标注的；继电器两线圈并联使用时，整定值为指示值的2倍，转动刻度盘上指针，可以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。
DY—20c系列电压继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈两端电压达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。
电力系统仿真实验指导书
电力系统仿真实验指导书本指导书以电力系统仿真实验为主题，介绍了电力系统仿真实验的基本原理、实验步骤以及实验注意事项。
通过本实验的学习，能够加深对电力系统仿真的理解，掌握基本的仿真技术和方法，为后续电力系统相关实验的学习打下基础。
本实验采用仿真软件实现，所需软件主要为MATLAB和SIMULINK。
学生需要提前熟悉MATLAB和SIMULINK的基本操作和常用函数，具备一定的电力系统基础知识。
一、实验原理电力系统仿真实验是通过电力系统的模型来模拟和控制真实电力系统的运行，以实现对电力系统的研究和分析。
通过仿真实验，可以1观察和分析电力系统在不同工况下的运行特性，验证电力系统的稳定性和可靠性，优化电力系统的运行参数等。
电力系统仿真实验的基本原理是将真实电力系统抽象成数学模型，并通过计算机软件来模拟和控制这个数学模型。
模型的输入是电力系统的初始条件和外部扰动，输出是电力系统的动态响应和稳态结果。
通过对模型输入的控制和模型输出的观测，可以实现对电力系统的研究和分析。
二、实验步骤1. 确定仿真实验的目标和内容。
根据实验要求和实验目标，确定仿真实验的内容和范围。
2. 建立电力系统的数学模型。
根据实验要求和实验目标，将电力系统抽象成数学模型，并确定模型的输入和输出。
23. 编写仿真程序。
使用MATLAB和SIMULINK等软件，编写仿真程序，实现对电力系统模型的仿真和控制。
编写的程序应包括模型的输入和输出控制，仿真参数的设置，仿真结果的观测和分析等。
4. 运行仿真程序。
加载仿真程序，设置仿真参数，运行仿真程序，观察仿真结果。
5. 分析仿真结果。
根据仿真结果，分析电力系统的运行特性，验证仿真模型的准确性和有效性。
6. 优化仿真模型和参数。
根据实验结果，对仿真模型和参数进行优化，提高仿真模型的准确性和有效性。
三、实验注意事项31. 熟悉仿真软件的基本操作。
在进行电力系统仿真实验前，需要提前熟悉使用MATLAB和SIMULINK等仿真软件的基本操作和常用函数。
(整理)电力系统继电保护实验指导书
实验一 阶段式过电流与自动重合闸前加速一、实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理与接线。
2、掌握自动重合闸与继电保护的配合形式。
3、理解继电保护与自动重合闸前加速这种配合形式的使用场合。
二、实验说明重合闸前加速保护是当线路发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作，使断路器跳闸，尔后再借助于自动重合闸来纠正这种非选择性的动作。
重合闸前加速保护的动作原理可由图12-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路X-2上装有过流保护4，ZCH 仅装在靠近电源的线路X-1上。
无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端的短路电流来整定，动作不带延时。
过流保护2、4的动作时限按阶梯原则来整定，即t 2＞t 4。
图 12-1 自动重合闸前加速保护原理示意图当任何线路、母线（I 除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所I 的无选择性电流速断保护1总是先动作，不带延时地将1QF 跳开，尔后ZCH 动作再将1QF 重合。
若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ZCH 的动作退出工作，因此，此时通过各电流保护有选择性地切除故障。
图12-2示出了ZCH 前加速保护的原理接线图。
其中1LJ 是电流速断，2LJ 是过流保护。
从该图可以清楚地看出，线路X-1故障时，首先速断保护的1LJ 动作，其接点闭合，经JSJ 的常闭接点不带时限地动作于断路器，使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸装置，将断路器合上。
重合闸动作的同时，起动加速继电器JSJ ，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因JSJ 的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2LJ 及SJ 带时限有选择性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。
自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ZCH 的优点。
其缺点是增加了1QF 的动作次数，一旦1QF 或ZCH 拒绝动作将会扩大停电范围。
电力系统继电保护试验指导书
实验二 电流电压保护电路系统实验………………………………17
实验3电流电压保护电路微机系统实验………………20
实验 四功率定向继电器特性实验………………23
实验 五向阻抗继电器特性实验………………………………26
实验6 DCD-5型差动继电器特性实验…………………………28
WBB-II型变压器保护屏介绍……………………………………34
实验7 变压器系统保护屏常规保护实验………………46
实验8 变压器系统保护屏常规保护实验………………48
实验 9 设计组合实验…………………………………………50
继电器特性测试台简介
试验台由电源、各种继电器和测量仪表组成。可用于测试电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器、功率方向继电器、方向阻抗继电器等常规继电器的特性，也可根据需要设计各种继电器组合保护实验.
1
32.53
26.42
46.84
41.49
58.92
51.92
16.53
13.71
22.73
20.05
29.22
25.69
2
32.62
27.33
46.54
41.93
57.13
51.92
16.93
13.18
22.83
20.21
28.83
25.61
3
31.82
27.32
46.67
42.19
57.81
51.83
c 改变刻度位置，重复上述步骤，记录读数。每个刻度重复 3 次并取平均值以返回系数 Kfh。
d 将继电器线圈改为并联方式，重复上述步骤。
电力系统继电保护实验指导书
实验一电磁型电流继电器实验一．实验目的1．熟悉DL型电流继电器的内部结构、工作原理、基本特性。
2.测量电流继电器的动作值及返回值，计算返回系数。
掌握测试、调整这些参数的基本方法。
3.了解继电器常开接点和常闭接点的区别，观察接点工作可靠性。
二．原理说明DL-20C系列电流继电器为电磁式继电器。
由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。
当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动合触点闭合。
转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。
改变线圈的串联或并联，可获得不同的额定值。
DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。
继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。
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-20A 变压器及单相可调电源 13 EPL-04 继电器—DL-21C电流继电器 14 EPL-11 交流电压表 15 EPL-11 交流电流表 16 EPL-11 直流电源及母线 17 EPL-12B 光示牌 1四．实验内容及步骤1.机械部分检查、转轴活动部分检查、舌片与电磁铁间隙的检查、弹簧的检查与调整、触点的检查与调整轴承与轴尖的检查。
2. 整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图1-2为过流继电器的实验接线。
（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试：a .选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器（额定电流为6A），确定动作值并进行整定。
本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态。
注意：本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值。
b .根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式； 注意：（1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示。
其中串联接法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，并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。
（2）串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电流值。
电力系统仿真实验指导书样本
电力系统仿真实验指引书杨静编南京工业大学电气工程与控制科学学院5月目录实验一大电流接地系统短路故障仿真实验... 错误!未定义书签。
实验二简朴电力系统暂态稳定性仿真... 错误!未定义书签。
实验三电力系统潮流计算仿真实验....... 错误!未定义书签。
参照资料...................................................... 错误!未定义书签。
实验一大电流接地系统短路故障仿真实验一、实验目与规定通过实验教学加深学生基本概念，掌握电力系统各类短路故障特点，使学生通过系统进行物理模仿和数学模仿，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际效果，提高学生感性结识及对电力系统仿真过程分析能力。
本实验规定学生掌握Simulink中电力系统惯用元件模型及用法，并理解建模基本过程，以及完毕模型仿真，结合短路有关理论知识对仿真成果加以分析。
二、实验内容搭建如图1-1所示系统模型并仿真，该系统有3个电源，4条输电线路，在Line1末端设立各种类型短路故障，观测示波器中电压和电流波形，记录下故障电压电流有效值。
图1-1 大电流接地系统短路故障Simulink仿真模型三、实验仪器设备及耗材1.每组计算机1台、软件Matlab7.0套。
四、实验原理1、SimuLink简要阐明SimuLink是基于 MATLAB图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建模、仿真和分析一种软件包。
它使用图形化系统模块对动态系统进行描述，并在此基本之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。
进入SimuLink2种办法：1)在MATLAB命令行中敲出SimuLink，回车，就打开了SimuLink。
2)点击工具栏中按钮，看图：图1-2 进入Simulink2、SimPowerSystems阐明SimuLink下SimPowerSystems可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路建模与仿真分析，它提供了典型电气设备和元件，例如变压器、传播线、电机、电力电子器件等等。
电力系统继电保护实验指导书
电力系统继电保护实验指导书RTDB-1电力系统继电保护实验台操作说明本实验台的工作电源为交流380V三相四线(或三相五线)制，除了设有电源控制屏外，为了更好配合实验在实验台中部增设了五块小控制屏。
下面我们逐一做出说明。
一、电源控制屏部分1.电源控制屏的上部是三相电网或调压相电压指示表、三相进线保险和三相进线指示灯。
另外“电网”和“调压”的按钮也在此处，目的更加方便的切换，便于观察电网电压和调压电压输出。
电源控制屏上装有实验指示灯，它是一只直流220V平光/闪光指示灯，接X1―X3为平光，接X2―X3为闪光，X3接直流负极，做继电器特性实验时，使用平光或闪光由实验效果来决定。
2．电源控制屏中部设有数字显示的交直电压电流表各一组：包括交流电压表一只,测量范围0～450V,精度0.5级。
设有数字交流电流表一只，测量范围0～5A，精度0.5级。
设有数字显示直流电压表一只,测量范围0～500V，精度0.5级。
设有直流电流表一只,可测量0～5A直流电流，精度0.5级。
四只表均装有过电流保险作保护，当出现过载测量时，仪表显示为“1”。
3．电源控制屏的下部设有:报警指示灯、报警解除按钮、实验台控制回路的保险、“起动”“停止”“急停”按钮。
当出现紧急情况时按动“急停”按钮，会切断实验台交流接触器线圈电源，接触器断电，切断实验台输出电源。
当出现漏电、过载时实验台保护回路动作，切断接触器线圈电源并报警，报警灯亮、实验台内部蜂鸣器响，只有消除漏电或过载，按动解除按钮，重新起动接触器，实验台才能正常工作。
中间设有直流电源，指针表显示,最大输出３Ａ，钮子开关控制，使用时注意区分正负极，不能接错。
右侧是交流输出部分，设有电网Ｕ、Ｖ、Ｗ、和调压u、v、w输出插孔，由万能转换开关控制输出的通断，以减少启动停止实验台的次数。
二、小控制屏部分为配合实验，实验台还增置了五块小控制屏主要器件包括：升流器（提供三组10V电压输出，最大输出20A）、实验断路器（为电流性实验作保护使用）、整流回路（为实验方便而增加的可自行接线的直流输出）、单相调压器输出、可调电阻两组（2500Ω和5Ω）、万转开关，实验按钮，固定电阻等器件。
《电力系统继电保护》课程实验指导书
南昌工程学院《电力系统继电保护》实验指导书专业电气工程及其自动化机械与电气工程学院电气工程教研室编2010 年6月目录实验一DL-31型电流继电器特性实验实验二LG-11型功率方向继电器特性实验实验三LCD-4型差动继电器特性实验实验四电流速断保护和电流电压联锁速断保护实验实验一 DL-31型电流继电器特性实验一、实验目的1．了解常规电流继电器的构造及工作原理。
2．掌握设置电流继电器动作定值的方法。
3．学习TQWX-III微机型继电保护试验测试仪的测试方法，并测试DL-31型电流继电器的动作值、返回值和返回系数。
二、实验原理及实验说明1. 实验原理DL-31型电流继电器用于电机、变压器及输电线的过负荷和短路保护中，作为启动元件。
DL-31型电流继电器是电磁式继电器，当加入继电器的电流升至整定值或大于整定值时，继电器就动作，动合触点闭合，动断触点断开；当电流降低到0.8倍整定值左右时，继电器返回，动合触点断开，动断触点闭合。
继电器有两组电流线圈，可以分别接成并联和串联方式，接成并联时，继电器动作电流可以扩大一倍。
继电器接线端子见图1-1，串联接线方式为：将④、⑥短接，在②、⑧之间加入电流；并联接线方式为：将②、④短接，⑥、⑧短接，在②、⑧之间加入电流。
做实验时可任意选择一种接线方式（出厂时电流继电器线圈默认为串联方式）。
图1-1 DL-31继电器接线端子2. 实验说明测试方法：控制测试仪的输出，从小到大动态地改变加入电流继电器中的电流，直至其动作；再减小电流直至其返回，测试电流继电器的动作值、返回值和返回系数。
可采用自动测试方法，也可采用手动测试方法。
(1) 自动测试继电器动作值及返回值方法：将测试仪设置为程控方式对继电器进行测试：开始实验后测试仪自动按设定步长增加发出的电流，直至电流继电器动作；再自动按所设定的步长减小电流，直至电流继电器(2) 手动测试继电器动作值及返回值方法：将测试仪设置为手控方式对继电器进行测试：手动操作不断增加测试仪发出的电流，直至电流继电器动作；再不断减小电流，直至电流继电器返回。
电力系统继电保护实验指导书
三、功率方向继电器特性实验（一）实验目的1.学会运用相位测试仪器测量电流和电压之间相角的方法。
2.掌握功率方向继电器的动作特性、接线方式及动作特性的试验方法。
3.研究接入功率方向继电器的电流、电压的极性对功率方向继电器的动作特性的影响。
（二）LG-11型功率方向继电器简介1．电流保护中引入方向判别的必要性在单侧电源的电网中，电流保护能满足线路保护的需要。
但是，在两侧电源的电网（包括单电源环形电网）中，只靠电流定值和动作时限的整定不能完全取得动作的选择性。
现以图3-1所示的两端供电电网为例，分析电流速断保护和过电流保护的行为。
先观察两侧电源的电网上发生短路时，电流速断保护的动作行为。
因为电流速断保护没有方向性，所以只要短路电流大于它的整定值就可以动作。
从图3-1中可以看出，当k1点发生短路时，4QF的电流速断保护可以动作，5QF也可以动作。
如果4QF先于5QF动作，就扩大了停电围。
同样，在k2点发生短路时，2QF和5QF可能在电流速断保护作用下，非选择性地动作。
所以，在两侧电源供电的电网中，断路器流过反向电源提供的短路电流时，电流速断保护有可能失去选择性而误动。
再从图3-1（c）分析过电流保护的动作行为。
k2点短路时，要求3QF、4QF先于2QF、5QF动作，即要求t2＞t3，t5＞t4；而在K1、K3点短路时，要求5QF先于4QF动作，2QF先于3QF动作，即要求t4＞t5，t3＞t2。
这是矛盾的，显然是不可能实现的。
因为过电流保护的动作时间是不可能随意更改的，所以，在两侧电源供电的电网中，过电流保护也可能失去选择性。
(a)(b)(c)图3-1 双侧电源电网电流保护动作行为分析（a）系统图（b）两侧电流与保护配合关系（c）时间配合图为了保证选择性，应该在保护回路中加方向闭锁，构成方向性电流保护。
要求只有在流过断路器的电流的方向从母线侧流向线路侧时，才允许保护动作。
由于规定了电流从母线流向线路时为保护动作的方向，因此，可以利用功率方向继电器来做到这一点。
电力系统继电保护仿真实验指导书
电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月目录第一部分 MATLAB基础.............................. 错误!未定义书签。
MATLAB简介.................................... 错误!未定义书签。
MATLAB的基本界面............................. 错误!未定义书签。
MATLAB的主窗口............................ 错误!未定义书签。
MATLAB的主窗口............................ 错误!未定义书签。
SIMULINK仿真工具简介......................... 错误!未定义书签。
SIMULINK的启动............................. 错误!未定义书签。
SIMULINK的库浏览器说明..................... 错误!未定义书签。
第二部分仿真实验内容........................... 错误!未定义书签。
实验一电力系统故障............................ 错误!未定义书签。
实验二电流速断保护............................ 错误!未定义书签。
实验三三段式电流保护.......................... 错误!未定义书签。
实验四线路自动重合闸电流保护.................. 错误!未定义书签。
第一部分 MATLAB基础MATLAB简介MATLAB是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年推出(DOS)版本，1992年推出(Windows)版本；1997年推出(Windows)版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了版本。
电力系统继电保护实验指导书
电力系统继电保护实验指导书1. 实验目的：了解电力系统继电保护的基本原理和运行方式，搞清楚各种继电保护装置的工作原理，熟悉各种装置的联动控制，掌握手动、自动重合器的操作方法。
2. 实验内容：（1）了解电力系统保护装置的种类和作用；（2）掌握电力系统故障类型和特点；（3）掌握各种距离保护装置的特点和工作原理；（4）掌握继电保护系统的联动控制原理和操作方法；（5）掌握手动、自动重合器的操作方法。
3. 实验仪器和器材：（1）距离保护装置；（2）电力系统模拟实验装置；（3）手动、自动重合器。
4. 实验原理：（1）电力系统保护装置的种类和作用：电力系统保护装置包括继电保护、保险丝保护、断路器保护、接地保护等。
继电保护是一种通过电气信号来控制断路器的装置，它可以对电力系统的各种故障进行侦测和保护，确保电力系统不会出现大面积故障。
（2）电力系统故障类型和特点：电力系统故障可以分为线路短路故障、接地故障和断相故障等。
故障的特点是在一定的时间内，电力系统中出现了短路或失相现象，这样就会对电力系统的正常运行产生影响。
（3）距离保护装置的特点和工作原理：距离保护装置是用于防止电力系统中发生短路故障的一种保护装置，它可以依据电力系统中的电压和电流的变化来判断是否发生了故障，并发出信号让断路器进行分闸操作。
（4）继电保护系统的联动控制原理和操作方法：为了保证电力系统的正常运行，各个继电保护装置之间需要进行联动控制。
联动控制是通过信号的传递和接收来实现的，不同的装置之间通过不同的通信协议进行通信。
（5）手动、自动重合器的操作方法：手动、自动重合器的作用是为了保证电力系统的正常运行，当出现故障时可以及时地进行重合。
手动、自动重合器的操作方法是由人工或计算机控制，通过输入指令来实现操作。
5. 实验步骤：（1）接通电力系统模拟实验装置电源，并按照说明书进行连接；（2）打开距离保护装置，并进行调整，使其达到最佳工作状态；（3）进行继电保护系统的联动控制，测试各个装置的联动控制是否正常；（4）操作手动、自动重合器，测试其操作是否正常，能否保证电力系统的normal 运行。
电力系统继电保护实验指导书
实验一 阶段式过电流与自动重合闸前加速一、实验目的1、熟悉自动重合闸前加速保护的原理与接线。
2、掌握自动重合闸与继电保护的配合形式。
3、理解继电保护与自动重合闸前加速这种配合形式的使用场合。
二、实验说明重合闸前加速保护是当线路发生故障时，靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作，使断路器跳闸，尔后再借助于自动重合闸来纠正这种非选择性的动作。
重合闸前加速保护的动作原理可由图12-1说明,线路X-1上装有无选择性的电流速断保护1和过流保护2，线路X-2上装有过流保护4，ZCH 仅装在靠近电源的线路X-1上。
无选择性电流速断保护1的动作电流，按线路末端的短路电流来整定，动作不带延时。
过流保护2、4的动作时限按阶梯原则来整定，即t 2＞t 4。
图 12-1 自动重合闸前加速保护原理示意图当任何线路、母线（I 除外）或变压器高压侧发生故障时，装在变电所I 的无选择性电流速断保护1总是先动作，不带延时地将1QF 跳开，尔后ZCH 动作再将1QF 重合。
若所发生的故障是暂时性的，则重合成功，恢复供电；若故障为永久性的，由于电流速断已由ZCH 的动作退出工作，因此，此时通过各电流保护有选择性地切除故障。
图12-2示出了ZCH 前加速保护的原理接线图。
其中1LJ 是电流速断，2LJ 是过流保护。
从该图可以清楚地看出，线路X-1故障时，首先速断保护的1LJ 动作，其接点闭合，经JSJ 的常闭接点不带时限地动作于断路器，使其跳闸，随后断路器辅助触点起动重合闸装置，将断路器合上。
重合闸动作的同时，起动加速继电器JSJ ，其常闭接点打开，若此时线路故障还存在，但因JSJ 的常闭接点已打开，只能由过流保护继电器2LJ 及SJ 带时限有选择性地动作于断路器跳闸，再次切除故障。
自动重合闸前加速保护有利于迅速消除故障，从而提高了重合闸的成功率，另外还具有只需装一套ZCH 的优点。
其缺点是增加了1QF 的动作次数，一旦1QF 或ZCH 拒绝动作将会扩大停电范围。
12《电力系统继电保护实验》实验指导书剖析
《电力系统继电保护》实验指导书适用专业：电气工程及其自动化撰写人：卢卫青审核人：方敏安徽三联学院电子电气工程学院目录实验注意事项 (2)实验一电流互感器与电压互感器的接线方式实验 (3)实验二模拟系统正常、最大、最小运行方式实验 (5)实验三限时电流速断保护实验 (7)实验四变压器电流速断保护实验 (9)实验五自动重合闸前加速保护实验 (13)实验六电动机的速断保护实验 (18)实验注意事项实验是教学的重要环节之一，通过实验可以巩固和丰富已学到的理论知识，发现和探讨实验中出现的新问题；培养实事求是、科学严谨的工作作风；并能进一步培养实验技能，为学生今后走上工作岗位打下良好基础。
为保证实验正常顺利进行，保证实验教学质量，实验者应遵循以下规定：1、实验前做好充分预习，明确实验目的、要求、方法、和步骤。
2、通电前，必须经老师检查电路接线，确认无误后，方可通电实验。
3、爱护计算机及实验设备，未搞清使用方法之前，不准随便使用。
4、实验中要随时注意现象的观察，如果发生故障或异常（保险熔断，表计指示不正常，电路出现冒烟等），必须立即断开电源，并告知老师。
5、对违反操作规定以及损坏仪器、设备、工具和元器件者应检查原因，对情节严重者，还要按学校有关规定进行赔偿。
6、要始终保持实验室安静和整洁，不得在室内喧哗、打闹、随意走动。
7、实验结束，应先断开各仪器电源开关，再断开实验台上电源开关。
把所有仪器设备、导线、座位等归位，整理就绪，清扫后经允许才能离开。
实验一电流互感器与电压互感器的接线方式实验实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、实验目的1﹑了解并掌握电流互感器的原理、用途及接线方式。
2﹑了解并掌握电压互感器的原理、用途及接线方式。
二、实验原理1.电压互感器电压互感器又称为仪用变压器（亦称之为PT）。
它是一种把高压变为低压并在相位上与原来保持一定关系的仪器。
其工作原理、构造和接线方式都与变压器相同，只是容量较小，通常只有几十或几百伏安。
12《电力系统继电保护实验》实验指导书剖析
《电力系统继电保护》实验指导书适用专业：电气工程及其自动化撰写人：卢卫青审核人：方敏安徽三联学院电子电气工程学院目录实验注意事项 (2)实验一电流互感器与电压互感器的接线方式实验 (3)实验二模拟系统正常、最大、最小运行方式实验 (5)实验三限时电流速断保护实验 (7)实验四变压器电流速断保护实验 (9)实验五自动重合闸前加速保护实验 (13)实验六电动机的速断保护实验 (18)实验注意事项实验是教学的重要环节之一，通过实验可以巩固和丰富已学到的理论知识，发现和探讨实验中出现的新问题；培养实事求是、科学严谨的工作作风；并能进一步培养实验技能，为学生今后走上工作岗位打下良好基础。
为保证实验正常顺利进行，保证实验教学质量，实验者应遵循以下规定：1、实验前做好充分预习，明确实验目的、要求、方法、和步骤。
2、通电前，必须经老师检查电路接线，确认无误后，方可通电实验。
3、爱护计算机及实验设备，未搞清使用方法之前，不准随便使用。
4、实验中要随时注意现象的观察，如果发生故障或异常（保险熔断，表计指示不正常，电路出现冒烟等），必须立即断开电源，并告知老师。
5、对违反操作规定以及损坏仪器、设备、工具和元器件者应检查原因，对情节严重者，还要按学校有关规定进行赔偿。
6、要始终保持实验室安静和整洁，不得在室内喧哗、打闹、随意走动。
7、实验结束，应先断开各仪器电源开关，再断开实验台上电源开关。
把所有仪器设备、导线、座位等归位，整理就绪，清扫后经允许才能离开。
实验一电流互感器与电压互感器的接线方式实验实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、实验目的1﹑了解并掌握电流互感器的原理、用途及接线方式。
2﹑了解并掌握电压互感器的原理、用途及接线方式。
二、实验原理1.电压互感器电压互感器又称为仪用变压器（亦称之为PT）。
它是一种把高压变为低压并在相位上与原来保持一定关系的仪器。
其工作原理、构造和接线方式都与变压器相同，只是容量较小，通常只有几十或几百伏安。
电力系统继电保护仿真实验指导书(试用稿子)
实用文案电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月目录第一部分 MATLAB基础.......................................... - 3 -1.1 MATLAB简介............................................. - 3 -1.2 MATLAB的基本界面...................................... - 3 -1.2.1 MATLAB的主窗口................................... - 3 -1.2.2 MATLAB的主窗口................................... - 3 -1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................. - 4 -1.3.1SIMULINK的启动.................................... - 4 -1.3.2SIMULINK的库浏览器说明............................ - 5 - 第二部分仿真实验内容....................................... - 6 - 实验一电力系统故障........................................ - 6 - 实验二电流速断保护........................................ - 9 - 实验三三段式电流保护..................................... - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护............................. - 17 -第一部分 MATLAB基础1.1 MATLAB简介MATLAB是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X(DOS)版本，1992年推出4.X(Windows)版本；1997年推出5.1(Windows)版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了MATLAB6.0版本。
《继电保护》实验指导书
继电保护实验指导书目录继电器的特性实验单侧电源辐射型线路三段式电流电压保护实验微机及其变压器保护实验继电器的特性实验1．实验目的1）了解继电器基本分类方法及其结构。
2）熟悉电流继电器的构成原理。
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．继电器的类型与原理继电器是电力系统常规继电保护的主要元件，它的种类繁多，原理与作用各异。
1）继电器的分类继电器按所反应的物理量的不同可分为电量与非电量的两种。
属于非电量的有瓦斯继电器、速度继电器等；反应电量的种类比较多，一般分类如下：（1）按结构原理分为：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、微机型等。
（2）按继电器所反应的电量性质可分为：电流继电器、电压继电器、功率继电器、阻抗继电器、频率继电器等。
（3）按继电器的作用分为：起动动作继电器、中间继电器、时间继电器、信号继电器等。
近年来电力系统中已大量使用微机保护，整流型和晶体管型继电器以及感应型、电磁型继电器使用量已有减少。
2）电磁型继电器的构成原理继电保护中常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、信号继电器、阻抗继电器、功率方向继电器、差动继电器等。
下面仅就常用的电磁型电流继电器的构成及原理作简要介绍。
电磁型继电器的典型代表是电磁型电流继电器，它既是实现电流保护的基本元件，也是反应故障电流增大而自动动作的一种电器。
下面通过对电磁型电流继电器的分析，来说明一般电磁型继电器的工作原理和特性。
图2-1为DL 系列电流继电器的结构图，它由固定触点1、可动触点2、线圈3、铁心4、弹簧5、转动舌片6、止档7所组成。
当线圈中通过电流KA I 时，铁心中产生磁通φ，它通过由铁心、空气隙和转动舌片组成的磁路，将舌片磁化，产生电磁场，产生电磁力e F ，形成一对力偶。
由这对力偶所形成的电磁转矩，将使转动舌片按磁阻减小的方向（即顺时针方向）转动，从而使继电器触点闭合。
电磁力e F 与磁通φ的平方成正比，即21e F K φ=其中/K A K A CI N R φ= 所以2221/e K A K ACF K I N R = 式中，KA N ——继电器线圈匝数；C R ——磁通φ所经过的磁路的磁阻。
电力系统继电保护实验指导书-(精简版)-2011
电力系统继电保护实验指导书实验一同步发电机出口短路的MATLAB仿真分析实验二双端电源高压输电线路短路故障的MATLAB仿真分析实验三三段式电流保护综合实验附录1：微机线路保护装置参数整定操作电气工程教研室2011-8-28实验一同步发电机出口短路的MATLAB仿真分析同步发电机是电力系统中的重要元件，同步电机是由多个由磁耦合关系的绕组构成，同步电机的突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍。
对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。
1. 实验原理同步电机突然短路电路模型如下图1-1 所示。
使用简化的同步电机，三相并联PLC负载，通过三相电路短路发生器实现同步电机的三相短路，再用示波器观察同步发电机在发生三相短路时的暂态过程。
图1-1 实验原理图2．电路各元件的选取、参数设置2.1同步发电机的选取，设置打开Matlab仿真软件，在命令窗口中输入“Simulink”在弹出的窗口中将简化同步电机（Simplified Synchronous Machine）添加到“模型编辑窗口”重命名为“SM”双击设置其参数设置为如图1-2：图1-3 PM图1-2 SM2.2常数发生器的选取、设置将常数发生器（Constant）拖放到当前仿真窗口双击参数设置如图1-3 ，用于发电机功率输入，并重命名为PM；再选取一常数发生器，参数设如图1-4 ，用于发电机电压输入。
图1-4 VLLrms 图1-5 V-I2.3三相电压-电流测量元件选取、设置在测量元件库中选择三相-电流测量元件（Three-Phase V-I Measurment），复制粘贴到仿真窗口中，双击设置参数如图1-52.4三相并联负载的选取、设置在线路元件库中选择三相并联PLC负载元件复制粘贴到电路图中，双击设置其参数如图1-6 并重命名为Load。
2.5短路发生器的选取、设置将三相电路故障发生器拖放到电路图中，部分参数设置如图1-72.6示波器、选择器及三相序信号分析器的选取在元件库中拖入两个选择器（Selector）一个用于电流电路选择，一个用于电压电路选择；四个示波器（Scope）分别用于观察电流、电压、序分量电流幅值、序分量电流相角；一个序信号分析器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月目录第一部分MATLAB基础 ................................................................................... - 3 -1.1 MATLAB简介 .......................................................................................... - 3 -1.2 MATLAB的基本界面 ........................................................................... - 3 -1.2.1MATLAB的主窗口 ...................................................................... - 3 -1.2.2 MATLAB的主窗口 ....................................................................... - 3 -1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................................................... - 4 -1.3.1SIMULINK的启动 ........................................................................ - 4 -1.3.2SIMULINK的库浏览器说明........................................................ - 5 - 第二部分仿真实验内容.................................................................................. - 6 - 实验一电力系统故障.................................................................................... - 6 - 实验二电流速断保护.................................................................................... - 9 - 实验三三段式电流保护.............................................................................. - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护.............................................................. - 17 -第一部分 MATLAB基础1.1 MATLAB简介MATLAB是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X(DOS)版本，1992年推出4.X(Windows)版本；1997年推出5.1(Windows)版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了MATLAB6.0版本。
随着版本升级，内容不断的扩充，功能更加强大。
MATLAB在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每个学生都应掌握的工具。
1.2 MATLAB的基本界面1.2.1 MATLAB的主窗口1.启动MATLAB启动MATLAB的方法有很多，下面是最常用的方法。
（1）双击系统桌面的MATLAB图标；（2）从桌面“开始”→“程序”→“MATLAB”。
启动MATLAB后，如图1-1所示。
图1-1 MATLAB桌面1.2.2 MATLAB的主窗口MATLAB的主窗口包含有6个下拉菜单和10个功能按钮，用来进行整体的环境参数的设置，如图1-2所示。
图1-2 MATLAB的主窗口的菜单和功能按钮1.3 SIMULINK仿真工具简介Simulink是Mathworks公司开发的MATLAB仿真工具之一，其主要功能是实现动态系统建模、仿真与分析。
Simulink下有很多专用功能模块，如航空航天模块库(Aerospace Blockset）、通信模块库(Communication Blockset)、神经网络模块库(Neural Network Blockset)、电力系统模块库(SimpowerSystems)等。
其中电力系统模块库对用于电路、电力电子系统、电机系统、电力传输等过程的仿真分析。
功能强大的SimpowerSystems和Simulink同时使用将使一些复杂的、非线性的系统建模与仿真变得非常容易。
它包括7个子模块库：电源(Electriial Sources)子库里有单/三相交流电压源、单相电流源、直流电压源、受控源等，元件子库(Elements)有各种支路、负载和开关、变压器等主要电力设备元件，附加子库(Extra Library)汉纳有各种附加的控制、测量模块和特殊变压器等模块，电机子库(Machines)有异步、同步、控制等各种电机，测量子库(Measurement)含有电压电流和阻抗等测量元件，电力电子子库(Power Electronics)里有Gto、IGBT、Mosfet、Thyristor各种电力电子元器件等。
利用SIMULINK对系统进行仿真与分析, 在进入虚拟实验环境后, 不需要书写代码,只需使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来, 按照实验要求修改各元器件的参数。
通过虚拟实验环境建立实验仿真电路模型, 可使一些枯燥的电路变得有趣味, 复杂的波形变得形象生动, 使得各种复杂的能量转换过程比较直观地呈现在学生面前。
以下采用Matlab 来仿真电力电子技术课程中的传统实验, 和传统的硬件实验对比, 此实验方法有很大优越性。
在SIMULINK仿真环境下，运用Power System Blockset的各种元件模型建立电力电子电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。
1.3.1SIMULINK的启动启动SIMULINK有以下三种方法：（1）在MATLAB的命令窗口中输入“simulink”，按Enter键，就可以打开SIMULINK 的库浏览器，如图1-3所示。
图1-3 SIMULINK的库浏览器（2）在MATLAB的工具栏中，单击simulink按钮，也可以可以打开SIMULINK的库浏览器。
（3）单击MATLAB的发布窗口中simulink文件夹，单击simulink按钮，也可以可以打开SIMULINK的库浏览器。
1.3.2SIMULINK的库浏览器说明在图1-3的SIMULINK的库浏览器中，在界面的上方是标题栏、菜单栏、常用按钮及关键字填写栏。
在关键字填写栏可以输入要查找的模块的关键字，按Enter键，就可以查找相应功能模块。
SIMULINK提供了多个基本模块库，有Continuous（连续系统模块库）、Discret（离散系统模块库）、Functions&Tables（函数与表模块库）、Math（数学运算模块库）、Nonlinear（非线性系统模块库）、Signals&Systems（信号与系统模块库）、Sinks（输出模块库）、Sources （输入源模块库）、Subsystems（子系统模块库）、SimPowerSystems（电力系统模块库）等标准模块库。
本实验用到最多的就是SimPowerSystems（电力系统模块库），该工具箱包含有Electrical Sources（电源模块库）、Elements（元件模块库）、Power Electronics（电力电子器件模块库）、Machines（电动机模块库）、Connectors（连接器模块库）、Measurements（测量模块库）、Extras （附加模块库）和Demos（演示模块库）。
第二部分仿真实验内容实验一电力系统故障一、实验目的1.对电力系统中各种短路现象的认识2.掌握各种短路故障的电压电流分布特点3.仿真波形分析二、实验内容电力系统中，大多数故障都是由于输电线路短路引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，产生复杂的暂态过程。
各种类型的短路包括三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。
电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数。
1.模型的建立发电机G：50MW，13.8kV，保持恒定，Y连接，变压器T：13.8/220kV，线路L：100km，负荷：50MV A仿真模型建立：启动MATLAB，进入SIMULINK后新建文档，运用Power System中的各种元件模型建立仿真模型，如图1-1所示。
双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。
图2-1 仿真模型2.仿真参数设计（1）发电机参数设置发电机额定容量为500MV A，额定电压为13.8KV，额定频率为60HZ，Yg连接，其他值采用默认值。
（2）三相负荷参数设置额定容量为50MV A。
（3）三相变压器参数设置额定频率为50HZ，一次侧电压13.8KV，二次侧电压220KV，其他值采用默认值。
（4）三相输电线路参数设置线路长100KM。
（5）故障模块参数设置短路故障是用三相故障元件来模拟，故障时间段可通过Transition Times来设置，设置为0.06～0.12S。
其余的短路故障模型可以通过修改三相故障模块的参数设置来实现，将在以下仿真过程中进行设置。
图2-2 三相交流电源图2-3 三相负载图2-4 测量元件图2-5 变压器图2-6 输电线路图2-7 三相故障模块三、实验报告1.正常运行时，观察并分析三相电压、电流波形。
2.单相接地短路故障分析将三相电路短路故障发生器中的“故障相选择”选择A相故障，并选择故障相接地选项，故障时间设置为0.06～0.12S，观察并分析A相接地短路故障点三相电压、电流波形。
同理，也可设置B或C相单相接地短路，观察并分析故障点三相电压、电流波形。
3.两相短路接地故障分析将三相电路短路故障发生器中的“故障相选择”选择A相和B相故障，并选择故障相接地选项，故障时间设置为0.06～0.12S，观察并分析A相和B相接地故障点三相电压、电流波形。
同理，也可设置B相和C相，C相和A相两相接地短路，观察并分析故障点三相电压、电流波形，线路电压、电流波形分析。