继电保护实验

实验一：微机型电网电流、电压保护实验

实验台工作原理及接线

实验台一次接线如图，它是单侧电源供电的输电线路，由系统电源，AB 、BC 线路和负载构成。系统实验电源由三相调压器TB 调节输出线电压100V 和可调电阻R s 组成；线路AB 和BC 距离长短分别改变可调电阻R AB 、R BC 阻值即可；负载由电阻和灯组成。Ａ变电站和Ｂ变电站分别安装有S300L 微机型电流电压保护监控装置。线路AB 、BC 三相分别配置有保护和测量用的电流互感器，变比15/5。

图 电流、电压实验台一次接线

线路正常运行时：线电压100V ，2,8,15,28s AB BC f R R R R =Ω=Ω=Ω=Ω 实验台对应设备名称分别是：

（1）1KM 、2KM ：分别为A 变电站和B 变电站模拟断路器； （2）R AB 、R BC ：分别是线路AB 和BC 模拟电阻；

（3）3KM 、4KM ：分别是线路AB 和BC 短路实验时模拟断路器； （4）3QF 、4QF ：分别是线路AB 和BC 模拟三相、两相短路开关；

实验内容：

1、正确连接保护装置A 站、B 站的电流保护回路和测量回路，注意电流互感器接线。

2、合上电源开关，调节调压器电压从0V 升到100V ，根据计算得到： A 站=set

A I

I

. 7 A ，=set

A II

I

. 3 A ，=set

A III

I

. 2 A ，t =I

A 0 s ， t =II

A s ，

t

=III

A

1 s ；

B 站=set B I I . 3 A ，=set B III I . 2 A ，t =I

B 0 s ，t =III B s ，将整定值分别在S300L

保护监控装置A 站、B 站保护中设定。注：A 站保护配置电流I 、II 、III 段保护，B 站只配置电流I 、III 段保护。

3、正常运行：调节Ω=Ω=Ω=15,8,2BC AB s R R R ，分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行，此时指针式电流、电压表及S300L 保护监控装置显示正常运行状态的电气量。

表1正常运行A 、B 的电流、电压值

4、故障实验：

（1）线路BCIII 段动作实验：分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行，合上4KM 模拟线路BC 末端三相短路，观察保护动作情况 B 站过电流三段动作 ，记录=a I 2 A ，=b I 2 A ， =c I 2 A 。

（2）线路BC 远后备实验：在S300L 保护监控装置中，将B 站III 段电流保护退出，分别合上1KM 、

2KM ，使A 站、B 站投入运行。合上4KM 模拟线模拟线路BC 末端三相短路，观察保护动作情况 A 站过电流三段动作 。

（3）线路BC Ⅰ段动作实验：调节4BC R =Ω，然后分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行。合上4KM 模拟线路BC 首端三相短路，观察保护动作情况 B 站过电流一段动作 ，记录=a I 3 A ，=b I 3 A ， =c I 3 A 。

（4）线路AB Ⅱ段动作实验：A 站投入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段电流保护，然后分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行。合上3KM 模拟线路AB 末端三相短路，观察保护动作情况 A 站过电流二段动作 。

，记录=a I 7 A ，=b I 7 A ， =c I 0 A 。

（5）线路AB Ⅰ段动作实验：调节4AB R =Ω，然后分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行。合上3KM 模拟线路AB 首端三相短路，观察保护动作情况 A 站过电流一段动作，记录=a I 10 A ，=b I 11 A ， =c I 0 A 。

（6）线路AB Ⅱ段近后备实验：在S300L 保护监控装置中，将A 站Ⅰ段电流保护不投入

（整定Ⅰ段大于上题Ⅰ段动作值），然后分别合上1KM、2KM ，使A站、B站投入运行。合上3KM模拟线路AB首端三相短路，观察保护动作情况A 站过电流二段动作。

保护在线路正常和故障下的工作情况。

工程上将电流速断，限时电流速断和定（反）时限过电流保护分别称为电流的一段，二段，三段保护。

一般必须装设一段，三段保护。在速断保护范围内，一段保护为主保护，三段保护为后备保护。在速断保护死区后，三段保护为主保护。当一段灵敏系数不满足要求时，加设二段保护。二段保护可作为一段保护的近后备，三段保护不仅可以作为一段保护的近后备，还可作为下级保护及断路器拒动的远后备。

在电网的末端—用户的电动机或其他受电设备上，一段保护采取瞬时动作的过电流即满足要求。其动作电流按躲开电流电动机的最大启动电流来整定。对二段保护来说，应首先考虑采用的过电流保护。对三段保护来说，其过电流保护由于要和二段保护配合。因此其动作时限要整定为1~。

越靠近电源端，则过电流保护的动作时限就越长，因此一般都需要装置三段式保护。当全线路任何地点发生短路时，如果不繁盛保护或断路拒动的情况，则故障都可以在以内的时间予以切除。

实验二：微机变压器差动保护实验

变压器实验台工作原理及接线

变压器差动保护一次接线如图,它是单侧电源供电的三绕组容量为2kVA的变压器，采用Y/Y/ —12—11接线，高、中、低侧线电压分别为380V、230V和115，高、中、低侧额定电流分别为3.05A、5A和6.75A，电流互感器变比为15/5，变压器设二次谐波制动比率差动保护。

差动保护实验台一次接线

实验台对应设备名称分别是： （1）1QF ：电源开关；

（2）1KM 、2KM 、3KM ：分别是高、中、低压侧模拟断路器；

（3）1R ：中压侧模拟三相可调电阻，每相电阻0~30Ω，电流5A ，功率750W ； （4）2R ：低压侧模拟三相可调电阻，每相电阻0~15Ω，电流7A ，功率750W ； （5）4KM 、5KM ：分别是中、低压侧短路实验时模拟断路器； （6）4QF 、5QF ：分别是中、低压侧模拟三相短路开关；

（7）1SA 、2SA ：分别是中、低压侧正常运行（外部故障）和内部故障切换开关；

实验内容：

1、微机差动保护定值设定

采用二次谐波制动以躲过变压器空投时励磁涌流造成保护的误动，装置按三段折线式比率制动特性要求，其动作特性如图。根据给定的有关参数，将计算结果填入TOP9720C1变压器差动微机保护。

I

d

I

r1

r2

r

O

差动速断电流定值I d = A ；比率差动电流定值I cd0= A

制动电流１ I r1= A ，折线斜率１K 1= ；制动电流２ I r2= A ；折线斜率２K 2= ； 中压侧平衡系数K PM=Ihe/Ime== ； 低压侧平衡系数K PL =Ihe/Ile== ； 二次谐波制动比K d2=；TA 断线检测：投入,TA 断线闭锁：退出。 2、正常运行方式实验

(1)切换开关1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，将可调电阻1R 、2R 调到最大，合上实验电流总开关1QF ，调节调压器，使电压指示表从0V 慢慢上升至380V 。