三段电流保护实验报告
实验三 三段式电流保护实验
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。
三段式电流保护课程设计心得【模版】
学号 125《电力系统继电保护》课程设计（2012届本科）题目：三段式电流保护课程设计学院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：完成日期： 2015 年 12 月 25 日摘要本次课程设计以电网的某条线路为例进行了三段式电流保护的分析设计。
重点进行了电路的化简，求各节点短路电流，继电保护中电流保护整定值的具体计算，并对计算出的数值进行灵敏度校验。
由于题中所给部分数据缺失，保护3限时电流速断未进行整定计算。
关键字：继电保护；电流保护目录1设计原始资料 (1)1.1具体题目 (1)2设计要考虑的问题 (2)2.1设计规程 (2)2.1.1短路电流计算规程 (2)2.1.2保护方式的选取及整定计算 (3)2.2设计的保护配置 (3)2.2.1主保护配置 (3)2.2.2后备保护配置 (3)3短路电流计算 (3)3.1等效电路的建立 (3)3.2保护短路点及短路点的选取 (4)3.3短路电流的计算 (5)3.3.1最大运行方式短路电流计算 (5)3.3.2最小运行方式短路电流计算 (5)4保护的配合及整定计算 (6)4.1主保护的整定计算 (6)4.1.1动作电流的整定 (6)5原理图及展开图的的绘制 (8)5.1原理接线图 (8)5.2交流回路展开图 (8)5.3直流回路展开图 (9)6继电器的选择 (9)7保护的评价 (11)参考文献 (12)1设计原始资料1.1 具体题目如图所示网络，过电流保护1、2、3的最大负荷电流分别为300、400、500A ，E φ=37/√3KV ，Z 1=0.4Ω/km ，K rel Ⅰ=1.2，K rel Ⅱ=1.1，K rel ,Ⅲ=1.15，K ss =1.5，K res =0.85；L A−B =40Km ，L B−C =60Km,Z T =72Ω。
t 1.max =t 2.max =0.5s ，t 3.max =1s 。
Z s.min =3Ω，Z s.max =5 Ω。
线路三段式电流保护 报告
实验一三段式电流保护一、传统电磁型继电器三段式电流保护（1）实验目的1．掌握无时限电流速断保护、带时限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、展开图及保护装置中各继电器的功用。
（2）实验原理1．阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。
例如用于“线路－变压器组”保护时，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。
又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区图1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。
在只有一个电源的辐射式单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图2.11-1。
XL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。
第Ⅱ段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路XL-2的一部分，其动作时限为t1II=t2I+△t。
无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-1的主保护。
第Ⅲ段为定时限过电流保护，保护范围包括XL-1及XL-2全部，其动作时限为t 1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III=t2III+△t ，t2III为线路XL-2的过电流保护的动作时限。
当线路XL-2短路而XL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称远后备。
输电线路电流微机保护实验报告.
实验报告姓名： 班级： 学号：实验二 输电线路电流微机保护实验一、实验目的1．学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。
2．了解电磁式保护与微机型保护的区别。
二、基本原理1．试验台一次系统原理图试验台一次系统原理图如图3-1所示。
2．电流电压保护基本原理1）三段式电流保护当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。
根据这个特点可以构成电流保护。
电流保护分无时限电流速断保护（简称I 段）、带时限速断保护（简称II 段）和过电流保护（简称III 段）。
下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。
（1） 无时限电流速断保护（I 段）单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。
短路电流的大小I k 和短路点至电源间的总电阻R ∑及短路类型有关。
三相短路和两相短路时，短路电流I k 与R ∑的关系可分别表示如下：lR R E R E I s ss k 0)3(+==∑ 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图lR R E I s s k 0)2(*23+=式中， E s ——电源的等值计算相电势；R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R 0—— 线路单位长度的正序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
由上两式可以看到，短路点距电源愈远（l 愈长）短路电流L k 愈小；系统运行方式小（R s 愈大的运行方式）I k 亦小。
I k 与l 的关系曲线如图3-2曲线1和2所示。
曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线，曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。
线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB 上发生故障时，希望保护KA 2能瞬时动作，而当线路BC 上故障时，希望保护KA 1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。
但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。
线路三段式电流保护实验报告
其二，必须考虑当外部故障切除后，电动机自启动电流大于它的正常工作电流时，保护装 置不应动作。例如在图 4 中，k1 点短路时，变电所 B 母线电压降低，其所接负荷的电动机被 制动，在故障由 3QF 保护切除后，B 母线电压迅速恢复，电动机自启动，这时电动机自启动 电流大于它的正常工作电流，在这种情况下，也不应使保护装置动作。
I (3) k
Es R
Es Rs R0l
I
( k
2)
3 * Es 2 Rs R0l
系统运行方式小（Rs 愈大的运行方式）Ik 亦小。Ik 与 l 的关系曲线如图 2 曲线 1 和 2 所示。 曲线 1 为最大运行方式（Rs 最小的运行方式）下的 IK = f(l)曲线，曲式中，Es——电源的等值 计算相电势；Rs—— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R0—— 线路单位长度的正 序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
A
~ 5 4
B
1
M
3
k1 C
3QF
2
图 4 选择过电流保护启动值及动作时间的说明
考虑第二种情况时，定时限过电流保护的整定值应满足：
I III op
Kss I L max
式中，Kss——电动机的自启动系数，它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大 负荷电流之比。当无电动机时 Kss=1，有电动机时 Kss≥1。
带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护（简称近后备），即故障时，
电力系统综合实验——过流保护-三段配合整定
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RTDSfe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卿可。
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。
3最小运行方式下沫端发生两相相间短路时的短路电流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、返回系数和电机的白启动 系数，因此：具体的RTDW 保护设置模块设定在实验过程中体现，这里不再 赘述。
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。
分别在三条线路的中间和末端设置故障。
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;* =顷可靠婆［尸动系数）一上割最大负荷电流）0.9（返回系数）四、 实验步骤1、 建立如下图35kV 电力系统模型:线路一末端负荷 2MW 0.8MVar; 线路二末端负荷 3MW IMVar; 线路三末端负荷 3MW IMVar.2、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。
实验报告-线路三段式电流保护实验-学生
9．观察负荷灯泡熄灭情况和电流表读数，观察三段保护的动作情况。
10．实验结束后，将故障模拟断路器断开，将三相调压器输出调回0V，断开所有电源开关。
六．实验现象及分析
1．按两相星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
2．根据理论计算值整定各继电器的动作整定值：
=A、 =秒
=A、 =秒
=A、 =秒
3．将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
4．系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。退出所有保护连接片，使保护动作后不能够跳闸。
1.学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
2.分析三段式电流保护动作配合的正确。
二．使用设备明细
DJZ-IIIC电气控制与继电保护综合教学试验台
三．实验内容
1．学习整定线路三段式电流保护的动作整定值、时间整定值；
2．观察三段式电流保护动作配合情况。
四．实验原理
图1实验原理接线图
五．实验方法、步骤
由于保护出口连接片已退出断开保护动作后不能使模拟断路器分断所以故障持续时间不易太长即要在故障开始后当所有保护均已经动作时人为断开故障模拟断路器
电气工程及其自动化专业实验报告
姓名
学号
实验名称
线路三段式电流保护实验
指导教师
刘天野、秦鹏
实验日期
20140921
所属课程
电力系统继电保护原理
设备台号
一．实验目的
5．核查三相调压器输出为0V。
6．合三相电源开关，合直流电源开关，合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V，负载灯亮，合上模拟断路器。
继电保护课程设计(三段电流保护)
继电保护课程设计(三段电流保护)
三段电流保护是用于保护高压设备的继电保护，其功能是当电网中电流大于设定值时，快速切断电源，以限制设备受到电流损害的事故发生。
在设备类型复杂，功率范围较大的
系统中，设置三段电流保护具有良好的保护模式和灵敏度，具有选择性的和安全的动作效果，可以更快更有效地保护设备不受损害。
三段电流保护主要包括三个段落：由一个定值控制开关和两个分断开关组成。
当电网
电流越过上限值设定时，定值控制开关会发出开关控制命令，第一段断路器会被触发，将
电流切断，随后第二段断路器也会被触发，最终实现彻底的断开。
这样，无论是误动作还
是正常操作，都能够及时保护设备不受到电流损害的危险。
三段电流保护的控制器采用“零、声发仪”的原理，它可以检测电网的三相电流，并
与设定值比较，当电流超出设定值时，就会发出报警信号，从而触发定值控制开关。
它还
能够对电流、流向等指标进行记录，提供便于统计的数据。
在安装三段电流保护的过程中，要把握其灵敏度和安全技术标准，确保正确的安装和
接线结构，同时保证器件的稳健性和可靠性，避免因灵敏度过高、错误操作等原因而出现
误动作，影响电流保护的正确动作。
总之，三段电流保护具有良好的保护模式和灵敏度，能够有效地保护高压设备，确保
高压设备误动作最小化，切断电流并实现设备安全保护。
继电保护试验-三段式电流保护
实验三三段式电流保护一、实验目的1.加深了解三段式电流保护的原理。
2.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I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ni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n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。
ContinuousThnee-Pha&e Sfluroe 1）三相电源模排，战电压为1MV二A相的相柱南为0：^电内部连接方式为Yg；内部电限力内部也感为0,04比疑问2）格踞殁模块起始状态身close,勾iiA, H,白拜美,不在胃触发：勾逸开、断时间为外部校前方式□・» In1 DirtlSwtKygtem 3Three-PhaseFault5）故障发时4）二相卤端，500KW9.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：(1)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3。
三段式过电流及距离保护实验
三段式过电流及距离保护实验了解微机三段式过电流保护装置的原理2)了解三段式过电流保护定值设置方法3)进行保护动作特性实验实验方法：1)合直流开关，保护装置上电，进行过电流定值设定，设置过电流Ι段定值，其它保护功能退出。
2)三相、单相调压器调整在零位置，合交流电源开关；3)调单相调压器， A相电流进入保护装置，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过Ι段定值后应动作，观察保护装置动作情况（动作后动作等亮及报警灯亮，记录动作电流值及保护装置动作报告；记录完成，调整调压器减小电流，装置复归。
4) 如上述方法分别进行Ⅱ段定值的设定及实验5)如上述方法分别进行Ⅲ段定值的设定及实验6)Ι段、Ⅱ段、Ⅲ段保护全投入，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过其相应定值后应动作，动作顺序应是Ⅲ段、Ⅱ段、Ι段。
记录完成后，减小电流，调压器归零位置。
7) 绘制三段动作特性图。
实验内容二：距离保护动作阻抗特性实验实验目的：1)了解距离保护的原理2)了解距离保护的动作特性设置方法3)进行距离阻抗特性实验实验方法：1)设置距离Ⅲ段保护定值，退出三段式过电流保护；2)取A相电流，AB相电压，调整单相调压器，输出电流为1A；3)调整三相调压器输出电压为40V，调整移相器在某一个角度后，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。
然后摇动移相器把守，再移动一个角度，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。
然后摇动移相器把守，再移动一个角度，重复上述实验过程，做完360度，记录其动作电压。
4)作出距离Ⅲ段动作特性曲线图。
5)有兴趣的可以自行进行距离保护Ι段功能的实验，实验方法同前。
实验分组：4组，每组15人左右。
实验时间：下周一（11月10日）下午2点开始1组，周三下午1组，周四下午1组，周五1组。
三段式过电流及距离保护实验
实验目的：
1)了解微机三段式过电流保护装置的原理
2)了解三段式过电流保护定值设置方法
3)进行保护动作特性实验
实验方法：
1)合直流开关，保护装置上电，进行过电流定值设定，设置过电流Ι段定值，其它保护功能退出。
2)三相、单相调压器调整在零位置，合交流电源开关；
4)作出距离Ⅲ段动作特性曲线图。
5)有兴趣的可以自行进行距离保护Ι段功能的实验，实验方法同前。
实验分组：4组，每组15人左右。
实验时间：下周一（11月10日）下午2点开始1组，周三下午1组，周四下午1组，周五1组。
3)调单相调压器，A相电流进入保护装置，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过Ι段定值后应动作，观察保护装置动作情况（动作后动作等亮及报警灯亮，记录动作电流值及保护装置动作报告；记录完成，调整调压器减小电流，装置复归。
4)如上述方法分别进行Ⅱ段定值的设定及实验
5)如上述方法分别进行Ⅲ段定值的设定及实验
6)Ι段、Ⅱ段、Ⅲ段保护全投入，慢慢调整调压器增大输出电流，当电流超过其相应定值后应动作，动作顺序应是Ⅲ段、Ⅱ段、Ι段。记录完成后，减小电流，调压器归零位置。
7)绘制三段动作特性图。
实验内容二：距离保护动作阻抗特性实验
实验目的：
1)了解距离保护的原理
2)了解距离保护的动作特性设置方法
3)进行距离阻抗特性实验
实验方法：
1)设置距离Ⅲ段保护定值，退出三段式过电流保护；
2)取A相电流，AB相电压，调整单相调压器，输出电流为1A；
3)调整三相调压器输出电压为40V，调整移相器在某一个角度后，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。然后摇动移相器把守，再移动一个角度，调整滑线电阻，降低输出电压，观察距离保护动作电压，动作后，记录动作电压；调整滑线电阻，增大电压，使装置动作复归。然后摇动移相器把守，再移动一个角度，重复上述实验过程，做完360度，记录其动作电压。
三段式电流保护实验
三段式电流保护实验
电流的三段保护的内容分别指的是电流速断保护（第一段）、限时电流速断保护（第
二段）、还有定时限过电流保护（第三段）相互配合构成的一套保护。
一段又叫电流速断保护，没有时限，按躲开本段末端最大短路电流整定。
二段又叫做限时电流速割断，按挡住下级各相连元件电流速割断维护的最小动作范围
整定，可以做为本段线路一段的后备维护，比一段多时间t时限。
三段又叫过电流保护，按照躲开本元件最大负荷电流来整定，具有比二段更长的时限，可以作为一二段的后备保护，保护范围最大，时限最长。
当线路出现短路时，关键特征之一就是线路中的电流急剧减小，当电流穿过某一原订
值时，反应于电流增高而动作的保护装置叫做过电流维护。
电源的保护功能主要是过压、过流保护两种功能。
任何一种电源在出现故障时，都有可能并使输入电压或输入电流丧失掌控，为了并使
用户的功率不致因此而损毁，我公司的电源通常都建有过压和过流维护。
有些功率例如阻
性功率，当电源存有故障，功率上的电压有可能大幅下降，而电流的上时贬值不一定能够
少于过流维护值。
此种情况宜用过压保护，例如工作在50v，可将电压保护值调至55v，如果电源故障
只要电压升至55v时，电源会自动切断电压输出。
当有些负载是容性负载时，由于大容量
的电解电容器并联在一起，当电源发生故障时，电流就可能大幅度上升，而电压的升值却
不甚明显，这时电源内部的过流保护部件会首先启动，电源会自动切断输出。
微机线路继电保护实验报告
微机线路继电保护实验报告开课学院及实验室：学院年级、专业、班姓名学号实验课程名称电力工程基础成绩实验项目名称微机线路继电保护实验指导老师一、实验目的1）熟悉微机保护装置及其定值设置。
2）掌握采用微机保护装置实现三段式保护的原理、参数设置方法。
二、实验原理三段式电流保护是分三段相互配合构成的一套保护装置。
第一段是电流速断保护、第二段是限时电流速断保护、第三段是定时限过电流保护。
第一段电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，第二段限时电流速断是按照躲开下一级相邻元件电流速断保护的动作电流整定，第三段定时限过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。
但由于电流速断不能保护线路全长，限时电流速断又不能作为相邻元件的后备保护，因此，为保证迅速而有选择地切除故障，常将电流速断、限时电流速断和过电流保护组合在一起，构成三段式电流保护。
电流速断部分由继电器1、2、3组成、限时电流速断部分由继电器4、5、6组成和过电流保护由继电器7、8、9组成。
由于三段的启动电流和动作时间整定得均不相同，因此，必须分别使用三个电流继电器和两个时间继电器，而信号继电器3、6、9分别用以发出I、II、III段动作的信号。
三段式电流保护优点：接线简单、动作可靠，切除故障快，在一般情况下能够满足快速切除故障的要求。
所以在电网中35kV、10kv及以下的电压配电系统中获得了广泛的应用。
三段式电流保护范围说明图三段式电流保护原理接线图三段式电流保护展开图三、实验设备电源屏，NFL641微机线路保护装置，MDLA断路器模拟装置，DL-802微机继电保护测试仪，PC机，实验导线若干。
4.1 定值管理本装置的整定值均以数字形式存放在CPU 插件的E2PROM 中，可同时存放32套不同的整定值，以适应不同的运行方式。
正常选择0区定值。
4.2 定值及软压板清单4.2.1 定值说明序号定值名称范围单位备注1 控制字一0000～FFFF 无参见控制字说明，装置自动生成2 控制字二0000～FFFF 无参见控制字说明，装置自动生成GD NFL641微机线路保护装置电源端子板1 直流220V电源正极6 直流220V电源负极1-1D NFL641微机线路保护装置接口端子板7 保护电流输入端IA8 保护电流输入端IB9 保护电流输入端IC10 零线端IN33 合闸线圈信号39 跳闸线圈信号42 跳合闸操作电源负MDLA模拟断路器：合A 合闸信号输入端跳A 跳闸信号输入端跳合闸输入跳合闸输入操作电源负A跳A跳闸信号输出端A 跳合闸信号公共端A合A合闸信号输出端DL-802微机继电保护测试仪：IA A相故障电流输出端IB B相故障电流输出端微机继电保护测试仪分别在A、B、C三相加入4A电流，步长设置为0.01A IC C相故障电流输出端IN 故障电流输出端公共端A A跳闸信号输入端公共A跳合闸信号公共端R A跳闸信号输入端电源屏：1 外部三相电源A相输入端2 外部三相电源B相输入端3 外部三相电源C相输入端4 三相电源零线输入端17 电源屏直流220V正极输出端18 电源屏直流220V负极输出端五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）微机继电保护测试仪在A、B、C三相加入5A电流，步长设置为0.01A：微机继电保护测试仪分别在A、B、C三相加入3A电流，步长设置为0.01A六、实验结果分析1) 说明三段式保护的原理2）分析实验记录现象的原因。
三段电流保护实验报告
Beijing Jiaotong University电力系统继电保护实验报告三段电流保护实验姓名：学号：班级：电气1103实验指导老师：倪平浩一、电力系统继电保护实验要求①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。
要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。
不得有相同的或者复印的预习报告。
如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。
②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。
③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。
④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。
实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。
二、电力系统继电保护常用继电器1、电流继电器电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片4．弹簧5．动触点6．静触点8．刻度盘9．舌片行程限制杆7．整定值调整把手10．轴承图13－1 DL-11型电流继电器结构图动作原理：如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。
电流继电器动作电流、返回电流、返回系数：使继电器刚好动作时的最小电流，称为继电器的动作电流。
使继电器刚好返回时的最大电流，称为继电器的返回电流。
电流继电器的返回电流与动作电流的比值，称为返回系数。
电流继电器动作电流的调整方法：1．改变整定值调整把手的位置（图中7、8）。
三段式距离保护实验总结
在电力系统的稳定运行与安全保障中，距离保护装置起着至关重要的作用。
为了深入了解和评估距离保护的性能，我们开展了一系列严谨的三段式距离保护实验。
通过精心的设计、严格的实施以及全面的数据分析，本次实验取得了丰富的成果，现将实验总结如下。
一、实验背景与目的距离保护是一种基于测量故障点到保护安装处距离的继电保护原理。
它能够快速、准确地切除故障，确保电力系统中设备和线路的安全。
本次三段式距离保护实验的目的在于：验证三段式距离保护装置在不同故障类型、故障位置和系统运行条件下的动作特性和可靠性；分析距离保护的动作时间、灵敏度等关键参数的变化规律；探究影响距离保护性能的因素，并提出相应的改进措施和优化建议。
通过实验，为电力系统的运行、维护和管理提供科学依据，提高电力系统的安全性和稳定性。
二、实验设备与方法（一）实验设备本次实验选用了先进的数字式继电保护测试仪、高精度电流电压互感器、微机保护装置等设备。
这些设备具备高精度、高稳定性和良好的可操作性，能够满足实验的要求。
（二）实验方法采用模拟故障的方法进行实验。
根据电力系统的实际参数和运行情况，设置不同的故障类型、故障位置和系统运行条件。
通过继电保护测试仪向保护装置施加故障电流和电压，观察保护装置的动作情况，并记录相关的数据，如动作时间、动作电流、动作电压等。
对实验过程进行实时监测和数据分析，确保实验的准确性和可靠性。
三、实验结果与分析（一）动作特性分析在实验中，我们分别模拟了各种不同类型的故障，包括单相接地故障、两相接地故障、两相短路故障和三相短路故障。
通过对实验结果的分析，发现三段式距离保护装置能够准确地识别故障类型，并在规定的时间内可靠地动作。
在不同故障类型下，装置的动作时间和动作特性基本符合设计要求，具有良好的选择性和速动性。
在单相接地故障实验中，装置的第一段距离保护在故障点靠近保护安装处时迅速动作，切除故障；第二段距离保护在故障点稍远时动作，进一步扩大了切除故障的范围；第三段距离保护在故障点更远时动作，确保了故障的完全切除。
继电保护实验-三段式电流保护
实验三三段式电流保护一、实验目的1.加深了解三段式电流保护的原理。
2.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Ⅲ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Ⅲ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Ⅲ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。
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：（1）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3Ω；电源内部电感设置参数为0.04H 。
（2）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。
（3）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 。
（4）线路：此模块用于模拟线路，线路长度100公里，其余取默认值。
（5）三相负载：按电压10KV ，频率50HZ ，功率500KW 设置。
三段电流保护小结
+
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1KA 2KA
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阶段式电流保护的特点
优点：简单、可靠，满足快速切除故障要求。
缺点：保护范围受电网的接线和运行方式变化 的影响，难以满足灵敏度和保护范围的要求。 应用：35kV及以下的电网中。
三段电流保护小结
电流速断保护只能保护线路的一部分，限时电流速断 保护能保护线路全长，但却不能作为下一相邻线路的后备 保护，因此，必须采用定时限过电流保护作为本条线路和 下一段相邻线路的后备保护。 三段式电流保护： 由电流速断保护，限时电流速断保护及定时限过电 流保护相配合构成的一整套保护。
归纳比较
电流Ⅰ 动作电流 Iop· Ik1· 1=Krel· max （最大） 动作时限 0（最快） 保护范围 本线路首端部分 电流Ⅱ IⅡop· IⅠop· 1=Krel· 2 （中间） tⅡ1=tⅠ2+ △t（中 间） 电流Ⅲ IⅢop= （Krel·Kast / Kr ）· IL· max（最小） tⅢ1=tⅢ2+ △t（最长）
IK
I l1
I Iact .2
Hale Waihona Puke II l1lI 2
III l1
l
t III 2
I t3
t
0
I t1
II t1
tI 2
III t1
t II 2
3
l
阶段式电流保护的应用
电网末端的保护4：装设瞬时动作的过电流保护； 保护3：装设过电流保护（t=0。5s），若要求瞬 时动作，再加装电流Ⅰ段 ； 保护2：可装设两段保护（Ⅰ+ Ⅲ ）， 或装三段 保护（Ⅰ+Ⅱ +Ⅲ） 保护1：装三段保护（Ⅰ+Ⅱ +Ⅲ）
基于PLC的三段式电流保护
基于PLC的三段式电流保护————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：基于PLC的三段式电流保护一.实验名称：基于PLC的单侧电源辐射型电网三段式电流保护二.实验目的：通过综合实验，使我们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，最后达到设计要求。
三.实验要求：1.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。
ZJ2为断路器合闸出口执行元件。
(2)各段保护动作时，故障指示信号要求准确无误，不允许几灯同时发信号，信号不允许自动复位。
复位通过计算机复位键执行。
(3)绘制系统原理图及接线图。
(4)绘制各元器件、继电器与PLC的接线明细表。
绘制程序流程图。
(5)根据线路参数计算短路电流，给出模拟保护范围。
以最小两相短路电流进行灵敏度校验。
(6)速断故障时，要求系统在5秒钟后，三相重合闸一次。
(7)下列情况不许重合闸①手动合闸在故障点时。
②手动合闸、跳闸时。
③限时速断与过电流系统保护动作时。
④重合闸过后，在10秒内不允许二次重合闸。
若出现二次重合闸信号，系统程序全部关断，不允许有任何误操作合闸信号。
经复位后程序方可运行。
(8)系统手动合闸、跳闸时，合闸与跳闸灯先闪烁3秒钟后，再执行合、跳闸指令。
2.编写程序,模拟调试;3.现场接线,调试通过 .四.PLC简介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 不做出口用输入口电压及接线图输入电压：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毫秒以下输出电路及接线图最大开关能力：DC 24V I 2A ON、OFF 响应时间15毫秒AC 250V I 2A2.输入与输出接线图输入24点输出16点 Vcc可用外部电源或本机电源、输出24V输入接线图、输入联接电感负载二极管反向耐压，负载电压3倍以上，平均整流1A。
PLC综合实验实验报告单侧电源辐射型电网三段式过电流保护
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。
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Beijing Jiaotong University
电力系统继电保护实验报告三段电流保护实验
姓名：
学号：
班级：电气1103
实验指导老师：倪平浩
一、电力系统继电保护实验要求
①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。
要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。
不得有相同的或者复印的预习报告。
如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。
②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。
③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。
④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。
实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。
二、电力系统继电保护常用继电器
1、电流继电器
电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图
1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片
4．弹簧5．动触点6．静触点
7．整定值调整把手8．刻度盘9．舌片行程限制杆
10．轴承
图13－1 DL-11型电流继电器结构图
动作原理：
如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。
电流继电器动作电流、返回电流、返回系数：
使继电器刚好动作时的最小电流，称为继电器的动作电流。
使继电器刚好返回时的最大电流，称为继电器的返回电流。
电流继电器的返回电流与动作电流的比值，称为返回系数。
电流继电器动作电流的调整方法：
1．改变整定值调整把手的位置（图中7、8）。
通过调整把手，可改变弹簧的反作用力矩，从而可平滑地调整继电器动作电流。
2．改变线圈地连接方式。
电流继电器线圈有两个，因此有两种连接方式：串联和并联。
当调整把手位置一定，采用串联接法，继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值；若采用并联接法，继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值的两倍。
图13－2 DL-11型电流继电器
2、时间继电器
时间继电器在继电保护回路中，当保护设备故障发生后，经过指定的延时后作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图
1．线圈2．磁导体3．衔铁
4．返回弹簧5．切换接点压头6．瞬时动触点
7．瞬时常闭触点8．瞬时常开触点9．扇形齿曲臂
10．扇形齿11．钟表弹簧12．钟表弹簧调整器
13．传动齿轮14．摩擦离合器15．主传动齿轮
16．传动齿轮17、18中间齿轮19．摆齿轮
20．钟摆21．摆锤22．延时动触点
23．延时静触点24．时间刻度盘25．动触点轴
图13－3 DS-110型时间继电器结构图
动作原理：
当线圈（图中1）接入电压后，衔铁（图中3）即被瞬时吸入电磁线圈中，依附在衔铁上的杠杆（图中9）被释放，在弹簧（图中11）的的作用下，使扇形齿轮（图中10）顺时针方向旋转，并带动齿轮（图中13）、动触点（图中22）及与其同轴的摩擦离合器（图中14）一起逆时针旋转，通过主齿轮（图中15）传动钟表机构，钟表机构按整定的时间（图中23）接通动触点（图中22），从而实现了延时的作用。
当加在线圈上的电压消失后，在返回弹簧（图中4）的作用下，杠杆（图中9）立即使扇形齿轮恢复原位，动触点（图中25）轴顺时针方向旋转，摩擦离合器（图中14）与传动齿轮（图中13）脱开，此时钟表机构不参加工作，接点瞬时返回。
图13－4 DS-110型时间继电器
3、中间继电器
中间继电器主要用来扩大接点容量和数量，作为保护出口跳闸用，也作为辅助继电器用。
结构图内部接线图
1．电磁铁2．线圈3．衔铁
4．静触点5．动触点6．反作用弹簧
7．衔铁行程限制器
图13－5 DZ－17型中间继电器结构图
动作原理：
当线圈（图中2）加上70％以上额定电压时，衔铁（图中3）就会被吸到电磁铁（图中1）的磁极上，动触点（图中5）与静触点（图中4）接通，继电器动作。
如线圈失电，衔铁受弹簧（图中6）的拉力而返回原位。
图13－6 DZ－17型中间继电器
4、信号继电器
结构图内部接线图
1．电磁铁2．线圈3．衔铁
4．动触点5．静触点6．信号掉牌
7．弹簧8．复归把手9．观察窗
图13－7 DX-11型信号继电器结构图
动作原理：
当信号继电器线圈（图中2）流过电流时，电磁力吸引衔铁（图中3）而释放信号牌（图中6），信号牌由于本身的重量而下落，并停留在垂直位置，通过观察窗（图中9）可以看见继电器动作掉牌信号，同时固定信号牌的轴旋转90度，使动触点（图中4）与静触点（图中5）接通，从而接通灯光或音响信号回路。
当故障处理复位信号时，由工作人员转动信号继电器上的复位复位把手（图中8），信号掉牌和触点复归原位。
图13－8 DX-11型信号继电器
三、继电保护实验内容
1、三段电流保护实验
1）实验目的
①熟悉三段电流保护的接线；
②掌握三段电流保护的整定计算原则和保护的性能。
2.）实验电路
实验电路如图13-1所示。
图13-1 实验电路图
3）实验注意问题
①交流电流回路用允许大于５A的导线；
②接好线后请老师检查。
4）保护动作参数的整定
①要求整定参数如下：
保护I段动作电流为4.8A，动作时间为０秒；
保护III段动作电流为1.4A；动作时间为2秒。
②按上述要求进行电流继电器和时间继电器的整定。
时间继电器的整定：将时间继电器整定把手调整到要求的刻度位置。
电流继电器的整定：按图接线。
先合交流电源开关（注意：直流电源先不投入），按下模拟断路器手合按钮，调节单相调压器改变电流，分别整定电流I、III段的动作电流，要求电流继电器的动作电流与整定值的误差不超过5％。
将实际整定结果填入表13-1。
表13-1 整定结果
5）模拟故障观察保护的动作情况
①电流I段
通入5A电流(模拟I段区内故障):先合交流电源开关（注意：直流电源先不投入），按下模拟断路器手合按钮，调节调压器使电流为5A，再按下模拟断路器手分按钮，投入直流电
源，按下模拟断路器手合按钮（模拟手合I段区内故障），观察各继电器的动作情况并记录：电流继电器（DL11）、（DL13）起动；时间继电器（会）起动；信号继电器（2XJ）掉牌，保护（0）秒跳闸。
②电流III段
通入1.5A电流(模拟III段区内故障)：实验方法同上。
电流继电器（DL13）起动，时间继电器（会）起动；信号继电器（1XJ）掉牌，保护（2）秒跳闸。
区外故障：通入１A电流，模拟III段范围以外故障：实验方法同上。
所有继电器（都不）动作。
6）思考题
①在三段式电流保护中，如果在I段保护范围内发生了相间短路，当I段的起动元件拒绝动作，将如何切除故障？
答：第III段保护会作为后备保护而动作，切出故障
②中间继电器的作用是什么？
答：中间继电器是用来转换和传递控制信号的元件。
输入信号是线圈的通电断电信号，输出信号为触点的动作。
它本质上是电压继电器，但具有触头多（多至六对或更多）、触
头能承受的电流较大、动作灵敏等特点。
可以用中间继电器来扩大接点容量。