实验三 输电线路微机距离保护实验

实验三 输电线路微机距离保护实验

一、实验目的

1、了解微机距离保护的概况

2、了解微机距离保护所使用的多边形动作特性 二、实验原理

1、本试验台微机距离保护软件基本框图如图6-7所示。

图6-7 微机距离保护软件基本框图

初始化

数据采集及电量计算

Y

N

阻抗保护？

有突变量标志？ 负序分量计算

负序分量大于给定值？

阻抗计算

测量阻抗在Ⅰ段

动作区内？

发Ⅰ段动作命令

显 示 读键盘信息

有键入信号？ 键入信号处理

显示信息

重合闸投入？ 重合闸条件满足？

重合闸时间到？

发重合闸命令 显示信息

阻抗计算

测量阻抗在Ⅲ段

动作区内？

测量阻抗在Ⅱ段 动作区内？

故障时间到？ 发Ⅱ段动作命令

故障时间到？ 发Ⅲ段动作命令

Y

Y Y N

N

Y

N

N

Y

Y

Y

N

N N

Y

Y

Y

N

N

Y

2、微机距离保护的设置及相关说明

DJZ-ⅢC 型试验台中的微机保护装置可以实现三段式电流保护、三段式距离保护及变压器差动保护、后备保护。通过试验台上保护单元箱有关整定值的设置。可以选择进行不同的实验内容。当变压器保护投入时，程序运行变压器差动保护和变压器后备保护的内容；当距离保护投入时（此时变压器保护不投入））程序运行距离保护内容；当变压器保护和距离保护均不投入时，程序运行线路电压电流保护内容。

三段式距离保护为相间距离保护。阻抗特性采用多边形特性，保护通过相电流差突变量元件启动，采用负序方向元件把关。电流保护与距离保护共用同一滑线变阻器模拟该线路下任意一点短路。

本试验台阻抗保护实现方法是利用移相器改变 PT 副方电压相量与电流相量间的相对关系，其一次原理图如图 6-8所示。

故障发生时，检查出电压、电流的幅值变化及他们间相角的差值情况，通过计算阻抗与给定的动作特征进行比较来确定是否有故障发生的。通常阻抗保护 第Ⅰ段保护本线路全长的 80%~85%；第Ⅱ段保护本线路的全长，且延伸到下一段的部分，相当于125%；第Ⅲ段为本线路和相邻线路的后备，有一定裕量，相当于250%。由此可得阻抗整定值。由原理接线图可见，模拟线路电阻滑动头与故障时基本阻抗模值相对应。如当模拟线路电阻滑动头移至50%处时，表示模拟线路故障时的阻抗模值为 5Ω。将整定值表中的阻抗特性电阻分量设置为4Ω，相间Ⅰ段电抗分量定值设置为8Ω，相间Ⅱ段电抗分量定值设置为 12.5Ω，相间Ⅲ段电抗分量定值设置为 25Ω，以下实验都按此整定值。

阻抗保护程序正常运行时，微机处于测量状态，显示屏显示 A 、B 、 C 三相电流幅值和 AB 、BC 、CA 相线电压幅值；微机保护的测量阻抗在动作区域内，且当故障持续时间到时，在显示屏上显示故障类型和测量阻抗模值的大小。微机装置根据测量阻抗和整定值的设置情况确定选择出口继电器，并点亮“保护动作”指示灯。

图6-8 阻抗保护实验一次系统图

1

2,4,5Ω

测量孔

1KM 1CT

TM 220/127V

R S

最小

最大

区内

区外

PT 测量 移相器

2KM

2CT

K1 1R 2Ω 3KM

R d

10Ω 2R

45Ω

DX K3

阻 抗 保 护

三、实验内容

DJZ-III试验台的常规继电器和

微机保护装置都没有接入电流互感

器TA回路，实验前应接好线才能进

行实验。微机阻抗保护实验原理接

线图如图6-9所示。

通过在不同的移相角度和短路

电阻下，经过多次实验，可确定I

段保护的动作区域，II、III段保护

的动作区域由于试验台所设线路结

构模型的限制，只能测出部分范围。

为了能通过尽可能少的实验次数确定I段保护的动作区域，可根据图6-6给出的多边形阻抗保护动作特性和电阻分量及I段电抗分量整定值的大小计算出明确的I段保护动作区域，然后再通过实验进行检查。

以下给出的实验步骤和数据记录表格仅作参考，实验者可根据实际要求进行修改。

（1）按上图完成实验接线。

（2）合上三相电源开关、直流电源开关、移相器以及微机保护装置电源开关，合上模拟断路器1KM、2KM，然后在P T测量处并联接入交流电压表，调节调压器输出，使试验台微机保护单元电压显示值升到50V，负载灯全亮。

（3）按附录二中所述方法将微机阻抗保护整定值进行修改（有关整定值的大小详见本节相关部分）

（4）将台面右上角的L P1（微机出口连接片）接通。

（5）合上模拟线路的 SA 和 SB 短路模拟开关。

（6）合上故障模拟断路器 3KM。模拟系统发生两相短路故障。此时负荷部分熄灭，微机装置显示“ab 相阻抗Ⅰ段动作和测量阻抗幅值的大小”，同时“保护动作”指示灯点亮，由I段保护动作跳开模拟断路器，从而实现保护功能。

（7）断开故障模拟断路器3KM，按微机保护的“信号复归”按钮，可重新合

上模拟断路器 2KM ，负荷灯全亮，即恢复模拟系统无故障运行状态。

（8）以1Ω为步长，移动短路电阻滑动头，重复步骤（6）和（7），直到I 段保护不动作，记下此时的短路电阻值。

（9）按表6-1中给定的值将移相器调整到另一个角度，将短路电阻滑动头先移动到30%处，或将短路电阻滑动头移至比理论计算值约小2Ω处，重复实验步骤（6）至（8），将实验结果记录在表6-1中。

表6-1 多边形阻抗保护特性实验数据记录表（1表示动作，0表示不动作）

（10）实验结束后，将调压器输出调回零，断开各种短路模拟开关，断开模拟断路器，最后断开所有实验电源开关。

（11）根据实验数据确定I 段阻抗保护的动作区域，并与图6-7所示动作区域进行比较，分析误差原因。

运行方式 电阻/Ω

10

30

50

70

90

正常运行方 式（AB 相短路） 动作情 况 II 段动作 II 段动作 III 段 动作 III 段 动作 III 段 动作 保护动作时 间 6.05 8.38 9.13 9.42 10.27 测量阻抗幅 值

9.53

11.8

13.8

16.2 18.2

最大运行方 式（AB 相短路）

动作情 况 I 段动作 II 段动作 II 段动作 III 段 动作 III 段 动作 保护动作时 间 12.07 12.36 13.0 13.21 13.41 测量阻抗幅 值

7.9

9.79

12.1

14.4

17.0