电气继电保护仿真实验报告
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正定阻抗的值为： Z set 11 j 63
查看线路参数如下：
电导，电纳的值很小，因此我们忽略不计。可以看到，两段线路的单位长度的电阻和电感值 都是相同的，通过计算有：
可知：
Z Z 1 Z 2 (3.217 0.357) j(45.699 5.078) 3.57 j 50.78
a. 单相接地短路时接地距离保护测量阻抗的Biblioteka Baidu化（左图：整个过程。右图：放大）
单相接地短路时相间距离保护测量阻抗的变化 可知：相间距离保护无法正确反应 单相接地故障距离。即保护拒动。
b．两相接地短路时接地距离保护测量阻抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
两相接地短路时相间距离保护测量阻抗的变化（左图：整个过程。右图：放大） c.三相接地短路时接地距离保护测量阻抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
可知，在故障后，三相电流被截断，即 B1 的 I 段动作，B1 断开。之所以有延时，是因为有 断路器动作时间和保护反应时间。
由测量阻抗也可看出 B1 会动作断开: 可知测量阻抗落入了整定阻抗之内，B1 的保护 I 段 应动作断开。
7． 设计断路器 B1 处距离保护 II 段。 根据所学知识，将断路器 B1 的 II 段与相邻线路 line4 的线路距离保护 I 段配合。 Line4 的线路参数如下：
线路阻抗角为：
arctan 20.312 1.428
85.98
（2）改变线路故障位置，使 B1 断开。
根据上面（1）的 I 段整定可知，距离保护 I 段可以保护线路全长的 80%，所以将故障
位置设为距离 B1 为 65km 处，若以上设置正确，则保护 I 段应动作。
下面为单相接地短路的实验结果：
三相电流：
可知整定阻抗与教材所授完全不一致，整定阻抗角也不是线路阻抗角。 6．（1）按教材所授重新设置 I 段整定阻抗，要求整定阻抗的阻抗角为线路阻抗角；
首先计算圆心坐标： （3.57,50.78） 2 0.80 (1.428,20.312)
偏移圆的半径为：
r 1.4282 20.3122 21.635
离测量阻抗都有落入整定阻抗圆内。
三相接地端路时相间距离保护测量阻 抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
5. 实验分析 （1）dist_protection 所设是何故障， 由何种距离保护动作；
由以上实验结果可知，（1）在单相接地短路 时，故障相接地距离测量阻抗落入整定阻抗 圆内，所以接地距离保护动作。而相间距离 测量阻抗没有落入其整定阻抗圆内，故不动 作。（2）在两相接地短路情况下，故障相的 接地距离测量阻抗与相间距离测量阻抗都 有落入整定阻抗圆内。（3）三相接地故障情 况下，故障相的接地距离测量阻抗与相间距
三相短路接地三相测量电流
（2） 各个接地距离、相间距离保护测量阻抗的变化。 在 dist_relay 模块中找到显示接地距离、相间距离保护测量阻抗和整定阻抗的两个 XY_Plot，利用 Plot 右侧的滑竿可以清楚看到测量阻抗与整定阻抗的关系。注意记 录的 Plot 要显示整个运行期间测量阻抗与整定阻抗的关系。 由所学知识可知：当测量阻抗落入整定阻抗特性内则保护动作。
4. 实验记录 （1） 断路器 B1 处保护的包括故障瞬间及断路器断开瞬间的三相测量电压、电流； a. 单相接地三相测量电压(故障相：A 相)
单相接地三相测量电流(故障相：A 相)
b. 两相短路接地三相测量电压(故障相：B、C 相) 两相短路接地三相测量电流(故障相：B、C 相)
c. 三相短路接地三相测量电压
即：错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=4.86+j69.06
整定后的 II 段整定阻抗参数如下：
且动作时间为：0.5s. 假设故障为单相接地故障，选取故障点为距离 B1 为 95km 处，若上面整定正确,则此时
B1 的保护 I 段不应动作，而保护 II 段在 0.5s 后应可靠动作。实验结果如下： 三相电流：
这与课本所述一致，即接地短路故障时，取故障环路为相—地故障环路，接地距离保护 测量阻抗能够准确反应故障距离。而相间短路时，故障环路为相—相故障环路，相间距 离保护测量阻抗能够准确反应故障距离。
（2） 示例中整定阻抗是否与教材所授一致，整定阻抗的阻抗角是否为线路阻抗角; 查看整定参数如下：
可知整定阻抗的半径：r 32，阻抗圆的圆心坐标为 （5.5,31.5）。可以计算得到，
《继电保护仿真实验》报告
一．线路距离保护数字仿真实验
1. 实验预习 电力系统线路距离保护的工作原理，接地距离保护与相间距离保护的区别，距离保 护的整定。
2. 实验目的 仿真电力系统线路故障和距离保护动作。
3. 实验步骤 （1） 将 dist_protection 拷到电脑，进入 PSCAD 界面; （2） 打开 dist_protection; （3） 认识各个模块作用，找到接地距离保护和相间距离保护部分； （4） 运行。
由短路后电流的变化可知，B1 的 I 段（即速断保护）没有动作，而 II 段在故障后 0.5s 后正确动作，说明实验正确。
从测量阻抗与整定阻抗的关系也可以看出 B1 的 I 段没有动作，而 II 段动作了，因为故 障相测量阻抗落入了 II 段整定阻抗特性圆内，而没有落入 I 段整定阻抗特性圆内，如下图：
二． 变压器的励磁涌流数字仿真实验
1. 实验预习 产生励磁涌流的原因，单相变压器与三相变压器励磁涌流的区别联系。
2. 实验目的 通过仿真清楚励磁涌流的产生原因，找到影响其形状和大小的因素，进行傅立叶分 析分析其构成。
实验总结：通过本次距离保护的仿真实验，我对 PSCAD 的操作与应用有了更深的了解。更 重要的是对书本的知识有了更深刻的认识，尤其是距离保护的实际整定方法，保护 I 段和 II 段之间的配合，还有测量阻抗与整定阻抗之间的关系在脑海的概念更加清晰。在实验过程中， 也遇到了许多困难，比如对于故障距离的改变和 II 段的整定方法在一开始受到困扰，这些 问题主要是对软件的不熟悉和对课本知识掌握不够牢固造成的，很感谢老师在实验过程中耐 心的解答。我将在以后的学习中增加锻炼，注意学习方法。
查看线路参数如下：
电导，电纳的值很小，因此我们忽略不计。可以看到，两段线路的单位长度的电阻和电感值 都是相同的，通过计算有：
可知：
Z Z 1 Z 2 (3.217 0.357) j(45.699 5.078) 3.57 j 50.78
a. 单相接地短路时接地距离保护测量阻抗的Biblioteka Baidu化（左图：整个过程。右图：放大）
单相接地短路时相间距离保护测量阻抗的变化 可知：相间距离保护无法正确反应 单相接地故障距离。即保护拒动。
b．两相接地短路时接地距离保护测量阻抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
两相接地短路时相间距离保护测量阻抗的变化（左图：整个过程。右图：放大） c.三相接地短路时接地距离保护测量阻抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
可知，在故障后，三相电流被截断，即 B1 的 I 段动作，B1 断开。之所以有延时，是因为有 断路器动作时间和保护反应时间。
由测量阻抗也可看出 B1 会动作断开: 可知测量阻抗落入了整定阻抗之内，B1 的保护 I 段 应动作断开。
7． 设计断路器 B1 处距离保护 II 段。 根据所学知识，将断路器 B1 的 II 段与相邻线路 line4 的线路距离保护 I 段配合。 Line4 的线路参数如下：
线路阻抗角为：
arctan 20.312 1.428
85.98
（2）改变线路故障位置，使 B1 断开。
根据上面（1）的 I 段整定可知，距离保护 I 段可以保护线路全长的 80%，所以将故障
位置设为距离 B1 为 65km 处，若以上设置正确，则保护 I 段应动作。
下面为单相接地短路的实验结果：
三相电流：
可知整定阻抗与教材所授完全不一致，整定阻抗角也不是线路阻抗角。 6．（1）按教材所授重新设置 I 段整定阻抗，要求整定阻抗的阻抗角为线路阻抗角；
首先计算圆心坐标： （3.57,50.78） 2 0.80 (1.428,20.312)
偏移圆的半径为：
r 1.4282 20.3122 21.635
离测量阻抗都有落入整定阻抗圆内。
三相接地端路时相间距离保护测量阻 抗变化（左图：整个过程。右图：放大）
5. 实验分析 （1）dist_protection 所设是何故障， 由何种距离保护动作；
由以上实验结果可知，（1）在单相接地短路 时，故障相接地距离测量阻抗落入整定阻抗 圆内，所以接地距离保护动作。而相间距离 测量阻抗没有落入其整定阻抗圆内，故不动 作。（2）在两相接地短路情况下，故障相的 接地距离测量阻抗与相间距离测量阻抗都 有落入整定阻抗圆内。（3）三相接地故障情 况下，故障相的接地距离测量阻抗与相间距
三相短路接地三相测量电流
（2） 各个接地距离、相间距离保护测量阻抗的变化。 在 dist_relay 模块中找到显示接地距离、相间距离保护测量阻抗和整定阻抗的两个 XY_Plot，利用 Plot 右侧的滑竿可以清楚看到测量阻抗与整定阻抗的关系。注意记 录的 Plot 要显示整个运行期间测量阻抗与整定阻抗的关系。 由所学知识可知：当测量阻抗落入整定阻抗特性内则保护动作。
4. 实验记录 （1） 断路器 B1 处保护的包括故障瞬间及断路器断开瞬间的三相测量电压、电流； a. 单相接地三相测量电压(故障相：A 相)
单相接地三相测量电流(故障相：A 相)
b. 两相短路接地三相测量电压(故障相：B、C 相) 两相短路接地三相测量电流(故障相：B、C 相)
c. 三相短路接地三相测量电压
即：错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。=4.86+j69.06
整定后的 II 段整定阻抗参数如下：
且动作时间为：0.5s. 假设故障为单相接地故障，选取故障点为距离 B1 为 95km 处，若上面整定正确,则此时
B1 的保护 I 段不应动作，而保护 II 段在 0.5s 后应可靠动作。实验结果如下： 三相电流：
这与课本所述一致，即接地短路故障时，取故障环路为相—地故障环路，接地距离保护 测量阻抗能够准确反应故障距离。而相间短路时，故障环路为相—相故障环路，相间距 离保护测量阻抗能够准确反应故障距离。
（2） 示例中整定阻抗是否与教材所授一致，整定阻抗的阻抗角是否为线路阻抗角; 查看整定参数如下：
可知整定阻抗的半径：r 32，阻抗圆的圆心坐标为 （5.5,31.5）。可以计算得到，
《继电保护仿真实验》报告
一．线路距离保护数字仿真实验
1. 实验预习 电力系统线路距离保护的工作原理，接地距离保护与相间距离保护的区别，距离保 护的整定。
2. 实验目的 仿真电力系统线路故障和距离保护动作。
3. 实验步骤 （1） 将 dist_protection 拷到电脑，进入 PSCAD 界面; （2） 打开 dist_protection; （3） 认识各个模块作用，找到接地距离保护和相间距离保护部分； （4） 运行。
由短路后电流的变化可知，B1 的 I 段（即速断保护）没有动作，而 II 段在故障后 0.5s 后正确动作，说明实验正确。
从测量阻抗与整定阻抗的关系也可以看出 B1 的 I 段没有动作，而 II 段动作了，因为故 障相测量阻抗落入了 II 段整定阻抗特性圆内，而没有落入 I 段整定阻抗特性圆内，如下图：
二． 变压器的励磁涌流数字仿真实验
1. 实验预习 产生励磁涌流的原因，单相变压器与三相变压器励磁涌流的区别联系。
2. 实验目的 通过仿真清楚励磁涌流的产生原因，找到影响其形状和大小的因素，进行傅立叶分 析分析其构成。
实验总结：通过本次距离保护的仿真实验，我对 PSCAD 的操作与应用有了更深的了解。更 重要的是对书本的知识有了更深刻的认识，尤其是距离保护的实际整定方法，保护 I 段和 II 段之间的配合，还有测量阻抗与整定阻抗之间的关系在脑海的概念更加清晰。在实验过程中， 也遇到了许多困难，比如对于故障距离的改变和 II 段的整定方法在一开始受到困扰，这些 问题主要是对软件的不熟悉和对课本知识掌握不够牢固造成的，很感谢老师在实验过程中耐 心的解答。我将在以后的学习中增加锻炼，注意学习方法。