武汉大学电气学院继电保护实验报告

电气工程学院

《继电保护仿真实验》报告

姓名：吕知彼

学号：2013301610345

班级：2013级3班

2016年6月

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。

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；故障瞬间电压Vs波形：

放大后的波形：

故障瞬间电流Is波形：

放大后的波形：

（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。

接地距离保护：放大后的结果：

相间距离保护：放大后的结果：

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。

（1）dist_protection初始所设是何故障，由何种距离保护动作；

因为测量阻抗没有落入接地距离保护整定圆内，而是落入了相间距离保护整定圆内，故可以判定为发生故障为BC相间短路，由相间距离保护动作。

查看故障设置可知，保护动作正确。

（图中3和5的标注反了，3应为BCG短路故障，5应为BC短路故障）

（2）示例中I段整定阻抗是否与教材所授（教材3.106式）一致，整定阻抗的阻抗角是否为线路阻抗角;

故障点左端线路参数为：

故障点右端线路参数为：

则线路总阻抗大小：

Z=R+jX=(3.217+0.357)+j(45.699+5.078)=3.574+j50.777 Ω

则线路阻抗角为θ=85.974°；

整定圆设置：

整定圆的半径R=32 圆心为（5.5，31.5），则Zset=2(5.5+j31.5)=11+J63 Ω;

整定阻抗角特殊符号φ=80.1°；

如果取可靠系数为0.85，距离一段的整定阻抗为Zset1=0.85*（3.574+J50.777）=3.038+J43.160Ω。故可得示例中I段整定阻抗与教材所授不一致，整定阻抗的阻抗角不为线路阻抗角。

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；

取可靠系数为0.85，距离一段的整定阻抗为Zset1=0.85*（3.574+j50.777），即为3.038+j43.160Ω。根据整定阻抗与圆心和半径的关系可知，方向圆圆心为(3.308/2,43.160/2）=（1.519，21.580）

半径R= (1.519*1.519+21.58*21.58)^0.5=21.633。

在上述计算修改整定值：

接地距离保护：放大后：

相间距离保护：放大后：

改变以后如果不改变线路故障位置，测量阻抗未进入方向圆，故障位置位于线路90%处，保护正确不动作。

（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85%，所以将故障位置设为距离B1为70km处，若以上设置正确，则保护I段应动作。

设置如下：

仿真结果为：，由于测量阻抗进入整定圆内，保护动作，左侧断路器B1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。

线路4的参数为：

由课本与相邻线路距离保护的二段保护整定阻抗公式可知，二段的整定阻抗Z2=Krel2*(Z1+Z2+Kb.min*Zset2.1)=0.8*(3.574+j50.777+2.502+j35.543)=

4.861+j69.056 Ω。

延时模块整定参数：（取延时为0.5S）

延时环节设定：

增画阻抗圆：

假定短路发生在线路95KM处，并且为单相接地短路，此时应该经过0.5s 延时后，保护二段动作，切除故障，保护一段正确不动作，即测量阻抗应进入保护二的动作圆中，而在保护一的动作圆外，如下图所示。

二．变压器纵差动保护

1.实验预习

变压器纵差动保护的基本原理和接线方式，及其整定计算原则，习题6.5求解。

2.实验目的

清楚（1）双绕组Yd11接线三相变压器模拟式纵差动保护原理接线，（2）如何根据采用的差动保护继电器、电流互感器变比整定动作电流。参见《电力系统继电保护习题集》习题6.5。

3.实验步骤

（1）将Transformer_protection拷到电脑，进入PSCAD界面;

（2）打开Transformer_protection;

（3）认识各个模块作用, 将各个模块图形粘贴到下面相应处，

a. 故障设置模块，如何设置不同类型故障；

通过右侧设置杆设置故障类型，数字与故障的对应分别为：

1=没有故障；2=A相接地故障；3=B-C两相故障；4=ABC三相故障；

5=B-C两相接地故障；6=ABC三相接地故障。

b. 电流互感器变比设置。

（4）设计以下模块

a. 电流互感器二次电流相位校正；

b. 计算流入继电器的电流；

c. 继电器动作电流的整定；