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1、电力系统继电保护实验三(距离保护)实验三 输电线路的微机距离保护实验（多边形阻抗保护动作特性实验）一、 实验目的1熟悉阻抗继电器原理、特性及调整整定值方法。2根据实验数据确定I段阻抗保护的动作区域，绘出动作区域简图。二、 接线方式及微机保护相关事项阻抗保护实验一次系统图如图1所示。实验原理接线图如图2所示。12,4,5W测量孔1KM1CTTM220/127VRS最小最大区内区外PT测量2KM2CTK11R2W3KMRd10W2R45WDXK3移相器图1 阻抗保护实验一次系统图电流、电压保护图2实验原理接线图微机的显示画面：画面切换用于选择微机的显示画面。微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画
2、面、整定值浏览和整定值修改画面组成，每按压一次“画面切换”按键，装置显示画面就切换到下一种画面的开始页，画面切换是循环进行的。信号复位 用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。主机复位 用于对装置主板CPU进行复位操作。表1 微机保护装置故障显示项目显示屏内容含 意备 注装置自检信息-A-主板芯片62256故障-0-主板芯片27C256故障-8255-主板芯片8255故障线路阻抗保护实验时XY-abc式中X、Y取值均可为1、2、3，当X取1、2、3分别表示I、II、III段保护动作；Y取1、2、3分别表示AB、BC、CA相。式中abc表示动作阻抗模值的大小。例如：当故障动作后
3、显示为12-5.60时，其含意为BC相段保护动作，动作时测量阻抗模值为5.60。微机距离保护软件基本框图如图3所示。阻抗保护？Y数据采集及电量计算有突变量标志？NY负序分量计算N阻抗计算负序分量大于给定值？Y测量阻抗在段动作区内？阻抗计算NY测量阻抗在段动作区内？测量阻抗在段动作区内？NYYN故障时间到？故障时间到？发段动作命令NYY发段动作命令发段动作命令显 示读键盘信息N有键入信号？YN重合闸投入？YN重合闸条件满足？键入信号处理显示信息YN重合闸时间到？Y发重合闸命令显示信息图3 微机距离保护软件基本框图为了提高耐过渡电阻的能力，以及提高躲负荷的能力，方向阻抗继电器的特性如图4所示较为理
4、想。图中A可以沿R移动，C点可沿jX轴移动，以改变保护动作区域范围。本试验台微机阻抗保护部分的阻抗特性采用了图4的特性。CjX15RA4515O图4 多边形阻抗保护动作图4 多边形阻抗保护动作阻抗特性电阻分量r1（A点）,电抗分量H1（C点）是整定值，可以整定。改变移相器的角度，相当于改变了线路阻抗角（测量电压与测量电流间的相角），不同移相角下，I段的保护范围ZI是不同的，如图4所示三、 实验内容与步骤实验内容：多边形阻抗保护动作特性实验。实验要求：调整移相器移相角，改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10）。合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生三相短路故障。将多边形阻抗保护特
5、性实验数据记录于表3中（1表示动作，0表示不动作）。通过在不同的移相角度和短路电阻下，经过多次实验，确定I段保护的动作区域。四、实验过程及步骤（1）按图2完成实验接线。（2）合上三相电源开关和直流电源开关，合上模拟断路器1KM、2KM，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）合上微机装置电源开关，将微机阻抗保护整定值按表2进行整定。整定值设置方法：按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面“-”，之后，通过同时按压触摸按键“”、“”可选择不同的整定项目，再通过按“”或“”选择准备修改的整定项目。对投退型（或开关型）整定值，通过按压触摸按钮“+”可在投入/退出
6、之间进行切换；对数值型整定时，通过触摸按钮“+”、“-”对其数据大小进行修改。当整定值修改完成之后，按压“画面切换”触摸键进入定值修改保存询问画面，这时，选择按压触摸键“+”表示保存修改后的整定值；若选择按压触摸键“-”，则表示放弃保存修改后的整定值，仍使用上次设置的整定值参数。例如，要修改微机距离保护相间距离II段保护动作延时时间为1.5秒，可依下面的步骤进行：（1）按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面“-”； （2）同时按压触摸按键“”和“”直接进入整定值修改画面，这时显示画面应为“E1-OFF”；（3）按压触摸按键“”，使显示画面为“t2-XXX”（XXX为上次设置的相间距离II段
7、保护动作延时时间）；（4）按压触摸按键“+”或“-”键，使显示画面中的XXX为1.5；（5）按压触摸按键“画面切换”键，这时显示画面应该为“y n-”（它提醒操作人员：选择按压触摸按键“+”键，就可保存已经修改了的整定值；若选择按压触摸按键“-”键，则表示放弃当前对整定值参数所进行的修改，继续使用上次设置的整定值。）；（6）按压触摸按键“+”键，保存对整定值参数所作的修改。整定值修改完成之后，可通过整定值浏览画面观察修改后的参数设置情况。表2 线路阻抗保护实验时整定值设置代码表代码含 义整定值设置E1设置为“ON”，表示选择阻抗保护实验ON此两项内容在进行定值浏览时不显示E2设置为“OFF”，
8、表示不选择变压器保护实验OFFE3设置为“ON”，表示选择操作台面板上的重合闸继电器进行重合闸实验OFFt2相间距离II段保护动作延时时间0.5t3相间距离III段保护动作延时时间0.7r1阻抗特性电阻分量4H1相间I段电抗分量8H2相间II段电抗分量12.5H3相间III段电抗分量25Iq电流突变量起动门槛不修改04重合闸动作延时时间13重合闸投退控制，“ON”表示投入OFF15电流显示系数1（不修改）U5电压显示系数1（不修改）PA整定值修改允许密码1（不修改）（4）将台面右上角的LP1（微机出口连接片）接通。（5）合上模拟线路的SA、SB和SC短路模拟开关。（6）合上故障模拟断路器3KM
9、。模拟系统发生三相短路故障。此时负荷灯全熄灭，微机装置显示“11-XXX”（第一个“1”，表示I段保护动作，第二个“1”表示AB相短路;XXX为测量阻抗模值的大小），“I段动作”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“信号复位”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1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。滑动变阻器从1开始往上调节，这样，如果1时短路时不跳闸，说明I段整定阻抗大了，请将I段整定阻抗调小，并记录下I段整定阻抗值。（
10、9）按表3中给定的值将移相器调整到另一个角度，以1为步长，移动短路电阻滑动头，重复实验步骤（6）至（8），将实验结果记录在表3中。（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。四、 微机保护装置使用注意事项（1）调整整定值参数时，应先确定是否运行在正确的程序中（可通过正常运行时的显示画面情况进行判定）。（2）改变连接片状态（接通或断开）时，要先使微机的三段保护指示灯处在熄灭状态（通过按压触摸键“信号复位”键来完成）。（3）做短路实验时，短路故障电流的持续时间不要过长。（4）微机保护一旦动作后，必须先按微机保护装置上的“信号复位”按钮，才
11、能重新合上模拟断路器。（5）当使用微机保护装置上的合闸选控键进行合闸操作时，操作完毕后必须按“信号复位”按钮，否则回路被闭锁，保护分闸不能成功。（6）在正常运行状态下，若面板左上角的“正常运行”指示灯闪烁规律不正确（每2秒钟变化一次），则需要按“复位”键对主机进行复位。五、 实验分析及结论表3 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，对任一移相角，调节滑动变阻器的电阻从1开始往上调，动作时，记录下动作阻抗模值，即微机保护屏上11或12或13后的值，直到不动作为止的前一个动作阻抗模值即为临界动作阻抗模值）电阻/W移相器/12345678910-150153045607590105根据实验数据确定I段阻抗保护的动作区域，绘出动作区域简图。绘出动作区域简图实例：假设从实验结果得出，对每一移相角，I段的保护范围ZI（临界动作阻抗模值）可以知道，假设为下表移相器/，-150153045607590105ZI44579109106则动作区域简图如下6 / 6
