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1、铜陵学院微机继电保护实验指导书目 录 电源操作与安全1实验一 微机保护装置基本功能试验3实验二 微机过电流，无时限电流速断和带时限电流速断保护5实验三 阶段式电流保护14实验四 电流电压连锁保护16实验五 阶段式过电流保护与自动重合闸前（后）加速度20实验六 电磁型电流继电器和电压继电器实验25 实验七 电磁型时间继电器、中间继电器和JX-21A/T信号继电器实验31 实验八 610KV线路过电流保护实验42实验九 变压器的电流速断保护实验47实验十 微机变压器纵差动保护整定实验51实验十一 变压器差动速断保护实验59实验十二 变压器低电压启动过电流保护实验62附录 1 微机保护装置简要说明6
2、7附录2 线路模型的保护计算68电源操作与安全一、开启实验装置的步骤： 1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流高压电源”必须置“关”断的位置。控制 屏左侧面上安装的自耦调压器必须调在零位，即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，告警记录仪 LED 点亮；打开钥匙开关，“停止” 按钮指示灯、电源分相指示灯亮，表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电压，此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，只要调节自耦调压器的手柄，在输出 口 U、V、W处可得到 0450V 的线电压输出，并由控制屏上方的三只交流电压表指示
3、。当 屏上的“电压指示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；当“指示切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，三表指示三相调压输出之值。 4） 按下“启动”按钮后，可打开直流操作电源，向微机保护装置控制回路和信号回路或向电磁继电器提供直流电源。 5）实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完毕，须将自耦调压器调回到零位，将“直流高压电源”的电源开关置于“关” 断位置，最后，需关断“电源总开关”。 二 、实验的基本要求 1、实验前的准备 实验前应复习教科书中有关章节的内容，认真阅读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与
4、步骤，明确实验过程中应注意的问题。 2、实验的进行 2.1、建立小组，合理分工 每次实验都以小组为单位进行，每组由 23 人组成，实验进行中的接线、负载、电压或电流调节、记录数据等工作每人应有明确的分工，以保证实验操作的协调，使记录的数据准确可靠。 2.2、按图接线 根据实验线路图及所选组件、仪表，按图接线，接线要简单明了，接线原则应先接串联主回路，再接并联支路。为方便检查线路的正确性，实验线路图中的直流回路、交流回路、控制回路等应分别用不同颜色的导线连接。 2.3、试运行 在正式实验开始之前，先按一定规范起动保护电路，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正
5、常，即可正式开始实验。 2.4、测取数据 预习时对继电器及其保护装置的试验方法及所测数据的大小做到心中有数。正式实验时，根据实验步骤逐次测取数据。实验完毕，需将数据交指导老师审阅。经指导老师认可后，才允许拆线，并把实验所用的组件、导线及仪器等物品整理好，放至原位。 三、实验报告 实验报告是根据实测数据和在实验中观察发现的问题，经过自己分析研究或分析讨论后写出的实验总结和心得体会。实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。 四、安全操作规程 为了按时完成电力自动化及继电保护实验，确保实验时人身与设备的安全，必须严格遵守如下规定的安全操作规程： 1、实验时，人体不可接触带电线路。 2、接线
6、或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 3、学生独立完成接线或改接线路后必须经指导老师检查和允许，并使组内其它同学 引起注意后方可接通电源。实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理 故障后，才能继续进行实验。 4、通电前应先检查是否有短路回路存在，以免损坏仪表或电源。 5、实验室总电源或实验台控制屏上的电源应由实验指导教师来控制，其他人员只能经指导教师允许后方可操作，不得自行合闸。 实验一 微机保护装置基本功能试验 一实验目的 熟悉保护装置的基本功能，掌握各端子输入输出信号的形式。了解外部线路的连接和保护的逻辑关系。 二实验说明 保护装置主要由 3 块插件（CPU 插件电源及互感器
7、插件继电器插件）和显示屏组成。实验装置面板上引出了保护装置 B 互感器部分的全部输入端子。通过接入不同的电流 电压信号和对保护装置进行相应的整定，就可实现相应的保护功能。 三段独立的过电流保护功能，它以比较输入电流和整定电流值大小为主，并可以采用 低电压或方向闭锁该功能。 反时限保护功能。提供三种反时限特性。 三相一次自动重合闸。与保护的配合方式可以选择前加速或后加速，为方便在多种场 合下的使用，设有检同期检无压及不检对侧重合方式。重合闸时间可以根据所使用的断 路器情况进行调整。 加速保护是一段非独立的电流保护功能，它应与自动重合闸功能配合使用；并根据线 路和重合闸配合的具体情况，选择前加速或
8、后加速。 三实验方法 见图 1-1 所示。将每相测量用和保护用电流互感器一次线圈相串联，并把输电线路电流互感器副边与保护装置电流变送器对应连接。如，将 A相保护 CT Ia端与测量 CT MIa 端相连,然后将 A 相电流互感器两出口端分别与保护装置的 1 端和10 端相连。电压互感器 的副边与保护装置的电压互感器对应相连，即 151719 端。断开保护装置的跳闸压 板或关闭其电源。 1.在保护装置中任选一段电流保护，其它保护功能退出，将电流整定值设置为 0.8A， 时间定值设为 3S。将系统电压升至 100V，在线路末端进行三相短路，向线路阻抗减小方 向调整短路点位置，直至短路电流达 1A
9、为止。此时，保护装置将发出跳闸脉冲，这就是 一个最简单的电流动作试验。装置只判断电流大小，根据整定时限，延迟跳闸脉冲发出时间。 2.将重合闸和加速保护功能投入。重合闸设置为检无压或不检，采用后加速保护，加 速电流 0.4A，加速时间为 0，重合闸时间 0.5S。同上，将电流调至 0.8A 后，保护装置发 出跳闸信号。断路器跳闸后 0.5S，保护装置发出合闸信号，如果合闸后线路电流低于 0.4A， 保护装置将不再动作；如果合闸后，线路电流大于 0.4A，断路器将立即跳闸（即无时限动 作）。如果采用前加速，当线路出现故障时，第一次跳闸是以速断保护中的整定电流时 限为动作依据的。如果线路故障未消除，
10、重合闸后，保护装置仍以电流保护设置的电流 时限作为判跳依据。 3.将电流保护中电流整定值设置为 0.3A，低电压闭锁投入，电压值为 50V，时限设置 为 0，其它保护功能退出。将系统电压升至 100V，在 BC 段末端进行三相短路。虽然电流 大于 0.3A，但是电压仍高于 50V，所以保护装置不会动作。缓慢向线路阻抗减小方向调整 短路点位置，并注意电压值的变化，电压低于 50V 时，保护装置立即发出跳闸脉冲。 4.将反时限保护投入使用，其它保护功能退出。将电流定值设置为 0.3A，时限定值设 置为 2S，分别在 BC 段不同点进行三相短路，注意感觉不同点保护动作时间的长短。改变 反时限特性，重
11、复实验。注意相同短路电流下，不同反实现特性的时限长短。 四实验报告 1如果将保护装置中三段电流保护用于线路的三段式电流保护，一定要把第一段设置成电流速断，第三段设置成定时限过电流吗？ 2 如果保护装置的电流保护功能采用低电压闭锁，低电压和过电流是什么样的逻辑关系。 3实验中，测量CT 为什么可以和保护CT 串联使用？ 4零序电流和零序电压该如何接入保护装置？同期电压输入端接的是什么量？ 图1-1 面板图实验二 微机过电流、无时限电流速断和带时限电流速断保护实验之一 微机过电流保护 一、实验目的： 1. 掌握过电流保护的原理和整定计算的方法 2. 熟悉过电流保护的特点 二、基本原理 在图 2-1
12、 所示的单侧电源辐射形电网中，线路 L1 L2 L3 正常运行时都通过负荷电流。当 d3 处发生短路时，电源送出短路电流至 d3 处。保护装置 1 2 3 中通过的电流都超过正常值，但是根据电网运行的要求，只希望装置 3 动作，使断路器 3QF 跳闸，切除故障线路 L3 ，而不希望保护装置 1 和 2 动作使断路器 1QF 和 2QF 跳闸，这样可以使线路 L1 和 L2 继续送电至变电所 B 和 C 。为了达到这一要求，应该使保护装置 1 2 3 的动作时限 t1 t2 t3 需满足以下条件，即 t1 t2 t3图2-1 单侧电源辐射形电网中过电流保护装置的配置三、整定计算1. 动作电流在图
13、2-1所示的电网中，对线路L2来讲，正常运行时，L2可能通过的最大电流称为最大负荷电流Ifhmax ，这时过电流保护装置2的起动元件不应该起动，即动作电流Idz Ifhmax L3上发生短路时,L2通过短路电流Id ，过电流保护装置2的起动元件虽然会起动，但是由于它的动作时限大于保护装置3的动作时限，保护装置3首先动作于3QF跳闸，切除短路故障。故障线路L3被切除后，保护装置2的起动元件和时限元件应立即返回， 否则保护装置2会使QF2跳闸，造成无选择性动作。故障线路L3被切除后再投入运行时，线路L2继续向变电所C供电，由于变电所C的负荷中电动机自起动的原因，L2中通过的电流为KzqIfhmax
14、（Kzq为自起动系数，它大于1，其数值根据变电所供电负荷的具体情况而定），因而起动元件的返回电流If应大于这一电流，即 IfKzqIfhmax （2-1） 由于电流继电器（即过流保护装置的起动元件）的返回电流小于起动电流，所以只要IfKzqIfhmax的条件能得到满足，IdzIfhmax的条件也必然能得到满足。不等式（2-1）可以改写成为以下的等式 If=KkKzqIfhmax （2-2）在式（2-2）中，Kk为可靠系数，考虑到电流继电器误差和计算误差等因素，它的数值取1.151.25。 因为返回电流与动作电流的比值称为返回系数，即 或将式(2-2)代入上式，就得到过电流保护动作电流的公式 （2-3） 根据上式求得一次侧的动作电流。如果需要计算电流继电器的动作电流IJdz，那么还需计及电流互感
