继保综合实验

.华 北 电 力 大 学继电保护与自动化综合 实 验 报 告院系 电气与电子工程学院 班级 姓名 学号 同组人姓名 日期 2014 年 1 月 15 日 教师 肖仕武 成绩 . 微机线路保护简单故障实验一、实验目的 通过微机线路保护简单故障实验，掌握微机保护的接线、动作特性和动作报文。二、实验项目 1、三相短路实验 投入距离保护、零序电流保护，记录保护装置的动作报文。 2、单相接地短路实验 投入距离保护、零序电流保护，记录保护装置的动作报文。三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1台 2、三相短路实验1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置I=5.0A,X=1.8(ohm),R=5.0(ohm),a=03) 保护动作情况记录第一次跳闸时间/s重合闸时间/s第二次跳闸时间/sA相3.333未动作未动作B相3.333未动作未动作C相3.333未动作未动作 4) 报文及保护动作结果分析报文：三相故障电流5A，PT断线后过电流，I段出口5.15故障电流为三相5A，过电流故障，电流1段动作。 3、单相接地短路实验 1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置I=5.0A,X=1.8(ohm),R=5.0(ohm),a=03) 保护动作情况记录第一次跳闸时间/s重合闸时间/s第二次跳闸时间/sA相3.449未动作未动作B相3.449未动作未动作C相3.449未动作未动作4) 报文及保护动作结果分析报文：单相，故障电流5A，PT断线后过流，一段出口5.03单相电流故障，故障电流为1A，电流一段动作。四、思考题1、微机线路保护装置161B包括哪些功能？每个功能的工作原理是什么？与每个功能相关的整定值有哪些？2、做一个区内三相短路实验，投入距离保护、零序保护，记录保护装置的动作报文，并进行解释。1功能：距离保护，零序保护，高频保护，重合闸 距离保护是反应保护安装处到故障点的距离，并根据这一距离远近而确定动作时限的一种动作距离保护三段 1段：Z1set=（0.80.85）Zl，瞬时动作 2段：Z1set=K（Zl+Zl1）,t=0.05 3段：躲过最小负荷阻抗，阶梯时限特性与距离保护相关的整定值：KG，KG2，KG3，RDZ，XX1.XX2，XX3，XD1，XD2，XD3，,TD2，TD3，Tch，IDQ，Ijw，CT,PT,X2. 三相电流平衡时，没有零序电流，不平衡时产生零序电流，零序保护就是用零序互感器采集零序电流，当零序电流超过一定值（综合保护中设定），综和保护接触器吸合，断开电路. 与零序保护相关的整型值KG1，KG2，KG3，I01，I02，I03.I04，T02.T03，T04，TCH,TQD,IIW,KX,K12,GT,PT3. 高频保护是用高频载波代替二次导线,传送线路两侧电信号的保护,原理是反应被保护线路首末两端电流的差或功率方向信号，用高频载波将信号传输到对侧加以比较而决定保护是否动作。高频保护包括相差高频保护、高频闭锁距离保护和功率方向闭锁高频保护。 与高频保护相关的整定值：KG1，KG2，KG3，RD2，XX1，XX2，XX3，TX2，TX3,IO1IO2,I03，I04.TOR,T03.T04,TGH,IQD,IJW,KX,KR,PT,CT,X4重合闸是用在高压线路保护上的一种自动化装置。当线路发生单相接地短路时，保护动作，跳开故障相或者三相断路器全跳，然后重合闸动作，重新合上故障相或三 相断路器。如果是短时的接地故障，那么重合很可能成功，线路恢复正常，如果是永久性接地故障，则故障线路所在断路器加速跳闸。 与重合闸相关的整定值：KG,KKG,KG3，TCH. 微机线路保护装置距离保护实验一、实验目的 通过微机线路距离保护实验，掌握微机距离保护的接线、动作特性和动作报文。 二、实验项目 1、相间距离保护动作特性实验 投入距离保护，记录保护装置的动作报文并分析。 2、接地距离保护动作特性实验 投入距离保护，记录保护装置的动作报文并分析。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1台 2、相间距离保护动作特性实验1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置表1KG1=9243KG2=8413KG3=0000RDZ=10WXX1=2WXX2=5WXX3=8WXD1=2WXD2=5WXD3=8WTX2=0.5STX3=3.0STD2=1.0STD3=3.0SI01=8AI02=5AI03=3AI04=1.5AT02=0.5ST03=2ST04=4.0STCH=1.0SVTQ=20IQD=1AIJW=3AKX=0.6KR=2.3CT=0.12PT=1.1X=0.4W3) 保护动作情况记录序号XR动作情况11.15I 段动作1.25II段动作1.155I 段动作24.65II段动作4.75III段动作4.655III段动作37.85III段动作7.95接地距离III段动作8.05接地距离III段动作4-2.65相间I段动作-2.75未动作-2.655未动作57.70相间III段动作7.80相间III段动作7.750未动作67.75-2.0相间III段动作7.75-2.2未动作7.75-2.1未动作769相间III段动作69.1未动作69.05相间III段动作 4) 报文及保护动作结果分析 3、接地距离保护动作特性实验1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置3) 保护动作情况记录 4) 报文及保护动作结果分析 4、电力系统振荡实验1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置3) 保护动作情况记录 4) 报文及保护动作结果分析四、思考题1、总结测量阻抗保护动作特性的方法。已知距离保护（相间）阻抗特性，先确定边界的几个点，两点之间的连线则可以确定部分动作边界，再在曲线上确定几个边界点，确定一条直线，得出I,II,III，画出图像即可。. 微机线路零序电流保护实验一、实验目的 通过微机线路零序电流保护实验，掌握微机零序电流保护的接线、动作特性和动作报文。二、实验项目 1、带方向零序四段式电流保护实验 投入零序电流保护，记录保护装置的动作报文并分析。 2、不带方向零序四段式电流保护实验投入零序电流保护，记录保护装置的动作报文并分析。3、零序电流保护加速实验投入零序电流保护，记录保护装置的动作时间、动作报文并分析。三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1台 2、带方向零序电流保护动作特性实验1) 实验接线2) 实验中参数设置KG1=400FKG2=E210KG3=0000RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=8AI02=6AI03=4AI04=2AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM3) 保护动作情况记录保护项目故障类型电流（A）报文动作时间（秒）零序电流方向保护AN瞬时接地IAN=1.2I01I01CK，CHCK0.035sBN瞬时接地IBN=1.05I02103CK，CHCK0.609sCN瞬时接地ICN=1.05I03I04CK，CHCK1.064sCN永久接地ICN=1.05I01I01CK，CHCK，I01JSCK0.089s,1.67s,1.838sICN=1.05I02I02CK，CHCK，I02JSCK0.593s,2.169s,2.739sICN=1.05I03I03CK，CHCK，I03JSCK1.129s,2.709s,3.792sICN=1.05I04I04CK，CHCK，I04JSCK1.575s,3.145s,4.731sICN=0.9I04未动作 4) 报文及保护动作结果分析I01CK，CHCK意义为，电流零序一段出口短路，重合闸启动 3、零序电流方向保护实验（反方向） 1) 实验接线2) 实验中参数设置KG1=400FKG2=E210KG3=0000RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=8AI02=6AI03=4AI04=2AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM3) 保护动作情况记录保护项目故障类型电流（A）报文动作时间（秒）零序电流方向保护AN瞬时接地IAN=1.2I01未动作BN瞬时接地IBN=1.05I02未动作CN瞬时接地ICN=1.05I03未动作CN永久接地ICN=1.05I01未动作ICN=1.05I02未动作ICN=1.05I03未动作ICN=1.05I04未动作ICN=0.9I04未动作4) 报文及保护动作结果分析实验可见，当短路方向与设定方向相反时，保护不启动4. 零序电流方向保护实验）1) 实验接线2) 实验中参数设置KG1=4000KG2=E210KG3=0000RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=8AI02=6AI03=4AI04=2AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM3) 保护动作情况记录保护项目故障类型电流（A）报文动作时间（秒）零序电流方向保护AN瞬时接地IAN=1.2I01I01CK，CHCK0.044sBN瞬时接地IBN=1.05I02103CK，CHCK0.047sCN瞬时接地ICN=1.05I03I04CK，CHCK1.108sCN永久接地ICN=1.05I01I01CK，CHCK，I01JSCK0.039sICN=1.05I02I02CK，CHCK，I02JSCK0.550sICN=1.05I03I03CK，CHCK，I03JSCK1.804sICN=1.05I04I04CK，CHCK，I04JSCK1.599sICN=0.9I04未动作未记录重合闸时间与第二次保护启动时间4) 报文及保护动作结果分析 四、思考题1、 总结测量零序电流保护动作特性的方法。2、 带方向零序电流保护和不带方向零序电流保护有什么区别。1.进行正方向短路，选取短路相A，B，C，取值短路电流，1.0Iset,1.05Iset,0.9Iset进行测试。进行反方向短路测试，取值与一相同，但方向相反。修改KG，将零序改成带方向改为带方向的，进行短路试验，与带方向的情况进行对比。2前者不仅可以判断有无故障电流，也可以判断故障电流方向，提高保护的选择性。. 微机线路高频保护实验一、实验目的 通过微机线路高频保护实验，掌握微机高频保护的接线、动作特性和动作报文。 二、实验内容 1、高频保护动作特性实验投入高频保护，记录保护装置的动作报文并分析。故障类型：单相接地、三相短路；故障位置：区内故障、区外故障；通道情况：通信正常、通道中断。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1台 2、高频保护动作特性实验1) 实验接线2) 实验中短路故障参数设置及保护装置整定值KG1=400FKG2=E210KG3=0009RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=4AI02=3AI03=2AI04=1AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM3) 保护动作情况记录区内正常故障：故障 动作情况 动作时间（1） （2） （3）（1）A-N GPI0CK CHCK 0.039 1.597 否 A-B GPJLCK CHCK 0.341 1.912 否 AB-N GPJLCK CHCK 0.308 1.885 否 A-B-C GPJLCK CHCK 5.115 6.697 否（2）A-N GPI0CK CHCK A-B GPJLCK CHCK AB-N GPJLCK CHCK A-B-C GPJLCK CHCK 区内断线故障： 故障 动作情况 动作时间（1） （2） （3）（1）A-N GPI0CK CHCK 0.039 1.608 否 A-B GPJLCK CHCK 0.180 1.749 否 AB-N GPJLCK CHCK 0.578 2.155 否 A-B-C GPJLCK CHCK 3.299 否 否（2）A-N GPI0CK CHCK A-B GPJLCK CHCK AB-N GPJLCK CHCK A-B-C GPJLCK CHCK 区外正常故障：（1）A-N GPI0CK 0.863 否 否 A-B GPJLCK CHCK 1.219 2.795 否 AB-N 不动作 A-B-C GPJLCK CHCK 4.519 6.100 否（2）A-N 不动作 A-B 不动作 AB-N 不动作 A-B-C 不动作 区外断线故障：（1）A-N GPI0CK 0.039 否 否 A-B GPJLCK CHCK 0.527 2.014 否 AB-N GPJLCK CHCK 0.542 2.113 否 A-B-C GPJLCK CHCK 1.234 2.815 否（2）A-N 不动作 A-B 不动作 AB-N 不动作 A-B-C 不动作 4) 报文及保护动作结果分析故障类型报文区内故障单相接地AN高频零序出口，重合闸出口，测距L=2.45AN两相相间AB高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.35AB两相接地A-B-N高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.45ABN三相高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.43BC区外故障单相接地AN零序辅助启动元件启动，零序辅助启动元件启动两相相间AB无两相接地A-B-N零序辅助启动元件启动，零序辅助启动元件启动三相无区内故障通道破坏单相接地AN高频零序出口，重合闸出口，测距L=2.53AN两相相间AB高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.71AB两相接地A-B-N高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.35ABN三相高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.43BC区外故障通道破坏单相接地AN零序辅助启动元件启动，高频零序出口，重合闸出口，测距L=2.32AN两相相间AB高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.43AB两相接地A-B-N零序辅助启动元件启动，高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.40ABN三相高频距离出口，重合闸出口，测距L=2.48BC四、思考题1、 微机线路保护装置CSL160中高频保护的工作原理。2、 区外故障、通信中断时线路两侧高频保护的动作情况如何？为什么？1. 故障发生时投入突变选相原件，若为相间故障，高频距离保护，若为单相接地短路，投入高频零序保护，高频保护在收信号满5S后若本侧为正方向，且满足停信条件，则停信，若此时对侧也停信，本侧连续5ms收不到闭锁信号，则立即出口跳闸2. 区外故障，正方向的一侧动作，反方向的一侧不动作。正方向保护元件启动，不发出闭锁信号，反方向侧判定为反方向时，发出闭锁信号，但无法传递到正方向，所以反方向不动，正方向动。. 微机自动重合闸实验一、实验目的 微机线路保护CSL160系列具有自动重合闸功能，通过微机线路保护自动重合闸实验，掌握自动重合闸的工作原理、工作方式和动作报文。 二、实验项目 1、自动重合闸重合方式实验 投入自动重合闸，选择重合闸方式：非同期、检无压、检同期三种，分析重合闸工作特性。 2、自动重合闸后加速实验投入距离保护、零序电流保护，记录自动重合闸后加速的动作报文并分析。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1MRT继电保护测试仪1台2CSL161BB微机线路保护装置1台 2、自动重合闸重合方式实验1) 实验接线2) 实验中微机保护装置定值设置及MRT测试仪实验参数设置KG1=400F，KG2=E212，KG3=0000，重合闸方式为检无压KG1=400F，KG2=E213，KG3=0000，重合闸方式为检同期3) 保护动作情况记录（1）KG1=400F，KG2=E212，KG3=0000，重合闸方式为检无压 第一次（s） 重合 (s) 第二次(s)A-N 零序段 重合出口 1.499 3.077 未动作B-N 零序段 重合出口 1.491 3.073 未动作C-N 零序段 重合出口 1.488 3.062 未动作（2）KG1=400F，KG2=E213，KG3=0000，重合闸方式为检同期 第一次（s） 重合（s） 第二次（s）A-N 零序段 重合出口 1.504 3.078 未动作B-N 零序段 重合出口 1.445 3.021 未动作C-N 零序段 重合出口 1.451 3.033 未动作 4) 报文及保护动作结果分析动作及报文均正确 3、自动重合闸后加速实验1) 实验接线2) 实验中定值设置及MRT测试仪实验参数设置KG1=407F，KG2=E213，KG3=00003) 保护动作情况记录 第一次（s） 重合（s） 第二次（s） A-N 零序段 重合出口 段加速出口 1.083 2.657 2.836B-N 零序段 重合出口 段加速出口 1.152 2.728 2.897C-N 零序段 重合出口 段加速出口 1.017 2.590 2.759 4) 报文及保护动作结果分析动作及报文均正确 四、思考题1. 微机自动重合闸在各种重合闸方式下的工作原理是什么？重合闸有不检定，检无压，检同期，三种方式，当采用不检定方式时，三相启动重合闸条件满足后，直接实现三相重合闸，当采用检无压方式时，在三相启动重合闸条件满足时，检查线路或母线电压，小于30v时，实现三相重合闸，当采用检同期方式时，在三相启动重合闸条件满足时检查线路电压和母线电压的相位差是否小于整定值，满足则三相重合闸。. 变电站自动化系统实验一、实验目的 1加深理解变电站自动化系统的结构、通讯网络、信息传递；2掌握变电站自动化系统中遥控、遥信、遥测的使用方法；3熟悉变电站自动化系统中事故报文的上传过程 二、实验项目 1、变电站自动化系统熟悉实验 了解变电站自动化系统的构成，了解各装置的功能及操作，理解变电站自动化系统中各装置之间的通信联系。 2、遥测、遥信、遥控实验操作MRT继电保护测试仪，改变输入模拟电流、电压的大小，观察变电站自动化系统后台监视参数的变化。改变输入开关量状态，观察监视参数的变化。在变电站监控后台上发出跳、合闸命令，观察实验现象。记录显示报文，并对结果进行分析3、事故模拟实验操作MRT继电保护测试仪模型线路短路故障，观察实验现象、记录实验报文并进行分析。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1CSC2000变电站自动化系统监控主站1台2CSI200微机测量与控制单元2台3CSL160微机线路保护装置2台4MRT继电保护测试仪1台 2、变电站自动化系统熟悉实验1) 实验接线M继电保护测试仪工控机及变电站监控主界面模拟断路器模拟断路器网2) 实验中的操作过程在测试仪变频实验界面进行模拟量输入：Ua=Ub=Uc=57.7V；Ia=Ib=Ic=1.0A按下K115（39）开关。3) 实验现象测试仪器UaUbUcIaIbIcPQcos显示屏63.4663.4563.49120.1120.1120.1000.87Csi-200I57.7157.7157.711.0011.0011.001180.386.200.872合断路器：显示屏将线图总III断路器红闪后变红色模拟断合闸指示灯亮测控装置上显示：远方合闸成功，操作对象为4分断路器：显示屏将线图总III断路器绿闪后变绿色模拟断路器跳ABC指示灯亮测控装置上显示：远方分闸成功，操作对象为4 4) 实验结果分析实验数据与现象正确 3、事故模拟实验1) 实验接线同上2) 实验中的操作过程 在测试仪整组实验中选择X-R方式，设置故障参数，类型，A-B-C三相短路，性质，永久性故障，故障电流，2A，初始0度3) 实验现象、报文和数据记录保护装置运行动作灯亮，告警灯闪模拟断路器跳ABC灯亮显示屏的事件运行柜中，低压侧开关分报文：L=0.8906km，ABC三相 4) 实验结果分析本实验投入距离保护，发生三相短路时，保护装置动作正确。 四、思考题1 理解变电站自动化系统的结构。理解系统中各装置的功能。各装置之间是如何通信的。2 遥控命令是如何下传的。1. 变电站自动化系统是指应用自动控制技术，信息处理和传输技术，通过计算机，硬件系统或自动装置，控制动作，提高变电站管理水平的一种自动化系统，系统结构分为两层，站级管理层和间隔层。间隔层设备一般包括测控设备，保护及其他智能电力装置，在间隔内，继电保护装置和测检装置相对对立，测检装置是变电站自动化设备的必要组成部分。CSM-200系统变电站层设备有监控主站，继电保护工作主站和监控主站，是变电站内的主要人机交互界面，它收集，处理，显示，和记录间隔层设备的采集信息，并根据操作人的临向间隔层设备下发准备命令，从而完成对变电站内所有设备的监控。CSM-200的主要功能：监视，查询，记录保护设备的运行信息，监视，查询和记录保护设备的告警，事故信号及历史记录，查询，设定和修改保护设备的定值，查询，记录和分析保护的分散录播数据。2.遥控是调度控制中心向场站发布的命令，直接进行断路器分闸或合闸操作，通常分为两部分完成，首先由调度端向场站端发出遥控选择命令，指定遥控对象和遥控操作的性质，厂站端收信后不立即动作，而把收到的命令返送到调度中心检验，调度端收到遥信信息后，经校核如果和已发的信息一致，就将发送执行命令，厂站端只有收到遥控命令，执行命令后才执行相应的遥控操作。. 基于PSCAD程序的继电保护数字仿真实验一、实验目的 1熟悉电力系统暂态仿真计算程序PSCAD/EMTDC；2综合理解电力系统一次电气设备结构、二次继电保护工作原理；3熟悉继电保护内部的逻辑过程。 二、实验项目 1、PSCAD/EMTDC仿真程序熟悉实验 了解PSCAD/EMTDC仿真程序的的功能及操作，理解电力系统电气设备的建模、电气暂态过程的显示、短路计算。 2、基于PSCAD/EMTDC仿真程序建立继电保护模型实验（1）基于PSCAD/EMTDC仿真程序建立单相电力系统模型，搭建单相过电流继电保护。模拟短路故障，观察过电流继电保护的动作过程和动作结果。（2）基于PSCAD/EMTDC仿真程序建立三相电力系统模型，搭建三相过电流继电保护。模拟短路故障，观察过电流继电保护的动作过程和动作结果。（3）搭建双侧电源三相电力系统的纵联电流差动保护，模拟线路内部、线路外部故障，观察电流差动保护的动作过程和结果。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1PC计算机1台2PSCAD/EMTDC仿真程序2台 2、PSCAD/EMTDC仿真程序熟悉实验1) 熟悉PSCAD/EMTDC仿真程序环境2) 使用PSCAD/EMTDC仿真程序中的基本电气设备模型3) 使用PSCAD/EMTDC仿真程序中的逻辑元件 4) PSCAD/EMTDC仿真程序中的测量、显示元件 3、单相电力系统过电流继电保护实验 4、三相电力系统过电流继电保护实验 5、双侧电源三相电力系统的纵联电流差动继电保护实验1) 建立双侧电源三相电力系统模型2) 建立纵联电流差动继电保护模型3) 模拟故障，记录继电保护的动作过程 4) 实验结果分析四、思考题1、理解PSCAD/EMTDC中电力系统模型的建立、继电保护的建立。2、基于PSCAD/EMTDC的过电流保护是如何动作的？用电流互感器测量线路的电流，当电流值高于某设定的定值时，保护动作3、 基于PSCAD/EMTDC程序如何实现比例制动特性的纵联电流差动保护？ 测量线路两端的电流值，根据测量的电流值的和来决定是否动作。用电流互感器测量线路的电流，当电流值高于某设定的定值时，保护动作。测量线路两端的电流值，根据测量的电流值的和来决定是否动作。.