继电保护实验指导书.doc

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67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。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 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，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 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（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器的变比nLH和接线系数Kjx。电流继电器动作电流的计算公式为      (2-4)2.        灵敏度过电流保护装置的灵敏度用起动元件（即电流继电器）的灵敏系数Klm的数值大小来衡量。它是指在被保护范围末端短路时，通过电流继电器的电流IJd与动作电流IJdz的比值，即                   （2-5）计算时需要考虑以下几点：（1）在计算过电流保护的Klm时，应选用最小运行方式。（2）对保护电网相间短路的过电流保护来说，应计算两相短路时的Klm。（3）接线方式对Klm也有影响。（4）要求在被保护线路末端短路时Klm1.5。 3.        动作时限为了保证保护的选择性，电网中各个定时限过电流保护装置必须具有适当的动作时限。离电源最远的元件的保护动作时限最小，以后的各个元件的保护动作时限逐级递增，相邻两个元件的保护动作时限相差一个时间阶段t。这样选择动作时限的原则称为阶梯原则。t的大小决定于断路器和保护装置的性能，一般t取0.5S。 四、实验内容与步骤1AB段最大负荷电流取0.3A,BC段最大负荷电流为取0.2A,按照前面的计算原则，计算整定值，并作灵敏度校验。电流互感器变比1：1，三相三继电器式接线。2起动实验装置。将计算电流整定值存入保护装置定值区0，BC段时限整定3秒，装置其它功能闭锁。 3运行方式设置为最小，将系统电压升至105V。断开保护装置跳闸压板，合上断路器1QF2QF，在AB和BC段末端进行两相短路，记录短路电流。计算实测值与整定值的比，注意是否符合灵敏度的要求。4解除短路故障，连接保护装置跳闸压板，分别在AB和BC段末端进行两相短路，注意对应断路器是否相应跳闸。5断开微机保护装置B的跳闸压板，在BC段进行两相短路，1QF应跳闸，但此时微机保护装置B应发出动作信号。 6连接所有的跳闸压板，将保护装置A时限改为2.5S，在BC段进行两相短路，注意这时会出现什么情况。 五实验报告1根据计算模型和给定的最大负荷电流值,计算过电流保护的电流整定值，并将计算结果填入下表。 2用理论值计算灵敏度，将计算结果填入下表。  保 护 A 保 护 B 保 护电 流 整 定 值（ A ）   时 间 整 定 值（ S ）   理 论 灵 敏 度   线路末端两相短路电流（ A ）   实 测 灵 敏 度   能否保护本段线路全长   能否保护下一线路全长   3步骤5和6说明了过电流保护的什么特点？运行方式和短路形式对过电流保护的保护区间有没有影响？ 实验之二 微机无时限电流速断保护  一、实验目的： 1.        掌握无时限电流速断保护的原理计算和整定的方法。 2.        熟悉无时限电流速断保护的特点。 二、基本原理 在电网的不同地点发生相间短路时，线路中通过电流的大小是不同的，短路点离电源愈远，短路电流就愈小。此外，短路电流的大小与系统的运行方式和短路种类也有关。    在图2-2中：表示在最大运行方式下，不同地点发生三相短路时的短路电流变化曲线；表示在最小运行方式下，不同地点发生两相短路时的短路电流变化曲线。 图 2-2 电源速断保护范围的确定如果将保护装置中电流起动元件的动作电流Idz整定为：在最大运行方式下，离线路首端LIbmax3处发生三相短路时通过保护装置的电流，那么在该处以前发生短路，短路电流会大于该动作电流，保护装置就能起动。对在该处以后发生的短路，因短路电流小于装置的动作电流，故它不起动。因此，Lbmax3就是在最大运行方式下发生三相短路时，电流速断的保护范围。从图2-2可见，在最小运行方式下发生两相短路时，保护范围为Lbmax2，它比Lbmax3来得小。如果将保护装置的动作电流减小，整定为I1dz，从图2-2可见，电流速断的保护范围增大了。在最大运行方式下发生三相短路时，保护范围为Lbmax3；在最小运行方式下发生两相短路时，保护范围为Lbmax2。由以上分析可知，电流速断保护是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围 。三、整定计算在图2-2所示的电网中，如果在线路上装设了无时限电流速断保护，由于它的动作时间很小（小于0.1S），为了保证选择性，当在相邻元件上发生短路时，则不允许电流起动元件动作的。因此，不论在哪种运行方式下发生哪种短路，保护范围不应超过被保护线路的末端。也就是说，无时限电流速断保护的起动电流    或            （2-6） 在式（2-6）中，Kk为可靠系数，考虑到计算I(3)dmax采用的是次暂态电流而没有计及短路电流中的非周期性分量的影响、电流继电器误差和计算误差等因素，因此它的数值取1.21.3。  无时限电流速断保护的灵敏度是用保护范围的大小来衡量。对于保护相间短路的无时限电流速断保护来说，在最大运行方式下发生三相短路时，它的保护范围Lbmax3最大；在最小运行方式下发生两相短路时，它的保护范围Lbmax2最小。从图2-2可见，根据动作电流 和在不同地点发生短路时的短路电流变化曲线，可以求得Lbmax3和Lbmax2的大小。一般要求Lbmax3不小于被保护线路全长的50%，Lbmax2不小15%20%。    无时限电流速断保护的保护范围也可以用解析法进行计算。在最大运行方式下保护范围Lbmax3末端发生三相短路时，短路电流I(3)dmax与动作电流I1dz相等。即    或                 从上式可以求得            （2-7）     在最小运行方式下保护范围末端Lbmax2末端发生两相短路时，短路电流 与动作电流 相等，即 或 从上式可以求得             （2-8） En系统的次暂态电势(相)；-min最大运行方式下的系统电抗；-max最小运行方式下的系统电抗；l被保护线路每公里的电抗； L被保护线路的全长(Km)。从式(2-7)可见：线路长度一定，系统容量愈大(即 一定， 愈小)，保护范围愈大；反之，系统容量一定，线路愈长(即 一定， 愈长)，保护范围愈大。从式(2-8)可见：最大、最小运行方式相差愈小(即 与 的差值愈小)，保护范围愈大。因此，电流速断保护适用于系统容量较大，或被保护线路较长或系统运行方式变化较小的场合。 四、实验内容与步骤1根据整定原理和计算模型，计算A站和B站无时限电流速断保护的整定值。2校验电流速断保护的灵敏度。如果灵敏度不够，可将线路在最大运行方式下80处短路时的二次电流作为整定值。3起动实验装置，将计算值存入保护装置，装置其它保护功能退出。4运行方式设置为最大，系统电势调至105V，分别在AB和BC段末端进行三相短路。观察保护装置是否动作。5最大运行方式下，在BC段末端进行三相短路，将短路点缓慢向首端移动，装置动作时止，注意此时短路点的位置。6最小运行方式下，在BC段进行两相短路，将短路点丛大于80处缓慢向减小方向调整，装置动作时停止。观察此时的短路点位置。7在AB段线路进行试验，方法同步骤4和5，注意记录数据。 五实验报告1根据计算模型和给定的最大负荷电流值,计算过电流保护的电流整定值，并将计算结果填入下表。    2用理论值计算灵敏度，将计算结果填入下表。  保 护 A 保 护 B 保 护电 流 整 定 值（ A ）   时 间 整 定 值（ S ）   理 论 灵 敏 度   线路末端两相短路电流（ A ）   实 测 灵 敏 度   能否保护本段线路全长   能否保护下一线路全长   3 运行方式和短路方式对无时限电流速断保护距离有何影响？ 实验之三 微机带时限电流速断保护   一、实验目的： 1.    掌握带时限电流速断保护的原理和整定计算方法。 2.    了解带时限电流速断保护的特点。 二、基本原理 由于无时限电流速断保护的保护范围只是线路的一部分，因此为了保护线路的其余部分，往往需要再增设一套延时电流速断保护(又称带时限电流速断保护)。    为了保证时限的选择性，延时电流速断保护的动作时限和动作电流都必须与相邻元件无时限的保护相配合。在图2-3所示的电网中，如果线路L2和变压器B1都装有无时限电流速断保护，那么线路L1上的延时电流速断保护的动作时限 ，应该选择得比无时限电流速断保护的动作时限（约0.1S）大 t，即 它的保护范围允许延伸到L2和B1的无时限电流速断保护的保护范围内。因为在这段范围内若发生短路，L2和B1的无时限电流速断保护会立即动作于跳闸。在跳闸前，L1的延时电流速断保护虽然会起动，但由于它的动作时限比无时限电流速断保护大t，所以它不会无选择性动作使L1的断路器跳闸。    如果延时电流速断保护的保护范围末端与相邻元件的无时限电流速断保护的范围末端在同一地点，那么两者的动作电流是相等的。但考虑到电流互感器和电流继电器误差等因素的影响，延时电流速断保护的保护范围应缩小一些，也就是应大于 或 在图2-3所示的例子中，L1的延时电流速断保护既要与L2的无时限电流速断保护相配合，又要与B1的无时限电流速断保护相配合。因此，在按式（2-10）计算时， 应为L2和B1无时限电流速断保护中动作电流较大的一个数值。否则，延时电流速断保护的保护范围会超过动作电流较大的那一个元件的无时限电流速断保护的保护范围，而造成无选择性动作。    在上例中，如果变压器装有差动保护，那么整个变压器都处在无时限保护的保护范围内。这时，L1的延时电流速断保护的保护范围就允许延伸到整个变压器。它的动作电流就是根据在最大运行方式下低压侧三相短路时的短路电流I(3)d-max来选择，即 式中K/k可靠系数。考虑到电流互感器和电流继电器的误差以及由于变压器分接头改变而影响短路电流的大小等因素，它的数值取1.31.4。延时电流速断保护装置的灵敏度用起动元件（即电流继电器）的灵敏系数K1m的数值大小来衡量。它是指在系统最小运行方式下，被保护线路末端发生两相短路时，通过电流继电器的电流与动作电流的比值，即 （2-12）规程要求K1m1.25。 图2-3 延时电流速断保护与无时限电流速断保护相配合三、实验内容与步骤1 根据整定原理和计算模型，计算 A 站带时限电流速断保护的电流整定值。时限设为 0.5S 。 2 起动实验控制屏，将计算值存入保护装置 A ，保护装置 B 按电流速断保护设置，装置其他功能闭锁。 3 运行方式设置为最小，在 AB 段末端进行两相短路，注意保护装置是否动作。若动作，断开微机保护装置 A 的跳闸压板，再进行一次两相短路，记录短路电流。4 连接保护装置 A 和 B 的跳闸压板，首先在 BC 段首端进行三相短路，记录哪个保护装置动作。断开微机保护装置 B 的跳闸压板，再进行一次三相短路，观察保护装置 A 是否动作。 5 连接保护装置 B 的跳闸压板，在 BC 段末端进行三相短路，向减小方向移动短路点，找到保护装置 B 的无时限电流速断保护范围；断开保护装置 B 的跳闸压板，同样方法，找到带时限电流速断保护的保护范围。比较保护装置 A 的第二断保护范围是否延伸至保护装置 B 的第一段保护范围以外。四实验报告1 写出整定值计算和灵敏度校验的过程。    2 将实验数据填入下表  保 护 A 保 护 B 保 护电流整定值（ A ）   时限整定值（ S ）   理论灵敏度   实测灵敏度   保 护 区 间   能否保护线路全长   能否作为远后备保护   3 有了定时限过电流保护和电流速断保护，为什么会产生带时限电流速断保护这种保护形式？无时限电流速断保护时限值一般整定为 0S ，完全以电流的大小为装置的判跳依据，带时限电流速断保护呢？    4 为什么带时限电流速断保护的保护区间不能延伸到下一回线电流速断保护之后？如何保证？ 实验三 阶段式电流保护   一、实验目的： 1.   掌握阶段式电流保护的原理和整定计算方法 2.    熟悉无时限电流速断保护的特点 3.     理解各段保护间的配合关系 4. 理解输电线路阶段式电流保护的原理图、展开图及保护装置中各继电器的功用 二、基本原理 1、阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，不能作为下一线路的后备保护，为此必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。    在图3-1中：表示在最大运行方式下，不同地点发生三相短路时的短路电流变化曲线；表示在最小运行方式下，不同地点发生两相短路时的短路电流变化曲线。 图 3-1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。例如线路变压器组接线，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。又如在很短的线路上，若装设无时限电流速断保护，往往其保护区很短，甚至没有保护区，这时就只需装设无时限电流速断和过电流保护装置，这种保护叫做二段式电流保护。    单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图3-1。XL-1线路保护的第段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。第段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路XL-2的一部分，其动作时限为： t1II = t2I +t。无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-1的主保护。第段为定时限过电流保护，保护范围包括XL-1及XL-2全部，其动作时限为t1III ，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III = t2III+t ，t2III 为线路XL-2的过电流保护的动作时限。当线路XL-2短路而XL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称为远后备。线路XL-1本身故障，其主保护速断与带时限速断拒动时，XL-1的过电流保护也可起后备作用，这种后备作用称近后备。 综上所述，电流保护是根据网络发生短路时，电源与故障点之间电流增大的特点而构成的。无时限电流速断保护是以躲过被保护线路外部最大短路电流为整定原则的，即靠动作电流的整定值获得选择性。带时限电流速断保护则同时依靠动作电流和动作时间获得选择性，并要与下一线路的无时限电流速断保护相配合。过电流保护是以躲开线路最大负荷电流和外部短路切除后电流继电器能可靠返回为整定原则。即依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。三、实验内容与步骤1对实验模型进行保护设计,AB段设三段式保护,BC段只设无时限电流速断和过电流保护。可整理实验二中相关数据得到整定值，也可重新计算。在实验装置起动后把它们分别存入AB站的微机保护装置中。2运行方式设为最大，将系统电势升至105V，合上A站和B站断路器。3先令BC段末端进行三相短路，注意保护的哪一段动作。4在BC段首端进行三相短路，注意是哪一段动作，是否发生越级跳闸。5断开保护装置B的跳闸压板，重复34两步，注意出现什么情况。6在AB段末端和首端进行三相短路，注意哪一段保护动作。7 闭锁 A 站带时限电流速断保护，重复动作 6 注意会出现什么情况。 四实验报告1 按照实验模型，计算各段保护的整定值。要求阐明整定的依据和方法。    2将实验结果填入下表： 站A 保 护B 保 护段电流 1 段 电流 2 段 电流 3 段 电流 1 段 电流 3 段 整定电流      时 限      保护范围     3 在BC段首端和末端发生三相短路时，如果微机保护装置B失灵或断路器QF2拒动，A站保护装置能进行后备保护吗？如果能，应是保护装置A的哪一段动作？估算一下从发生故障到断路器跳闸至少需多少时间？ 实验四 电流电压联锁保护原理与实验   一、实验目的： 1. 通过实验进一步理解电流电压联锁保护的原理、并掌握其整定和计算方法。 2. 掌握电流电压联锁保护适用的条件。 二、基本原理 1、电压速断保护在电力系统的等值电抗较大或线路较短的情况下，当线路上不同地点发生相间短路时，短路电流变化曲线比较平坦，见图4-1所示的无时限电流速断保护。电流速断保护的保护范围较小，尤其是在两相短路和最小运行方式时的保护范围更小，甚至没有保护范围。在这种情况下，可以采用电压速断保护，而不采用电流速断保护。在线路上不同地点发生相间短路时，母线上故障相之间残余电压Ucy的变化曲线如图4-2所示。从图中看出，短路点离母线愈远，Ucy愈高。其中：表示最大运行方式下Ucy变化曲线；表示最小运行方式下的 Ucy变化曲线。电压速断保护是反应母线残余电压Ucy降低的保护。在保护范围内发生短路时，Ucy较低，保护装置起动；在保护范围以外发生短路时，Ucy较高，保护装置不起动。 图4-1 无时限电流速断保护举例          4-2 无时限电压速断保护的整定计算如同电流速断保护一样，电压速断保护可以构成无时限的，也可以构成有延时的。    在图4-2所示的线路上，如果装有保护相间短路的无时限电压速断保护，它的动作电压Udx应整定为 式中Ucy.min 最小运行方式下在线路末端三相短路时，线路始端母线上的残余电压；     I(3)d.min 上述短路时的短路电流；Xl 线路电抗；Kk 可靠系数，考虑到电压继电器的误差和计算误差等因素，它一般取1.11.2。    从图4-2可见，在最小运行方式下，电压速断保护的保护范围（Ib.min）最大；在最大运行方式下，保护范围（Ib.max）最小。所以电压速断保护应按最小运行方式来整定动作电压，按最大运行方式来校准保护范围。在线路上任何一点发生短路时，不论是三相短路还是两相短路，母线上故障相之间的残余电压是相等的。因此，保护相间短路的电压速断保护应采用三相式接线，电压继电器应接相间电压。这样，电压速断保护既能保护三相短路也能保护两相短路，而且保护范围与故障种类无关。    如同无时限电流速断保护一样，无时限电压速断保护的保护范围也可以用解析法进行计算.  Xx.min  最大运行方式下的系统电抗； Xx.max  最小运行方式下的系统电抗； X1  被保护线路每公里的电抗； I  被保护线路的全长（km）。    由式(4-2)不难看出，电压速断保护适用于运行方式变化小的场合，如图4-3所示。 图 4-3 无时限电流速断保护举例 2、电流、电压联锁速断保护为了保证选择性，电流速断保护应按最大运行方式来整定其动作电流，但在最小运行方式下保护范围要缩小；而电压速断保护应按最小运行方式来整定其动作电压，但在最大运行方式下保护范围要缩小。在有些电网中，由于最大和最小运行方式相差很大，不能采用电流速断保护或电压速断保护。如果出现这两种运行方式的时间较短，大多数时间是在某一种运行方式（称为主要运行方式）下工作。对此，可以采用电流、电压联锁速断保护。    电流、电压联锁速断保护的起动元件包括电流起动元件和电压起动元件，它们的触点是相串联的，因此只有在两者都动作的情况下，保护才会起动，它们的整定值互相配合，以保证动作的选择性和协调性。 图4-4 无时限电流速断保护举例 在图4-4所示的线路上，如果装有保护相间短路的无时限电流、电压联锁速断保护。在主要运行方式下。要求它的保护范围达到线路全长的80%（考虑到电流、电压继电器误差等因素，不能要求保护线路的全长），也就是要求在主要运行方式下电流起动元件和电压起动元件的保护范围都为线路全长的80%。     电流起动元件的动作电流Idz应整定为 （4-3）式中 En 系统的次暂态电热（相）；  XXT 主要运行方式下的系统电抗；  XL  线路电抗。     电压起动元件的动作电压UdZ应整定为 式中 I(3)d  主要运行方式下保护范围末端的三相短路电流。  Udz 在主要运行方式下保护范围末端相间短路时，母线上故障相之间的残余电压 按主要运行方式整定以后，当处在最大运行方式时，电流起动元件的动作范围将伸长，但由于电压起动元件的动作范围将缩小，所以整个保护装置的保护范围是缩小的，不会造成无选择性动作。当出现最小运行方式时，电压起动元件的动作范围将伸长，但由于电流起动元件的动作范围将缩小，所以也不会造成整个保护装置无选择性动作。    由以上分析可知，在任何运行方式下电流电压联锁速断保护都不能保护线路的全长，所以在实际中可以和定时限过电流保护配合使用。在后面的电流电压联锁与定时限过电流保护综合实验,就是解决这个问题。 三、实验内容与步骤1根据线路模型，按照电流电压连锁保护整定的原则进行计算和整定。2保护装置设置时，任选一段电流保护，将低电压闭锁投入，时间定值设置为0，在“过流电压闭锁定值”项中设置电压的整定值。起动实验控制屏，将计算值存入装置中。3运行方式分别设置为最大、正常、最小，在BC段末端进行三相短路，注意保护装置是否动作。如若不跳闸，将短路点缓慢前移找到最大保护范围。对实验结果进行记录。4在AB段重复步骤3和4。5将保护装置A和B按无时限电流速断保护整定，找到三相短路时的保护范围    6分别在最大、正常、最小运行方式下,在AB和BC线路上发生两相短路时,保护装置A和B的保护范围。    7断开保护装置B的跳闸压板，在BC段首端进行三相短路，注意保护装置是A否动作。 四实验报告1写出上面的整定计算过程。2电流电压连锁保护一般有哪几种形式？为什么常将低电压起动的过电流保护（这种保护带有一定时限）用于发电机保护中？ 3电流电压连锁保护中电流元件与电压元件是什么样的逻辑关系？为什么在电磁继电器实现的电流电压联锁保护中总要装设电压回路断线指示信号？    4将上面的实验记录填入下表。   保 护 装 置  A 保 护 B 保 护无时限电流速断保护 整 定 电 流（ A ）   最大方式下保护范围   正常方式下保护范围   最小方式下保护电流   电流电压联锁保护 整 定 电