电力系统继电保护实验指导书
实验设备简介
一次接线概述：
下图为实验装置的一次接线图，且在以后的保护整定中作为计算模型。
131619AQF1BVQF2C20KMAB1aS1cBB1bSSB50KMBCSB2aSB2bSB2c
最大运行方式——系统阻抗13Ω； 最小运行方式——系统阻抗19Ω； 正常运行方式——系统阻抗16Ω； AB站间阻抗20Ω，BC站间阻抗50Ω。
A站采用微机保护装置进行保护（线已接好），B站可选用微机装置或电磁继电器保护。以后将A站微机保护装置称为保护装置A,B站的称为微机保护装置B。可用导线将跳﹑合闸压板接通或断开，控制其跳闸或合闸出口。线路故障类型设置中，黄色带灯自锁按钮发光表示对应触点闭合，任意两个触点闭合可模拟两相短路，三个触点全闭合可模拟三相短路。红色带灯自锁按钮发光表示短路接触器动作。
实验中，由于电源内阻﹑开关接触电阻﹑仪表内阻等，线路短路时的短路电流可能稍低于理论值，但相差不大。如果等效成附加电阻，超过3Ω，应查明原因。对第二回线进行短路实验时，注意电流互感器不能开路，因为此时的一次电流全部成为励磁电流，将使原边等效电抗值增大；导致实际电流值与计算值相差较大。由于一次线路电压取自隔离变压器副边，且线电压不会超过140V，实验装置电流互感器副边开路不会导致过电压。对人身﹑设备基本没有危害。
保护实验中，可将系统电势调至105V（比输电线路额定值高5％），整定时按一次电压100V来计算。
各电压表接于A﹑C相。实验中，注意保持系统电势不变。
实验地点：小二楼206
实验一 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﹑熟悉阶段式电流保护的特点。 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。 ～ A t 0II10.5ItXL-1BI2I0.5ItXL-2C3tIII1I1II1I2II2III2图8-1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合 I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8-1。XL-1线路保护的第Ⅰ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Ⅱ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Ⅲ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。
TQQF-QF+1XJ+t1SJ+-2XJ信号+BCJ-3XJ+t2SJ-ALHaCLHc1LJI2LJI3LJI4LJI5LJI6LJI7LJI(a)+KMFU2LJLHc7LJ4LJ6LJ1LJ2LJ3LJ4LJ5LJ+KM6LJ7LJ1LJ2LJ3LJ信号回路(b)BCJQF跳闸回路直流回路至信号1SJ2XJBCJ3SJ定时限过电流保护2SJ带时限电流速断-KM控制电源小母板1XJFU熔 断 器无时限电流速断1LJLHa3LJ5LJ交流电流回路3XJTQ出口中间继电器图8－2 三段式电流保护接线图 （a）原理图 （b）展开图
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。
2、阶段式电流保护的电气接线
图8-2为三段式电流保护接线图，其中1LJ、2LJ、1XJ、BCJ构成第Ⅰ段无时限电流速断保护；3LJ、4LJ、1SJ、2XJ、BCJ构成第Ⅱ段带时限电流速断保护；5LJ、6LJ、7LJ（两相三继电器式接线）、2SJ、3XJ、BCJ构成第Ⅲ段定时限过电流保护。BCJ为保护出口中间继电器，任何一段保护动作时，均有相应的信号继电器动作指示，从指示可知道哪段保护曾动作过，从而可分析发生故障的大概范围。
各段整定原理和整定值的计算，在前面实验中已作过阐述，这里不再赘述。 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。可整理实验五﹑实验六﹑实验七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A﹑B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3﹑4两步，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 段 整定电流 时 限 保护范围 电流1段 A站保护 电流2段 电流3段 B站保护 电流1段 电流3段 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？
实验二 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的方法。 2、掌握电流电压联锁保护适用的条件。 二、实验原理 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10-1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10-2所示。从图中看出，短路点离母线愈远，Ucy愈高。其中：①表示最大运行方式下Ucy变化曲线；②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。
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10-2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
Udx?Ucy.minKk?(3)3Id.minXLKk （10-1）
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；
(3)Id.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1.1～
1.2。
从图10-2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