三段保护.docx

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三段保护

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一：

实验名称

单侧电源辐射形网的三段式过流保护实验

二：

实验目的

1、掌握无时限电流速断保护、带时限电流速断保护及过电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。

2、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。

3、掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。

4、掌握重合闸的应用。

5、掌握电力系统模拟系统的搭接。

6、锻炼自己的动手能力，实践继电保护理论知识。

三：

实验元件

1交流接触器一台，代替断路器；

2电流互感器两个变比为20/5；

3按钮2个；

4继电器：

电流继电器6个、信号继电器3个、时间继电器2个、中间继电器一个；

5三相负载一组；

6调压器一个；

7导线若干；

8重合闸一台；

9滑动变阻器6A，22.5A各三台。

四：

实验要求

1各保护动作时均应以中间继电器为出口

2各保护动作时，信号指示准确无误

35S后重合闸动作一次，限时速断与过流保护不允许重合闸

4要求试验报告画出试验原理图，展开图，实际接线图以及写出整定计算

5根据搭接的模拟系统求出短路电流

6实验时对整个系统元件进行整定，实验开始前要进行校验

7写出调试步骤

8要求电路图以及实际接线不能飞线

9画图时要注明继电器的种类

10把重合闸接入电路

五:

试验内容和原理

5.1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，但却不能作为下一线路的后备保护，还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可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。

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。

例如用于“线路－变压器组”保护时，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，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，装设无时限电流速断往往其保护区很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。

在只有一个电源的辐射式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5-1。

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构成的。

无时限电流速断保护是以避开被保护线路外部最大短路电流为整定的原则，它是靠动作电流的整定获得选择性。

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。

它依靠动作电流及时间元件的配合获得选择性。

5.2阶段式电流保护的电气接线

5.3展开图

（1）继电器接线展开图

5.4整定计算

已知:

系统阻抗Zs线路阻抗ZL忽略不计，Kk=1.2,Kzq=1.5,Kh=0.8,Zf=3A,线路0.4欧姆/km,电网电压380V.

1．

（1）线路阻抗

ZAB=40*0.4=16欧，ZBC=30*0.4=12欧

（2）短路电流

IAB=（380/

）/（40×0.4）=13.75A，IBC=（380/

）/〔（30+40）×0.4〕=7．86A

2.线路AB断路器1处电流保护I段电流速断保护整定计算

⑴保护装置启动电流Ⅰ’dz·1=Kk·ⅠAB=1.2*13.75=16.5A

⑵继电器启动电流Ⅰ’dzJ·1=16.5/4=4.125A

3.线路AB断路器1处电流保护II段限时电流速断保护整定计算

⑴保护I段中保护装置2启动电流Ⅰ’dz·2=Kk`·IBC=1.2*7.86=9.432A

所以，II段中保护装置的启动电流Ⅰ’’dz．1=Kk·Ⅰ’dz·2=1.1*9.432=10.38A

⑵继电器启动电流Ⅰ’’dzJ．1=10.38/4=2.59A

⑶保护1限时电流速断保护的灵敏度校验Klm=13.75/10.38*0.866=1.15,因为Klm要在0.3-0.5之间，所以，不合格.

4.线路AB断路器1处电流保护III段定时限过电流速断保护整定计算

⑴保护装置启动电流I’’’dz·1=Kk·Kzq·If/Kh=6.335A

⑵继电器启动电流I’’’dzJ·1=6.353/4=1.588A

六：

实验步骤

1，对互感器进行校验看其变比是否跟给定的相符：

互感器变比校验电路图

2，继电器动作电流的整定与校验

2.1继电器的整定

2.2继电器的校验

2.3时间继电器的校验

3电路测试

三段保护实际接线图

七：

实验数据

I段

II段

III段

理论值

LJ1

LJ2

LJ3

LJ4

LJ5

LJ6

16.5A

16.5A

10.38A

10.38A

6.353A

6.353A

整定值

16.5A

16.6A

10.4A

10.3A

6.4A

6.4A

实测值

16.512A

16.512A

10.3A

10.3A

6.3A

6.3A

八：

误差分析

限时速断保护中灵敏系数Klm=13.75/10.38*0.866=1.15＜1.3，所以，不合格。

由于：

Id.B.min=220/ZAB,Ⅰ’’dz．1=Kk·Ⅰ’dz·2=KK·KK’’·220/（ZAB+ZBC）

所以：

Klm=Id.B.min/Ⅰ’’dz．1=（ZAB+ZBC）/（ZAB·KK·KK’’）

因此，只需改变ZAB，ZBC或LAB，LBC的值，就可使灵敏系数Klm在1.3-1.5之间。