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继电保护原理实验报告

作者:

日期:

继电保护实验报告

实验名称一距离保护实验课程名称—电力系统继电保护

院系部:

专业班级：

学生姓名：

学号:

同组人:

实验台号:

指导教师：

成绩：

实验日期

华北电力大学（北京）

、实验目的及要求：

1）了解微机保护装置在大电流接地系统下的整定计算

2）熟悉微机保护装置距离保护测试方法

二、仪器用具:

仪器名称

规格/型号

数量

备注

三、实验原理

2.1距离保护基本原理与构成

处的距离，因此，通常也称为距离保护。

其中，Z1为线路单位长度正序阻抗，Im短路点距

离。

依据测量阻抗在不同情况下的“差异”，保护就能够区分出系统是否发生故障，以及故障发生的范围正向范围，或反向。

2.2CSL-161B微机保护装置说明：

CSL161B线路保护装置配置了闭锁式高频距离和高频零序方向保护、三段式相间距离、三

段式接地距离、四段式零序方向电流保护及三相一次重合闸，适用于大电流接地系统的线路保护。

1）、硬件构成原理

图

（1）、硬件构成原理

2）、起动元件

装置设有一个反映任一相相电流突变量的起动元件，起动元件不起动时，高频、距离和零序保护均不投入。

3）、距离保护

阻抗动作特性：

本装置采用多边形动作特性，为保证出口短路的明确方向性，采用电压记忆，即用故障前的电压顺移两个周波后，同故障后电流比相。

4）、咼频保护

本装置设置了高频相间距离保护和高频零序方向保护，通道方式只考虑闭锁式，不适用于允许式。

5）、零序保护

零序保护设计为四段零序方向保护。

6）、重合闸

本装置线路抽取电压的小变压器一次侧的额定电压固定为100伏，抽取电压的额定值则可

以为100伏，也可以为57伏。

7）、人机对话板（MM）

本装置MMI所采用的单片机片内集成了很强的计算机网络功能，可以通过在片外的网络驱动器（主要是一个耐高压的隔离脉冲变压器）直接连至高速数据通讯网。

单片机还设有11个多功能的I/O线可以完成多种功能，例如：

键盘和液晶显示器（LCD）。

本装置面板上设有六个键和一个液晶显示器，为节省MMICPU的I/O口线，实际电路中MMI

同LCD的连线是经过移位寄存器和锁存器相连的。

键盘也是经过编码器连接的。

键盘和LCD的

操作见后面人机对话说明。

8）、定值清单

表

（1）

序号

代码

定值名称

整定范围

KG1

控制字1

0000—FFFF

KG2

控制字2

0000—FFFF

KG3

控制字3

0000—FFFF

RDZ

阻抗特性电阻分量定值

0—99.9Q

XX1

相间距离1段电抗分量定值

0—99.9Q

XX2

相间距离II段电抗分量定值

0—99.9Q

XX3

相间距离III段电抗分量定值

0—99.9Q

XD1

接地距离1段电抗分量定值

0—99.9Q

XD2

接地距离II段电抗分量定值

0—99.9Q

XD3

接地距离III段电抗分量定值

0—99.9Q

TX2

相间距离II段时间定值

0—99.9S

TX3

相间距离III段时间定值

0—99.9S

TD2

接地距离II段时间定值

0—99.9S

TD3

接地距离III段时间定值

0—99.9S

I01

零序1段电流定值

0—99.9A

I02

零序II段电流定值

0—99.9A

I03

零序III段电流定值

0—99.9A

104

零序IV段电流定值

0—99.9A

T02

零序II段时间定值

0—99.9S

TO3

零序III段时间定值

0—99.9S

TO4

零序IV段时间定值

0—99.9S

TCH

重合闸时时间定值

0—99.9S

VTQ

检同期用同期角度

20°—50°

IQD

突变量启动元件电流定值

0—20.9A

IJW

判断静稳破坏电流兀件定值

0—99.9A

电抗分量零序补偿系数

0—1.99

电阻分量零序补偿系数

0—3.99

线路CT变比

0—99.9

PT变比

0—99.9

线路每公里的电抗值（一次值）

0—99.9

定值说明和整定建议：

控制字说明：

KG1KG2KG3为三个十六位二进制控制字，每个控制字相当于十六个软件功能控制开关：

表

（2）

D15

D14

D13

D12

D11

D10

KG1控制字各位定义如下:

表（3）

位号

位取值=1

位取值=0

含义及作用

投入

退出

零序1段带方向

投入

退出

零序II段带方向

投入

退出

零序川段带方向

投入

退出

零序IV段带方向

投入

退出

加速零序II段

投入

退出

加速零序III段

投入

退出

加速零序IV段

投入

退出

距离1段和零序1段延时150ms动作

投入

退出

重合后瞬时加速距离II段

投入

退出

重合后瞬时加速距离III段

D10

投入

退出

重合后延时1.5s加速距离III段

D11

投入

退出

距离1、II段不经振荡闭锁

D12

IN=1A

IN=5A

重合后电抗相近原理后加速

D13

投入

退出

CT额定值选择

D14

投入

退出

M键功能

D15

投入

退出

模拟量输入自检，PT、CT断线检查

注：

运行时D14应为"0”，D14=1仅用于调试。

运行时D15应为“1”，D15=0仅用于调试。

KG2控制字主要用于重合闸及特殊保护功能控制，

KG3用于当高频保护压板投入时高频停信元件选择控制。

当高频保护不用时，可整定为0000H。

这里不再详述。

2.3、距离保护保护区

阻抗动作特性：

本装置采用多边形动作特性，为保证出口短路的明确方向性，采用电压记忆，即用故障前的电压顺移两个周波后，同故障后电流比相。

图

（2）相间距离保护动作区

四、实验方法与步骤邕:

3.1整定值输入：

按照定值清单（表4）,修改定值。

利用面板上的人机对话功能，在四方键盘上按,使人机对话功能进入SET-LST,LCD显

示“S-NO:

00”，再按显示：

SN=00,

再按四方键盘上（键），即可看到各个定值字段及定值。

按键>,LCD即显示KG仁XXXX。

若修改定值（如将KG仁0000修改为KG仁400F）,用（-宀键）选择某位，用（键）改变数值，每一位都设置完毕，再按

然后再选择下一项定值。

所有定修改完毕，按四

方键盘:

LCD显示“SENDSETING，丫：

SET,N:

QUIT'。

按

LCD显示“BURNSETING，丫：

SET,N:

QUIT。

按SET：

LCD显示“BURNTO00”。

按SET：

LCD显示：

“AreYouSure?

Code0000”将Code0000改为CodeXXXX（设置密码）,按:

LCD显示“ANSSuccess!

”，再按

后显示“SETBURNOK0”,

按建，复归正常。

表4

KG仁9243

KG2=8413

KG3=0000

RDZ=10

XX仁2

XX2=5

XX3=8

XD1=2

XD2=5

XD3=8

TX2=0.5S

TX3=3.0S

TD2=1.0S

TD3=3.0S

10仁8A

I02=5A

I03=3A

I04=1.5A

T02=0.5S

T03=2S

T04=4.0S

TCH=1.0S

VTQ=20

IQD=1A

IJW=3A

KX=0.6

KR=2.3

CT=0.12

PT=1.1

X=0.4

3.2模拟短路故障试验：

1）实验接线如图（3）,并按下列步骤进行：

•按图接线，

•请老师检查接线。

•使测试仪在工作状态。

•在测试仪人-机对话界面设置各量。

•测试方法见附录I有关章节（建议用整组实验）

投入投入距离保护（26号端子与19号端子相连），根据表5表、表6,电流、阻抗值，测试保护装置每一种保护项目的动作情况，记录动作时间并比较显示的报文与表中所列是否一致。

试验注意事项：

a）本实验属于采用模拟突然短路的方法进行。

b）相间接地距离元件具有记忆特性，在模拟出口短路时，短路之前应加电压，距离保护才能

正确动作。

HSfe

Un0

J.N0——

IB0——

Ic0——

g0—

堇奇痢0

三跳0—

0—

测试仪

图（3）实验接线

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间（秒）

重合闸时间

（秒）

接地距离

AN瞬时

|AN=|n

X=0.7XD1

X=1.1XD2

BN瞬时

|BN=|n

X=0.9XD2

X=1.1XD2

CN永久

|CN=|n

X=0.9XD3

X=1.1XD3

注：

做接地距离保护实验时，测试仪人-机对话界面设置：

故障电流：

5安培；故障电阻：

1Q;初始角：

0°;PT位置：

母线侧；零序电阻补偿系数Kr=2.3;零序电抗补偿系数Kx=0.6。

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间

（秒）

重合闸时间

（秒）

相间距离

AB瞬时

|AB=|n

X=0.7XX1

X=1.1XX1

BC瞬时

|BC=|n

X=0.9XX2

X=1.1XX2

CA永久

ICA=In

X=0.9XX3

X=1.1XX3

注：

做相间距离保护实验时，测试仪人-机对话界面设置：

故障电流：

5安培；故障电阻：

1Q;

初始角：

0°;PT位置：

母线侧。

2）实验接线不变，将定值按表（7）重新整定，重新作相间距离保护实验见表（8）

表7

KG仁400F

KG2=E210

KG3=0000

RDZ=Q

XX仁2Q

XX2=4Q

XX3=6Q

XD1=2Q

XD2=4Q

XD3=6Q

TX2=0.5”

TX3=1”

TD2=0.5”

TD3=1”

10仁8A

I02=5A

I03=3A

I04=1.5A

T02=0.5S

T03=2S

T04=4.0S

TCH=1.5”

VTQ=30

IQD=1.04A

IJW=6A

KX=0.6

KR=2.3

PT=1

CT=1

X仁0.4Q

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间

（秒）

重合闸时间

（秒）

AB瞬时

IAB=In

X=0.7XX

X=1.1XX

BC瞬时

IBC=In

X=0.9XX

相间距离

X=1.1XX

X=0.9XX

CA永久

ICA=In

X=1.1XX

五、实验结果与数据处理（可附数据记录表格）

实验三、距离保护实验

表5

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间（秒）

重合闸时间

（秒）

接地距离

AN瞬时

IANTn

X=0.7XD1

X=1.1XD2

BN瞬时

IBNTn

X=0.9XD2

X=1.1XD2

CN永久

ICN=In

X=0.9XD3

X=1.1XD3

注：

做接地距离保护实验时，测试仪人-机对话界面设置：

故障电流：

5安培；故障电阻：

1Q;初始角：

0°;PT位置：

母线侧；零序电阻补偿系数Kr=2.3;零序电抗补偿系数Kx=0.6。

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间

（秒）

重合闸时间

（秒）

相间距离

AB瞬时

IAB=In

X=0.7XX1

X=1.1XX1

BC瞬时

IBC=

X=0.9XX2

X=1.1XX2

CA永久

ICA=

X=0.9XX3

X=1.1XX3

注：

做相间距离保护实验时，测试仪人-机对话界面设置：

故障电流：

5安培；故障电阻：

1Q;

初始角：

0°;PT位置：

母线侧。

表8

保护项目

故障类型

电流

电抗

报文

动作时间

（秒）

重合闸时间

（秒）

相间距离

AB瞬时

IAB=ln

X=0.7XX1

X=1.1XX1

BC瞬时

IBC=In

X=0.9XX2

X=1.1XX2

CA永久

ICA=In

X=0.9XX3

X=1.1XX3

六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见。

）

1）、微机线路保护装置161B包括哪些功能？

距离保护的工作原理是什么？

与功能相关的整定

值有哪些？

2）、距离保护装置的动作报文主要有哪些？

并进行解释。

七、实验打印输出结果

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