华北电力大学 继电保护综合实验报告 完整版综述.docx
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华北电力大学继电保护综合实验报告完整版综述
华北电力大学
继电保护与自动化综合
实验报告
院系班级
姓名学号
同组人姓名
日期年月日
教师肖仕武成绩
Ⅰ.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，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
1
MRT
继电保护测试仪
1台
2
CSL161B
微机线路保护装置
1台
表1-1
2、三相短路实验
1）实验接线
图1-1
2）实验中短路故障参数设置
实验序号
R/Ω
X/Ω
1
5.0
1.0
2
5.0
3.3
3
5.0
6.0
表1-2
3）保护动作情况及报文记录
R/Ω
X/Ω
动作情况
动作时间/S
报文
5.0
1.0
跳A
0.021
171ZKJCKCJL=20.00AB
5.0
3.3
跳A
0.504
5022ZKJCKCJL=74.00CA
5.0
6.0
跳A
3.006
30023ZKJCKCJL=136.00AB
表1-3三相短路故障，距离保护记录
4）保护动作结果分析
R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00
R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=136.00
3、单相接地短路实验
1）实验接线
见三相短路试验中的图1-1
2）实验中短路故障参数设置
见三相短路试验中的表1-2
3）保护动作情况记录（A相接地）
R/Ω
X/Ω
动作情况
动作时间/S
报文
5.0
1.0
跳A
0.024
181ZKJCKCJL=20.00AN
5.0
3.3
跳A
1.005
10022ZKJCKCJL=77.50AN
5.0
6.0
跳A
3.008
30033ZKJCKCJL=142.00AN
表1-4A相接地故障，保护记录
4）报文及保护动作结果分析
R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=77.50
R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=142.00
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？
功能：
距离保护，零序保护，高频保护，重合闸
1）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=（0.8~0.85）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,X
2）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,PT
3）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,IO1
IO2,I03，I04.TOR,T03.T04,TGH,IQD,IJW,KX,KR,PT,CT,X
4）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
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。
如实验2、三相短路实验
Ⅱ.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
1
MRT
继电保护测试仪
1台
2
CSL161B
微机线路保护装置
1台
表2-1
2、相间距离保护动作特性实验
1）实验接线
同图1-1
2）实验中短路故障参数设置
同表1-2
3）保护动作情况及报文记录（AB相间）
R/Ω
X/Ω
动作情况
动作时间/S
报文
5.0
1.0
跳A
0.033
281ZKJCKCJL=21.25AB
5.0
3.3
跳A
0.509
5032ZKJCKCJL=74.00AB
5.0
6.0
跳A
3.006
30023ZKJCKCJL=136.00AB
表2-2AB相间故障记录
4）保护动作结果分析
R=5.0Ω，X=1.0Ω时，距离保护I段动作，故障距离L=21.25
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00
R=5.0Ω，X=6.0Ω时，距离保护III段动作，故障距离L=136.00
3、接地距离保护动作特性实验
1）实验接线
同图1-1
2）实验中短路故障参数设置
同表1-2
3）保护动作情况记录
R/Ω
X/Ω
动作情况
动作时间/S
报文
5.0
1.0
跳A
0.020
171ZKJCKCJL=20.37AB
5.0
3.3
跳A
0.505
5022ZKJCKCJL=73.50AB
5.0
6.0
跳A
3.005
30023ZKJCKCJL=136.00AB
表2-3AB相接地故障记录
R/Ω
X/Ω
动作情况
动作时间/S
报文
5.0
1.0
跳A
0.024
181ZKJCKCJL=20.00AN
5.0
3.3
跳A
1.005
10022ZKJCKCJL=77.50AN
5.0
6.0
跳A
3.008
30033ZKJCKCJL=142.00AN
表2-4A相接地故障记录
4）保护动作结果分析
R/Ω
X/Ω
AB相接地故障结果分析
A相接地故障结果分析
5.0
1.0
距离保护I段动作，故障距离L=20.00
距离保护I段动作，故障距离L=20.00
5.0
3.3
距离保护II段动作，故障距离L=74.00
距离保护II段动作，故障距离L=74.00
5.0
6.0
距离保护III段动作，故障距离L=136.00
距离保护III段动作，故障距离L=136.00
表2-5
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。
Ⅲ.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
1
MRT
继电保护测试仪
1台
2
CSL161B
微机线路保护装置
1台
表3-1
2、带方向零序电流保护动作特性实验
1）实验接线
图3-1
表3-2
2）实验中参数设置
KG1=400F
KG2=E210
KG3=0000
RDZ=2Ω
XX1=2Ω
XX2=4Ω
XX3=6Ω
XD1=2Ω
XD2=4Ω
XD3=6Ω
TX2=0.5”
TX3=1”
TD2=0.5”
TD3=1”
I01=8A
I02=6A
I03=4A
I04=2A
T02=0.5”
T03=1”
T04=1.5”
TCH=1.5”
VTQ=30°
IQD=1.04A
IJW=6A
KX=0.6
KR=2.3
PT=1
CT=1
X1=0.4Ω/KM
3）保护动作情况及报文记录
故障类型
电流（A）
报文
动作时间/s
重合闸/s
后加速/s
动作结果分析
AN瞬时接地
IAN=1.2I01
I01CK，CHCK
0.027
1.549
—
零序I段动作，重合闸启动
BN瞬时接地
IBN=1.05I02
102CK，CHCK
0.506
1.545
—
零序II段动作，重合闸启动
CN瞬时接地
ICN=1.05I03
I02CK，CHCK
1.005
1.545
—
零序II段动作，重合闸启动
CN永久接地
ICN=1.05I01
I01CK，CHCK，I01JSCK
0.039
1.545
0.142
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I02
I01CK，CHCK，I01JSCK
0.504
1.545
0.544
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I03
I03CK，CHCK，I03JSCK
1.005
1.545
1.049
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I04
I04CK，CHCK，I04JSCK
1.505
1.545
1.554
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=0.9I04
无
0
0
0
不动作
表3-3
3、不带方向零序电流保护实验
1）实验接线
图3-2
2）实验中参数设置
将表3-2中的KG1=400F改为KG1=4000（即将零序电流方向保护改为零序电流保护）
3）保护动作情况记录
故障类型
电流/A
报文
动作时间/s
重合闸/s
后加速/s
动作结果分析
AN瞬时接地
IAN=1.2I01
I01CK，CHCK
0.027
1.548
—
零序I段动作，重合闸启动
BN瞬时接地
IBN=1.05I02
102CK，CHCK
0.505
1.545
—
零序II段动作，重合闸启动
CN瞬时接地
ICN=1.05I03
I03CK，CHCK
1.005
1.544
—
零序II段动作，重合闸启动
CN永久接地
ICN=1.05I01
I03CK，CHCK
0.039
1.545
0.142
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I02
I02CK，CHCK
0.506
1.545
0.544
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I03
I03CK，CHCK
1.006
1.544
1.045
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=1.05I04
I04CK，CHCK
1.506
1.545
1.554
零序I段动作，重合闸后加速
ICN=0.9I04
无
0
0
0
不动作
表3-4
四、思考题
1、总结测量零序电流保护动作特性的方法。
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。
②进行反方向短路测试，取值与一相同，但方向相反。
③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、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。
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
Ⅳ.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
1
MRT
继电保护测试仪
1台
2
CSL161B
微机线路保护装置
1台
表4-1
2、高频保护动作特性实验
1）实验接线
图4-1
2）实验中短路故障参数设置及保护装置整定值
KG1=400F
KG2=E210
KG3=0009
RDZ=2Ω
XX1=2Ω
XX2=4Ω
XX3=6Ω
XD1=2Ω
XD2=4Ω
XD3=6Ω
TX2=0.5”
TX3=1”
TD2=0.5”
TD3=1”
I01=4A
I02=3A
I03=2A
I04=1A
T02=0.5”
T03=1”
T04=1.5”
TCH=1.5”
VTQ=30°
IQD=1.04A
IJW=6A
KX=0.6
KR=2.3
PT=1
CT=1
X1=0.4Ω/KM
表4-2
3）保护动作及报文记录分析
故障类型
故障参数设置
故障区段
报文
跳闸时间/s
重合闸时间/s
R/Ω
X/Ω
I/A
AB相间短路（瞬时）
3
3
5
区内
GPJLCKCHCKL=7.46AB
0.054
1.545
AB相间短路（永久）
3
3
5
区内
GPJLCKCHCKL=7.46AB
0.0525
1.545
通道故障
AB相间短路（永久）
3
3
5
区内
GPJLCKCHCKL=7.46AB
0.062
1.545
AB相间短路（瞬时）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
AB相间短路（永久）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
通道故障
AB相间短路（永久）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
A相接地（瞬时）
3
3
5
区内
GPI0CKCHCKL=7.62AN
0.056
1.547
A相接地（永久）
3
3
5
区内
GPI0CKCHCKGPI0CKL=7.71AN
0.054
0.214
通道故障
A相接地（瞬时）
3
3
5
区内
GPI0CKCHCKL=7.71AN
0.060
1.547
A相接地（瞬时）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
A相接地（永久）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
通道故障
A相接地（瞬时）
3
5.5
2.1
区外
——
——
——
表4-3
4）保护动作结果分析
在通道故障状态下，将保护装置2的参数设置为I01=6AI02=5AI03=3AI04=1A
故障参数R=3X=5.5I=3时，A相永久性接地故障时，继电器误动
报文：
GPI0CKCHCKGPI0CKL=14.31AN，
跳闸时间0.060s，重合闸时间1.545s，后加速时间0.219s
3、PT断线试验
1）实验中控制字及参数设置：
KG1=800F，KG2=E210，KG3=0009，二次侧相电压：
57.7V，二次侧电流1.0A。
开始测试时，断开测试仪与保护装置间Ua的连线。
2）观察实验现象并记录保护动作报文
故障类型
故障参数设置
故障区段
现象
R/Ω
X/Ω
I/A
A相接地（永久）
3
3
5
区内
告警PTDX
AB相间短路（永久）
3
3
5
区内
告警PTDX
AB相间短路（永久）
3
5.5
2.1
区外
告警PTDX
表4-4
5）报文及保护动作结果分析
故障类型
故障区段
报文
AB相间短路（瞬时）
区内
高频距离出口重合闸出口测距7.46AB
AB相间短路（永久）
区内
高频距离出口重合闸出口测距7.46AB
通道故障
AB相间短路（永久）
区内
高频距离出口重合闸出口测距7.46AB
AB相间短路（瞬时）
区外
未动作
AB相间短路（永久）
区外
未动作
通道故障
AB相间短路（永久）
区外
未动作
A相接地（瞬时）
区内
高频零序出口重合闸出口测距7.62AN
A相接地（永久）
区内
高频零序出口重合闸出口高频零序出口测距7.71AN
通道故障
A相接地（瞬时）
区内
高频零序出口重合闸出口测距7.71AN
A相接地（瞬时）
区外
未动作
A相接地（永久）
区外
未动作
通道故障
A相接地（瞬时）
区外
未动作
表4-5
分析：
通道故障状态下，保护1设置为区内故障，保护2设置为区外故障，
故障类型为A相永久性接地故障时，保护1高频零序保护会误动作。
四、思考题
1、微机线路保护装置CSL160中高频保护的工作原理。
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、通信中断时线路两侧高频保护的动作情况如何？
为什么？
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。
Ⅴ.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
1
MRT
继电保护测试仪
1台
2
CSL161BB
微机线路保护装置
1台
表5-2
2、自动重合闸重合方式实验
1）实验接线
图5-1
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
检无压重合闸
保护装置设置：
KG1=400F，KG2=E212，KG3=0000
测试仪设置：
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，A相接地永久性故障/瞬时性故障
检同期重合闸
保护装置设置：
KG1=400F，KG2=E213，KG3=0000
测试仪设置：
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，A相接地永久性故障/瞬时性故障
3）保护动作情况及报文记录
检无压
检同期
故障类型
A相瞬时性接地
A相永久性接地
A相瞬时性接地
A相永久性接地
跳A,B,C时间/s
1.006
1.005
1.006
1.005
重合闸时间/s
1.545
1.545
1.545
1.545
后加速时间/s
—
1.044
—
1.044
报文
I03CKCHCKL=8.18AN
I03CKCHCKL=8.25AN
I03CKCHCKL=8.25AN
I03CKCHCKL=8.25AN
动作结果分析
零序III段动作
故障距离L=8.18
零序III段动作
故障距离L=8.25
零序III段动作
故障距离L=8.25
零序III段动作
故障距离L=8.25
表5-3
3、自动重合闸后加速实验
1）实验接线：
同图5-1
2）实验中定值设置及MRT测试仪实验参数设置
保护装置设置：
KG1=400F，KG2=E212，KG3=0000
测试仪设置：
R=5.0Ω，X=3.3Ω时，A相接地永久性故障
3）保护动作情况记录
故障类型
跳A,B,C时间/s
重合闸时间/s
后加速时间/s
报文
A相永久性接地
1.006
1.545
0.142
I03CKCHCKI03JSCKL=8.25AN
表5-4
4）保护动作结果分析
零序III段动作，故障距离L=8.18
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。
Ⅵ.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
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