电力系统综合实验——过流保护-三段配合整定
实验一过流保护三段配合整定
一、实验目的
1、加深对电流保护三段配合相互配合的理解；
2、掌握电力系统电流保护的整定及实现方法。
二、实验内容
1、学习RTDS电流保护元件的使用方法；
2、根据实际系统参数对保护进行整定，并记录故障波形；
3、使用电力系统故障诊断专家进行故障分析。
三、实验原理
电流一段保护的整定：为了保护电流速断的选择性，其起动电流必须躲过本条线路末端短路时最大短路电流，即在最大运行方式下末端母线三相接地短路故障电流。
电流速断保护不可能保护线路全长，要求保护线路全长的15%-20%即可。
电流二段保护的整定：要求限时速断保护必须保护线路全长，因此他的保护范围必须延伸到下一级线路去，这样当下一级线路首端发生短路故障时就要动作。在这种情况下，为了保证动作的选择性，就必要保护的动作具有一定的时限。所以其整定值在下一条线路的一段整定值上加一个配合的可靠性系数即可。
对于二段保护来说，一般要延时0.5秒动作。另外为了保护线路全长，限时速断保护必须在最不利于保护动作的情况下有足够的反应能力，所以需要其灵敏系数大于等于1.3。
电流三段保护的整定：为保证在正常情况下各条线路上的过电流保护不误动，需要考虑最大负荷电流、返回系数和电机的自启动系数，因此：
具体的RTDS中保护设置模块设定在实验过程中体现，这里不再赘述。
四、实验步骤
1、建立如下图35kV电力系统模型：
三条线路分别长60km，80km，100km，CT的变比取为600:1，PT的变比取为35000:100。
线路一末端负荷2MW，0.8MVar；
线路二末端负荷3MW，1MVar；
线路三末端负荷3MW，1MVar。
分别在三条线路的中间和末端设置故障。
2、参考实验原理和继电保护课程教材，根据线路参数合理设置整
定值，完成各条线路三段间过电流配合。
基本要求：第一条线路中间故障，保护一瞬时动作；
第一条线路末端故障，保护一延时动作；
第二条线路中间故障，保护二瞬时动作；
第二条线路末端故障，保护二延时动作；
第三条线路实现全线速动。
3、更改故障的的不同位置，观察保护是否拒动、误动，研究保护
在不同条件下的保护范围。
五、实验报告结果汇总
1、实验平台的搭建
（1）d raft模块
①主体电力系统：主要分为38.5kV交流电源、母线、600:1电流互
感器、35000：100电压互感器、三条各分为两段的输电线路、相间故障、接地故障、相应数值的负荷、线路划分百分比参数
（$length）等，具体见draft文件。
图一 draft中主体电力系统
图二第一条线路的参数设置
②控制元件：主要是不同位置不同类型故障的控制电路、三个保护
的参数模块及控制电路、测量零序电流的控制电路、三段曲线配合的控制电路（curve51P），详细内容见draft文件；
图三故障控制电路
图四保护整定控制电路
图五测量零序电流电路
图六线路划分百分比控制
（2）r untime模块（详见runtime文件）
①控制部分：二进制下的不同类型故障控制、故障闭锁、故
障位置控制、保护开通闭锁控制、断路器合闸控制；
②监测部分：三个电流互感器及三个电压互感器测量单元、
零序电流测量单元、断路器状态指示灯、保护跳闸指示
灯。
图七 runtime模块
2、相间保护的整定
我们以实验仿真作为整定值计算选取的依据，大体思路是调整系统状态及参数，测取各处故障情况下，各个电流互感器所监测的故障电流及正常负荷电流等，在此基础上，利用理论公式进行数值整定，最后加入保护参数进行验证。
符号说明：
flt1为第一条线路中间位置，flt2为第一条线路末端位置，flt3为第二条线路中间位置，以此类推，直到flt6；
Iact1.1表示第一条线路一段整定值，Iact1.2表示第一条线路二段整定值，以此类推；
Ict1表示一号电流互感器监测电流，以此类推；
IL1表示第一条线路正常负荷电流，以此类推；
（1）保护一相间故障的整定（此时$length均为50）
正常负荷电流：
Ict1=IL1=0.137163kA
Ict2=IL2=0.104656kA
Ict3=IL3=0.053317kA
图八正常负荷电流波形
最大运行方式下，第一条线路末端发生三相接地短路故障时，CT1所监测的末端故障电流：
Ict1=Iflt2.max=1.17842kA
第一条线路一段整定值：（考虑互感器变比及单位换算，以下同）Iact1.1=Iflt2.max*1.2*1000/600=2.35684A
经过对于第二条线路的一段整定（见后一部分），可知，第二条线路一段整定值为：
Iact2.1=0.89623A
第一条线路二段整定值需与第二条线路一段整定值配合，故：Iact1.2=Iact2.1*1.2=1.075476A
第一条线路的三段整定需考虑电机自启动系数，且需与该线路最大负荷电流配合：
Ict1=IL1.max=0.137163kA
根据理论公式：
其中，Kre取0.9，Kss取1.05，可靠系数取1.2
Iact1.3=IL1.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.320047A
（2）保护二相间故障的整定
最大运行方式下，第二条线路末端发生三相接地短路故障时，CT2所监测的末端故障电流：
Ict2=Iflt4.max=0.448115kA
第二条线路一段整定值：
Iact2.1=Iflt4.max*1.2*1000/600=0.89623A
经过对第三条线路的一段整定（见后一部分），可知第三条线路的一段整定值：
Iact3.1=0.249218667A
第二条线路二段需要与第三条线路一段整定值配合，故：
Iact2.2=Iact3.1*1.2=0.2990624A
第二条线路的三段整定需考虑电机自启动系数，且需与该线路最大负荷电流配合：
Ict2=IL2.max=0.104656kA
根据理论公式：
Iact2.3=IL2.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.244197333A
（3）保护三相间故障整定
最大运行方式下，第三条线路末端发生三相接地短路故障时，CT3所监测的末端故障电流：
Ict3=Iflt6.max=0.246744kA
第三条线路一段整定值：（需要保持该线路全线速动）
Iact3.1=Iflt6.max*0.8*1000/600=0.249218667A
由于第三条线路为末段线路，故没有第二段整定，其第三段过流整定只作为后备保护。
第三条线路的三段整定需考虑电机自启动系数，且需与该线路最大负荷电流配合：
Ict3=IL3.max=0.053317kA
根据理论公式：
Iact3.3=IL3.max*1000*1.2*1.05/(600*0.9)=0.124406333A
(此处，由于全线速动，三段整定值意义不大)
3、各条线路保护三段间整定值配合的验证
将上述计算整定值依次填入各保护单元，改变故障投切状态、故障类型、故障位置等，观察各条线路各段保护是否能够正常动作及配合（不拒动、不误动）
（1）保护一的验证
①条件：仅有保护一一段投入时，在第一条线路末端出现相间短路
故障；
现象：BRK1闭合指示灯依旧亮，保护一动作指示灯依旧灭
结果：保护一不动作，即保护一一段不误动
图九保护一整定
图十验证保护一截屏1
②条件：仅有保护一全段投入时，在第一条线路中间（50％）出现
相间短路故障；
现象：BRK1闭合指示灯瞬时灭，保护一动作指示灯瞬间亮
结果：保护一瞬时动作，即保护一一段不拒动
图十一验证保护一截屏2
③条件：保护一的全段同时投入，在第一条线路末端发生相间短路
故障；
现象：BRK1闭合指示灯延时（0.5s）灭，保护一动作指示灯延时（0.5s）亮
结果：保护一延时动作，即保护一一段不误动，二段不拒动
图十二验证保护一整定
图十三验证保护一截屏3
（2）保护二的验证
①条件：仅有保护一全段和保护二一段投入时，在第二条线路末端发生相间短路故障；
现象：BRK1闭合指示灯延时（1s）熄灭，保护一动作指示灯延时（1s）点亮
结果：保护二不动作，保护一延时较长（1s）动作，即保护二一段不误动，保护一三段可靠地作为相邻线路后备保护
图十四验证保护二截屏1
②条件：仅有保护一和保护二投入运行时，在第二条线路末端发生相间短路故障
现象：BRK2闭合指示灯延时熄灭（0.5s），保护二动作指示灯延时（0.5s）点亮
结果：保护一不动作，保护二延时（0.5s）动作，即保护二二段可靠动作，保护二一段不误动
图十五验证保护二截屏2
③条件：仅有保护一和保护二投入运行时，在第二条线路中间（50％）发生相间短路故障
现象：BRK2闭合指示灯瞬时熄灭，保护二动作指示灯瞬时点亮；
结论：保护二一段瞬时动作，不拒动
图十六验证保护二截屏3
（3）保护三的验证
①条件：保护三全段投入运行，第三条线路中间（50％）发生相间短路故障
现象：BRK3闭合指示灯瞬时熄灭，保护三动作指示灯瞬时点亮
图十七验证保护二截屏4
②条件：保护三全段投入运行，第三条线路末端发生相间短路故障
现象：BRK3闭合指示灯瞬时熄灭，保护三动作指示灯瞬时点亮
图十八验证保护一截屏5
结果：第三条线路可以实现全线瞬时动作
4、各条线路各段灵敏度的观察计算
（1）一段保护的灵敏度
根据一段保护灵敏度的定义，在最小运行方式与最小相间短路电流的情况下，我们采用了实验的方式测得各条线路一段保护的范围
①第一条线路（仅投入一段保护）
改变$length1拉杆，采用夹逼原理，发现其保护范围在75.2-75.3％
图十九检测一段灵敏度截屏1
（$length1=75.2时，保护一一段不动作）
图二十检测一段灵敏度截屏2
（$length1=75.3时，保护一一段瞬时动作）
②第二条线路（仅投入一段保护）
改变$length1拉杆，采用夹逼原理，发现其保护范围在58.7-58.8％
图二十一检测一段灵敏度截屏3
（$length2=58.7时，保护二一段不动作）
图二十二检测一段灵敏度截屏4
（$length1=58.8时，保护二一段延时动作）
③第三条线路
全线速动，灵敏度100％
（2）二段保护的灵敏度
根据二段灵敏度的定义，我们测量相关电流，运用公式计算：
①对于第一条线路二段：
经监测得第一条线路末端发生两相相间短路故障电流：
Iflt2.相间=0.937129kA
考虑互感器变比换算：
Klm1.2=Iflt2.相间*1000/(600*Iact1.2)=1.452270127
②对于第二条线路二段：
经监测得第二条线路末端发生两相相间短路故障电流：
Iflt4.相间=0.3388kA
考虑互感器变比换算：
Klm2.2=Iflt4.相间*1000/(600*Iact1.2)=1.888123237
（3）三段保护的灵敏度
①对于第一条线路三段保护：
近后备：采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的电流来校验
考虑互感器变比：
Klm1.3= Iflt2.相间*1000/(600*Iact1.3)=4.880163434
远后备：采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的电流来校验
Klm1.3= Iflt4.相间*1000/(600*Iact1.3)=1.764324198
②对于第二条线路三段保护：（考虑互感器变比）
近后备：Klm2.3=Iflt4.相间*1000/(600*Iact2.3)=2.312337563远后备：Klm2.3=Iflt6.相间*1000/(600*Iact2.3)=1.275703256
5、接地保护的整定
本系统为中性点直接接地系统，所以接地保护主要利用零序电流保护，不再单独设置零序电流互感器，将三相电流相加，得到零序电流3I0。保护采取零序一段、二段相配合的方式，保证在线路任何部分发生单相或两相接地短路故障时能够动作。
符号说明：
同相间保护，只是其中的Iflt2,4,6三个值为3I0。
（1）保护一接地故障的整定（此时$length均为50）
正常负荷电流：
同相间保护，不再赘述。
最大运行方式下，第一条线路末端发生单相接地短路故障时，CT1所监测的末端故障电流：
Iact0.1=Iflt2.max=0.908541A
（注：由于零序电流直接用CT二次侧值，所以后续处理中不需要考虑互感器变比及单位换算）
第一条线路一段整定值：
Iact0.1.1=Iflt2.max*1.2=1.0902492A
经过对于第二条线路的一段整定（见后一部分），可知，第二条线路一段整定值为：
Iact0.2.1=0.3678108A
第一条线路二段整定值需与第二条线路一段整定值配合，故：
Iact0.1.2=Iact2.1*1.2=0.44137296A
（2）保护二接地故障的整定
最大运行方式下，第二条线路末端发生单相接地短路故障时，CT2所监测的末端故障电流：
(完整word版)电力系统保护与控制
电力系统保护与控制》课程复习资料 一、填空题: 1. 供电系统中发生短路特征是短路电流、电压、系统频率可能变化。 2. 电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的整定，其灵敏性通常用来衡量。 3. 定时限过电流继电器的启动电流返回电流，其返回系数 1 。 4. 距离保护是反应到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定动作的—种保护装置。 5. 差动保护只能在被保护元件的故障时动作，而不反应故障，具有绝对的选择性。 6. 电流增量保护的基本思想是根据电流在短时间内的变化幅度来区分是负荷电流和故障电流，负荷电流在短 时间（ms 级）内增量，短路电流在短时间（ms 级）内增量。 7. 在铁路电力供电系统中，自闭线与贯通线的接地运行方式主要有、中性点经消弧线圈接地、等三种运行 方式。 8. 微机保护干扰的形式，按干扰侵入装置的方式可分为和两种。 9. 铁路供电系统的三种状态是正常工作状态、、。 10. 对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足、速动性、、可靠性四个基本要求。 11. 电流保护I 段的灵敏系数通常用来衡量，其保护范围越长表明保护越。 12. 方向圆阻抗继电器既能测量的远近，又能判别方向。 13. 变压器差动保护一般由和两个元件组成。 14. 反时限过负荷保护是动作时间与被保护线路中电流的大小有关的一种保护；当电流大时，保护的动作 时限，而当电流小时，保护的动作时限。 15. 算法是研究计算机继电保护的重点之一，衡量算法的指标是和。 16. 变电所自动化系统在分层分布式结构中，按照设备的功能被分为、、过程层（或称：设备层）三层。 17. 继电保护的可靠性是指保护在应动作时，不应动作时。 18. 在最大运行方式下三相短路时，保护的短路电流为，而在最小运行方式下两相短路时，则短路电流为。 19. 中性点直接接地和中性点经小电阻接地属于接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈接地属于接地 系统。 20. 变压器差动保护中，变压器各侧不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压 器各侧不同，需适当调整各侧电流相位。 21. 比率制动特性是指继电器的电流和继电器的电流的关系特性。 22. 瓦斯保护中，保护反映变压器油箱内的不正常或轻微故障，动作于信号；保护反映变压器油箱内的严重故 障，动作于跳闸。 23. 对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序和零序保护动作于跳闸。 24. 微机保护是将被保护设备输入的模拟量经后变为，再送入计算机进行分析和处理的保护装置。 25. 后备保护包括和。 26. 限时电流速断保护动作电流按躲开线路电流进行整定。 27. 三段式电流保护中，段灵敏度最高，段灵敏度最低。 28. 中性点非有效接地电网中, 根据电容补偿程度的不同，消弧线圈有、欠补偿和 三种补偿方式。 29. 二次谐波闭锁是当检测到差动电流中二次谐波含量整定值时就将差动继电器闭锁，以防止励磁涌流引起 的。 30. 牵引变压器主保护主要由和组成。 31. 微机保护中电压形成回路的作用是将、进一步降低以适应微机对信号屏蔽或隔离作用，起到抗干扰的作 用，提高保护的可靠性。 32. 不同时期、不同电压等级的变电所自动化系统，分层分布式的结构有、分散安装与集中组屏相结合、三 种形式。
万力达继电保护整定实例定版
线路保护整定实例 降压变电所引出10kV 电缆线路,线路接线如下图所示 陈圧变电所 已知条件： 最大运行方式下，降压变电所母线三相短路电流I d3) max 为5500A ，配电所母线三相短路电 流I d2.max 为5130A 配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流 I d 3 3) max 为820A 。 最小运行方式下，降压变电所母线两相短路电流l d2)min 为3966A ，配电所母线两相短路电 流I d2)mi n 为 3741A 配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流 I d 2) min 为689A 。 电动机起动时的线路过负荷电流 I gh 为350A, 10kV 电网单相接地时最小电容电流I c 为 15A, 10kV 电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流 —为1.4A 。系统中性点不接地。 A 、C 相电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。 、整定计算(计算断路器 DL1的保护定值) 1、瞬时电流速断保护 瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电 流 1.3 1 5130 111A ，取 110A 60 保护装置一次动作电流 G 鮎吉 110 60 6600A 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验: 心誉器0' 601 2 由此可见瞬时电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故装设 限时电流速断保护。 DL1 -r dl IL1 3+185mn l = 1000m. 电力系统保护与控制天津大学作业答案 电力系统保护与控制复习题 单项选择题 1.正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（） A.全阻抗继电器 B.方向阻抗继电器 C.偏移特性阻抗继电器 D.上抛圆阻抗继电器 2.在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是 （） A．0°接线 B．90°接线 C．3 0、3 D． A 、 A +3 零序补偿电流的接线方 式 3.由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（） A.测量阻抗增大，保护范围减小 B.测量阻抗增大，保护范围增大 C.测量阻抗减小，保护范围减小 D.测量阻抗减小，保护范围增大4．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6 8，主要是考虑（）相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。 A 正序电流 B 零序电流 C 负序电流 D 相电流 5.高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以（）为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。 A.波通道 B.光纤通道 C.输电线路 D.导引线 6.距离Ⅲ段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器（） A.灵敏度高 B.灵敏度低 C.灵敏度一样 D.保护范围小 7.发电机横差保护的作用是（） A.保护定子绕组匝间短路 B.保护定子绕组相间短路 C.保护定子绕组接地短路 D.保护转子绕组一点接地故障 8.电流速断保护定值不能保证（）时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 9.方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB （） A.原边匝数 B.副边匝数 微机继电保护整定计算举例 珠海市恒瑞电力科技有限公司 目录 变压器差动保护的整定与计算 (3) 线路保护整定实例 (6) 10KV变压器保护整定实例 (9) 电容器保护整定实例 (13) 电动机保护整定计算实例 (16) 电动机差动保护整定计算实例 (19) 变压器差动保护的整定与计算 以右侧所示Y/Y/△-11接线的三卷变压器为例，设变压器的额定容量为S(MVA)，高、中、低各侧电压分别为UH 、UM 、UL(KV)，各侧二次电流分别为IH 、IM 、IL(A)，各侧电流互感器变比分别为n H 、n M 、n L 。 一、 平衡系数的计算 电流平衡系数Km 、Kl 其中：Uhe,Ume,Ule 分别为高中低压侧额定电压（铭牌值） Kcth,Kctm,Kctl 分别为高中低压侧电流互感器变比 二、 差动电流速断保护 差动电流速断保护的动作电流应避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取： Isd ＝（4－12）Ieb ／nLH 。 式中：Ieb ――变压器的额定电流； nLH ――变压器电流互感器的电流变比。 三、 比率差动保护 比率差动动作电流Icd 应大于额定负载时的不平衡电流，即 Icd ＝Kk ［ktx × fwc ＋ΔU ＋Δfph ］Ieb ／nLH 式中：Kk ――可靠系数，取（1.3～2.0） ΔU ――变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围,取ΔU ＝5%。 Ktx ――电流互感器同型系数；当各侧电流互感器型号相同时取0.5,不同时取1 Fwc ――电流互感器的允许误差；取0.1 Δfph ――电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd ＝（0.2～0.6）Ieb ／nLH 。 四、 谐波制动比 根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%－20%时，三相差动保护被闭锁。 五、 制动特性拐点 Is1＝Ieb ／nLH Is2＝（1～3）eb ／nLH Is1，Is2可整定为同一点。 kcth Uhe Kctm Ume Km **= 3**?=kcth Uhe Kctl Ule Kl 实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。 实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落 第1章输电线路保护配置与整定计算 重点：掌握110KV及以下电压等级输电线路保护配置方法与整定计算原则。 难点：保护的整定计算 能力培养要求：基本能对110KV及以下电压等级线路的保护进行整定计算。 学时：4学时 主保护：反映整个保护元件上的故障并能以最短的延时有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护：主保护拒动时，用来切除故障的保护，称为后备保护。 辅助保护：为补充主保护或后备保护的不足而增设的简单保护。 一、线路上的故障类型及特征： 相间短路（三相相间短路、二相相间短路） 接地短路（单相接地短路、二相接地短路、三相接地短路） 其中，三相相间短路故障产生的危害最严重；单相接地短路最常见。相间短路的最基本特征是：故障相流动短路电流，故障相之间的电压为零，保护安装处母线电压降低；接地短路的特征： 1、中性点不直接接地系统 特点是： ①全系统都出现零序电压，且零序电压全系统均相等。 ②非故障线路的零序电流由本线路对地电容形成，零序电流超前零序电压90°。 ③故障线路的零序电流由全系统非故障元件、线路对地电容形成，零序电流滞后零序电压90°。显然，当母线上出线愈多时，故障线路流过的零序电流愈大。 ④故障相电压（金属性故障）为零，非故障相电压升高为正常运行时的相间电压。 ⑤故障线路与非故障线路的电容电流方向和大小不相同。 因此中性点不直接接地系统中，线路单相故障可以反应零序电压的出现构成零序电压保护；可以反应零序电流的大小构成零序电流保护；可以反应零序功率的方向构成零序功率方向保护。 2、中性点直接接地系统 接地时零序分量的特点： ①故障点的零序电压最高，离故障点越远处的零序电压越低，中性点接地变压器处零序电压为零。 ②零序电流的分布，主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的零序阻抗，而与电源的数目和位置无关。 ③在电力系统运行方式变化时，如果输电线路和中性点接地的变压器数目不变，则零序阻抗和零序等效网络就是不变的。但电力系统正序阻抗和负序阻抗要随着系统运行方式而变化，将间接影响零序分量的大小。 ④对于发生故障的线路，两端零序功率方向与正序功率方向相反，零序功率方向实际上都是由线路流向母线的。 二、保护的配置 小电流接地系统（35KV及以下）输电线路一般采用三段式电流保护反应相间短路故障；由于小电流接地系统没有接地点，故单相接地短路仅视为异常运行状态，一般利用母线上的绝缘监察装置发信号，由运行人员“分区”停电寻找接地设备。对于变电站来讲，母线上出线回路数较多，也涉及供电的连续性问题，故一般采用零序电流或零序方向保护反应接地故障。 对于短线路、运行方式变化较大时，可不考虑Ⅰ段保护，仅用Ⅱ段+Ⅲ段保护分别 本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师顾民 实验地点6C901 实验成绩 二〇一五年十月——二〇一五年十二月 实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例 一、简介 Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。 1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。 2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。 ①bus_i用来设置母线编号(正整数)。 ②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。 ③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。 ④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。 ⑤baseKV用来设置该母线基准电压。 ⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。 ⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。 ⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。 3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。 ①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。 ②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。 ③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。 ④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。 ⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。 1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型 二、电力系统模型 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图 成绩 课程作业 课程名称电力系统分析 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化 班级13级2班 学生姓名祥 学号1304102047 课程考核地点2234 任课教师静 金陵科技学院教务处制 实验一电力系统分析计算 一．实验目的 1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法. 2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模 型。 3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。 4.理解有名制和标幺制。 二．实验容 1．电力线路建模 有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。 2．多级电力网络的等值电路计算 部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。 线路额定电压电阻 (欧/km) 电抗 (欧/km) 电纳 (S/km) 线路长度 （km) L1（架空线）220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200 L2（架空线）110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60 L3（架空线）10kV 0.17 0.38 忽略15 变压器额定容量P k(kw) U k% I o% P o(kW) T1 180MVA 893 13 0.5 175 T2 63MVA 280 10.5 0.61 60 三．实验设备 1．PC一台 2．Matlab软件 四．实验记录 1．电力线路建模 画出模型图，并标出相应的参数值。将计算结果填入下表 三段式电流保护整定计算实例： 如图所示单侧电源放射状网络，AB 和BC 均设有三段式电流保护。已知：1）线路AB 长20km ，线路BC 长30km ，线路电抗每公里欧姆；2)变电所B 、C 中变压器连接组别为Y ，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB 的最大传输功率为，功率因数，自起动系数取；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗欧，系统最小电抗欧。试对AB 线路的保护进行整 定计算并校验其灵敏度。其中25.1=I rel K ，15.1=II rel K ，15.1=III rel K ，85.0=re K 整定计算： ① 保护1的Ⅰ段定值计算 )( 1590)4.0*204.5(337 )(31min .)3(max .A l X X E I s s kB =+=+= )(1990159025.1) 3(max ,1A I K I kB I rel I op =?== 工程实践中，还应根据保护安装处TA 变比，折算出电流继电器的动作值，以便于设定。 按躲过变压器低压侧母线短路电流整定: 选上述计算较大值为动作电流计算值. 最小保护范围的校验： = 满足要求 ②保护1的Ⅱ段限时电流速断保护 与相邻线路瞬时电流速断保护配合 )(105084025.12A I I op =?= =×=1210A 选上述计算较大值为动作电流计算值，动作时间。 灵敏系数校验： 可见，如与相邻线路配合，将不满足要求，改为与变压器配合。 ③保护1的Ⅲ段定限时过电流保护 按躲过AB 线路最大负荷电流整定： )(6.3069.010353105.985.03.115.136max 1.A I K K K I L re ss III rel III op =??????== = 动作时限按阶梯原则推。此处假定BC 段保护最大时限为，T1上保护动作最大时限为，则该保护的动作时限为+=。 灵敏度校验： 近后备时： B 母线最小短路电流： 《电力系统保护与控制》课程复习资料 一、填空题： 1. 供电系统中发生短路特征是短路电流 ___________ 、电压________ 、系统频率可能变化。 2. 电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的 _____________ 整定，其灵敏性通常用____________ 来衡量。 3. 定时限过电流继电器的启动电流 __________ 返回电流，其返回系数 1 。 4. 距离保护是反应_______ 到保护安装处的距离，并根据距离的远近确定的一种保护装置。 5. 差动保护只能在被保护元件的 ___________ 故障时动作，而不反应____________ 故障，具有绝对的选择性。 6. 电流增量保护的基本思想是根据电流在短时间内的变化幅度来区分是负荷电流和故障电流，负荷电流 在短时间（ms级）内增量_________ ，短路电流在短时间（ms级）内增量____________ 。 7. 在铁路电力供电系统中，自闭线与贯通线的接地运行方式主要有、中性点经消弧线 圈接地、__________________ 等三种运行方式。 8. 微机保护干扰的形式，按干扰侵入装置的方式可分为 ________________ 和___________ 两种。 9. 铁路供电系统的三种状态是正常工作状态、 ____________________ 、 _________________ 。 10. 对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足、速动性、、可靠性四个 基本要求。 11. 电流保护I段的灵敏系数通常用______________ 来衡量，其保护范围越长表明保护越________________ 。 12. 方向圆阻抗继电器既能测量 ______________ 的远近，又能判别_______________ 方向。 13. 变压器差动保护一般由 __________________ 和_________________________ 两个元件组成。 14. 反时限过负荷保护是动作时间与被保护线路中电流的大小有关的一种保护；当电流大时，保护的动作 时限 _____________ ，而当电流小时，保护的动作时限________________ 。 15. 算法是研究计算机继电保护的重点之一，衡量算法的指标是_______________ 和_____________ 。 16. 变电所自动化系统在分层分布式结构中，按照设备的功能被分为___________ 、____________ 、过程层 （或称：设备层）三层。 17. 继电保护的可靠性是指保护在应动作时 _______________ ，不应动作时_______________ 。 18. 在最大运行方式下三相短路时，保护的短路电流为_______________ ，而在最小运行方式下两相短路时，则 短路电流为____________ 。 19. 中性点直接接地和中性点经小电阻接地属于 ______________ 接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈 接地属于______________ 接地系统。 20. 变压器差动保护中，变压器各侧 _________________ 不同，需适当选择变压器各侧电流互感器变比；变压 器各侧 _______________ 不同，需适当调整各侧电流相位。 21. 比率制动特性是指继电器的 _____________ 电流和继电器的______________ 电流的关系特性。 22. 瓦斯保护中，____________ 保护反映变压器油箱内的不正常或轻微故障，动作于信号；____________ 保护反映变压器油箱内的严重故障，动作于跳闸。 23. 对大电流接地系统发生的接地故障，可采用零序 ________________ 和零序 ___________ 保护动作于跳闸。 24. 微机保护是将被保护设备输入的模拟量经 _____________ 后变为______________ ，再送入计算机进行分析和 处理的保护装置。 25. 后备保护包括________________ 和___________________ 。 26. 限时电流速断保护动作电流按躲开 _______________ 线路______________ 电流进行整定。 27. 三段式电流保护中，____________ 段灵敏度最高， ____________ 段灵敏度最低。 28. 中性点非有效接地电网中，根据电容补偿程度的不同，消弧线圈有______________ 、欠补偿和___________ 三种补偿方式。 29. 二次谐波闭锁是当检测到差动电流中二次谐波含量 ______________ 整定值时就将差动继电器闭锁，以防止 励磁涌流引起的____________ 。 30. 牵引变压器主保护主要由_______________ 和 _______________ 组成。 31. 微机保护中电压形成回路的作用是将 ________________ 、 ___________ 进一步降低以适应微机对信号屏蔽 或隔离作用，起到抗干扰的作用，提高保护的可靠性。 组屏相结合、三种形式。 第一章同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差，相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频率，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查调速器上“模拟调节”电位指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； 2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）。调速器上“并网”灯和“光电故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮； 3．按调速器上“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； 4．励磁调节器选择它励、恒U F运行方式，合上励磁开关； 5．把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； 6．合上“系统电压”开关和线路开关QF1，QF2，检查系统电压接近额定值380V； 7．合上“原动机开关”，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速上升至95％以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电 Beijing Jiaotong University 电力系统继电保护实验报告 三段电流保护实验 姓名： 学号： 班级：电气1103 实验指导老师：倪平浩 一、电力系统继电保护实验要求 ①认真预习实验，保证在进实验室前，要掌握继电保护实验基础知识，熟悉继电保护实验环境。 要有一份详细的预习报告，预习报告必须认真写，须包含自己设计的实验电路。不得有相同的或者复印的预习报告。如果没有预习报告、预习报告雷同或者复印预习报告，则报告相同的同学都不得进入实验室做实验，回去重新预习，以后约时间做实验。 ②实验过程中要认真记录数据和实验中出现的问题，积极思考实验中的问题，可以讨论，但不能大声喧哗，不得做与实验无关的事情。 ③实验报告要认真写，要写出调试过程的问题，分析问题原因，和如何解决问题，不得抄袭。 ④保持实验室卫生，不得在实验室里乱丢弃垃圾。实验结束后，把实验桌周围的垃圾打扫干净。 二、电力系统继电保护常用继电器 1、电流继电器 电流继电器装设于电流互感器二次回路中，当电流大于继电器动作电流时动作，经跳闸回路作用于断路器跳闸。 结构图内部接线图 1．电磁铁2．线圈3．Z型舌片 4．弹簧5．动触点6．静触点 8．刻度盘9．舌片行程限制杆 7．整定值调整把 手 10．轴承 图13－1 DL-11型电流继电器结构图 动作原理： 如图13－1，当继电器线圈回路（图中2）中有电流通过时，产生电磁力矩，使舌片（图中3）向磁极靠近，但由于舌片转动时必须克服弹簧（图中4）的反作用力，因此通过线圈的电流必须足够大，当大于整定的电流值时（图中7、8），产生的电磁力矩使得舌片足以克服弹簧阻力转动，使继电器动作，接点闭合（图中5、6）。 电力系统保护与控制复习题 单项选择题 1.正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（） A.全阻抗继电器 B.方向阻抗继电器 C.偏移特性阻抗继电器 D.上抛圆阻抗继电器 2.在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（）A．0°接线 B．90°接线 C．30、30 D．A、A+30零序补偿电流的接线方式 3.由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（） A.测量阻抗增大，保护范围减小 B.测量阻抗增大，保护范围增大 C.测量阻抗减小，保护范围减小 D.测量阻抗减小，保护范围增大4．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6 8，主要是考虑（）相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。 A 正序电流 B 零序电流 C 负序电流 D 相电流 5.高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以（）为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。 A.波通道 B.光纤通道 C.输电线路 D.导引线 6.距离Ⅲ段保护，采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器（） A.灵敏度高 B.灵敏度低 C.灵敏度一样 D.保护范围小 7.发电机横差保护的作用是（） A.保护定子绕组匝间短路 B.保护定子绕组相间短路 C.保护定子绕组接地短路 D.保护转子绕组一点接地故障 8.电流速断保护定值不能保证（）时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 9.方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB （） A.原边匝数 B.副边匝数 C.原边线圈中的电阻大小 D.副边线圈中的电阻大小 10.输电线路始端相电流故障分量的特征是B,C两相幅值相同，相量之和为零，A 相幅值为零，则线路发生的故障是( ) A.AB两相短路 B.A相接地 C.BC两相短路 D.BC两相短路接地 标准答案： 1-5 BDACC 6-10 AABDC 填空题 1．对动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足、、、四个基本要求。 电气综保装置 保护整定计算举例 - 1 - 目录 线路保护整定实例 (4) 厂用变压器保护整定实例 (7) 电容器保护整定实例 (10) 电动机保护整定计算实例 (13) 电动机差动保护整定计算实例 (16) 变压器差动保护的整定与计算 (17) 变压器后备保护的整定与计算 (18) 发电机差动保护的整定与计算 (22) 发电机后备保护的整定与计算 (24) 发电机接地保护的整定与计算 (26) - 2 - 2 - 3 - 3 线路保护整定实例 降压变电所引出10KV 电缆线路,线路接线如下图所示: 已知条件: 最大运行方式下,降压变电所母线三相短路电流) 3(max .1d I 为5500A,配电所母线三相短路电流) 3(max .2d I 为5130A ，配电变压器低压侧三相短路时流过高压侧的电流) 3(m ax .3d I 为820A 。 最小运行方式下,降压变电所母线两相短路电流) 2(min .1d I 为3966A,配电所母线两相短路电流) 2(min .2d I 为3741A ，配电变压器低压侧两相短路时流过高压侧的电流) 2(m in .3d I 为689A 。 电动机起动时的线路过负荷电流gh I 为350A ，10KV 电网单相接地时最小电容电流c I 为15A ，10KV 电缆线路最大非故障接地时线路的电容电流cx I 为1.4A 。系统中性点不接地。 电流互感器变比为300/5，零序电流互感器变比为50/5。 一、整定计算（计算断路器DL1的保护定值） 1、瞬时电流速断保护 瞬时电流速断保护按躲过线路末端短路时的最大三相短路电流整定，保护装置的动作电流 A n I K K I l d jx k j dz 11160 513013.1)3(max .2.=??==，取110A 保护装置一次动作电流 A K n I I jx l j dz dz 66001 60 110.=?== 灵敏系数按最小运行方式下线路始端两相短路电流来校验： 电 力 系 统 实 验 报 告 班级：09050446X 学号：09050446X00 姓名： 实验一同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 考试时间年月日(120分钟) 课程电力系统保护教师签名_____ 一、名词解释(每题2分，共10分) 1. 返回系数 2. 中间继电器 3. 最小运行方式 4. 开口三角形连接 5. 纵差动保护 二、判断正误(每题1分，共10分) 1、电力系统发生短路后短路电流的大小由负荷和短路阻抗决定。（） 2、电力系统短路中发生三相短路的几率最大。（） 3、继电保护反映电力系统元件和电气设备的故障，根据运行维护条件和设备的承受能力，自动发出信号、减负荷或延时跳闸。（） 4、电压继电器分为过电压继电器及低电压继电器两种。（） 5、限时电流速断保护的保护范围为线路全长，灵敏度校验应考虑全线路范围内对各种故障的反应能力。（） 6、电流继电器动作后，使继电器返回到原始状态的最小电流称为电流继电器的返回电流。（） 7、当通过电流继电器的电流大于动作电流时，继电器动作，动合触点闭合。（） 8、在本线路的限时电流速断保护与下级线路瞬时电流速断保护范围的重叠区发生故障，如瞬时电流速断保护拒动，则由本线路的限时电流速断保护动作跳闸。（） 9、靠近线路电源端与靠近线路负荷端的定时限过电流保护，靠近线路电源端动作时间整定值小。（） 10、当通过电流继电器的电流小于返回电流时，继电器返回，动合触点闭合。（） 三、填空(每题2分，共10分) 1、电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接的接地方式称为（）。 2、电力系统中性点运行方式是指电力系统中发电机或（）的中性点的接地方式。 3、对于反应故障参数上升而动作的过量继电保护装置，灵敏度计算为 （）。 4、反应故障时电压降低动作的低电压保护，要使保护动作，灵敏系数必须（）。 5、瞬时电流速断保护反应线路故障（）时动作，且无动作延时。 四、选择题(单选或多选) (每题2分，共30分) 1、一般把继电保护动作值、动作时间的计算和（）称为继电保护的整定计算。 A．继电器选择B．相位计算 C．灵敏度的校验D．功率计算 2、距离保护装置反应（）而动作。 A．测量阻抗增大B．测量阻抗降低C．电流增大D．电压降低 3、定时限过电流保护近后备灵敏系数计算为（）。 A．最小运行方式本线路末端两相短路电流与动作电流之比 B．最大运行方式本线路末端三相短路电流与动作电流之比 C．最小运行方式下级线路末端两相短路电流与动作电流之比 D．最大运行方式下级线路末端三相短路电流与动作电流之比 4、电力系统发生的接地故障，包括（）和两相接地故障。 A．两相故障B．单相接地故障 C．三相故障D．两相断线故障 5、定时限过电流保护近后备灵敏系数要求（）。 A．大于1.2B．大于1.3 - 1.5 C．小于 1.2 D．小于1.3 - 1.5 6、零序电压通常采用三相五柱式电压互感器或（）取得。 A．三个单相式电流互感器B．一个单相式电流互感器 C．三相三柱式电压互感器D．三个单相式电压互感器 7、从故障切除时间考虑，原则上继电保护动作时间应（）。 A．越短越好B．越长越好 C．无要求，动作就行 8、三段式零序电流保护中第II段为（）。 A．瞬时零序电流速断保护 B．限时零序电流速断保护 C．零序过电流保护 1 10kV系统继电保护整定计算与配合实例 系统情况： 两路10kV电源进线，一用一备，负荷出线6路，4台630kW电动机，2台630kVA变压器，所以采用单母线分段，两段负荷分布完全一样，右边部分没画出，右边变压器与一台电动机为备用。 有关数据：最大运行方式下10kV母线三相短路电流为I31=5000A，最小运行方式下10kV母线三相短路电流为I32=4000A，变压器低压母线三相短路反应到高压侧Id为467A。 一、电动机保护整定计算 选用GL型继电器做电动机过负荷与速断保护 1、过负荷保护 Idzj=Kjx*Kk*Ied/(Kf*Ki)=4.03A 取4A 选GL12/5型动作时限的确定：根据计算，2倍动作电流动作时间为,查曲线10倍动作时间为10S 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Kq*Ied/Ki=24A 瞬动倍数为24/4=6倍 3、灵敏度校验 由于电机配出电缆较短，50米以内，这里用10kV母线最小三相短路电流代替电机端子三相短路电流. Km=(24X15)=>2 二、变压器保护整定计算 1、过电流保护 Idzj=Kjx*Kk*Kgh*Ie/(Kf*Ki)=8.4A 取9A 选GL11/10型动作时限取灵敏度为Km=(20X9)=> 2、电流速断保护 Idzj=Kjx*Kk*Id/Ki=20=35A 35/9=,取4倍灵敏度为Km=(180X4)=>2 3、单相接地保护 三、母联断路器保护整定计算 采用GL型继电器，取消瞬时保护，过电流保护按躲过任一母线的最大负荷电流整定。 Idzj=Kjx*Kk*Ifh/(Kh*Ki)=*30)=6.2A 取7A与下级过流保护(电动机)配合：电机速断一次动作电流360A，动作时间10S，则母联过流与此配合，360/210=倍,动作时间为(电机瞬动6倍时限)+=,在GL12型曲线查得为5S曲线(10倍)。所以选择GL12/10型继电器。 灵敏度校验:Km1=(7X30)=>1.5 Km2=(7X30)=> 四、电源进线断路器的保护整定计算 如果采用反时限，瞬动部分无法配合，所以选用定时限。 1、过电流保护 按照线路过电流保护公式整定Idzj=Kjx*Kk*Igh/(Kh*Ki)=12.36A,取12.5A动作时限的确定:与母联过流保护配合。定时限一次动作电流500A,为母联反时限动作电流倍,定时限动作时限要比反时限此倍数下的动作时间大,查反时限曲线倍时t=,所以定时限动作时限为。选DL-11/20型与DS时间继电器构成保护。 灵敏度校验:Km1==> 2、带时限速断保护 与相邻元件速断保护配合 实验1 基础实验 姓名：昨日恰似风中雪学号：2015XXXXXX 学院：XXXXXX 一、实验目的 1、熟悉MATLAB/SIMULINK及PSB，会用他们建立电力系统仿真模型。 2、熟悉并理解对称分量法 3、理解掌握Park变换 4、理解掌握三相同步发电机空载建立电压过程中励磁电流的变化规律 二、实验设备 MATLAB/SIMULINK/PSB 三、实验原理 1. SIMULINK模块库 （1）SIMULINK简介 SIMULINK提供了许多微分方程的解法。绝大多数解法是数值积分研究中的最新成果。在进行仿真之前必须合理地设置算法和精度。算法和精度选择的不适合，将使仿真结果偏离理论与实际，出现仿真图像不连续或者发散的情况，很可能令仿真难以进行，甚至被系统自动中断。如果模型全部是离散的，定步长和变步长都采用DISCRETE算法，如果含有连续状态，对于定步长和变步长供选择的算法是不同的。一般来说，使用变步长的自适应算法是较好的选择。这类算法会依照给定的精确度在各积分段内自适应地寻找各自的最大步长进行积分，从而使得效率最高。SIMULINK的变步长解法能够把积分段分得足够细以得到满足精度要求得解。 （2）Model中的重要设置 ①进入MATLAB界面 双击桌面的MA TLAB图标,进入MATLAB界面,如图所示。 ②建立一个模型 在File（文件）下拉菜单中选种New（新建），在New（新建）下拉菜单中选中Model（模型），便进入Model，如图所示，其名称为untitled(未命名)。 ③保存文件 在图中，单击按钮，便弹出保存路径下的work文件，如图所示，单击保存就行了。 ④仿真时间设置 在Simulation的下拉菜单中选中Configuration Parameters,便可设置仿真时间，如图所示。 开始时间设为0.0s,终止时间可根据不同情况进行设置。Solver options/Type一般选取Variable-step , Solver options/Solver一般选取ode15s(stiff/NDF)。Solver options/Relative tolerance为仿真精度。 ⑤进入SIMULINK 单击按钮，便进入SIMULINK模块库，如图所示。SIMULINK中有很多后续实验所要用到的模块，如示波器、终端、输出端等。 2. PSB模块 （1）PSB简介 Power System Block（以下简称PSB）在SIMULINK环境下使用，它为电气工作者提供了一个现代化的设计工具，不但电路模型能够快速建立起来，而且与之相联系的机械、热力、控制系统及其他设备的分电力系统保护与控制天津大学作业答案教案资料
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