继电保护实验报告三(理工类).doc

西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 学 生 姓 名 学 号 成 绩 学生所在学院 年级/专业/班 课 程 名 称 课 程 代 码 实验项目名称 项 目 代 码 指 导 教 师 项 目 学 分 一、实验目的 1)熟悉阻抗继电器原理、特性及调整整定值的方法。 2)掌握阻抗继电器在线路距离保护中的应用和实现方法，以及与重合闸继电器的配合方式。 3)了解不同的运行方式对距离保护的影响。 4)了解同一变电站阻抗保护各段之间配合的动作过程。 二、实验原理 随着电力系统的发展，出现了容量大、电压高或结构复杂的网络，这时简单的电流、电压保护难于满足电网对保护的要求。例如，对于高压、长距离、重负荷线路，由于负荷电流大，线路末端短路时，短路电流的数值与负荷电流相差不大，故电流保护往往不能满足灵敏度的要求；对于电流速断保护，其保护范围随电网运行方式的变化而改变，保护范围不稳定，某些情况下甚至无保护区。所以，如何使继电保护的灵敏度不受（或少受）系统运行方式的影响，这就是系统发展对继电保护提出的新要求。阻抗保护就是适应此要求的一种保护。 阻抗保护的基本原理 所谓阻抗保护，就是指反映保护安装处至短路故障点的距离，并根据这一距离的远近而确定是否动作的一种保护装置，其基本原理图右图所示。 系统正常工作时，保护安装处测量到的电压为，它接近于额定电压。保护安装处测量到的电流为负荷电流，则比值，基本上是负荷阻抗，其值较大，负荷阻抗角较小（一般为30°~40°）。当右图所示k1点短路时，保护安装处测量到的电压为k1点短路时的残压，测量到的电流为，则比值。当k2点短路时，则有 后两种状态下的阻抗值均较小，而阻抗角为其值较大。显然利用电压和电流的比值，不但能清楚地判断系统的正常工作状态和短路状态，还能反映短路点到保护安装处的电气距离。短路点远，大。由于只与短路点到保护安装处的电气距离有关，因此，用构成的保护，其保护范围基本上不受运行方式变化的影响。这就克服了电流、电压保护的灵敏度受系统运行方式影响的缺点。 距离保护与电流保护一样，也有一个保护范围，短路发生在这一范围内，保护动作，否则不动作。这个保护范围通常是用给定阻抗值的大小来实现的。这个给定的阻抗称整定阻抗，用表示。当线路发生短路时，距离保护测量到的阻抗（正常时，短路时）小于整定阻抗，即，则保护动作；若，保护不动作。因此，距离保护实质上是一种低量动作保护。 距离保护的时限特性 目前，广泛应用的距离保护的动作时限具有阶梯形时限特性，这种动作时限特性与三段式电流保护的时限特性相同，一般也作成三阶梯式，即有与三个劫作范围相应的三个动作时限：，，。右图示出了线路AB距离保护的时限特性。 通常，距离保护第瑕的保护范围为本线路全长的80%～85%，即，动作时限为，距离保护的第Ⅱ段要与下一线路的第I段相配合，即，，第Ⅱ段的灵敏系数为。距离保护的第Ⅲ段为本线路和相邻线路的后备保护，其动作阻抗应躲过正常运行时的最小负荷，其动作时限应大于下一变电站出线保护的最大动作时限一个。 阻抗继电器的基本构成原理 距离保护能否正确动作，取决于保护能否正确地测量从短路点到保护安装处的阻抗，并使该阻抗与整定阻抗比较，这个任务由阻抗继电器来完成。 单相式阻抗继电器接线原理图如右图所示。 图中，若k点三相短路，短路电流为，由TV回路和TA回路引至比较电路的电压分别为测量电压和整定电压，为 式中， ——电压互感器TV和电压变换器TV1的变比； ——母线至短路点k的短路阻抗。 若认为比较回路的阻抗无穷大时，则 式中——人为给定的模拟阻抗。 比较以上两式可见，若假设，则短路时，由于线路上流过同一电流，因此，比较，的大小，就等于比较和的大小。如果，则表示，保护应不动作；如果，则表示，保护应动作。阻抗继电器就是根据这一原理工作的。 阻抗继电器的动作特性： 为了便于分析输电线路阻抗和阻抗继电器整定阻抗之间的关系，可将二者均画于同一阻抗复数平面上，如下图。现以线路BC上的保护2为例，线路的始端B位于坐标的原点，当不同地点发生短路时，保护2的测量阻抗在直线BC或BA上变化，即正方向短路时测量阻抗在第一象限，反方向短路时，测量阻抗在第三象限。正向测量阻抗与R轴的夹角为线路的阻抗角。假如保护2的整定阻抗，并且整定阻抗角，那么，在复数平面上的位置必须在BC上。显然，在范围内发生故障时，保护都可以动作。因此，从原则上讲，阻抗继电器的保护范围是在范围内的直线上。但是，实际上阻抗继电器的保护范