继电保护原理数字式功率方向继电器特性实验实验报告.docx

南昌大学实验报告

学生姓名：周靖学号：6104120029专业班级：电气工程自动化202班

实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：

实验二数字式功率方向继电器特性实验

一、实验目的

了解数字式功率方向继电器的算法。

测试数字式功率方向继电器的最大灵敏角和动作范围。

测试数字式功率方向继电器的角度特性。

二、实验原理

数字式功率方向继电器的主要任务是判断短路功率的方向，为了保证在各种相间短路故障时，功率方向继电器能可靠、灵敏地动作，采用90°接线方式。数字式功率方向继电器仅反映UBC和IA之间的相位关系而动作。当方向元件内角取?时，功率方向继电器的正方向动作方程式为：

90o?arg

?

UBC

?90o

(3-6)

?

IAe

j?

数字式功率方向继电器提供30°和45°两个内角供选择。

三、实验内容

1、实验接线

将YZ2000多功能微机保护装置的A相电流、B与C相电压接线端分别与测试仪的对应相电流及电压端子相连。电流与电压公共端也应分别连接在一起。对应的输入通道为U1、I1。实验台内部已接入高速数字物理接口箱开入量设置为开入5。如下图所示：

2、程序及整定值

程序选择按装置面板上的数字式继电器进入继电器选择界面，选择数字式功率方向继电器。如图3-9。

图3-9数字式功率方向继电器

整定值设置按整定设置进入整定界面，如图3-10。

图3-10数字式功率方向继电器整定

3、特性测试

测试数字式功率方向继电器的最大灵敏角

功率方向继电器的?J??U??I。以加入到继电器中的电流为参考向量，设置

IA?5A?0o，这样?I＝0°。固定加入到继电器中的电压UBC的大小，改变电压相角?U即相

当于改变?J，通过测试测量功率方向继电器的动作区从而得到继电器的最大灵敏角。

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为了得到正确的最大灵敏角，一定要测得功率方向继电器完整的动作区域，因此设置的电压相角改变的方向最好使继电器的动作过程为：

动作区外－动作边界1－进入动作区-动作边界2－动作区外，如图2-13。

?

?J2

?J1?lm

IA

?IAe

?

IAe

图2-13功率方向继电器动作范围示意图

步骤如下：

进入高速数字物理接口箱的通用测试界面，输出参数设置：手动输入测试仪的输出

参数：Ia?5A?0o，为方便观测Ubc相角，设置Uc?0?0oV，即Ubc?Ub。Ub大小固定为

57.735V。其他未连线的信号有效值设为0。

采用程控方式测试功率方向继电器的动作范围。

变量设置为“Ub相角”，步长设置为2度。从功率方向继电器动作范围示意图

可知，当以Ia为参考向量时，Ubc相角即Ub相角的理论动作范围为：[?lm-90°，?lm+90°]。

为了同时测出动作边界1和动作边界2，返回方式应选择“全程返回”（如果设置为动作返

回只能测得动作边界1）。测试完成后记录实验结果中显示的“始角度”和“终角度”，即为

?J1和?J2，填入表2-9。

计算最大灵敏角?m。

功率方向继电器的最大灵敏角?m为：?m

??J1??J2，填入表2-9。

2

改变功率方向继电器的灵敏角为-45°，重复实验，并将测量和计算结果填入表2-9。

表3-4数字式功率方向继电器最大灵敏角测试(保持电流为5A)

内角?

?J1

?J2

最大灵敏角?m

30o

62

242

152

45o

44.1

226.1

135.1

测试数字式功率方向继电器的角度特性Udz.J?f(?J)

方法：整定功率方向继电器的灵敏角为45°。设置Ia固定为5A?0o，Uc固定为0V∠0°，

则Ub的角度即为?J。

在功率方向继电器的动作区内设置不同的?J，测出每一个?J下使继电器动作的最小起

动电压Udz.J，填入表2-10。并根据测得的数据绘制功率方向继电器的角度特性Udz.J?f(?J)。

输出参数设置：输入测试仪的输出参数：Ia?5A?0o，Ub角度=?J，其他未连线的信号有效值设为0。

采用“程控”方式测试功率方向继电器的角度特性。

变量设置为“Ub幅值”，步长设置为0.5V。选择动作返回。变化范围设置为0-20V。

改变一次?J，重复试验，将实验结果填入表2-10

表3-5数字式功率方向继电器角度特性测试数据

?J

-45

-55

-65

-75

-85

-95

-105