实验四功率方向电流保护实验

【实验名称】

功率方向电流保护实验

【实验目的】

1.熟悉相间短路功率方向电流保护的基本工作原理；

2.进一步了解功率方向继电器的结构及工作原理；

3.掌握功率方向电流保护的基本特性和整定实验方法。

【预习要点】

1.复习功率方向电流保护相关知识。

2.功率方向电流保护在多电源网络中什么情况下称为正方向？什

么情况下称为反方向？为什么它可以只按正方向保证选择性的

条件选择动作电流？

【实验仪器设备】

13 EPL-17 三相交流电源 1

14 EPL-11 直流电源及母线 1

【实验原理】

1.方向电流保护的基本原理

随着电力系统的发展及用户对供电可靠性要求的提高，出现了两侧电源或单电源环网的输电线路。在这样的电网中，为切除线路上的故障，线路两侧都装有断路器和相应的保护，如装设前面讲过的电流保护，将不能保证动作的选择性性。

图4-1 两侧电源辐射电网

下面以图4-1两侧电源辐射形电网为例分析如下：

在图4-1中，以3号断路器QF3的电流保护为分析对象。在f1点短路时流过3号断路器QF3的电流从母线到线路；在f2点短路时流过3号断路器QF3的电流从线路到母线，f1点短路和f2点短路流过3号断路器的短路电流数值有可能达到保护的动作值。因为电流保护并不能判别电流的方向，所以在f1点和f2点短路，PQ线路的电流保护都有可能动作。但在f2点短路时，根据选择性的要求3号断路器的保护不应该动作，如若动作，这是无选择性的动作（图中其他断路器QF2、QF4、QF5存在同样的问题）。

要解决选择性问题，可在原来电流保护的基础上装设方向元件（功率方向继电器）。首先分析不同点短路时短路功率的方向。规定功率的方向。规定功率的方向由母线流向线路的为正，功率的方向由线路流向母线的为负，并由功率方向继电器加以判断，当功率方向为正时动作，反之不动作。在f1点短路时，流过保护3、4的功率方向是由母线流向线路的，方向为正，保护3、4动作，断开断路器QF3、QF4。在f2点短路时，流过断路器1、2的功率方向也是由母线流向线路的，方向为正，保护1、2动作，，断开断路器QF1、QF2，而f1点短路流过断路器QF3的功率是由线路流向母线，方向为负，保护3不动。这保证了选择性。借助功率方向继电器，就可以很好的解决继电保护用于双侧电源和单侧电源环网输电线路时的选择性问题。

从图4-1中不难看出，在f1短路通过断路器QF1的功率方向也是由母线指向线路；f1点故障断路器1的保护也满足动作条件。保护1 是保护3的上级，保护1能反应f1点故障的保护是带延时的保护，当f1点发生故障时，断路器QF3在断路器QF1之前动作切除故障，故障切除后，断路器1的保护就返回，可保证供电的持续性，根据以上分析，判别短路功率的方向，是解决电流保护用于双侧电源或单电源环网输电线路选择性问题的有效方法。这种附加判功率方向的电流保护，称为方向电流保护。其触点连接图如图4-2所示。

图4-2 方向电流保护原理图

在图中KW为功率方向继电器。由KW判别功率的方向，KA判别电流的大小。只有在正向范围内发生了短路故障，KW、KA均动作，断路器才断开切除故障。

2.方向电流保护的整定计算

当线路上某一点发生故障时，对任一断路器的保护装置，流过的短路电流都是单一方向的，所以，两端电流线路上电流保护的整定计算方法，与前面所讲的三段式电流保护的整定计算方法基本相同。所不同的是方向电流保护要注意正向电流，即方向电流保护的动作电流要按正向电流计算。在图4-3中，计算断路器QF1、QF3、QF5速断保护的动作电流时，可将QF6断开计算各自线路末端的短路电流，再根据短路电流计算速断保护的动作电流；过电流保护的动作电流应根据正常运行时的正负电流计算。同理，可将QF1断开计算另一方向的动作电流值。

图4-3 方向电流保护的整定计算网络图

对于方向过电流保护的时间整定，同方向的保护应按阶梯时限整定，在图4-3所示系统中，应满足

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【实验内容】

1．功率方向保护各继电器的调试整定及控相（1）实验接线见图4-4，按实验要求进行正确接线。

（2）根据继电器的调试整定要求将电流继电器动作值整定为0.9A （电流继电器采用DL －21C/3，整定范围为0.5～2A ），时间继电器动作时间整定为1秒（时间继电器采用DS －21），整定范围为0.25～1.25S ），功率方向继电器取-45°灵敏度。

图4-4功率方向保护实验接线图

2．正方向动作功率实验

（1）把各按钮、开关的初始位置设定如下：

系统运行方式切换开关置于“正常”，A站实验内容和B站实验内容切换开关置于“正常工作”，A相短路、B相短路、C相短路按钮处于弹出位置，并把EPL-03A和EPL-03B的线路故障点设置旋钮置于顺时针到底位置，三相调压器旋钮置于逆时针到底位置。

（2）合上漏电断路器和线路电源绿色按钮开关及直流电源船形开关，按下合闸按钮。

缓慢调节三相调压器旋钮，注意观察交流电压表的读数至100V；

（3）把B站实验内容切换开关置于“电流保护”，模拟BC线路末端短路，逆时针调节EPL-03B的线路故障点设置旋钮，使电流表的读数为0.8A，观察各继电器动作情况，作好动作记录，记入表4-1；

（4）继续逆时针调节EPL-03B的线路故障点设置旋钮，使电流表的读数为1.0A，观察各继电器动作情况，作好动作记录，记入表4-1；

（5）切断主电源，把EPL-03B的线路故障点设置旋钮置于顺时针到底位置。

3．反方向动作功率实验

将变压器输出端接至电流继电器和功率方向继电器电流回路的接线方式改变为模拟反方向动作功率方式，其余步骤同“正方向动作功率实验”，记入表4-1。

表4-1

【实验报告】

1.整理实验数据，填入对应的数据表格中。

2.问题与思考

1）方向电流保护是否存在死区？死区可能在什么位置发生？2）简述90°接线原理的三相功率方向保护标准接线要求。

附录：EPL-15相位仪测量相位方法

图4-5所示的EPL-15相位仪测试单元的平面布置图。

图4-5 相位仪单元布置图

（1）在EPL-15电秒表、相位仪的测量单元的电压输入端口端接入电压信号，在电流输入端口端接入电流信号。

（2）显示屏显示的数据即为引入的电压信号与引入的电流信号之间的相位差值。

（3）在进行相位测量时，电压信号与电流输入信号不要接错了位置，且电压信号是并联接入的，电流信号是串联在回路中的。

（4）要注意电压、电流输入信号的极性，极性不对，显示的相位差也不对。

（5）电压输入信号在（0～150V）之间，电流输入信号在（0～1A）之间。

kV输电线路方向电流保护设计

辽宁工业大学电力系统继电保护课程设计（论文）题目：35kV输电线路方向电流保护设计院（系）：电气工程学院专业班级：电气102 学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

续表注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重要的影响。电力系统由各种电气元件组成，由于自然环境、制造质量、运行维护水平等诸多方面的原因，电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的技术之一就是继电保护技术。本文主要对35KV输电线路方向电流保护进行分析与设计，对电气元件在最大运行方式和最小运行方式下的电流进行整定计算后，进行分析，判断是否需要安装方向元件，并在绘制方向电流保护原理图后进行仿真，最后达到安全稳定的保护电力系统运行的要求。关键词：输电线路；方向元件；电流保护；电力系统稳定运行

目录第1章绪论 (4) 1.1输电线路电流保护概述 (4) 1.2 本文设计内容 (4) 第2章输电线路方向电流保护整定计算 (5) 2.1 方向电流Ι段整定计算 (5) 2.1.1 保护4、5的Ι段动作电流的整定 (6) 2.1.2 灵敏度校验 (7) 2.1.3 动作时间的整定 (7) 2.2 保护5、7、9方向电流Ⅱ段整定计算 (7) 2.3方向电流Ⅲ段动作时间整定计算及方向元件的安装 (8) 第3章方向电流保护原理图的绘制与动作过程分析 (9) 3.1绘制方向保护原理图 (9) 3.2动作过程分析 (9) 第4章 MATLAB建模仿真分析 (10) 第5章课程设计总结 (12) 参考文献 (13)

继电保护习题

继电保护习题第一章绪论思考题 1.何为主保护？何为后备保护？ 2.何为近后备保护？何为远后备保护？ 3.电流互感器和电压互感器在作用原理上有什么主要差别？ 4.简述电流互感器、电压互感器的使用注意事项。 5.负序电压、负序电流是如何取得的？在继电保护中为什么要采用这些电气量？作业题 1.在电力系统中继电保护的作用是什么？（1） 2.电力系统对继电保护的基本要求是什么？如何处理这些要求之间的关系?（1） 3.电压变换器、电流变换器和电抗变换器的作用是什么？在使用上有什么差别？（2） 4.如图所示，已知系统电抗Ω=∑=∑1121X X ，Ω=∑220X ，电压互感器的变比1100=ΓT n 。试求：在变电所出线端K 点发生单相接地短路时，变电所测到的零序电压mnO U 是多少？（3） 5.某技术工作者在实现零序电压零序器接线时，将电压互感器付方开口三角形侧B 相绕组的极性接反了，若已知电压互感器的原方相间电压为110kV ，原方绕组与开口三角形绕组之间的变比为kV n pTO 1.0/)3/110(=，求正常情况下m 、n 两端的输出电压？（3） 110kV 0mn U K （1） 4题图

第二章相间短路的电流保护和方向性电流保护思考题 1.电磁型过电流继电器的动作电流与哪些因素有关？ 2.无时限电流速断保护为什么比带时限电流速断保护的灵敏度差？ 3.低电压继电器与过电压继电器有什么不同之处？这两种电压继电器能否互相代替？ 4.在电力系统中，能采用纯电压元件作为输电线路的保护吗？为什么？ 5.三段式电流保护中，那一段最灵敏？那一段最不灵敏？他们是采用什么措施来保证选择性的？ 6.过电流保护的时限是根据什么原则确定的？ 7.三段式电流保护的保护范围如何确定？在一条输电线路上是否一定要采用三段式电流保护？用两段行吗？为什么？ 8.在电流保护的整定计算中，采用了各种系数，如可靠系数k K ，灵敏系数m K 1，返回系数h K ，分支系数fz K ，自启动系数zq K ，接线系数jx K 等等，试说明它们的意义和作用。 9.在?/Y 接线的变压器后发生两相短路时，采用完全星型接线方式和不完全星型两继电器接线方式的电流保护，其灵敏度有什么不同？为什么采用不完全星型三继电器接线方式就能使它的灵敏度与完全星型接线相同？ 10.在什么情况下采用电流保护时必须要装设方向元件才能保证选择性？ 11.在输电线路上采用方向电流保护时，什么情况下会出现死区？ 12.不同的输电线路阻抗角是不同的，为什么功率方向继电器的内角α采用?30或?45，就能保证在不同线路阻抗角下使功率方向继电器工作在较灵敏状态？ 13.按?90接线的功率方向继电器在三相短路和两相短路时，会不会出现死区？为 mn U 5 题图

输电线路电流微机保护实验报告

实验报告姓名：班级：学号：实验二输电线路电流微机保护实验一、实验目的 1．学习电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。 2．了解电磁式保护与微机型保护的区别。二、基本原理 1．试验台一次系统原理图试验台一次系统原理图如图3-1所示。 2．电流电压保护基本原理 1）三段式电流保护当网络发生短路时，电源与故障点之间的电流会增大。根据这个特点可以构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护（简称I 段）、带时限速断保护（简称II 段）和过电流保护（简称III 段）。下面分别讨论它们的作用原理和整定计算方法。（1）无时限电流速断保护（I 段）单侧电源线路上无时限电流速断保护的作用原理可用图3-2来说明。短路电流的大小I k 和短路点至电源间的总电阻R ∑及短路类型有关。三相短路和两相短路时，短路电流I k 与R ∑的关系可分别表示如下： l R R E R E I s s s k 0)3(+== ∑ 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图

l R R E I s s k 0)2(* 23 += 式中， E s ——电源的等值计算相电势；R s —— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R 0—— 线路单位长度的正序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。由上两式可以看到，短路点距电源愈远（l 愈长）短路电流L k 愈小；系统运行方式小（R s 愈大的运行方式）I k 亦小。I k 与l 的关系曲线如图3-2曲线1和2所示。曲线1为最大运行方式(R s 最小的运行方式)下的I K = f (l )曲线，曲线2为最小运行方式(Rs 最大的运行方式)下的I K = f (l )曲线。线路AB 和BC 上均装有仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB 上发生故障时，希望保护KA 2能瞬时动作，而当线路BC 上故障时，希望保护KA 1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本路线全长的100%。但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。以保护KA 2为例，当本线路末端k 1点短路时，希望速断保护KA2能够瞬时动作切除故障，而当相邻线路BC 的始端（习惯上又称为出口处）k 2点短路时，按照选择性的要求，速断保护KA 2就不应该动作，因为该处的故障应由速断保护KA 1动作切除。但是实际上，k 1和k 2点短点时，从保护KA 2安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的，因此，希望k 1点短路时速断保护KA2能动作，而k 2点短点时又不动作的要求就不可能同时得到满足。图3-2 单侧电源线路上无时限电流速断保护的计算图为了获得选择性，保护装置KA2的动作电流I op2必须大于被保护线路AB 外部（k 2点）短路时的最大短路电流I k max 。实际上k 2点与母线B 之间的阻抗非常小，因此，可以认为母线B 上短路时的最大短路电流I k B max =I k max 。根据这个条件得到：max B 12op k rel I K I = 式中，1 rel K ——可靠系数，考虑到整定误差、短路电流计算误差和非周期分

过流保护电路设计

过流保护电路如上图所示。此电路是过流保护电路，其中100kΩ电阻用来限流，通过比较器LM311 对电流互感器采样转化的电压进行比较，LM311的3脚接一10kΩ电位器来调比较基准电压，输出后接一100Ω的电阻限流它与后面的220μF的电容形成保护时间控制。当电流过流时比较器输出是高电平产生保护，使SPWM不输出，控制场效应管关闭，等故障消除，比较器输出低电平，逆变器又自动恢复工作。 1.第一个部分是电阻取样...负载和R1串联...大家都知道.串联的电流相等...R2上的电压随着负载的电流变化而变化...电流大,R2两端电压也高...R3 D1组成运放保护电路...防止过高的电压进入运放导致运放损坏...C1是防止干扰用的... 2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器...由于前级的电阻取样的信号很小...所以得要用放大电路放大.才能用...放大倍数由VR1 R4决定... 3.第三部分是一个比较器电路...放大器把取样的信号放大...然后经过这级比较...从而去控制后级的动作...是否切断电源或别的操作...比较器是开路输出.所以要加上上位电阻...不然无法输出高电平... 4.第四部分是一个驱动继电器的电路...这个电路和一般所不同的是...这个是一个自锁电路... 一段保护信号过来后...这个电路就会一直工作...直到断掉电源再开机...这个自锁电路结构和单向可控硅差不多. 1 采用电流传感器进行电流检测过流检测传感器的工作原理如图1所示。通过变流器所获得的变流器次级电流经I／V转换成电压，该电压直流化后，由电压比较器与设定值相比较，若直流电压大于设定值，则发出辨别信号。但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流，为此需采取如下措施。由于感应电源启动时，启动电流为额定值的数倍，与启动结束时的电流相比大得多，所以在单纯监视电流电瓶的情况下，感应电源启动时应得到必要的输出信号，必须用定时器设定禁止时间，使感应电源启动结束前不输出不必要的信号，定时结束后，转入预定的监视状态。 2 启动浪涌电流限制电路开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。 3 采用基极驱动电路的限流电路在一般情况下，利用基极驱动电路将电源的控制电路和开关晶体管隔离开。控制电路与输出电路共地，限流电路可以直接与输出电路连接，工作原理如图3所示，当输出过载或者短路时，V1导通，R3两端电压增大，并与比较器反相端的基准电压比较。控制PWM信号通断。 4 通过检测IGBT的Vce 当电源输出过载或者短路时，IGBT的Vce值则变大，根据此原理可以对电路采取保护措施。对此通常使用专用的驱动器EXB841，其内部电路能够很好地完成降栅以及软关断，并具有内部延迟功能，可以消除干扰产生的误动作。其工作原理如图4所示，含有IGBT过流信息的Vce不直接发送到EXB841 的集电极电压监视脚6，而是经快速恢复二极管VD1，通过比较器IC1输出接到EXB841的脚6，从而消除正向压降随电流不同而异的情况，采用阈值比较器，提高电流检测的准确性。假如发生了过流，驱动器：EXB841的低速切断电路会缓慢关断IGBT，从而避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载，致使调整管流过很大的电流，使之损坏。故需有快速保护措施。过流保护电路有限流型和截流型两种。限流型：当调整管的电流超过额定值时，对调整管的基极电流进行分流，使发射极电流不至于过大。图4-2为其简要电路图。图中R为一小电阻，用于检测负载电流。当IL不超过额定值时，T1、截止；当IL 超过额定值时，T'1导通，其集电极从T1的基极分流。从而实现对T1管的保护

继电保护实验

实验一：微机型电网电流、电压保护实验实验台工作原理及接线实验台一次接线如图，它是单侧电源供电的输电线路，由系统电源，AB 、BC 线路和负载构成。系统实验电源由三相调压器TB 调节输出线电压100V 和可调电阻R s 组成；线路AB 和BC 距离长短分别改变可调电阻R AB 、R BC 阻值即可；负载由电阻和灯组成。Ａ变电站和Ｂ变电站分别安装有S300L 微机型电流电压保护监控装置。线路AB 、BC 三相分别配置有保护和测量用的电流互感器，变比15/5。图电流、电压实验台一次接线线路正常运行时：线电压100V ，2,8,15,28s AB BC f R R R R =Ω=Ω=Ω=Ω 实验台对应设备名称分别是：（1）1KM 、2KM ：分别为A 变电站和B 变电站模拟断路器；（2）R AB 、R BC ：分别是线路AB 和BC 模拟电阻；（3）3KM 、4KM ：分别是线路AB 和BC 短路实验时模拟断路器；（4）3QF 、4QF ：分别是线路AB 和BC 模拟三相、两相短路开关；实验内容： 1、正确连接保护装置A 站、B 站的电流保护回路和测量回路，注意电流互感器接线。 2、合上电源开关，调节调压器电压从0V 升到100V ，根据计算得到： A 站=set A I I . 7 A ，=set A II I . 3 A ，=set A III I . 2 A ，t =I A 0 s ， t =II A s ， t =III A 1 s ； B 站=set B I I . 3 A ，=set B III I . 2 A ，t =I B 0 s ，t =III B s ，将整定值分别在S300L 保护监控装置A 站、B 站保护中设定。注：A 站保护配置电流I 、II 、III 段保护，B 站只配置电流I 、III 段保护。 3、正常运行：调节Ω=Ω=Ω=15,8,2BC AB s R R R ，分别合上1KM 、2KM ，使A 站、B 站投入运行，此时指针式电流、电压表及S300L 保护监控装置显示正常运行状态的电气量。

三段式电流保护的整定及计算

三段式电流保护的整定及计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取～。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。灵敏系数校验：式中： X1——线路的单位阻抗，一般Ω/KM； Xsmax——系统最大短路阻抗。要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护

整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故：式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取～； △t——时限级差，一般取；灵敏度校验：规程要求： 3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。

动作电流按躲过最大负荷电流整定。式中： KⅢrel——可靠系数，一般取～； Krel——电流继电器返回系数，一般取～； Kss——电动机自起动系数，一般取～；动作时间按阶梯原则递推。灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。要求：作近后备使用时，Ksen≥～作远后备使用时，Ksen≥ 注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端； 4、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

KV线路过电流保护实验

TKDZB－1型电力自动化及继电保护实验装置交流及直流电源操作说明实验中开启及关闭交流或直流电源都在控制屏上操作。一、开启三相交流电源的步骤为： 1）开启电源前，要检查控制屏下面“直流操作电源”的“可调电压输出”开关（右下角）及“固定电压输出”开关（左下角）都须在“关”断的位置。控制屏左侧面上安装的自耦调压器必须调在零位，即必须将调节手柄沿逆时针方向旋转到底。 2）检查无误后开启“电源总开关”，“停止”按钮指示灯亮，表示实验装置的进线已接通电源，但还不能输出电压。此时在电源输出端进行实验电路接线操作是安全的。 3）按下“启动”按钮，“启动”按钮指示灯亮，只要调节自耦调压器的手柄，在输出口U、V、W处可得到0～450V的线电压输出，并可由控制屏上方的三只交流电压表指示。当屏上的“电压指示切换”开关拨向“三相电网输入电压”时，三只电压表指示三相电网进线的线电压值；当“指示切换”开关拨向“三相调压输出电压”时，三表指示三相调压输出之值。 4）实验中如果需要改接线路，必须按下“停止”按钮以切断交流电源，保证实验操作的安全。实验完毕，须将自耦调压器调回到零位，将“直流操作电源”的两个电源开关置于“关”断位置，最后，需关断“电源总开关”。二、开启单相交流电源的步骤为： 1）开启电源前，检查控制屏下面“单相自耦调压器”电源开关须在“关”位置，调压器必须调至零位。 2）打开“电源总开关”，按下“启动”按钮，并将“单相自耦调压器”开关拨到“开”位置，通过手动调节，在输出口a、x两端，可获得所需的单相交流电压。 3）实验中如果需要改接线路，必须将开关拨到“关”位置，保证操作安全。实验完毕，将调压器旋钮调回到零位，并把“直流操作电源”的开关拨回“关”位置，最后，还需关断“电源总开关”。三、开启直流操作电源的步骤为： 1）在交流电源启动后，接通“固定直流电压输出”开关，可获得220V、1.5A不可调的直流电压输出。接通“可调直流电压输出”开关，可获得40～220V、3A可调节的直流电压输出。固定电压及可调电压值可由控制屏下方中间的直流电压表指示。当将该表下方的“电压指示切换”开关拨向“可调电压”时，指示可调电源电压的输出值，当将它拨向“固定电压”时，指示输出固定的电源电压值。

2三段式电流保护的整定及计算

2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护整定计算原则:躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式: 式中: Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下,保护区末端B母线处三相相间短路时,流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数,一般取1、2～1、3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。灵敏系数校验:

式中: X1— —线路的单位阻抗, 一般 0、4 Ω /KM; Xsmax ——系统最大短路阻抗。要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长,才允许使用。 2、限时电流速断保护整定计算原则: 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流,且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性,保护1的动作时限应该比保护2大。故: 式中: KⅡrel——限时速断保护可靠系数,一般取1、1～1、2; △t——时限级差,一般取0、5S; 灵敏度校验:

规程要求: 3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般就是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。动作电流按躲过最大负荷电流整定。式中: KⅢrel——可靠系数,一般取1、15～1、25; Krel——电流继电器返回系数,一般取0、85～0、95; Kss——电动机自起动系数,一般取1、5～3、0; 动作时间按阶梯原则递推。灵敏度分别按近后备与远后备进行计算。式中: Ikmin——保护区末端短路时,流经保护的最小短路电流。即:最小运行方式下,两相相间短路电流。要求:作近后备使用时,Ksen≥1、3～1、5 作远后备使用时,Ksen≥1、2

三段电流保护实验报告

BeijingJiaotongUniversity 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 7．整定值调整把手8．刻度盘9．舌片行程限制杆 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）。电流继电器动作电流、返回电流、返回系数：

三段式电流保护的设计(完整版)

学号 2010 《电力系统继电保护》课程设计（2010届本科）题目：三段式电流保护课程设计学院：物理与机电工程学院专业：电气程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：教授完成日期：年12 月26 日

目录 1 设计原始资料........................................................................................................................................ - 3 - 1.1 具体题目..................................................................................................................................... - 3 - 1.2 要完成的内容............................................................................................................................. - 3 - 2 设计要考虑的问题................................................................................................................................ - 3 - 2.1 设计规程..................................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 短路电流计算规程.......................................................................................................... - 3 - 2.1.2 保护方式的选取及整定计算 .......................................................................................... - 4 - 2.2 本设计的保护配置..................................................................................................................... - 5 - 2.2.1 主保护配置...................................................................................................................... - 5 - 2.2.2 后备保护配置.................................................................................................................. - 5 - 3 短路电流计算........................................................................................................................................ - 5 - 3.1 等效电路的建立......................................................................................................................... - 5 - 3.2 保护短路点及短路点的选取..................................................................................................... - 6 - 3.3 短路电流的计算......................................................................................................................... - 6 - 3.3.1 最大方式短路电流计算 .................................................................................................. - 6 - 3.3.2 最小方式短路电流计算 .................................................................................................. - 7 - 4 保护的配合及整定计算........................................................................................................................ - 8 - 4.1 主保护的整定计算..................................................................................................................... - 8 - 4.1.1 动作电流的计算............................................................................................................ - 8 - 4.1.2 灵敏度校验...................................................................................................................... - 9 - 4.2 后备保护的整定计算................................................................................................................. - 9 - 4.2.1 动作电流的计算.............................................................................................................. - 9 - 4.2.2 动作时间的计算............................................................................................................ - 10 - 4.2.3 灵敏度校验.................................................................................................................... - 10 - 5 原理图及展开图的的绘制.................................................................................................................. - 10 - 5.1 原理接线图............................................................................................................................... - 10 - 5.2 交流回路展开图........................................................................................................................- 11 - 5.3 直流回路展开图....................................................................................................................... - 12 - 6 继电保护设备的选择.......................................................................................................................... - 12 - 6.1 电流互感器的选择................................................................................................................... - 12 - 6.2 继电器的选择........................................................................................................................... - 13 - 7 保护的评价.......................................................................................................................................... - 14 -

继电保护课后习题参考答案

第一章 1、继电保护在电力系统中的任务是什么? 答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。 2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。相间故障无零序分量。对称故障只有正序分量。 3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。 4、简述继电保护的基本原理和构成方式。答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分 5、什么是电力系统继电保护装置? 答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。 6、电力系统对继电保护的基本要求是什么? 答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。3、灵敏性：继电保护的灵敏性，是指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。4、可靠性：保护装置的可靠性是指在该保护装置规定的保护范围内发生了他应该动作的故障时，他不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不该动作的情况下，则不应该误动作第二章 1、何谓三段式电流保护？其各段是如何保证动作选择性的？试述各段的工作原理、整定原则和整定计算方法、灵敏性校验方法和要求以及原理接线图的特点。画出三段式电流保护各段的保护范围和时限配合特性图。答：电流速断是按照躲开某一点的最大短路电流来整定，限时速断是按照躲开前方各相邻元件电流速断保护的动作电流整定，而过电流保护则是按照躲开最大负荷电流来整定。 2、在什么情况下采用三段式电流保护？什么情况下可以采用两段式电流保护？什么情况下可只用一段定时限过电流保护？Ⅰ、Ⅱ段电流保护能否单独使用？为什么？答：越靠近电源端，则过电流保护的动作时限就越长，因此一般都需要装设三段式的保护。线路倒数第二级上，当线路上故障要求瞬时切除时，可采用一个速断加过电流的两段式保护。保护最末端一般可只采用一段定时限过电流保护。I、II段电流保护不能单独使用，I 段不能保护线路的全长，II段不能作为相邻元件的后备保护。 3、如何确定保护装置灵敏性够不够？何谓灵敏系数？为什么一般总要求它们至少大于

(完整word版)继电保护三段电流保护实验实验报告

北京交通大学Beijing Jiaotong University 继电保护三段电流保护实验实验报告姓名： **** 学号： *******(1005班) 指导老师：倪** 课程老师：和*** 实验日期： 2013.5.29（8--10）

目录一、实验预习 (1) 二、实验目的 (1) 三、实验电路 (1) 四、实验注意问题 (2) 五、保护动作参数的整定 (2) 六、模拟故障观察保护的动作情况 (2) 七、思考题 (3)

一、实验前预习：三段电流保护包括： Ⅰ段：无时限电流速断保护 Ⅱ段：限时电流速断保护 Ⅲ段：定时限过电流保护三段保护都是反应于电流增大而动作的保护，它们之间的区别主要在于按照不同的原则来整定动作电流。三段式保护整定计算内容及顺序：1 动作电流：选取可靠系数，计算短路电流和继电器动作电流；2 动作时间的整定；3灵敏度校验。对继电保护的评价，主要是从选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个方面评价。二、实验目的 1、熟悉三段电流保护的接线； 2、掌握三段电流保护的整定计算原则和保护的性能三、实验电路实验电路如下图: 其中继电器的接线法有：（1）三相三继电器的完全星形接线（2）两相两继电器的不完全星形接线

另外还有两种继电器的接法如下：（3）两相三继电器接线法（4）两相继电器接线法对三相继电保护的评价：由I段、II段或III段而组成的阶段式电流保护，其最主要的优点就是简单、可靠，并且在一般情况下能满足快速切除故障的要求，因此在电网中特别是在35kV及以下的单侧电源辐射形电网中得到广泛的应用。其缺点是受电网的接线及电力系统运行方式变化的影响，使其灵敏性和保护范围不能满足要求。四、实验注意问题 1、交流电流回路用允许大于５A的导线； 2、接好线后请老师检查。五、保护动作参数的整定 1、要求整定参数如下：保护I段动作电流为4.8A，动作时间为０秒；保护III段动作电流为1.4A，动作时间为2秒。 2、按上述要求进行电流继电器和时间继电器的整定。时间继电器的整定：将时间继电器整定把手调整到要求的刻度位置。电流继电器的整定：按图接线。先合交流电源开关，但直流电源先不投入，按下模拟断路器手合按钮，调节单相调压器改变电流，分别整定电流I、III段的动作电流，要求电流继电器的动作电流与整定值的误差不超过５％。将实际整定结果填入表13-1。表六、模拟故障观察保护的动作情况 1、电流I段通入５A电流(模拟I段区内故障):先合交流电源开关，但直流电源先不投入，按下模拟断路器手合按钮，调节调压器使电流为５A，再按下模拟断路器手分按钮，投入直流电源，按下模拟断路器手合按钮（模拟手合I段区内故障），观察各继电器的动作。

锂电池保护电路设计方案

锂电池保护电路设计方案锂电池材料构成及性能探析首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。这就是锂电池工作的原理。锂电池充放电管理设计锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。虽然锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高，在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。锂电池的充电过程如图所示。在一个充电周期内，锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度，判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围，则禁止充电。允许充电的电压范围是：每节电池2.5V~4.2V。

(完整版)南理工紫金电力系统继电保护复习题

第一章绪论 1.电力系统继电保护一般应满足速动性、灵敏性、选择性、可靠性四个基本要求。 2.继电保护的灵敏性是指其对保护范围内发生故障或不正常工作状态的反应能力。 3.继电保护的选择性是指继电保护动作时，只能把故障元件从系统中切除,使系统非故障部分继续运行。 4.继电保护的可靠性是指保护在应动作时不拒动,不应动作时不误动。 5.电力系统相间短路的形式有三相短路和两相短路。 6.电力系统发生短路故障后，总伴随有电流的增大、电压的降低、线路始端测量阻抗的减小和电压与电流之间相位角的变化。 7.电力系统发生故障时,继电保护装置应动作于断路器跳闸，电力系统出现不正常工作时, 继电保护装置一般应根据运行条件，发出告警信号，减负荷或跳闸。 8.电力系统最危险的故障是______。C （A）单相接地；（B）两相短路；（C）三相短路。 9.继电保护的基本任务？答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常；（2）反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。 10.对继电保护的基本要求？答：（1）选择性：仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，保证系统中非故障部分的正常工作。（2）速动性：保护装置能迅速动作切除故障。（3）灵敏性：指对于其保护范围内发生故障或不正常运行状态的反应能力。（4）可靠性：指对于该保护装置规定的保护范围内发生了它应该动作的故障时它不拒动，而在任何其它该保护不应动作的情况下，则不应误动。第二章电流保护 1.在三段式电流保护中，电流I段又称为电流速断保护，电流II段又称为限时电流速断保护，电流III段又称为定时限过电流保护。 2.中性点经消弧线圈接地根据补偿程度可分为完全补偿、欠补偿和过补偿三种方式，实际应用中都采用过补偿方式，其中 ∑∑ -= C C L I I I P称为过补偿度，一般取P=5%~10%。 3.线路装设过电流保护一般是为了作本线路的近后备保护及作相邻下一线路的远后备保护。