华北电力大学 继电保护综合实验报告 完整版

1、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 . 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1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1台表1- 12、三相短路实验1) 实验接线图1- 12) 实验中短路故障参数设置实验序号R/X/15.0

2、1.025.03.335.06.0表1- 23) 保护动作情况及报文记录R/X/动作情况动作时间/S报文5.01.0跳A0.02117 1ZKJCK CJ L=20.00 AB5.03.3跳A0.504502 2ZKJCK CJ L=74.00 CA5.06.0跳A3.0063002 3ZKJCK CJ L=136.00 AB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=5.0，X=1.0时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00R=5.0，X=3.3时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00R=5.0，X=6.0时，距离保护III段动作，故障距离L=136.003、单

3、相接地短路实验1) 实验接线见三相短路试验中的图1-12) 实验中短路故障参数设置见三相短路试验中的表1-23) 保护动作情况记录（A相接地）R/X/动作情况动作时间/S报文5.01.0跳A0.02418 1ZKJCK CJ L=20.00 AN5.03.3跳A1.0051002 2ZKJCK CJ L=77.50 AN5.06.0跳A3.0083003 3ZKJCK CJ L=142.00 AN表1- 4 A相接地故障，保护记录4) 报文及保护动作结果分析R=5.0，X=1.0时，距离保护I段动作，故障距离L=20.00R=5.0，X=3.3时，距离保护II段动作，故障距离L=77.50R=

4、5.0，X=6.0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=（0.80.85）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，I

5、jw，CT,PT,X2）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,PT3）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

6、，KG2，KG3，RD2，XX1，XX2，XX3，TX2，TX3,IO1IO2,I03，I04.TOR,T03.T04,TGH,IQD,IJW,KX,KR,PT,CT,X4）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

7、实验. 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1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B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1-12) 实验中短路故障参数设置同表1-23) 保护动作情况及报文记录（AB相间）R/X/动作情况动作时间/S报文5.01.0跳A0.03328

8、 1ZKJCK CJ L=21.25 AB5.03.3跳A0.509503 2ZKJCK CJ L=74.00 AB5.06.0跳A3.0063002 3ZKJCK CJ L=136.00 AB表2- 2 AB相间故障记录4)保护动作结果分析R=5.0，X=1.0时，距离保护I段动作，故障距离L=21.25R=5.0，X=3.3时，距离保护II段动作，故障距离L=74.00R=5.0，X=6.0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1-12) 实验中短路故障参数设置同表1-23) 保护动作情况记录R/X/动作情况动作时间/S报文5.0

9、1.0跳A0.02017 1ZKJCK CJ L=20.37 AB5.03.3跳A0.505502 2ZKJCK CJ L=73.50 AB5.06.0跳A3.0053002 3ZKJCK CJ L=136.00 AB表2- 3 AB相接地故障记录R/X/动作情况动作时间/S报文5.01.0跳A0.02418 1ZKJCK CJ L=20.00 AN5.03.3跳A1.0051002 2ZKJCK CJ L=77.50 AN5.06.0跳A3.0083003 3ZKJCK CJ L=142.00 AN表2- 4 A相接地故障记录4)保护动作结果分析R/X/AB相接地故障结果分析A相接地故障结果

10、分析5.01.0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=20.005.03.3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=74.005.06.0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。. 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

11、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1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B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- 22) 实验中参数设置KG1=400FKG2=E210KG3=0000RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1

12、=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=8AI02=6AI03=4AI04=2AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30°IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM3) 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=1.2I01I01CK，CHCK0.0271.549零序I段动作，重合闸启动BN瞬时接地IBN=1.05I02102CK，CHCK0.5061.545零序II段动作，重合闸启动CN瞬时接

13、地ICN=1.05I03I02CK，CHCK1.0051.545零序II段动作，重合闸启动CN永久接地ICN=1.05I01I01CK，CHCK，I01JSCK0.0391.5450.142零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I02I01CK，CHCK，I01JSCK0.5041.5450.544零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I03I03CK，CHCK，I03JSCK1.0051.5451.049零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I04I04CK，CHCK，I04JSCK1.5051.5451.554零序I段动作，重合闸后加速ICN=0.9I04无000不动作表3-

14、33、不带方向零序电流保护实验1) 实验接线图3- 22) 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=1.2I01I01CK，CHCK0.0271.548零序I段动作，重合闸启动BN瞬时接地IBN=1.05I02102CK，CHCK0.5051.545零序II段动作，重合闸启动CN瞬时接地ICN=1.05I03I03CK，CHCK1.0051.544零序II段动作，重合闸启动CN永久接地ICN=1.05I01I03CK，CHCK

15、0.0391.5450.142零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I02I02CK，CHCK0.5061.5450.544零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I03I03CK，CHCK1.0061.5441.045零序I段动作，重合闸后加速ICN=1.05I04I04CK，CHCK1.5061.5451.554零序I段动作，重合闸后加速ICN=0.9I04无000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。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。进行反方向短路测试，取值与一相同，但方向相反

16、。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. 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1MRT继电保护测试仪1台2CSL161B微机线路保护装置1

17、台表4- 1 2、高频保护动作特性实验1) 实验接线图4- 12) 实验中短路故障参数设置及保护装置整定值KG1=400FKG2=E210KG3=0009RDZ=2XX1=2XX2=4XX3=6XD1=2XD2=4XD3=6TX2=0.5”TX3=1”TD2=0.5”TD3=1”I01=4AI02=3AI03=2AI04=1AT02=0.5”T03=1”T04=1.5”TCH=1.5”VTQ=30°IQD=1.04AIJW=6AKX=0.6KR=2.3PT=1CT=1X1=0.4/KM表4- 23) 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/sR

18、/X/I/AAB相间短路（瞬时）335区内GPJLCK CHCK L=7.46AB0.0541.545AB相间短路（永久）335区内GPJLCK CHCK L=7.46AB0.05251.545通道故障AB相间短路（永久）335区内GPJLCK CHCK L=7.46AB0.0621.545AB相间短路（瞬时）35.52.1区外AB相间短路（永久）35.52.1区外通道故障AB相间短路（永久）35.52.1区外A相接地（瞬时）335区内GPI0CK CHCK L=7.62 AN0.0561.547A相接地（永久）335区内GPI0CK CHCK GPI0CK L=7.71AN0.0540.21

19、4通道故障A相接地（瞬时）335区内GPI0CK CHCK L=7.71 AN0.0601.547A相接地（瞬时）35.52.1区外A相接地（永久）35.52.1区外通道故障A相接地（瞬时）35.52.1区外表4- 34) 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=6A I02=5A I03=3A I04=1A故障参数R=3 X=5.5 I=3时，A相永久性接地故障时，继电器误动报文：GPI0CK CHCK GPI0CK L=14.31AN，跳闸时间0.060s，重合闸时间1.545s，后加速时间0.219s3、PT断线试验1）实验中控制字及参数设置：KG1=800F，

20、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/X/I/AA相接地（永久）335区内告警PTDXAB相间短路（永久）335区内告警PTDXAB相间短路（永久）35.52.1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7.46ABAB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7.46

21、ABAB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7.62 ANA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7.71 ANA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

22、。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。. 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

23、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1MRT继电保护测试仪1台2CSL161BB微机线路保护装置1台表5- 1 2、自动重合闸重合方式实验1) 实验接线图5- 12) 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=5.0，X=3.3时，A相接地永久性故障/

24、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=5.0，X=3.3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/s1.0061.0051.0061.005重合闸时间/s1.5451.5451.5451.545后加速时间/s1.0441.044报文I03CK CHCK L=8.18 ANI03CK CHCK L=8.25 ANI03CK CHCK L=8.25 ANI03CK CHCK L=8.25 AN动作结果分析零序III段动作

25、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- 2 3、自动重合闸后加速实验1) 实验接线：同图5-12) 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=5.0，X=3.3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1.0061.5450.142I03CK CHCK I03JSCK L=8.25 AN表5- 34) 保护动作结果分析零序III段动作，故障距离L

26、=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。. 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、

27、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继电保护测试仪模型线路短路故障，观察实验现象、记录实验报文并进行分析。 三、实验方法1、实验设备序号型 号名 称数 量1CSC2000变电站自动化系统监控主站1台2CSI200微机测量与控制单元2台3CSL160微机线路保护装置2台4MRT继电保护测试仪1台表6- 1 2、变电站

28、自动化系统熟悉实验1) 实验接线图6- 12) 实验中的操作过程1、遥控实验实验过程：在变电站监控主站上发出分、合断路器112操作命令。实验现象记录：模拟设备指示灯指示位置报文分断路器112断开操作员z：分2#测控4有关参数项：操作对象号42015-01-19 10:07:37-630 2#测控CSI200EA接收远方跳闸命令操作员z：分2#测控4遥控返回成功！有关参数项：操作对象号42015-01-19 10：07：37-630 2#测控CSI200EA跳闸成功2015-01-19 09：07：23 2#测控（开关1）高压侧开关：分操作员z：分22#测控4遥控成功！合断路器112闭合操作员z

29、：合2#测控4有关参数项：操作对象号42015-01-19 10:10:59-110 2#测控CSI200EA接收远方合闸命令操作员z：合2#测控4遥控返回成功！有关参数项：操作对象号42015-01-19 10：10：59-110 2#测控CSI200EA合闸成功2015-01-19 09：10：45 2#测控（开关1）高压侧开关：合操作员z：合22#测控4遥控成功！表6- 2实验结果分析：1） 遥控过程：操作员发送信号给操作对象，远方终端接收命令采取跳闸动作，动作完成后先操作员上传信息。2） 通过报文的时间记录，可以发现此时，变电站的远端和设备的终端时钟不一致。2、遥测、遥信实验实验过程：

30、将二次测量设备开关闭合，测量2#主变母线的电压、电流及P、Q、cos。实验现象记录：1）断路器动作过程表：报文合202断路器操作员z：合2#测控5有关参数选项：操作对象5号2015-01-19 10：12：02-370 2#测控CSI200EA接收远方合闸命令操作员z：合2#测控5遥控返回成功！有关参数项：操作对象号52015-01-19 10：12：02-370 2#测控CSI200EA合闸成功2015-01-19 09：11：48 2#测控（开入24）低压侧开关：合操作员z：合2#测控5遥控成功！表6- 32）110kV5#母线电压记录表110kV5#母线相电压线电压UA（kV）48.41

31、83.64UB（kV）48.2283.42UC（kV）48.0283.433）2#主变电流、有功、无功及余弦角记录调度号Ia（A）Ia（A）Ia（A）P（MW）Q（Mvar）COS1122.732.732.710.390.021.002022.732.732.710.390.021.00表6- 4实验结果分析：1) 二次测量设备完好，即可实现遥测信息的实时测量。2) 110kV母线电压可能因系统原因，电压偏低。余弦角为1，此时系统所带负荷为纯电阻电路。3、保护动作实验：实验过程：设置故障使保护动作，读取变电站报文。3) 实验现象故障类型报文C相出口短路2015-01-19 09：12：37 2

32、#差动（开入11）差动速断C项出口动作人为在一次侧闭合低压侧开关2015-01-19 09：13：44 2#测控（开入24）低压侧开关：分表6- 53) 实验结果分析当一次侧发生故障或人为操纵开关，信号能够准确的上传到远动终端，实现变电站自动化。四、思考题1 理解变电站自动化系统的结构。理解系统中各装置的功能。各装置之间是如何通信的。1） 结构：（1） 分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。（2）集中式系统结构系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输入输出、保护、控

33、制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。（3）分层分布式结构按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构。站级系统大致包括站控系统（SCS）、站监视系统（SMS）、站工程师工作台（EWS）及同调度中心的通信系统（RTU）。2） 功能：站控系统（SCS）：应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，完成站内的运行管理及控制(包括就地及远方控制管理两种方式)，例如事件记录、开关控制及SCADA的数据收集功能。站监视系统（SMS）：应对站内所有运行设备进行监测，为站控系统提供运行状态及异常信息，即提供全面的运行信息功能，如扰动记录、站内设备运行状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。站工程师工作台（EWS）：可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能，也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。3） 通信方式：RS-485总线 现场总线 以太网2 遥控命令是如何下传的：1） 调度中心向厂站端RTU发出遥控选择命令。2） RTU接到