三段电流保护实验报告
实验三 三段式电流保护实验
实验三三段式电流保护实验【实验名称】三段式电流保护实验【实验目的】1.掌握无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护的电路原理，工作特性及整定原则；2.理解输电线路阶段式电流保护的原理图及保护装置中各继电器的功用；3.掌握阶段式电流保护的电气接线和操作实验技术。
【预习要点】1.复习无时限电流速断保护、限时电流速断保护及过电流保护相关知识。
2.根据给定技术参数，对三段式电流保护参数进行计算与整定。
【实验仪器设备】【实验原理】1．无时限电流速断保护三段式电流保护通常用于3-66kV电力线路的相间短路保护。
在被保护线路上发生短路时，流过保护安装点的短路电流值，随短路点的位置不同而变化。
在线路的始端短路时，短路电流值最大；短路点向后移动时，短路电流将随线路阻抗的增大而减小，直至线路末端短路时短路回路的阻抗最大，短路电流最小。
短路电流值还与系统运行方式及短路的类型有关。
图3-1曲线1表示在最大运行方式下发生三相短路时，线路各点短路电流变化的曲线；曲线2则为最小运行方式下两相短路时，短路电流变化的曲线。
图3-1 瞬时电流速断保护的整定及动作范围由于本线路末端f1点短路和下一线路始端的f2点短路时，其短路电流几乎是相等的（因f1离f2很近，两点间的阻抗约为零）。
如果要求在被保护线路的末端短路时，保护装置能够动作，那么，在下一线路始端短路时，保护装置不可避免地也将动作。
这样，就不能保证应有的选择性。
为了保证保护动作的选择性，将保护范围严格地限制在本线路以内，就应使保护的动作电流I op1.1（为保护1的动作电流折算到一次电路的值）大于最大运行方式下线路末端发生三相短路时的短路电流I f.B.max，即I op1.1 I f.b.max，I op1.1=K rel I f.b.max式中，K rel—可靠系数，当采用电磁型电流继电器时，取K rel=1.2~1.3。
显然，保护的动作电流是按躲过线路末端最大短路电流来整定，可保证在其他各种运行方式和短路类型下，其保护范围均不至于超出本线路范围。
三段式电流保护课程设计心得【模版】
学号 125《电力系统继电保护》课程设计（2012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：电气工程及其自动化作者姓名：指导教师：职称：完成日期： 2015 年 12 月 25 日摘要本次课程设计以电网的某条线路为例进行了三段式电流保护的分析设计。
重点进行了电路的化简，求各节点短路电流，继电保护中电流保护整定值的具体计算，并对计算出的数值进行灵敏度校验。
由于题中所给部分数据缺失，保护3限时电流速断未进行整定计算。
关键字：继电保护；电流保护目录1设计原始资料 (1)1.1具体题目 (1)2设计要考虑的问题 (2)2.1设计规程 (2)2.1.1短路电流计算规程 (2)2.1.2保护方式的选取及整定计算 (3)2.2设计的保护配置 (3)2.2.1主保护配置 (3)2.2.2后备保护配置 (3)3短路电流计算 (3)3.1等效电路的建立 (3)3.2保护短路点及短路点的选取 (4)3.3短路电流的计算 (5)3.3.1最大运行方式短路电流计算 (5)3.3.2最小运行方式短路电流计算 (5)4保护的配合及整定计算 (6)4.1主保护的整定计算 (6)4.1.1动作电流的整定 (6)5原理图及展开图的的绘制 (8)5.1原理接线图 (8)5.2交流回路展开图 (8)5.3直流回路展开图 (9)6继电器的选择 (9)7保护的评价 (11)参考文献 (12)1设计原始资料1.1 具体题目如图所示网络，过电流保护1、2、3的最大负荷电流分别为300、400、500A ，E φ=37/√3KV ，Z 1=0.4Ω/km ，K rel Ⅰ=1.2，K rel Ⅱ=1.1，K rel ,Ⅲ=1.15，K ss =1.5，K res =0.85；L A−B =40Km ，L B−C =60Km,Z T =72Ω。
t 1.max =t 2.max =0.5s ，t 3.max =1s 。
Z s.min =3Ω，Z s.max =5 Ω。
线路三段式电流保护 报告
实验一三段式电流保护一、传统电磁型继电器三段式电流保护（1）实验目的1．掌握无时限电流速断保护、带时限电流速断保护及过电流保护的电路原理、工作特性及整定原则。
2．理解输电线路阶段式电流保护的原理图、展开图及保护装置中各继电器的功用。
（2）实验原理1．阶段式电流保护的构成无时限电流速断只能保护线路的一部分，带时限电流速断只能保护本线路全长，但却不能作为下一线路的后备保护，还必须采用过电流保护作为本线路和下一线路的后备保护。
由无时限电流速断、带时限电流速断与定时限过电流保护相配合可构成的一整套输电线路阶段式电流保护，叫做三段式电流保护。
输电线路并不一定都要装三段式电流保护，有时只装其中的两段就可以了。
例如用于“线路－变压器组”保护时，无时限电流速断保护按保护全线路考虑后，此时，可不装设带时限电流速断保护，只装设无时限电流速断和过电流保护装置。
又如在很短的线路上，装设无时限电流速断往往其保护区图1 三段式电流保护各段的保护范围及时限配合很短，甚至没有保护区，这时就只需装设带时限电流速断和过电流保护装置，叫做二段式电流保护。
在只有一个电源的辐射式单侧电源供电线路上，三段式电流保护装置各段的保护范围和时限特性见图2.11-1。
XL-1线路保护的第Ⅰ段为无时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的前一部分即线路首端，动作时限为t1I，它由继电器的固有动作时间决定。
第Ⅱ段为带时限电流速断保护，它的保护范围为线路XL-1的全部并延伸至线路XL-2的一部分，其动作时限为t1II=t2I+△t。
无时限电流速断和带时限电流速断是线路XL-1的主保护。
第Ⅲ段为定时限过电流保护，保护范围包括XL-1及XL-2全部，其动作时限为t 1III，它是按照阶梯原则来选择的，即t1III=t2III+△t ，t2III为线路XL-2的过电流保护的动作时限。
当线路XL-2短路而XL-2的保护拒动或断路器拒动时，线路XL-1的过电流保护可起后备作用使断路器1跳闸而切除故障，这种后备作用称远后备。
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：lR R E R E I s ss k 0)3(+==∑ 图3-1 电流、电压保护实验一次系统图lR 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。
线路三段式电流保护实验报告
其二，必须考虑当外部故障切除后，电动机自启动电流大于它的正常工作电流时，保护装 置不应动作。例如在图 4 中，k1 点短路时，变电所 B 母线电压降低，其所接负荷的电动机被 制动，在故障由 3QF 保护切除后，B 母线电压迅速恢复，电动机自启动，这时电动机自启动 电流大于它的正常工作电流，在这种情况下，也不应使保护装置动作。
I (3) k
Es R
Es Rs R0l
I
( k
2)
3 * Es 2 Rs R0l
系统运行方式小（Rs 愈大的运行方式）Ik 亦小。Ik 与 l 的关系曲线如图 2 曲线 1 和 2 所示。 曲线 1 为最大运行方式（Rs 最小的运行方式）下的 IK = f(l)曲线，曲式中，Es——电源的等值 计算相电势；Rs—— 归算到保护安装处网络电压的系统等值电阻；R0—— 线路单位长度的正 序电阻；l —— 短路点至保护安装处的距离。
A
~ 5 4
B
1
M
3
k1 C
3QF
2
图 4 选择过电流保护启动值及动作时间的说明
考虑第二种情况时，定时限过电流保护的整定值应满足：
I III op
Kss I L max
式中，Kss——电动机的自启动系数，它表示自启动时的最大负荷电流与正常运行的最大 负荷电流之比。当无电动机时 Kss=1，有电动机时 Kss≥1。
带时限电流速断保护能作为无时限电流速断保护的后备保护（简称近后备），即故障时，
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RTDSfe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卿可。
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。
3最小运行方式下沫端发生两相相间短路时的短路电流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、返回系数和电机的白启动 系数，因此：具体的RTDW 保护设置模块设定在实验过程中体现，这里不再 赘述。
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。
分别在三条线路的中间和末端设置故障。
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;* =顷可靠婆［尸动系数）一上割最大负荷电流）0.9（返回系数）四、 实验步骤1、 建立如下图35kV 电力系统模型:线路一末端负荷 2MW 0.8MVar; 线路二末端负荷 3MW IMVar; 线路三末端负荷 3MW IMVar.2、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。
实验报告-线路三段式电流保护实验-学生
9．观察负荷灯泡熄灭情况和电流表读数，观察三段保护的动作情况。
10．实验结束后，将故障模拟断路器断开，将三相调压器输出调回0V，断开所有电源开关。
六．实验现象及分析
1．按两相星形接线图完成实验接线，将变压器原方CT的二次侧短接。
2．根据理论计算值整定各继电器的动作整定值：
=A、 =秒
=A、 =秒
=A、 =秒
3．将模拟线路电阻可移动头放置在中间（50%）位置。
4．系统运行方式选择为“最大”，将重合闸开关切换至“OFF”位置，转换开关选择在“线路”。退出所有保护连接片，使保护动作后不能够跳闸。
1.学习电力系统电流保护中电流、时间整定值的调整方法。
2.分析三段式电流保护动作配合的正确。
二．使用设备明细
DJZ-IIIC电气控制与继电保护综合教学试验台
三．实验内容
1．学习整定线路三段式电流保护的动作整定值、时间整定值；
2．观察三段式电流保护动作配合情况。
四．实验原理
图1实验原理接线图
五．实验方法、步骤
由于保护出口连接片已退出断开保护动作后不能使模拟断路器分断所以故障持续时间不易太长即要在故障开始后当所有保护均已经动作时人为断开故障模拟断路器
电气工程及其自动化专业实验报告
姓名
学号
实验名称
线路三段式电流保护实验
指导教师
刘天野、秦鹏
实验日期
20140921
所属课程
电力系统继电保护原理
设备台号
一．实验目的
5．核查三相调压器输出为0V。
6．合三相电源开关，合直流电源开关，合上变压器两侧的模拟断路器1KM、2KM，调节调压器输出，使线路上的线电压不超过100V，负载灯亮，合上模拟断路器。
继电保护课程设计(三段电流保护)
继电保护课程设计(三段电流保护)
三段电流保护是用于保护高压设备的继电保护，其功能是当电网中电流大于设定值时，快速切断电源，以限制设备受到电流损害的事故发生。
在设备类型复杂，功率范围较大的
系统中，设置三段电流保护具有良好的保护模式和灵敏度，具有选择性的和安全的动作效果，可以更快更有效地保护设备不受损害。
三段电流保护主要包括三个段落：由一个定值控制开关和两个分断开关组成。
当电网
电流越过上限值设定时，定值控制开关会发出开关控制命令，第一段断路器会被触发，将
电流切断，随后第二段断路器也会被触发，最终实现彻底的断开。
这样，无论是误动作还
是正常操作，都能够及时保护设备不受到电流损害的危险。
三段电流保护的控制器采用“零、声发仪”的原理，它可以检测电网的三相电流，并
与设定值比较，当电流超出设定值时，就会发出报警信号，从而触发定值控制开关。
它还
能够对电流、流向等指标进行记录，提供便于统计的数据。
在安装三段电流保护的过程中，要把握其灵敏度和安全技术标准，确保正确的安装和
接线结构，同时保证器件的稳健性和可靠性，避免因灵敏度过高、错误操作等原因而出现
误动作，影响电流保护的正确动作。
总之，三段电流保护具有良好的保护模式和灵敏度，能够有效地保护高压设备，确保
高压设备误动作最小化，切断电流并实现设备安全保护。
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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
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：
使继电器刚好动作时的最小电流，称为继电器的动作电流。
使继电器刚好返回时的最大电流，称为继电器的返回电流。
电流继电器的返回电流与动作电流的比值，称为返回系数。
电流继电器动作电流的调整方法：
1．改变整定值调整把手的位置（图中7、8）。
通过调整把手，可改变弹簧的反作用力矩，从而可平滑地调整继电器动作电流。
2．改变线圈地连接方式。
电流继电器线圈有两个，因此有两种连接方式：串联和并联。
当调整把手位置一定，采用串联接法，继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值；若采用并联接法，继电器动作电流为刻度盘标注动作电流值的两倍。
图13－2 DL-11型电流继电器
2、时间继电器
时间继电器在继电保护回路中，当保护设备故障发生后，经过指定的延时后作用于断路器跳闸。
结构图内部接线图
1．线圈2．磁导体3．衔铁
4．返回弹簧5．切换接点压头6．瞬时动触点
7．瞬时常闭触点8．瞬时常开触点9．扇形齿曲臂
10．扇形齿11．钟表弹簧12．钟表弹簧调整器
13．传动齿轮14．摩擦离合器15．主传动齿轮
16．传动齿轮17、18中间齿轮19．摆齿轮
20．钟摆21．摆锤22．延时动触点
23．延时静触点24．时间刻度盘25．动触点轴
图13－3 DS-110型时间继电器结构图
动作原理：
当线圈（图中1）接入电压后，衔铁（图中3）即被瞬时吸入电磁线圈中，依附在衔铁上的杠杆（图中9）被释放，在弹簧（图中11）的的作用下，使扇形齿轮（图中10）顺时针方向旋转，并带动齿轮（图中13）、动触点（图中22）及与其同轴的摩擦离合器（图中14）一起逆时针旋转，通过主齿轮（图中15）传动钟表机构，钟表机构按整定的时间（图中23）接通动触点（图中22），从而实现了延时的作用。
当加在线圈上的电压消失后，在返回弹簧（图中4）的作用下，杠杆（图中9）立即使扇形齿轮恢复原位，动触点（图中25）轴顺时针方向旋转，摩擦离合器（图中14）与传动齿轮（图中13）脱开，此时钟表机构不参加工作，接点瞬时返回。
图13－4 DS-110型时间继电器
3、中间继电器
中间继电器主要用来扩大接点容量和数量，作为保护出口跳闸用，也作为辅助继电器用。
结构图内部接线图
1．电磁铁2．线圈3．衔铁
4．静触点5．动触点6．反作用弹簧
7．衔铁行程限制器
图13－5 DZ－17型中间继电器结构图
动作原理：
当线圈（图中2）加上70％以上额定电压时，衔铁（图中3）就会被吸到电磁铁（图中1）的磁极上，动触点（图中5）与静触点（图中4）接通，继电器动作。
如线圈失电，衔铁受弹簧（图中6）的拉力而返回原位。
图13－6 DZ－17型中间继电器
4、信号继电器
结构图内部接线图
1．电磁铁2．线圈3．衔铁
4．动触点5．静触点6．信号掉牌
7．弹簧8．复归把手9．观察窗
图13－7 DX-11型信号继电器结构图
动作原理：
当信号继电器线圈（图中2）流过电流时，电磁力吸引衔铁（图中3）而释放信号牌（图中6），信号牌由于本身的重量而下落，并停留在垂直位置，通过观察窗（图中9）可以看见继电器动作掉牌信号，同时固定信号牌的轴旋转90度，使动触点（图中4）与静触点（图中5）接通，从而接通灯光或音响信号回路。
当故障处理复位信号时，由工作人员转动信号继电器上的复位复位把手（图中8），信号掉牌和触点复归原位。
图13－8 DX-11型信号继电器
三、继电保护实验内容
1、三段电流保护实验
1）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。
2.）实验电路
实验电路如图13-1所示。
图13-1 实验电路图
3）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。
4）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（注意：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13-1 整定结果
5）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（注意：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情况并记录：电流继电器（DL11）、（DL13）起动；时间继电器（会）起动；信号继电器（2XJ）掉牌，保护（0）秒跳闸。
②电流III段
通入1.5A电流(模拟III段区内故障)：实验方法同上。
电流继电器（DL13）起动，时间继电器（会）起动；信号继电器（1XJ）掉牌，保护（2）秒跳闸。
区外故障：通入１A电流，模拟III段范围以外故障：实验方法同上。
所有继电器（都不）动作。
6）思考题
①在三段式电流保护中，如果在I段保护范围内发生了相间短路，当I段的起动元件拒绝动作，将如何切除故障？
答：第III段保护会作为后备保护而动作，切出故障
②中间继电器的作用是什么？
答：中间继电器是用来转换和传递控制信号的元件。
输入信号是线圈的通电断电信号，输出信号为触点的动作。
它本质上是电压继电器，但具有触头多（多至六对或更多）、触
头能承受的电流较大、动作灵敏等特点。
可以用中间继电器来扩大接点容量。