实验三 输电线路微机距离保护实验
距离保护综合实验报告
一、实验目的1. 理解距离保护的基本原理和工作特性。
2. 掌握距离保护的调试方法和步骤。
3. 分析距离保护在不同故障情况下的动作行为。
4. 提高对电力系统保护装置的维护和管理能力。
二、实验原理距离保护是一种根据电力系统故障点的距离来判定故障位置并实施保护的继电保护装置。
它利用故障点距离保护装置的距离与系统各元件阻抗的关系，通过测量保护装置处的电压和电流，计算出故障点的距离，从而实现对故障的快速切除。
距离保护的基本原理如下：1. 利用故障点的电压和电流的相位差，确定故障点与保护装置之间的距离。
2. 根据距离计算结果，判断是否发出跳闸信号，实现对故障的切除。
三、实验仪器与设备1. 距离保护实验装置2. 电力系统模拟器3. 数字示波器4. 电流表5. 电压表6. 计算器四、实验步骤1. 熟悉实验装置的结构和原理，了解各部件的功能。
2. 将实验装置按照实验要求进行接线，确保接线正确无误。
3. 打开电力系统模拟器，设置实验参数，如故障类型、故障位置等。
4. 启动实验装置，观察保护装置的动作情况，记录相关数据。
5. 改变故障参数，重复步骤4，观察保护装置的动作行为。
6. 分析实验数据，验证距离保护的工作原理和特性。
五、实验内容1. 故障类型：短路故障、接地故障、过负荷故障。
2. 故障位置：线路末端、线路中部、保护装置附近。
3. 故障类型与位置组合：共9种组合。
六、实验结果与分析1. 短路故障：在故障点附近，距离保护装置能够迅速动作，切除故障；在故障点较远的位置，距离保护装置动作时间有所延迟。
2. 接地故障：距离保护装置对接地故障的灵敏度较高，能够迅速动作，切除故障。
3. 过负荷故障：距离保护装置对过负荷故障的灵敏度较低，不能有效切除故障。
七、实验结论1. 距离保护能够根据故障点的距离，实现对电力系统故障的快速切除。
2. 距离保护在不同故障类型和位置下的动作行为有所不同，需要根据实际情况进行调整和优化。
3. 距离保护在实际应用中，需要定期进行维护和校验，确保其可靠性和准确性。
微机型输电线路距离保护的研究与实现
圈３ 数码 管显 示部分
电流 互感器 的使用注意事项 有 ： 电流互感器在工作时在二次侧 ① 绝对 不允许开路 。② 开路 电流互 感器 的二次侧必 须有一端接地 。 这 主要 是为 了防止一 、二次 测绕组 问绝缘后 ，一次 侧的高 压窜入 二次 侧 ，危及人身和设 备的安全 。 电压互感器 的使 用事项 ： 电匪互感 器的二次侧在工作时绝对 不 ① 允许开路。② 电压互感器的二次侧必须有一端接地 。 这主要是为了防止一 、二次侧绕组问绝缘后 ， 一次 侧的高压窜入 二次侧 ， 危及人 身和 设备的安全。
１１ 输 入 信 号 预 处 理 ．
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图１ Ｄ ００￣线图 Ａ Ｃ ８９
主 电路 的 电压 电流 按 一定 比 例转 换成 电压信 号 ，本 装 置 采用 ３０ ５ ８ Ｖ／Ｖ的 电压互感器 和１Ａ／Ｖ的电流互感器 。通过 互感器后的信号 ０ ５ 再接到信号调理 电路 。 （ ） 感器 。互感 器是一次 回路 与二次 回路 的联 络元件 ，在 电 １ 互 力系统 中专为测量和 保护服 务。它是一种特种 变压器 ，可分 为电流互 感器和 电压互感器 。互感器在供配 电系统 中起 的作用是 ： 使测量仪 ① 表 、继 电器等二次设备与主 回路隔离 。这样既可 以防止 主回路的高电
压、大 电流直接引入仪表 、继 电器等二次 没备 ，又可 以防止仪 表、继 电 等二次设备的故障影响主 电路 ，从而提高一 、二次 电路运 行的安 器
是Ｔ Ｐ ２ ，只有 当单片 机的 Ｌ５１ 管脚Ｐ ． ２ 分别为０ 时 ， ２ 、Ｐ ． ３ ４ 、ｌ ｓ ； 才发 出低 电平信号 ，光耦导通 ， ， 一 ． ： ＜ 给 中间继电器线圈加上２ Ｖ ４ 直 一 ＿ 流电压 ，主电路跳 闸 。
继电保护原理实验报告
继电保护实验报告实验名称_ 距离保护实验课程名称_电力系统继电保护院系部: _____________________专业班级：___________学生姓名：_______________学号:____________同组人:_____________ ________________________实验台号:____________指导教师：_______________成绩：___________实验日期________________华北电力大学（北京）一、实验目的及要求：1）了解微机保护装置在大电流接地系统下的整定计算 2）熟悉微机保护装置距离保护测试方式二、仪器用具：三、实验原理距离保护大体原理与组成利用保护安装处测量电压和测量电流的比值mmI U 所组成的继电保护方式称为阻抗保护。
对于输电线路，由于 ，所以，还能反映短路点到保护安装处的距离 ，因此，通常也称为距离保护。
其中，Z1为线路单位长度正序阻抗，lm 短路点距离。
依据测量阻抗在不同情况下的“不同”，保护就可以够区分出系统是不是发生故障，和故障发生的范围——正向范围，或反向。
CSL-161B 微机保护装置说明：CSL161B 线路保护装置配置了闭锁式高频距离和高频零序方向保护、三段式相间距离、三段式接地距离、四段式零序方向电流保护及三相一次重合闸，适用于大电流接地系统的线路保护。
mm m ml z Z I U 1==1）、硬件组成原理图（1）、硬件组成原理2）、起动元件装置设有一个反映任一相相电流突变量的起动元件，起动元件不起动时，高频、距离和零序保护均不投入。
3）、距离保护阻抗动作特性：本装置采用多边形动作特性，为保证出口短路的明确方向性，采用电压记忆，即用故障前的电压顺移两个周波后，同故障后电流比相。
4）、高频保护本装置设置了高频相间距离保护和高频零序方向保护，通道方式只考虑闭锁式，不适用于允许式。
5）、零序保护零序保护设计为四段零序方向保护。
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。
实验三距离保护
实验三、距离保护及方向距离保护整定实验一、实验目的1．熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。
2．掌握时限配合、保护动作阻抗（距离）和对DKB、YB的实际整定调试方法。
二、预习与思考1．什么是距离保护？距离保护的特点是什么？2．什么是距离保护的时限特性？3．什么是方向距离保护？方向距离保护的特点是什么？4．方向距离保护的Ⅰ段和Ⅱ段为什么在单电源或多电源任何形状的电网中都能够保证有选择性地切除故障线路？5．阶段式距离保护中各段保护是如何进行相关性配合的？6．在整定距离保护动作阻抗时，是否要考虑返回系数。
三、原理说明1．距离保护的作用和原理电力系统的迅速发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多，网络结构复杂化。
在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往往不能满足要求。
电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间来判断故障是否发生以及是否属于内部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。
针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出故障点至保护安装处的距离并与保护范围对应的距离比较，即可判断出故障点的位置从而决定其行为。
这种方式显然不受运行方式和接线的影响。
这样构成的保护就是距离保护。
以上设想，表示在图5-1中。
图中线路A侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距离为l，按该保护的保护范围整定的距离为l zd，如上所述，距离保护的动作原理可用方程表示：l≤l zd。
满足此方程时表示故障点在保护范围内，保护动作；反之，则不应动作。
图5-1 距离保护原理说明Z—表示距离保护装置距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的z1（输电线每千米的正序阻抗值）得到：Z d = z1l ≤ z1l zd ( 5-1 )式（5-1）称为动作方程或动作条件判别式。
表明距离保护是反应故障点到保护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护范围（距离或阻抗）进行比较，从而决定是否动作的一种保护装置。
实验三报告
实验三微机型距离保护实验张汉花5100309389一、实验目的和要求1 学会微机型距离保护中阻抗继电器动作特性的测试。
2 熟悉微机三段式距离保护的原理和算法二、实验原理1.三段式距离保护：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，一般也称作三阶梯式，即有与三个动作范围相应的三个动作时限：1t、2t、3t。
下图示出了线路AB距离保护的时限特性2.方向阻抗继电器动作特性：它的特性是以整定阻抗为直径而通过坐标原点的一个圆Zzd。
方向阻抗继电器的保护范围跟阻抗继电器的整定阻抗角Φzd很有关系，若Φzd与线路阻抗角Φl相等，则继电器的动作阻抗最大（等于圆的直径）亦即保护范围最长，继电器最灵敏。
此时的整定阻抗角称为阻抗继电器的最大灵敏角，用Φsen表示。
（方向阻抗继电器动作特性）动作条件：比相式：270°≥arg ZjZj−Zzd≥90°比幅式：|Zj−12Zzd|≤|12Zzd|(三段距离保护整定)3.实验接线原理：调节移相器的角度可以改变U与I 之间的相位角（即阻抗保护所测得的阻抗角）。
移相器的定子绕组为三相对称绕组，它产生三相对称感应电动势，调节定子、转子绕组轴线之间的角度，可以改变移相器输出电压的相位。
距离保护的额定电压是100V,因此移相器的输出电压也应是100V. 移相器输出电压的大小可以由移相器前面的三相自耦变压器来调节。
三、实验数据记录及处理极坐标形式为：阻抗保护的动作特性图：四、思考题1．距离保护主要由哪几个环节构成？答：距离保护由启动元件，距离元件（三段式距离保护），时间元件构成。
距离保护组成元件2．距离保护与过流保护相比有何不同？具体优点在哪里？答：电流保护特点：简单，经济及工作可靠，保护范围以及灵敏度系数直接收电网接线方式及系统运行方式影响，其选择性，及灵敏性，速动性不能满足35kv以上系统距离保护：反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据距离的远近而确定动作时限。
实验三 输电线路微机距离保护实验
实验三 输电线路微机距离保护实验一、实验目的1、了解微机距离保护的概况2、了解微机距离保护所使用的多边形动作特性 二、实验原理1、本试验台微机距离保护软件基本框图如图6-7所示。
图6-7 微机距离保护软件基本框图初始化数据采集及电量计算YN阻抗保护？有突变量标志？ 负序分量计算负序分量大于给定值？阻抗计算测量阻抗在Ⅰ段动作区内？发Ⅰ段动作命令显 示 读键盘信息有键入信号？ 键入信号处理显示信息重合闸投入？ 重合闸条件满足？重合闸时间到？发重合闸命令 显示信息阻抗计算测量阻抗在Ⅲ段动作区内？测量阻抗在Ⅱ段 动作区内？故障时间到？ 发Ⅱ段动作命令故障时间到？ 发Ⅲ段动作命令YY Y NNYNNYYYNN NYYYNNY2、微机距离保护的设置及相关说明DJZ-ⅢC 型试验台中的微机保护装置可以实现三段式电流保护、三段式距离保护及变压器差动保护、后备保护。
通过试验台上保护单元箱有关整定值的设置。
可以选择进行不同的实验内容。
当变压器保护投入时，程序运行变压器差动保护和变压器后备保护的内容；当距离保护投入时（此时变压器保护不投入））程序运行距离保护内容；当变压器保护和距离保护均不投入时，程序运行线路电压电流保护内容。
三段式距离保护为相间距离保护。
阻抗特性采用多边形特性，保护通过相电流差突变量元件启动，采用负序方向元件把关。
电流保护与距离保护共用同一滑线变阻器模拟该线路下任意一点短路。
本试验台阻抗保护实现方法是利用移相器改变 PT 副方电压相量与电流相量间的相对关系，其一次原理图如图 6-8所示。
故障发生时，检查出电压、电流的幅值变化及他们间相角的差值情况，通过计算阻抗与给定的动作特征进行比较来确定是否有故障发生的。
通常阻抗保护 第Ⅰ段保护本线路全长的 80%~85%；第Ⅱ段保护本线路的全长，且延伸到下一段的部分，相当于125%；第Ⅲ段为本线路和相邻线路的后备，有一定裕量，相当于250%。
由此可得阻抗整定值。
微机继电保护测试仪如何进行距离保护试验
微机继电保护测试仪如何进行距离保护试验电力工作者在工作中，经常需要对电力变压器和继电器进行检测，以判断这些设备性能的好坏，因此需要用到微机继电保护测试仪，而距离保护试验是微机继电保护测试仪经常需要用到的一个使用，很多人都不知道这个试验应当如何进行，本文就给以YTC1000微机继电保护测试仪为例，来给大家进行简单的介绍。
只有选择了“距离保护”测试项目时，该页面才处于激活状态，允许设置相应参数。
如下图所示：相间短路阻抗和接地距离阻抗1、可以打“√”选择需要进行哪几段保护试验。
2、直接将保护整定值输入阻抗数据框中。
定值可以选择按Z-Φ方式还是按R-X方式输入。
3、设置的每段试验电流必须大于保护的启动电流。
并且相间距离试验中，其阻抗与电流的乘积约为20－40V内较好，不能超过57V；接地距离试验中，其阻抗与电流的乘积约为20－30V内较好，不能超过57V。
一般还应遵守阻抗（或电抗）越小，电流越大的原则，才能保证测试更准确。
4、设置的各段“试验时间”必须大于该段的整定动作时间。
例如：假设I段整定动作时间为0s，II段为0.5s，III段为1.0s。
考虑到保护本身跳闸有一定的固定延时，可以设I、II、III段的试验时间分别为0.2s、0.7s、1.2s，如上图所示。
这样，测试的理想结果将是：0.95倍时，本段动作，1.05倍时，本段不动，下一段时间不够也动作不了。
也可以将上述三段的时间均设置得大于第三段动作时间。
这样，测试的理想结果将是：0.95倍时，本段动作，1.05倍时，本段不动，下一段动作。
5、将各段整定动作时间输入“整定时间”框内，该时间参量只起参考作用，不影响试验结果。
6、在“方向”栏中，用鼠标单击，可在“正向”与“反向”之间切换，这样能方便测试一些方向性的距离保护。
7、最后再选择需要测试的故障类型。
其中单相接地故障用于接地距离阻抗校验，两相短路和三相短路用于相间距离阻抗校验。
如过要做接地距离试验还需正确输入零序补偿系数。
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实验三 输电线路微机距离保护实验
一、实验目的
1、了解微机距离保护的概况
2、了解微机距离保护所使用的多边形动作特性 二、实验原理
1、本试验台微机距离保护软件基本框图如图6-7所示。
图6-7 微机距离保护软件基本框图
初始化
数据采集及电量计算
Y
N
阻抗保护？
有突变量标志？ 负序分量计算
负序分量大于给定值？
阻抗计算
测量阻抗在Ⅰ段
动作区内？
发Ⅰ段动作命令
显 示 读键盘信息
有键入信号？ 键入信号处理
显示信息
重合闸投入？ 重合闸条件满足？
重合闸时间到？
发重合闸命令 显示信息
阻抗计算
测量阻抗在Ⅲ段
动作区内？
测量阻抗在Ⅱ段 动作区内？
故障时间到？ 发Ⅱ段动作命令
故障时间到？ 发Ⅲ段动作命令
Y
Y Y N
N
Y
N
N
Y
Y
Y
N
N N
Y
Y
Y
N
N
Y
2、微机距离保护的设置及相关说明
DJZ-ⅢC 型试验台中的微机保护装置可以实现三段式电流保护、三段式距离保护及变压器差动保护、后备保护。
通过试验台上保护单元箱有关整定值的设置。
可以选择进行不同的实验内容。
当变压器保护投入时，程序运行变压器差动保护和变压器后备保护的内容；当距离保护投入时（此时变压器保护不投入））程序运行距离保护内容；当变压器保护和距离保护均不投入时，程序运行线路电压电流保护内容。
三段式距离保护为相间距离保护。
阻抗特性采用多边形特性，保护通过相电流差突变量元件启动，采用负序方向元件把关。
电流保护与距离保护共用同一滑线变阻器模拟该线路下任意一点短路。
本试验台阻抗保护实现方法是利用移相器改变 PT 副方电压相量与电流相量间的相对关系，其一次原理图如图 6-8所示。
故障发生时，检查出电压、电流的幅值变化及他们间相角的差值情况，通过计算阻抗与给定的动作特征进行比较来确定是否有故障发生的。
通常阻抗保护 第Ⅰ段保护本线路全长的 80%~85%；第Ⅱ段保护本线路的全长，且延伸到下一段的部分，相当于125%；第Ⅲ段为本线路和相邻线路的后备，有一定裕量，相当于250%。
由此可得阻抗整定值。
由原理接线图可见，模拟线路电阻滑动头与故障时基本阻抗模值相对应。
如当模拟线路电阻滑动头移至50%处时，表示模拟线路故障时的阻抗模值为 5Ω。
将整定值表中的阻抗特性电阻分量设置为4Ω，相间Ⅰ段电抗分量定值设置为8Ω，相间Ⅱ段电抗分量定值设置为 12.5Ω，相间Ⅲ段电抗分量定值设置为 25Ω，以下实验都按此整定值。
阻抗保护程序正常运行时，微机处于测量状态，显示屏显示 A 、B 、 C 三相电流幅值和 AB 、BC 、CA 相线电压幅值；微机保护的测量阻抗在动作区域内，且当故障持续时间到时，在显示屏上显示故障类型和测量阻抗模值的大小。
微机装置根据测量阻抗和整定值的设置情况确定选择出口继电器，并点亮“保护动作”指示灯。
图6-8 阻抗保护实验一次系统图
1
2,4,5Ω
测量孔
1KM 1CT
TM 220/127V
R S
最小
最大
区内
区外
PT 测量 移相器
2KM
2CT
K1 1R 2Ω 3KM
R d
10Ω 2R
45Ω
DX K3
阻 抗 保 护
三、实验内容
DJZ-III试验台的常规继电器和
微机保护装置都没有接入电流互感
器TA回路，实验前应接好线才能进
行实验。
微机阻抗保护实验原理接
线图如图6-9所示。
通过在不同的移相角度和短路
电阻下，经过多次实验，可确定I
段保护的动作区域，II、III段保护
的动作区域由于试验台所设线路结
构模型的限制，只能测出部分范围。
为了能通过尽可能少的实验次数确定I段保护的动作区域，可根据图6-6给出的多边形阻抗保护动作特性和电阻分量及I段电抗分量整定值的大小计算出明确的I段保护动作区域，然后再通过实验进行检查。
以下给出的实验步骤和数据记录表格仅作参考，实验者可根据实际要求进行修改。
（1）按上图完成实验接线。
（2）合上三相电源开关、直流电源开关、移相器以及微机保护装置电源开关，合上模拟断路器1KM、2KM，然后在P T测量处并联接入交流电压表，调节调压器输出，使试验台微机保护单元电压显示值升到50V，负载灯全亮。
（3）按附录二中所述方法将微机阻抗保护整定值进行修改（有关整定值的大小详见本节相关部分）
（4）将台面右上角的L P1（微机出口连接片）接通。
（5）合上模拟线路的 SA 和 SB 短路模拟开关。
（6）合上故障模拟断路器 3KM。
模拟系统发生两相短路故障。
此时负荷部分熄灭，微机装置显示“ab 相阻抗Ⅰ段动作和测量阻抗幅值的大小”，同时“保护动作”指示灯点亮，由I段保护动作跳开模拟断路器，从而实现保护功能。
（7）断开故障模拟断路器3KM，按微机保护的“信号复归”按钮，可重新合
上模拟断路器 2KM ，负荷灯全亮，即恢复模拟系统无故障运行状态。
（8）以1Ω为步长，移动短路电阻滑动头，重复步骤（6）和（7），直到I 段保护不动作，记下此时的短路电阻值。
（9）按表6-1中给定的值将移相器调整到另一个角度，将短路电阻滑动头先移动到30%处，或将短路电阻滑动头移至比理论计算值约小2Ω处，重复实验步骤（6）至（8），将实验结果记录在表6-1中。
表6-1 多边形阻抗保护特性实验数据记录表（1表示动作，0表示不动作）
（10）实验结束后，将调压器输出调回零，断开各种短路模拟开关，断开模拟断路器，最后断开所有实验电源开关。
（11）根据实验数据确定I 段阻抗保护的动作区域，并与图6-7所示动作区域进行比较，分析误差原因。
运行方式 电阻/Ω
10
30
50
70
90
正常运行方 式（AB 相短路） 动作情 况 II 段动作 II 段动作 III 段 动作 III 段 动作 III 段 动作 保护动作时 间 6.05 8.38 9.13 9.42 10.27 测量阻抗幅 值
9.53
11.8
13.8
16.2 18.2
最大运行方 式（AB 相短路）
动作情 况 I 段动作 II 段动作 II 段动作 III 段 动作 III 段 动作 保护动作时 间 12.07 12.36 13.0 13.21 13.41 测量阻抗幅 值
7.9
9.79
12.1
14.4
17.0。