定时限过电流保护及电流速短保护实验
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。
4定时限过电流保护
即：
– 2）远后备： – 采用最小运行方式下相邻线路末端两相短路时的短路电流进行
校验。即：
2.1.4 定时限过电流保护
三、定时限过电流保护的单相原理接线图
– 与第Ⅱ段限时电流速断保护接线图相同，只是电流继电器 的定值与时间继电器定值不同。
– 图中 ： LH 电流互感器、LJ 电流继电器为测量 元件； SJ时间继电器为逻 辑元件； XJ信号继电器、TQ 断路器跳闸线圈为 执行元件。
按阶梯原则整定。 即 动作时限与流过电流大小无关。
2.1.4 定时限过电流保护
– 一般来说，任一过电流保护的动作时限，应选择的比相 邻各元件保护的动作时限均高出至少一个Δt，只有这样 才能充分保证动作的选择性。
– 即:
2.1.4 定时限过电流保护
4、保护装置灵敏性校验——灵敏系数的计算
– 1）近后备： – 采用最小运行方式下本线路末端两相短路时的短路电流来校验。
2.1.4 定时限过电流保护
四、小结：
– 第Ⅲ段定时限过电流保护的动作电流比第Ⅰ、Ⅱ段的动作 电流小的多，其灵敏度比第Ⅰ、Ⅱ段更高；
– 在后备保护之间，只有灵敏系数和动作时限都互相配合时， 才能保证选择性；
– 保护范围是本线路和相邻下一级线路全长； – 电网末端第Ⅲ段的动作时间可以是保护中所有元件的固有
2.1.4 定时限过电流保护
2、整定计算的基本原则
- 1、动作电流 整定原则：按躲过本线路最大负荷电流来整定。同时保证在外部
故障切除后，保护装1.4 定时限过电流保护
三段式过流保护整定原则
三段式过流保护整定原则一、三段式过流保护概述三段式过流保护由电流速断保护（Ⅰ段）、限时电流速断保护（Ⅱ段）和定时限过电流保护（Ⅲ段）组成，分别用于快速切除近处故障、切除本线路全长范围内的故障以及作为相邻线路保护的后备保护，在电力系统的安全稳定运行中起着重要作用。
二、电流速断保护（Ⅰ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路末端的最大短路电流来整定。
这是因为如果不躲过，在被保护线路末端发生短路时，电流速断保护就会误动作，将本线路切断，而实际上故障应该由下一级线路的保护去切除。
其动作电流计算公式为I_{op1}=K_{rel}I_{k.max}，其中I_{op1}为电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.2 - 1.3），I_{k.max}为被保护线路末端的最大短路电流。
2. 动作时间- 动作时间一般取t_{1}=0s（实际上考虑到继电器固有动作时间等因素，大约为0.06 - 0.1s），这是为了实现快速切除故障，尽可能减少故障对系统的影响。
三、限时电流速断保护（Ⅱ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过下级线路电流速断保护的动作电流来整定。
这样可以保证在下级线路的速断保护范围以外发生故障时，本级的限时电流速断保护才动作，避免无选择性动作。
其动作电流计算公式为I_{op2}=K_{rel}I_{op1下}，其中I_{op2}为本级限时电流速断保护的动作电流，K_{rel}为可靠系数（一般取1.1 - 1.2），I_{op1下}为下级线路电流速断保护的动作电流。
2. 动作时间- 动作时间比下级线路电流速断保护的动作时间高出一个时间级差Δ t，一般Δ t = 0.5s。
这是为了保证动作的选择性，即当下级线路的速断保护先动作时，本级的限时电流速断保护不动作；只有当下级线路速断保护拒动时，本级限时电流速断保护才在高出一个时间级差后动作。
四、定时限过电流保护（Ⅲ段）整定原则1. 动作电流- 按照躲过被保护线路的最大负荷电流来整定。
电流速断保护和过电流保护
电流速断保护和过电流保护一、电流速断保护1.保护特性和整定原则电流速断保护是一种无时限或具有很短时限动作的电流保护装置，它要保证在最短时间内迅速切除短路故障点,减小事故的发生时间，防止事故扩大。
电流速断保护的整定原则是:保护的动作电流大于被保护线路末端发生的三相金属性短路的短路电流。
对变压器而言，则是:其整定电流大于被保护的变压器二次出线三相金属性短路的短路电流。
整定原则如此确定，是为了让无时限的电流保护只保护最危险的故障，而离电源越近，短路电流越大，也就越危险。
2.保护范围电流速断保护不能保护全部线路，只能保护线路全长的70%-80%,对线路末端附近的20%~30%不能保护。
对变压器而言，不能保护变压器的全部，而只能保护从变压器的高压侧引线及电缆到变压器一部分绕组（主要是高压绕组）的相间短路故障。
总之，速断保护有不足，往往要用过电流保护作为速断保护的后备。
二、过电流保护1 .保护特性和整定原则过电流保护是在保证选择性的基础上,能够切除系统中被保护范围内线路及设备故障的有时限动作的保护装置,按其动作时限与故障电流的关系特性的不同，分为定时限过流保护和反时限过流保护。
过电流保护的整定原则是要躲开线路上可能出现的最大负荷电流，如电动机的启动电流，尽管其数值相当大,但毕竟不是故障电流，为区别最大负荷电流与故障电流，常选择接于线路末端、容量较小的一台变压器的二次侧短路时的线路电流作为最大负荷电流。
整定时，对定时限过电流保护只要依据动作电流的计算值就行了，而对反时限过电流保护则要依据启动电流及整定电流的计算值做出反时限特性曲线，并给出速断整定值才能进行。
过电流保护是有时限的继电保护，还要进行时限的整定。
根据上述反时限特性曲线，做电流整定时，已同时;故了时限整定，对定时限过电流保护，则要单独进行时限整定。
整定动作时限必须满足选择性的要求，充分考虑相邻线路h、下两级之间的协调。
对于定时限保护与定时限的配合，应按阶梯形时限特性来配合，级差一般满足O.5s就可以了,对于反时限保护的配合，则要做出保护的反时限特性曲线来确定，要保证在曲线一端的整定电流这一点，动作时限的级差不能小于0.7S<.2 .保护范围过电流保护可以保护设备的全部和线路的全长，而且，它还可以用做相邻下一级线路的穿越性短路故障的后备保护。
矿井供电三段式保护整定计算
三段式电流保护工作原理、整定计算什么是三段式电流保护三段式电流保护指的是电流速断保护（第一段）、限时电流速断保护（第二段）、定时限过电流保护（第三段）相互配合构成的一套保护、下面我们就来详细介绍一下三段时电流保护的工作原理和整定计算方法。
一、电流速断保护（第I段）简单网络接线示意图对于仅反应于电流增大而瞬时动作的电流保护，称为电流速断保护。
为优先保证继电保护动作的选择性，就要在保护装置起动参数的整定上保证下一条线路出口处短路时不起动，这在继电保护技术中，又称为按躲过下一条线路出口处短路的条件整定。
以上图1所示的网络接线为例，假定每条线路上均装有电流速断保护，对于安装在A母线处的保护1来讲，其起动电流必须整定得大于d2点处短路时，可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下B母线上三相短路时的电流，即：当被保护线路的一次侧电流达到起动电流这个数值时，安装在A母线处的保护1就能起动，最后动作于跳断路器1对保护2来讲，按照同样的原则，其起动电流必须整定得大于d4点处短路时，可能出现的最大短路电流，即在最大运行方式下C母线上三相短路时的电流，即：当被保护线路的一次侧电流达到起动电流这个数值时，安装在B母线处的保护2就能起动，最后动作于跳断路器2。
后面几段线路的电流速断保护整定原则同上。
电流速断保护的主要优点是：简单可靠，动作迅速，因而获得了广泛的应用。
但由于引入的可靠系数，所以不难看出，电流速断保护的缺点是：不能保护本线路的全长，且保护范围直接受系统运行方式变化的影响。
运行实践证明，电流速断保护的保护范围大概是本线路的85%~90%。
二、限时电流速断保护（第II段）1、工作原理及整定计算的基本原则由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此我们考虑增加一段新的保护，用来切除速断范围以外的故障，保护本线路的全长，同时也能作为电流速断保护的后备保护。
由于要求它必须保护本线路的全长，因此它的保护范围必然要延伸到下一条线路中去，这样当下一条线路出口处（如图1中，对于保护1来说，d2点处）发生短路时，它就要起动，在这种情况下，为了保证动作的选择性，就必须使保护的动作带有一定的时限，但又为了使这一时限尽量缩短，我们就考虑使它的保护范围不超过下一条线路速断保护（如图1中的保护2）的保护范围，而动作时限则比下一条线路速断保护高出一个时间阶段，即如图2（a）所示，由于它能以较小的时限快速切除全线路范围以内的故障，所以我们称它为限时电流速断保护。
过电流保护实验
实验二：过电流保护实验一、实验目的与要求熟悉过电流保护的电路图的电气连接，掌握过电流保护的工作原理。
二、实验类型验证性实验三、实验原理及说明过电流保护就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。
当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号。
电网中发生相间短路故障或者非正常负载增加，绝缘等级下降等情况下，电流会突然增大，电压突然下降，过流保护就是按线路选择性的要求，整定电流继电器的动作电流的。
当线路中故障电流达到电流继电器的动作值时，电流继电器动作按保护装置选择性的要求，有选择性的切断故障线路，通过其触点启动时间继电器，经过预定的延时后，时间继电器触点闭合，将断路器跳闸线圈接通，断路器跳闸，故障线路被切除，同时启动了信号继电器，信号牌掉下，并接通灯光或音响信号。
四、实验仪器模拟变电所平台五、实验内容要求把过电流保护的电气接线图绘制出来，并结合接线图叙述其工作原理（包括断路器的合闸动作和分闸动作）。
六、实验分析与思考1. 过电流保护电路中包括哪些继电器，其分别的作用是什么？过流继电器，用于电流故障判断，如DL-31或GL-15等时间继电器，用于整定值中间继电器用于扩张接点或容量电压继电器用于欠压或过压判断信号继电器用于发信号中间继电器：用于各种保护和自动控制线路中，以增加保护和控制回路的触点数量和触点容量。
时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定时间才闭合或断开其被控线路继电器。
（识别真假事故、、、、、过电流保护）四个电流继电器：2. 继电器的线圈和接点是如何先后动作的？、继电器的动合(常开)触点在继电器线圈未通电、通电、断电时是如何动作的A:未通电，断开。
定时限过电流保护实验报告
定时限过电流保护实验报告
实验目的：
1. 了解电路中的定时器、继电器以及限制电流器的工作原理；
2. 掌握熟悉检测继电器、定时器以及其他电路元件的方法；
3. 设计和制作简单的过电流保护电路。
实验原理：
在电路中添加一个过电流保护电路可以在电路发生过电流时自动进行防护处理，防止
电路损坏。
利用定时器来判断电路是否处于过电流状态，当过电流时间达到一定程度之后，继电器将被触发，并切断电源，以达到过电流保护的目的。
实验器材：
1. 万用表
2. 经验板
3. 继电器
4. 定时器集成电路
5. 电阻、电容、二极管、LED等元件
6. 电源
实验步骤：
1. 按照电路原理图连接电路，其中包括定时器（555集成电路）、继电器、限制电流器等元件；
2. 检测电路元件参数是否符合实验要求，并根据需要进行调整；
3. 进行实验测试，记录电路过电流保护时的时间；
4. 根据实验数据进行分析，找出各种异常情况，并观察改进方法；
5. 在实验操作结束后，对整个实验过程进行总结，评估实验的结果及过程。
实验结果：
经过实验测试，我们成功地制作出了过电流保护电路。
当电路发生过电流时，定时器可以精确地计时并控制开关的动作。
在约10秒钟过后，继电器将被触发，并切断电源，达到了过电流保护的目的。
实验心得：
通过实验，我深刻地认识到了电路中各种元件的作用，并学会了如何根据电路要求选取相应的元件。
在实验中，我们需要不断的检测电路各个部分的参数以及中间结果，加强对电路工作原理的理解，从而不断得到进一步的改进。
实验也提高了我的实际操作能力。
《电力系统继电保护实验》实验报告
网络高等教育《电力系统继电保护》实验报告学习中心：奥鹏学习中心层次：专科起点本科专年级：学号：学生姓名：实验一电磁型电流继电器和电压继电器实验一、实验目的1. 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的的实际结构，工作原理、基本特性；2. 学习动作电流、动作电压参数的整定方法。
二、实验电路1．过流继电器实验接线图过流继电器实验接线图2.低压继电器实验接线图低压继电器实验接线图三、预习题1.过流继电器线圈采用_串联_接法时，电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出；低压继电器线圈采用__并联 _接法时，电压动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电压值读出。
(串联，并联)2. 动作电流（压），返回电流（压）和返回系数的定义是什么？答：1.使继电器返回的最小电压称为返回电压；使继电器动作的最大电压称为动作电压；返回电压与动作电压之比称为返回系数。
2.使继电器动作的最小电流称为动作电流；使继电器返回的最大电流称为返回电流；返回电流与动作电流之比称为返回系数。
四、实验内容1．电流继电器的动作电流和返回电流测试表一过流继电器实验结果记录表2．低压继电器的动作电压和返回电压测试表二低压继电器实验结果记录表五、实验仪器设备六、问题与思考1．电流继电器的返回系数为什么恒小于1？答：由于摩擦力矩和剩余力矩的存在，使得返回量小于动作量。
根据返回力矩的定义，返回系数恒小于1.2．返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途？答：返回系数是确保保护选择性的重要指标，让不该动作的继电器及时返回，使正常运行的部分系数不被切除。
3. 实验的体会和建议电流保护的动作电流是按躲开最大负荷电流整定的，一般能保护相邻线路。
在下一条相邻线路或其他线路短路时，电流继电器将启动，但当外部故障切除后，母线上的电动机自启动，有比较大的启动电流，此时要求电流继电器必须可靠返回，否则会出现误跳闸。
所以过电流保护在整定计算时必须考虑返回系数和自起动系数，以保证在上述情况下，保护能在大的启动电流情况下可靠返回。
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北京联合大学
实验报告
课程名称：供电技术
定时限过电流保护及电流速短保护实验
学院：自动化学院专业：电气工程与自动化姓名：皮博迪学号： 2011100334229 指导教师：宋玉秋成绩：
2014年5月16日
定时限过电流保护及电流速短保护
一：实验目的：
1. 理解供电技术中定时限过电流保护及电流速短保护线路及其保护原理；
2. 学会自我设计电路原理图，并分析判断运行结果的正确性。
3. 明确定时限过电流保护及电流速短保护装置中信号继电器、中间继电器的应
用与作用；
4. 掌握定时限过电流保护及电流速短保护的整定原则与方法以及灵敏度的计算；
二：实验原理：
继电保护装置是一种能反映供电系统中电气元件（电气线路、变压器、母线、用电设备等）发生故障或处于不正常运行状态、并动作于断路器跳闸或发出信号的自动装置。
继电保护装置由三部分组成：
所谓继电保护，泛指继电保护的技术和由各种继电保护设备组成的保护系统，具体包括：继电保护的设计、配置、整定、调试等技术；从获取电量信息的互感器二次回路、经过继电保护装置、至电路器跳闸线圈的一整套设备。
如果需要利用通信手段传递信息，还包括通信设备。
动作于跳闸的继电保护，在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
a) 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。
b).速动性
所谓速动性，就是发生故障时，保护装置能迅速动作切除故障。
对不同的电压等级要求不一样，对110KV及以上的系统，保护装置和断路器总的切故障时间为0.1秒，因此保护动作时间只有几十个毫秒（一般30毫秒左右），而对于35KV 及以下的系统，保护动作时间可以为0.5秒。
c）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。
其灵敏性有的保护是用保护范围来衡量，有的保护是用灵敏系数来衡量。
d）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它应该动作的故障时，它不应该拒绝动作，而在任何其他该保护不应该动作的情况下，则不应该误动作。
简单说就是：该动的时候动，不该动的时候不动。
该动的时候不动是属于拒动，不该动的时候动了是属于误动。
不管是拒动还是误动，都是不可靠。
以上四个基本中，可靠性是最重要的，选择性是关键，灵敏性必须足够，速动性则应达到必要的程度。
我们所有的继电保护装置都是围绕这四个要求做文章，当然不同的保护，对这些要求的侧重点是不一样的，有的侧重于选择性，有的侧重于速动性，有时候为了保证主要的属性可能会牺牲一些其他的属性。
定时限过电流保护：当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用定时限保护动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号。
电流速断保护：电流速断保护按被保护设备的短路电流整定，当短路电流超过整定值时，则保护装置动作，断路器跳闸，电流速断保护一般没有时限，不能保护线路全长（为避免失去选择性），即存在保护的死区。
三、实验步骤
1、定时限过电流保护
（1）按照定时限过电流保护接线图连接电路，检查电路交直流电源，确保交直流线路连接正确；
（2）进行定时限过电流保护整定计算
继电器动作电流整定：
动作时限整定：
（3）调节电流继电器指针，数值为之前整定的继电器动作电流值，调节时间继电器指针，数值为之前整定的动作时限值；
（4）进行短路测试，观察测试结果。
2、电流速断保护
（1）按照电流速断保护接线图连接电路，检查电路交直流电源，确保交直流线路连接正确；
（2）进行电流速断保护整定计算
继电器动作电流整定：
（3）调节电流继电器指针，数值为之前整定的继电器动作电流值；
（4）调节短路点，并进行短路测试，记下短路点位置；
（5）重复步骤（4），直至测出保护死区。
四：实验原理图及展开图：
1、定时限过电流保护
2、电流速断保护
五：实验计算：
1、定时限过电流保护
a)继电器动作电流值：
b)动作时限值：
c)灵敏度：
2、电流速断保护
a)继电器动作电流值：
b)灵敏度：
c)死区范围：
六：实验分析及结论。