繼電保護(hù)及微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

繼電保護(hù)及微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電力系統(tǒng)動(dòng)模與自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)繼電保護(hù)及微機(jī)保護(hù)部分實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書目 錄第一章 概述 1一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1二、系統(tǒng)特點(diǎn) 1三、系統(tǒng)構(gòu)成 1四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板說明及內(nèi)部接線 2五、操作注意事項(xiàng) 4第二章 數(shù)字式繼電器特性實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)一、數(shù)字式電流、過電壓和低電壓繼電器特性實(shí)驗(yàn)7實(shí)驗(yàn)二、數(shù)字式反時(shí)限電流繼電器特性實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)三、數(shù)字式功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)15實(shí)驗(yàn)四、數(shù)字式差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)五、數(shù)字式阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)19第三章 成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)24實(shí)驗(yàn)六 三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)25實(shí)驗(yàn)七 零序電流保護(hù)實(shí)驗(yàn) 32實(shí)驗(yàn)八 三段式距離保護(hù)實(shí)驗(yàn) 35實(shí)驗(yàn)九 變壓器保護(hù)實(shí)驗(yàn) 3841第一章 概述一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介：TQDB-III多功能微機(jī)保護(hù)與變電站綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)采用集成式、開放式的設(shè)計(jì)思路，覆蓋了多個(gè)專業(yè)多門課程，適合電力系統(tǒng)、電氣類、自動(dòng)化類、電工類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行研究性、綜合性、設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)。本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書著重介紹與電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)、變電站綜合自動(dòng)化課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可完成：常規(guī)繼電器特性實(shí)驗(yàn)、數(shù)字式繼電器特性實(shí)驗(yàn)及成組微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)三大部分。其中包含的常規(guī)繼電器有：DL-31型電流繼電器、DY-36型電壓繼電器、LG-11型功率方向繼電器、LCD-4型變壓器差動(dòng)繼電器。數(shù)字式繼電器有：數(shù)字式電流繼電器、電壓繼電器，反時(shí)限電流繼電器，功率方向繼電器，差動(dòng)繼電器，阻抗繼電器，零序電流、零序電壓繼電器，負(fù)序電流繼電器、負(fù)序電壓繼電器，反時(shí)限零序繼電器、反時(shí)限負(fù)序電流繼電器。微機(jī)保護(hù)部分包括：?jiǎn)坞p電源10kv線路微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)，單雙電源35kv線路微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)，單雙電源110kv線路微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)，變壓器微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)，電容器微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)。二、系統(tǒng)特點(diǎn)：1. 實(shí)驗(yàn)接線非常簡(jiǎn)單明確，減小實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的強(qiáng)度。2. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用自主研制的信號(hào)發(fā)生裝置提供高精度實(shí)驗(yàn)信號(hào)，省去了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的調(diào)壓器、移相器、滑線電阻和測(cè)量?jī)x表。實(shí)驗(yàn)接線非常簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。3. 各種常規(guī)繼電器和微機(jī)保護(hù)繼電器特性實(shí)驗(yàn)可以設(shè)置為自動(dòng)或手動(dòng)測(cè)試，并在PC機(jī)屏幕上直觀的顯示坐標(biāo)描點(diǎn)和繪制繼電器特性曲線全過程4. 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上具有成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)的接線圖，學(xué)生在面板上進(jìn)行微機(jī)保護(hù)裝置與電流、電壓及出口信號(hào)的連接，在上位機(jī)界面上設(shè)置故障類型和故障點(diǎn)，可在接線圖上或在上位機(jī)界面中執(zhí)行短路操作，并觀察動(dòng)態(tài)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象5. 系統(tǒng)附帶詳細(xì)的原理講解和操作說明，可以幫助學(xué)生在加深理解實(shí)驗(yàn)原理的基礎(chǔ)上熟悉實(shí)驗(yàn)過程，達(dá)到良好的實(shí)驗(yàn)效果三、系統(tǒng)構(gòu)成： 一套實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)由一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)、多個(gè)常規(guī)保護(hù)繼電器、一臺(tái)TQDB-II型多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置、一臺(tái)TQWX-II微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀和一臺(tái)PC機(jī)構(gòu)成。系統(tǒng)原理構(gòu)成如圖1-1。圖1-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1) 微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀：分別與PC機(jī)、多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置和多個(gè)常規(guī)繼電器連接。用于受PC機(jī)控制對(duì)電力系統(tǒng)中任意線路或設(shè)備正常運(yùn)行以及各種故障的情況進(jìn)行模擬，產(chǎn)生相應(yīng)的電流、電壓信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)，并將信號(hào)送到多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置和常規(guī)繼電器的輸入端，同時(shí)向PC機(jī)傳送電流、電壓的錄波數(shù)據(jù)、各開關(guān)量變位信息及各保護(hù)或重合閘的動(dòng)作時(shí)間數(shù)據(jù)。2) 常規(guī)繼電器：與微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀連接，用于利用微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀測(cè)試各種常規(guī)繼電器的特性；3) 多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置：分別與微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀、PC機(jī)連接，可通過PC機(jī)下載保護(hù)程序、整定各保護(hù)定值、設(shè)置參數(shù)、查詢保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，接受微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀產(chǎn)生的模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)完成多種微機(jī)繼電保護(hù)和測(cè)控功能，并將保護(hù)動(dòng)作量通過開關(guān)量輸出反饋回微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀，將保護(hù)和重合閘的動(dòng)作信息、及各開入量狀態(tài)上傳給PC機(jī)。4) PC機(jī)：分別與微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀、多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置連接，用于控制微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀產(chǎn)生各種模擬信號(hào)和開關(guān)量信號(hào)、向多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置下載程序、整定保護(hù)定值，并接收微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀和多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置上傳的信息，顯示實(shí)驗(yàn)界面和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，便于進(jìn)行各種微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)和變電站綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)及培訓(xùn)。四、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板說明及內(nèi)部接線：實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板布置分四部分：成組微機(jī)保護(hù)接線圖、多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置部分、常規(guī)保護(hù)繼電器部分和微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀。見圖1-2。1. 多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置部分包括多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置及電壓、電流、開關(guān)量輸入及開關(guān)量接線區(qū)。為方便實(shí)驗(yàn)接線，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部已將多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置背部的各端子分別引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上相應(yīng)接線端。2. 成組微機(jī)保護(hù)接線圖為了在進(jìn)行成組微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，直觀地反應(yīng)微機(jī)保護(hù)裝置在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上設(shè)置了成組微機(jī)保護(hù)接線圖。接線圖上的各接線端子已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部和測(cè)試儀相應(yīng)電流、電壓及開關(guān)量端子一一連接。因此實(shí)驗(yàn)時(shí)可將微機(jī)保護(hù)裝置接線區(qū)各接線孔用測(cè)試線分別和接線圖中的各接線孔連接。見圖1-3。3. 常規(guī)保護(hù)繼電器部分為方便實(shí)驗(yàn)接線，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部已將各常規(guī)保護(hù)繼電器背部的各接線端子分別引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上各繼電器相應(yīng)的電壓、電流接線端。各常規(guī)保護(hù)繼電器的開出接點(diǎn)通過“轉(zhuǎn)換開關(guān)”并接在“常規(guī)保護(hù)出口”上。圖1-2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板布置圖圖1-3 成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線示意圖五、操作注意事項(xiàng)：1、實(shí)驗(yàn)前必須仔細(xì)閱讀TQWX-II微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀用戶手冊(cè) （或繼電保護(hù)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)軟件幫助文件）和TQDB-II型多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置用戶手冊(cè)，熟悉TQWX-II微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀和TQDB-II型多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置的操作使用后方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)電流較大時(shí)，不得長(zhǎng)期工作，尤其是系統(tǒng)的信號(hào)源測(cè)試儀。3、接線完畢后，要由另一人檢查線路。第二章 常規(guī)繼電器特性實(shí)驗(yàn)由PC機(jī)控制TQWX-II微機(jī)型繼電保護(hù)試驗(yàn)測(cè)試儀發(fā)出各種電流和電壓信號(hào)，測(cè)試以下常規(guī)繼電器的性能：DL-31型電流繼電器、DY-36型電壓繼電器、LG-11型功率方向繼電器、LCD-4型變壓器差動(dòng)繼電器。常規(guī)繼電器實(shí)驗(yàn)方式構(gòu)成原理圖見下圖。為方便實(shí)驗(yàn)接線，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部已將各常規(guī)保護(hù)繼電器背部的各接線端子分別引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上各繼電器相應(yīng)的電壓、電流接線端。各常規(guī)保護(hù)繼電器的開出接點(diǎn)通過“轉(zhuǎn)換開關(guān)”并接在“常規(guī)保護(hù)出口”上。常規(guī)繼電器實(shí)驗(yàn)方式構(gòu)成原理圖第二章 數(shù)字式繼電器特性實(shí)驗(yàn)本章包含的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的功能是由多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)不同的功能只需向裝置硬件中下載相應(yīng)的保護(hù)程序（實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)成如下圖）。某一個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目表示用多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)某一種具體功能，例如“數(shù)字式功率方向繼電器特性實(shí)驗(yàn)”指的就是用多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)功率方向繼電器的功能。為方便實(shí)驗(yàn)接線，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部已將多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置背部的各端子分別引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上相應(yīng)接線端。數(shù)字式繼電器實(shí)驗(yàn)方式構(gòu)成原理圖實(shí)驗(yàn)一、數(shù)字式電流、過電壓和低電壓繼電器特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解數(shù)字式電流、過電壓和低電壓繼電器的常用算法。2、測(cè)試數(shù)字式電流繼電器、過電壓和低電壓繼電器的動(dòng)作和返回值，并與模擬式電流繼電器和電壓繼電器的動(dòng)作和返回情況進(jìn)行比較。二、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)介：1. 數(shù)字式電流繼電器原理簡(jiǎn)介：數(shù)字式電流繼電器反應(yīng)于電流增大而動(dòng)作，其動(dòng)作方程為：I IZD其中，I表示加入繼電器的電流，IZD表示電流繼電器的整定電流值。2. 數(shù)字式過電壓繼電器原理簡(jiǎn)介：數(shù)字式過電壓繼電器反應(yīng)于相電壓升高而動(dòng)作，其動(dòng)作方程為：U UZD其中，U表示加入繼電器的相電壓，UZD表示過電壓繼電器的整定電壓值。3. 數(shù)字式低電壓繼電器原理簡(jiǎn)介：低電壓繼電器反應(yīng)于相間電壓降低而動(dòng)作，其動(dòng)作方程為：U Id.min )( Id K Ir )其中，Id表示計(jì)算所得的差動(dòng)電流，Id.min表示差動(dòng)繼電器的起動(dòng)差流整定值，Ir表示計(jì)算所得的制動(dòng)電流，K表示比率制動(dòng)系數(shù)整定值。比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性曲線如圖2-4-1。圖2-4-1 比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性曲線本實(shí)驗(yàn)裝置差動(dòng)電流Id表示為：IdI1+ I2。式中I1表示1側(cè)的電流向量和經(jīng)電流平衡系數(shù)調(diào)整后的2側(cè)的電流向量。I2KphI2.Re，I2.Re為2側(cè)電流的實(shí)際電流，其中Kph表示電流平衡的調(diào)整系數(shù)，用來消除兩側(cè)額定電流不等及兩側(cè)TA變比不等引起的電流不平衡，其中Kph固定取1。本實(shí)驗(yàn)裝置制動(dòng)電流Ir表示為：IrI1I2/ 2。本實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)成的數(shù)字式比率制動(dòng)差動(dòng)繼電器將I11作為1側(cè)電流I1，將I31作為2側(cè)電流I2。三、實(shí)驗(yàn)接線：將測(cè)試儀的三相電流信號(hào)分別與多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上的各接線端子按相連接即可。注意將Ian、Ibn和Icn用導(dǎo)線短接后連接到測(cè)試儀的In接線端上。接線完畢后，注意檢查接線極性是否正確。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)主要是測(cè)試數(shù)字式差動(dòng)繼電器的比率制動(dòng)曲線特性。步驟：1. 向多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置中下載差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗(yàn)程序。2. 按要求接好連線。3. 整定數(shù)字式差動(dòng)繼電器的定值，門檻值設(shè)為2A，比率制動(dòng)系數(shù)設(shè)為0.5。注意：“比率制動(dòng)系數(shù)”定值為差動(dòng)電流Id相對(duì)于制動(dòng)電流Ir的比值，此值應(yīng)設(shè)置為小于1。4. 按“LCD-4型差動(dòng)繼電器特性實(shí)驗(yàn)”同樣的方法測(cè)試數(shù)字式差動(dòng)繼電器的比率制動(dòng)特性曲線，記錄測(cè)得的數(shù)據(jù)Id和Ir。5. 保持設(shè)置的動(dòng)作門檻值不變，另外設(shè)置2組新的比率制動(dòng)系數(shù)，重復(fù)步驟4，將3組測(cè)試數(shù)據(jù)得到的曲線Id = f(Ir) 畫在同一個(gè)坐標(biāo)圖中進(jìn)行比較。五、思考題：比較數(shù)字式差動(dòng)繼電器和常規(guī)差動(dòng)繼電器的動(dòng)作曲線。實(shí)驗(yàn)五、數(shù)字式阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解數(shù)字式阻抗繼電器的算法和幾種動(dòng)作特性。2、測(cè)試數(shù)字式阻抗繼電器在不同動(dòng)作特性下的動(dòng)作曲線，并加以比較。二、繼電器原理簡(jiǎn)介：常見的阻抗繼電器特性有：全阻抗繼電器、方向阻抗繼電器、偏移特性阻抗繼電器、多邊形阻抗繼電器和直線型阻抗繼電器。1. 全阻抗繼電器全阻抗繼電器的特性是以繼電器安裝點(diǎn)為圓心，以整定阻抗ZZD為半徑所作的一個(gè)圓，如圖3-10-1所示。當(dāng)測(cè)量阻抗ZJ在圓內(nèi)時(shí)繼電器動(dòng)作，即圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置的整定值為ZZD，即動(dòng)作阻抗值。全阻抗繼電器的動(dòng)作方程可表示為： RJ2 + XJ2 ZZD2 式中RJ和XJ分別表示測(cè)量電阻和測(cè)量電抗。圖2-5-1 全阻抗繼電器動(dòng)作特性2. 方向阻抗繼電器方向阻抗繼電器的特性是以整定阻抗ZZD為直徑而通過坐標(biāo)原點(diǎn)的一個(gè)圓，如圖2-5-2，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。圖2-5-2 方向阻抗繼電器動(dòng)作特性圖在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置的整定值為動(dòng)作阻抗值ZZD和動(dòng)作阻抗角d。圓心的坐標(biāo)為（ZZDcosd /2，ZZDsind /2），則方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程可表示為： ( RJZZDcosd /2 )2 + ( XJZZDsind /2 )2 ZZD2 式中RJ和XJ分別表示測(cè)量電阻和測(cè)量電抗。3. 偏移阻抗繼電器偏移特性的阻抗繼電器的特性是當(dāng)正方向的整定阻抗為ZZD時(shí)，同時(shí)向反方向偏移一個(gè)ZZD(01，動(dòng)作特性如圖2-5-3所示，圓內(nèi)為動(dòng)作區(qū)，圓外為不動(dòng)作區(qū)。圓的直徑為ZZDZZD，圓心的坐標(biāo)為Z0=( ZZDZZD) /2，圓的半徑為ZZDZZD/2。圖2-5-3 偏移特性的阻抗繼電器動(dòng)作特性圖在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置的整定值為動(dòng)作阻抗值ZZD，動(dòng)作阻抗角d和偏移系數(shù)。圓心的坐標(biāo)為（1）ZZDcosd /2，（1）ZZDsind /2），則方向阻抗繼電器的動(dòng)作方程可表示為：( RJ(1)ZZDcosd /2 )2 +(XJ(1)ZZDsind /2 )2 (1+) 2ZZD2 /4 式中RJ和XJ分別表示測(cè)量電阻和測(cè)量電抗。4. 多邊形阻抗繼電器動(dòng)作特性為圖2-5-4所示的多邊形，多邊形以內(nèi)為繼電器的動(dòng)作區(qū)，多邊形以外為不動(dòng)作區(qū)。圖2-5-4 多邊形特性阻抗繼電器的動(dòng)作特性圖在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置的整定值為動(dòng)作電阻R1和動(dòng)作電抗X1，則多邊形特性阻抗繼電器的動(dòng)作方程為：1） RJ 0時(shí)，(RJ XJtg15)(0 XJ X1)2） RJ 0，XJ 0時(shí)，(XJ (RJR1)tg60)(X1XJ RJtg)3） RJ 0，XJ 0時(shí)，(XJ RJtg15)(RJ R1) 其中tg1/8，RJ和XJ分別表示測(cè)量電阻和測(cè)量電抗。5. 直線形阻抗繼電器直線特性電抗繼電器反應(yīng)于測(cè)量阻抗的電抗部分而動(dòng)作，其動(dòng)作特性圖見圖2-5-5。圖2-5-5 直線特性電抗繼電器動(dòng)作特性圖動(dòng)作方程為：XJXZD 其中，XJ表示測(cè)量電抗，XZD表示繼電器的動(dòng)作電抗整定值。三、實(shí)驗(yàn)接線：將測(cè)試儀的三相電壓、電流信號(hào)分別與多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置引到實(shí)驗(yàn)臺(tái)面上的各接線端子按相連接即可。注意將Ian、Ibn和Icn用導(dǎo)線短接后連接到測(cè)試儀的In接線端上。接線完畢后，注意檢查接線極性是否正確。四、數(shù)字式阻抗繼電器整定說明：和其他數(shù)字式繼電器實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相同，將多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置保護(hù)配置成數(shù)字式阻抗繼電器時(shí)，其整定值的設(shè)定方法有兩種：直接通過實(shí)驗(yàn)裝置面板上的小按鍵輸入定值以及在上位機(jī)數(shù)字式繼電器及微機(jī)保護(hù)軟件界面上整定并下載。阻抗繼電器配置為多邊形或直線型特性時(shí)，上下位機(jī)的整定值定義完全相同。而當(dāng)繼電器配置為各種圓特性（含：全阻抗圓、方向阻抗圓、偏心阻抗圓）時(shí)，上位機(jī)輸入的定值和下位機(jī)定值定義不完全一致。上位機(jī)定值輸入界面見圖2-5-6，設(shè)各種圓特性下“動(dòng)作阻抗”值表示為ZDZC，“阻抗角”表示為Z，“偏移系數(shù)”表示為。下位機(jī)圓特性整定值包括：半徑定值ZC、圓心電阻定值RCC和圓形電抗定值XCC各種圓特性下上下位機(jī)整定值之間的關(guān)系為：1. 全阻抗特性阻抗繼電器在上位機(jī)軟件界面只需要輸入“動(dòng)作阻抗”值ZDZC。而“阻抗角”Z和“偏移系數(shù)”數(shù)值無意義。有：ZCZDZC，RCC0，XCC0。2. 方向阻抗繼電器在上位機(jī)軟件界面需要輸入“動(dòng)作阻抗”值ZDZC和“阻抗角”Z。而“偏移系數(shù)”數(shù)值無意義。有：，圖2-5-6 數(shù)字阻抗繼電器下載定值界面3. 偏移特性阻抗繼電器在上位機(jī)軟件界面需要輸入“動(dòng)作阻抗”值ZDZC、“阻抗角”Z和“偏移系數(shù)”。有：，五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)試數(shù)字阻抗繼電器的各種動(dòng)作特性。方法：首先設(shè)置數(shù)字阻抗繼電器的動(dòng)作特性，然后用測(cè)試儀按設(shè)定的掃描特性和控制參數(shù)發(fā)出設(shè)置故障情況下的電壓、電流，掃描阻抗繼電器的動(dòng)作邊界，并自動(dòng)記錄。步驟：1. 接好連線。2. 設(shè)置阻抗繼電器的特性為全阻抗圓特性，并對(duì)阻抗繼電器進(jìn)行整定（比如整定動(dòng)作阻抗為3）。3. 打開測(cè)試儀電源。在PC機(jī)上運(yùn)行繼電保護(hù)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)軟件，進(jìn)入“阻抗繼電器特性測(cè)試” 試驗(yàn)。4. 設(shè)置“控制參數(shù)”?？蓞⒄铡癓Z-21阻抗繼電器特性實(shí)驗(yàn)”中的說明。注意：設(shè)置“中心點(diǎn)阻抗”參數(shù)時(shí)，最好先根據(jù)設(shè)置的繼電器定值估算一下，使掃描中心點(diǎn)和繼電器動(dòng)作圓心重合。而“掃描半徑”的設(shè)置應(yīng)保證掃描線的起始點(diǎn)和終點(diǎn)完全覆蓋繼電器的動(dòng)作邊界。對(duì)于全阻抗圓，可設(shè)置中心點(diǎn)阻抗為0，任意角度。5. 點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”按鈕起動(dòng)測(cè)試，觀察測(cè)試得到的動(dòng)作特性曲線，并記錄掃描到的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和電抗值。6. 改變阻抗繼電器的特性為方向阻抗特性，重復(fù)步驟4-5。注意設(shè)置合適的掃描參數(shù)，尤其是“中心點(diǎn)阻抗”和“掃描半徑”。記錄掃描到的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和電抗值。（設(shè)置舉例：如果設(shè)置方向阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗為3，阻抗角為60，即可算出繼電器的理想動(dòng)作圓心為1.5，60。因此最好設(shè)置“中心點(diǎn)阻抗”為1.5，60。掃描半徑應(yīng)設(shè)置為大于1.5）7. 改變阻抗繼電器的特性為偏移阻抗特性，重復(fù)步驟4-5。注意設(shè)置合適的掃描參數(shù)，尤其是“中心點(diǎn)阻抗”和“掃描半徑”。記錄掃描到的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和電抗值。（設(shè)置舉例：如果設(shè)置方向阻抗繼電器的動(dòng)作阻抗為3，阻抗角為60，偏移系數(shù)為0.3，即可算出繼電器的理想動(dòng)作圓心為(10.3)*3/21.05，60，偏心圓半徑為(10.3)*3/21.95。因此最好設(shè)置“中心點(diǎn)阻抗”為1.05，60。掃描半徑應(yīng)設(shè)置為大于1.95） 8. 改變阻抗繼電器的特性為多邊形阻抗特性，重復(fù)步驟4-5。注意設(shè)置合適的掃描參數(shù)，記錄掃描到的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和電抗值。*9. 改變阻抗繼電器的特性為直線形阻抗特性，重復(fù)步驟4-5。注意設(shè)置合適的掃描參數(shù)，記錄掃描到的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和電抗值。10. 將記錄到的各種特性下的邊界點(diǎn)動(dòng)作電阻和動(dòng)作電抗在一個(gè)坐標(biāo)圖中分別描點(diǎn)，并進(jìn)行比較。六、思考題：1、計(jì)算測(cè)量阻抗的常見方法有哪些，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？2、分析本實(shí)驗(yàn)中列出的各種動(dòng)作特性的阻抗繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用的范圍。第三章 成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)本章包含的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的功能是由多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)不同的功能只需向裝置硬件中下載相應(yīng)的保護(hù)程序。為了在進(jìn)行成組微機(jī)保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)，直觀地反應(yīng)微機(jī)保護(hù)裝置在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上設(shè)置了成組微機(jī)保護(hù)接線圖。接線圖上的各接線端子已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)內(nèi)部和測(cè)試儀相應(yīng)電流、電壓及開關(guān)量端子一一連接。因此實(shí)驗(yàn)時(shí)可將微機(jī)保護(hù)裝置接線區(qū)各接線孔用測(cè)試線分別和接線圖中的各接線孔連接。實(shí)驗(yàn)接線見圖3-6-0。圖3-6-0 成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線圖實(shí)驗(yàn)六 三段式電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握三段式保護(hù)的基本原理2. 熟悉三段式保護(hù)的接線方式3. 掌握三段式電流保護(hù)的整定方法4. 了解運(yùn)行方式對(duì)靈敏度的影響5. 了解三段電流保護(hù)的動(dòng)作過程二、實(shí)驗(yàn)說明：1. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖TQDB-III多功能微機(jī)保護(hù)和變電站綜合自動(dòng)化培訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的成組微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)接線原理如圖3-6-1所示。 圖3-6-1 實(shí)驗(yàn)接線原理圖在圖3-6-1中，G模擬系統(tǒng)電源，1T模擬升壓變壓器，AB、BC模擬輸電線路，2T模擬降壓變壓器模擬負(fù)載。1QF模擬線路AB的斷路器，2QF模擬線路BC的斷路器,3QF為降壓變壓器的斷路器。1TV模擬聯(lián)接母線A的電壓互感器，在母線電壓是額定電壓的情況下，其輸出線電壓為100V。2TV模擬聯(lián)接母線B的電壓互感器，在母線電壓是額定電壓的情況下，其輸出線電壓為100V。3TA模擬輸電線路AB上的電流互感器，4TA模擬輸電線路BC上的電流互感器，5TA模擬降壓變壓器2T低壓側(cè)的電流互感器。手動(dòng)合閘按鈕：模擬斷路器的合閘按鈕；手動(dòng)跳閘按鈕：模擬斷路器的跳閘按鈕；短路接鈕：短路操作點(diǎn)開關(guān)。備注：AB線長(zhǎng)18Km，BC線長(zhǎng)18Km,電抗為0.4,AB段最大負(fù)荷電流為70A，3TA的變比為：60發(fā)電機(jī)組功率：6MVA,1T變壓器1次側(cè)電壓：6.3KV，容量為：6MVA,A母線電壓：10.5KV2. 實(shí)驗(yàn)接線：實(shí)驗(yàn)接線見圖3-6-0。在圖3-6-0母線上的電壓經(jīng)過電壓互感器1TV變換后，輸入多功能微機(jī)保護(hù)裝置的電壓輸入端子，線路AB流過的電流經(jīng)過電流互感器3TA變流后輸入保護(hù)裝置的電流輸入端，注意將三相電流公共端短接。保護(hù)裝置的跳、合閘出口聯(lián)接在斷路器1QF上，控制斷路器的跳、合閘。注：若只做電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)，可不接電壓部分。3. 多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)置本系統(tǒng)中的多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置可在線靈活配置其功能，在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)前，首先需要將其配置為10KV線路保護(hù)裝置，即：分別下載“10KV線路保護(hù)裝置保護(hù)側(cè)程序”和“10KV線路保護(hù)裝置監(jiān)控側(cè)程序”模塊到實(shí)驗(yàn)裝置中。下載程序步驟如下：1) 關(guān)閉裝置電源，按住裝置面板上的“ESC”鍵，給裝置上電3秒后再松開“ESC”鍵，此時(shí)裝置液晶顯示屏上顯示“程序正在下載中”的信息。2) 在PC機(jī)上運(yùn)行“數(shù)字式繼電器及微機(jī)保護(hù)”軟件，并進(jìn)入“在線下載繼電保護(hù)程序”模塊，見圖3-6-2。圖3-6-2 繼電保護(hù)程序下載界面點(diǎn)擊“通訊口設(shè)置”對(duì)應(yīng)的下拉框，微機(jī)保護(hù)裝置與電腦的哪個(gè)串口連接就選擇哪個(gè)串口，串行口正確打開后，才能進(jìn)行程序下載。點(diǎn)擊界面中的“下載新保護(hù)程序”按鈕，選擇下載程序的存放路徑（路徑為：“c:Program FilesTongqing下載程序代碼”），選擇“10KV線路保護(hù)裝置保護(hù)側(cè)程序.dat”文件后進(jìn)行下載，下載需要1分鐘左右時(shí)間，下載時(shí)請(qǐng)勿在PC機(jī)上做其他操作。下載成功后，屏幕上將彈出“文件下載成功”的提示信息。點(diǎn)擊“下載新監(jiān)控程序”按鈕，選擇“10KV線路保護(hù)裝置監(jiān)控側(cè)程序.dat”文件進(jìn)行下載。3) 下載成功后將裝置重新上電，如果下載正確裝置，液晶屏上將顯示10KV線路保護(hù)實(shí)驗(yàn)界面。4. 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)一次參數(shù)查看1) 在PC機(jī)上運(yùn)行“成組保護(hù)信號(hào)控制系統(tǒng)”軟件；2) 在菜單中選擇項(xiàng)目“10KV線路模型*.ddb”打開。*表示本臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的線路模型編號(hào)。3) 雙擊“文件管理”中的“10KV線路模型*.ddb”，點(diǎn)擊“測(cè)試”。4) 在“選項(xiàng)”中點(diǎn)擊“顯示文件名稱”和“顯示文件參數(shù)”，各元件名稱和參數(shù)將顯示在系統(tǒng)模型一次圖中。5. 定值整定1) 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)三段電流保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。注意合理設(shè)定可靠系數(shù)K，K，K。2) 將定值換算為TA二次側(cè)數(shù)值，并輸入多功能微機(jī)保護(hù)裝置中。方法1： 通過實(shí)驗(yàn)裝置面板上的小按鍵輸入定值。具體操作詳見TQDB-II型多功能微機(jī)保護(hù)實(shí)驗(yàn)裝置用戶手冊(cè)，注意輸入完畢后按提示保存。方法2： 運(yùn)行“數(shù)字式繼電器及微機(jī)保護(hù)”軟件，進(jìn)入“微機(jī)繼電保護(hù)綜合實(shí)驗(yàn)”模塊。輸入定值后微機(jī)保護(hù)裝置與電腦通訊的串口，點(diǎn)擊“下載定值”。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： （一）設(shè)置不同地點(diǎn)發(fā)生短路，測(cè)試保護(hù)動(dòng)作情況 設(shè)置線路AB及BC上各點(diǎn)發(fā)生瞬時(shí)性三相，兩相短路故障，觀察保護(hù)及動(dòng)作情況。步驟：1. 設(shè)置故障在“繼電保護(hù)信號(hào)源綜合控制系統(tǒng)”界面上進(jìn)行操作。方法：在線路模型上點(diǎn)擊右鍵，選擇“設(shè)置故障”。點(diǎn)擊圖4-11-3中AB線路指示處，設(shè)置故障。故障設(shè)置為手控方式。建議“故障限時(shí)”不小于2000毫秒或設(shè)置為0（0表示最長(zhǎng)的故障限時(shí)）。故障設(shè)置界面如圖3-6-4。圖3-6-3 設(shè)置故障示意圖2. 點(diǎn)擊“設(shè)備管理”，進(jìn)行“設(shè)備初始化”。3. 點(diǎn)擊“運(yùn)行”，等待數(shù)據(jù)下載結(jié)束后，按下集控臺(tái)左下角的“手動(dòng)合閘”按鈕，控制測(cè)試儀發(fā)出系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電流電壓信號(hào)。4. 按下集控臺(tái)上的“短路按鈕”，控制測(cè)試儀發(fā)出設(shè)置的故障狀態(tài)下的電流電壓信號(hào)，觀察保護(hù)裝置動(dòng)作情況，并記錄動(dòng)作值。5.斷路器斷開后，上位機(jī)程序?qū)@示斷路器斷開，要再次做實(shí)驗(yàn)要將斷路器合上，方法是：在非“設(shè)置故障”的狀態(tài)下（右鍵點(diǎn)擊線路，將“故障設(shè)置”前的對(duì)號(hào)取消）雙擊斷路器合上斷路器。如圖3-6-5。6. 設(shè)置不同的短路點(diǎn)，重復(fù)步驟1-5，測(cè)試不同地點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)保護(hù)動(dòng)作情況，并作相應(yīng)記錄填入表3-6-1中。測(cè)多組數(shù)據(jù)后找出各段保護(hù)在三相短路和兩相短路時(shí)的保護(hù)范圍，填入表3-6-2。注意：根據(jù)繼電保護(hù)規(guī)程，要求兩相短路時(shí)，1段保護(hù)范圍大于AB線路全長(zhǎng)的15%；3段作近后備和遠(yuǎn)后備時(shí)的靈敏系數(shù)大于1.3。圖3-6-4圖3-6-5如果設(shè)置的整定值不滿足以上要求，則表示整定值計(jì)算錯(cuò)誤。重新整定計(jì)算后重復(fù)上述步驟。將最終符合要求的最小靈敏度填入表3-6-1。6. 每次實(shí)驗(yàn)后，通過內(nèi)置錄波器觀察發(fā)生故障時(shí)的波形，查看故障發(fā)生后多久保護(hù)開始動(dòng)作，動(dòng)作繼電器保持時(shí)間、故障電流消失多久后，跳閘繼電器返回，合閘繼電器動(dòng)作時(shí)間等。并將結(jié)果填入表3-6-3。查看錄波方法：點(diǎn)擊“設(shè)備管理”“設(shè)備錄波”。表3-6-1 不同地點(diǎn)發(fā)生短路三段保護(hù)動(dòng)作記錄表選用DDB名稱段保護(hù)的最小靈敏度 整定值 動(dòng)作值故障點(diǎn)段段段三相兩相三相兩相三相兩相表3-6-2 各段保護(hù)保護(hù)范圍記錄表保護(hù)范圍電流速斷限時(shí)電流速斷過電流表3-6-3 保護(hù)和重合閘動(dòng)作時(shí)間記錄表實(shí)驗(yàn)次數(shù)故障后保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(ms)動(dòng)作繼電器保持時(shí)間(ms)重合閘啟動(dòng)時(shí)間(ms)重合閘繼電器保持時(shí)間(ms)是否后加速保護(hù)動(dòng)作后加速保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(ms)（二）設(shè)置瞬時(shí)性故障，觀察保護(hù)及重合閘動(dòng)作情況。設(shè)置線路AB首端、12端、 末端三相短路瞬時(shí)性故障（設(shè)置首末端短路故障時(shí)必須在線路的兩端的母線上設(shè)置故障而不能將故障設(shè)置在線路的0%和100%處，如圖3-6-7和3-6-8都是錯(cuò)誤設(shè)置），觀察保護(hù)及重合閘動(dòng)作情況。通過錄波器觀察發(fā)生故障時(shí)的波形，故障發(fā)生后多久保護(hù)開始動(dòng)作，動(dòng)作繼電器保持時(shí)間、故障電流消失多久后，跳閘繼電器返回，合閘繼電器動(dòng)作時(shí)間等。并將結(jié)果填入表3-6-3。 圖3-6-7 圖3-6-8六、思考題：1. 三段式電流保護(hù)的保護(hù)范圍是如何確定的，在輸電線路上是否一定要用三段式保護(hù)，用兩段行嗎？ 2. 三段式電流保護(hù)，哪段最靈敏？哪段最不靈敏？采用什么措施來保證選擇性？3. 發(fā)生單相接地短路時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，為什么？ 4. 降壓變壓器低電壓母線發(fā)生相間故障時(shí)，高壓側(cè)電流