基于变电站仿真系统的继电保护动作特性分析2Word格式.docx

基于变电站仿真系统的继电保护动作特性分析2Word格式.docx

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输入sds

Password：

输入ggdsds

5）当出现电力系统仿真画面时，最小化。

6）出现提示符login：

输入xdw

输入ggdxdw；

7）若弹出对话框，则选择“startanewsession”。

8）点击OK；

9）双击UNIX图标；

10）出现[/usr/asca/xdw/]输入INS再回车；

Activate

11）点击；

12）先点击，再选择31，点击，最后单击运行按钮。

b、关闭系统

1）启动“KEA!

X”

2）出现提示符login：

输入root

输入ggdggd01；

3）输入Haltsys命令。

（二）实验步骤

1.打开软件系统,点击“复位工况”，然后再点击“运行”，确认运行成功。

2.两个KEA!

X进程，分别对应用户界面和仿真操作界面，

3.设置220KV引出线2202出线单相短路接地瞬时性故障

4.回到用户界面，点击“变电站操作”，进入变电站界面。

5.在菜单“控制室”中打开下拉菜单控制室，进入界面，拖动滚动条，找到2202（控制室5），观察光字牌，可以看到引出线220KV的断路器动作跳闸，并启动自动重合闸成功。

6.记录下仿真模拟光字牌（变成心形鼠标后点击进入，现实详细光子牌内容），继电保护动作情况，并进行相应分析。

五、课程设计内容

1.线路保护

a）设置瞬时性和永久故障

b）分别设置远端、中断和近端的单相、两相接地故障

c）分析本线路保护，及相邻保护的动作行为

2.设置不同类型的变压器故障，并分析保护动作行为。

3.设置不同类型接线下的母线故障，并分析保护行为。

课程设计主要内容

一．研究对象

二．

1、新建220kv变电站仿真系统的主接线

电气主接线是变电所电气部分的主体，它反映各设备的作用、连接方式和回路间的相互关系。

此变电站仿真系统主接线如图。

图新建220kv变电站仿真系统主接线图

2、变电站控制室的布置

控制室可分为三部分。

其中上部为监视屏，可通过各仪表监视本线路或者是各种设备的运行情况。

中部为光字牌，正常情况下为灰色，当发生故障时，保护动作，相应指示牌显示为红色。

下部为模拟线路和断路器、隔离开关的位置指示器（绿色表示断开，红色表示闭合），可进行远控操作。

设备名称

保护配置

2201线

7SD24，LCD21，PL-H-11A（相间距离ⅠⅡⅢ段，接地距离ⅠⅡ段，零序ⅠⅡⅢⅣ段），断路器失灵保护

2202线

终端方式：

电流ⅠⅡ段（两套），断路器失灵保护

2203线

2207线

WXB-11C，LFP901A，断路器失灵保护

2204线

2208线

JGB-11D，JGX-11D，PLH-11A（相间距离ⅠⅡⅢ段，接地距离ⅠⅡ段，零序ⅠⅡⅢⅣ段），断路器失灵保护

2205线

CLS101A，LFP902A，断路器失灵保护

2206线

LFP931A，LFP902A，断路器失灵保护

220母线

RADSS/S（上继厂）

220母联

充电保护，解列保护，断路器失灵保护

220分段

主变（T1、T2、T3）

差动（BCH-1），220KV零流ⅠⅡ段，220KV零压，220KV速断，220KV过流，35KV过流，35KV零流，35KV过负荷，重瓦斯，温度，断路器失灵保护

接地变

速断，过流，零流ⅠⅡ段，重瓦斯，轻瓦斯

35KV母线

单母母差保护

35KV分段

充电保护，自切装置

35KV出线

电缆线：

过流ⅠⅡⅢ段，零流ⅠⅡ段，按频减载装置

过流ⅠⅡⅢ段，零流ⅠⅡ段，重合闸，按频减载装置

35KV电容器

过流ⅠⅡ段，零流ⅠⅡ段，压差，低电压，过电压

35KV电抗器

差动，重瓦斯，过流ⅠⅡ段，零流ⅠⅡ段

（四）、一些保护的说明：

7SD24纵差保护

LCD21纵差保护

PLH-11A距离保护

WXB-11C高频保护

LFP901A高频闭锁保护

JGB-11D高频闭锁保护

JGX-11D高频分相差动保护

CLS101A高频距离保护

LFP902A高频闭锁距离保护

LFP931A电流差动保护

RADSS/S母差保护

二、实验结果及分析

实验一、2202三相瞬时短路

实验现象说明：

一次运行图:

2202出线上，断路器状态为绿闪

2202光字牌:

第一组出口跳闸，第二组出口跳闸，LFP-901A动作，WXB-11C故障，LFP-901A发信及异常，WXB-11C发信，断路器失灵电流元件动作，WXB-11C动作

实验现象分析：

该实验是2202线发生单相瞬时性故障，首先对应的故障线跳闸。

2203到2208线路检测为外部故障，发送闭锁信号，使2203到2208不跳闸。

由于是瞬时性故障，故障自动清除后重合闸启动，重合闸重合成功。

由一次接线图可以看到，重合闸动作之后出口断路器没有再次跳闸。

实验二、2202三相永久接地

第一组出口跳闸，第二组出口跳闸，LFP-901A动作，WXB-11C故障，LFP-901A发信及异常，WXB-11C发信，断路器失灵电流元件动作，WXB-11C动作

实验现象分析:

当2202线发生三相永久性短路故障，短路电流高于过流I段和电压电流速断保护整定值，保护动作。

因系统默认设置为单相重合闸，所以无法分析重合闸因永久性故障而重合失败的现象。

所以最终，一次运行图的状态（2202线）为绿闪，表示2202线路停电，故障线路已经切除。

相邻保护都能检测到故障。

但仍由本线路保护切除。

实验三、单相永久性故障/A相的远端故障

一次运行图:

第一组出口跳闸动作；

第二组出口跳闸动作；

7SD-24保护动作，LCD-21保护动作，接地距离动作

该实验是2202线发生A相永久性接地故障，首先对应故障线跳闸，之后重合闸启动，由于是永久性故障，重新合闸后故障仍在，所以断路器重新跳闸，从而切断2202线路。

2203到2208线路属于外部故障，发送闭锁信号，使保护不动作。

实验四、单相远端接地故障/C相的中端接地故障

2202光字牌:

7SD-24保护动作，LCD-21保护动作，接地距离动作，

当2202线发生A相永久性接地，该线路的保护为由零序方向继电器纵联保护，单相接地时，零序电流大于整定值，并且零序方向继电器判定为内部故障，从而零序I段保护动作。

因是永久性故障，所以重合闸重合失败失败。

。

实验五、单向近端接地故障/B相近端故障

当2202线发生A相永久性接地，该线路的保护为由零序方向继电器纵联保护，单相接地时，零序电流大于整定值，并且零序方向继电器判定为内部故障，从而零序Ⅱ段保护动作。

因此，B相首先跳闸，之后由于系统处于非全相运行，A、C相也会相继跳开，最终故障切除。

而此时，重合闸动作，但因是永久性故障，所以重合失败。

从看到的一次运行图为绿闪可说明这点。

实验六、两相接地故障远端/两相AB相远端

实验现象说明

一次运行图:

2202出线上，断路器状态为绿闪

第一组出口跳闸，第二组出口跳闸，WXB-11C动作，

LFP-901A动作，WXB-11C故障，LFP-901A发信及异常，

断路器失灵电流元件动作，WXB-11C发信，

当2202线发生二相永久接地故障，方向保护动作，测量到的阻值小于接地距离动作整定值，故接地距离保护动作；

有由于此时零序电流较大，由零序I段（Ⅱ段）保护动作。

最终三相跳闸。

虽说是永久性故障，但因系统默认设置为单相重合闸。

所以重合闸并没有启动，其重合不成功现象无法分析。

故最终结构：

一次运行图的状态（2202线）为绿闪，表示2202线路停电，故障线路已经切除。

实验七、两相接地故障中端/CA相中端

实验八、两相接地近端/BC相近端

实验九、#1变压器匝间短路（变压器内部故障）

变压器220KV侧出线断路器状态为绿闪，一/六分段、二/三分段断路器为红闪

一号主变光字牌：

主变跳闸、主变轻瓦斯、主变压力异常

变压器匝间短路为油箱内部故障。

短路产生的大量热量使变压器油迅速分解，瓦斯保护检测到分解气体，此时轻瓦斯动作于发信，重瓦斯动作于跳闸，同时主变压力异常的保护也动作。

重瓦斯跳闸后，一母电压降低，一号电容器低压动作。

跳闸后，一母、二母停电，一/六分段和二/三分段动作，使一母、二母恢复供电。

实验十、＃1变压器220KV侧单相接地（A）（变压器外部故障）

变压器220KV侧出线断路器状态为绿闪，一/六分段、二/三分段断路器为绿闪

主变跳闸

变压器外部发生短路时，和内部短路不同，便是仅有主变跳闸。

实验十一、正一母线单相接地（压变处）（正一内部故障）

一次运行图：

2201、2202出线、1号母联、正母分段、#1变压器220侧出线均为绿闪

二/三分段、一/六分段为红闪

光字牌：

2201：

第一组出口跳闸、第二组出口跳闸

2202：

第一组出口跳闸、第二组出口跳闸、WXB-11C故障、WXB-11C发信、

LFP-901A发信及异常

1号母联：

正一母差动动作、正一母复合电压动作、220KV一号母联第二组出口跳闸、220KV一号母联第一组出口跳闸

正母分段：

220KV一号分段第一组出口跳闸、220KV一号分段第二组出口跳闸

一号电容器：

过流、零流、低压及瓦斯、过电压保护动作

35KV二/三分段自切动作、一/六分段自切动作

当正一母线发生单相接地故障，其母差动保护判断为母线故障，瞬时动作。

正一母复合电压也会同时动作。

最后1号母联断开。

而2201和2202线路因直接接于正一母线，所以其对应的保护瞬时动作。

为了减小故障影响范围，正母分段动作。

同时，连接于正一母的一号主变的保护及时动作，跳开断路器，从而35KV一、二母线断电。

而为保证供电可靠，一/六分段、二/三分段自切合闸。

实验十二、正一母线出线故障——采用2202线路故障（正一外部故障）

对于此实验，可以根据2202线路故障来加以分析。

出线故障时，优先由线路保护跳闸。

实验十三、付一母线C相接地（付一内部故障）

2203、2204出线、1号母联均为绿闪

2203：

第一组出口跳闸、第二组出口跳闸、WXB-11C故障、

WXB-11C发信、

2204：

WXB-11C发信、LFP-901A发信及异常

正一母差动动作、正一母复合电压动作、

220KV一号母联第二组出口跳闸、220KV一号母联第一组出口跳闸

当付一母线发生单相接地故障，其母差动保护判断为母线故障，瞬时动作。

付一母复合电压也会同时动作。

而2203和2204线路因直接接于付一母线，所以其对应的保护瞬时动作。

实验十四、付一母线出线故障——2203三相永久短路（付一外部故障）

2203为绿闪

当付一母线出线发生故障，优先由线路保护跳开，符合母线保护原则。

实验十五、35kv二母B相接地

35kv二母线与#1主变之间连线、1号电容器均为绿闪

35KV二/三母线光字牌：

二/三母线保护动作；

二/三母线低电压动作；

二/三母线失压

当35KV二母发生B相接地故障时，母线低电压、失压保护动作。

1号电容器的低压保护动作，切除电容器。

同时为了保证不影响其他线路，35kv二母线与#1主变之间连线的断路器跳闸。

六、思考题

1.电磁型和微机型继电保护装置的结构有何区别？

　答：

电磁型继电保护主要是依据电流的磁效应来使相应的线圈产生足够的电磁力吸引相应的压片动作而做出相应的动作，是纯硬件的保护。

而微机保护是指将微型机、微型控制器等器件作为核心部件构成的继电保护。

有信号测量、逻辑判断、出口执行等布线逻辑保护具有的功能，并应具有较好的人机接口功能，这些功能是通过硬件装置和执行程序完成的，包括硬件和软件的保护。

2.线路、变压器等元件继电保护配置的基本要求？

答：

继电保护装置应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性。

3.各种故障后字牌显示的区别

答：

出线回路、变压器、母线、电抗器等不同的故障对应不同的光字牌显示。

而同一种情况的故障（如出线回路的故障）所造成的光字牌的显示大致一样，说明线路各部分所采用的保护差不多。

故障后保护的动作也差不多。