《微机继电保护》实验指导.docx

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1、其次节电流保护试验一、 试验目的：1、了解试验原理；2、把握试验装置调试与整定；3、把握试验方法。二、 试验设备：1、WLZB-微机线路保护教学试验台1 台2、连接线假设干三、 试验原理：当输电线路上发生相间短路时，输电线路故障相上的电流会增大。依据这个特点，可 以构成电流保护。电流保护分无时限电流速断保护简称段、带时限速断保护(简称 段)和过电流保护(简称段)。下面分别争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段无时限电流速断保护的原理可用图 31 来说明。短路电流的大小和短路点至电源间的总电阻及短路类型有关。三相短路和两相短路时，短路电流 IK 与 R 的关系可分别表示如下：

2、KSSOKSSSOI = E /R = E /R +R l I = 3/2 = E /R +R l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； RO线路单位长度的正序电阻； l短路点至保护安装处的距离。由上两式可以看出，短路点距电源愈远l 愈长短路电流 IK 愈小；系统运行方式小KA2KA1AIBICIK1K2123lminlmaxIopIkB maxRS 愈大的运行方式IK 亦小。IK 与 l 的关系曲线如图 13 曲线 1 和 2 所示。0l图 13 单侧电源线路上无时限电流速断保护的计算图现在线路 AB 和 BC 上均装有仅反响电流增大而瞬时动作的电流速断

3、保护，则当线路 AB 上发生故障时，期望保护 KA2 能舜时动作，而当线路 BC 上故障时，期望保护 KA1 能瞬时动作，它们的保护范围最好能到达本线路全长的 100%。但是这种愿望是否能实现，需要作具体分析。以保护 KA2 为例，当本线路末端 K1 点短路时，期望速断保护 KA2 能够瞬时动作切除故10障，而当相邻线路BC 的始端习惯上又称出口处K2 点短路时，依据选择性的要求，速断保护 KA2 就不应当动作，由于该处的故障应由速断保护 KA1 动作切除。但是实际上，K1 和K2 点短路时，从保护 KA2 安装处所流过短路电流的数值几乎是一样的，因此，期望 K1 点短路时速断保护 KA2 能

4、动作，而 K2 点短路时又不动作的要求就不行能同时得到满足。为了获得选择性，保护装置 KA2 的动作电流 Iop2 必需大于被保护线路 AB 外部K2 点 短路时的最大短路电流 Ikmax。实际上 K2 点与母线 B 之间的阻抗格外小，由于认为母线 B 上短路时的最大短路电流 IKBmax=Ikmax。依据这个条件得到Iop2 = K”rclIKBmax式中，K”rcl牢靠系数，一般取为 1.2 1.3。由此可见，无时限电流速断保护不能保护线路的全长，规程规定，其最小保护范围一 般不应小于被保护线路全长的 15% 20%试验时可调整滑线电阻来查找保护范围。因此， 无时限电流速断保护具有相当长的

5、非保护区，在非保护区短路时，如不实行措施，故障便 不能被切除，这是不允许的，为此必需加装带时限的电流速断保护，以便在上述状况下用 它切除故障。2、带时限电流速断保护段AABBCIABIBCK(a)I21I”BI”opA34I“opA l“A(b)I”opBlt”At“At”B0t“At“Bl对这个设保护的要求，首先应在任何故障状况下都能保护本线路的全长范围，并具有足够的灵敏性。其次是在满足上述要求的前提下，力求具有最小的动作时限。正是由于它能以较小的时限切除全线路范围以内的故障，因此，称之为带时限速断保护。带时限电流速断保护的原理可用图 14 来说明。图 14 带时限电流速断保护计算图a网络图

6、 bIk=fl关系及保护范围 c延时特性图中：1- Ik=fl关系；2-I”opA 线；3-I“opA 线；4-I”opB 线由于要求带时限电流速断保护必需保护本线路 AB 的全长，因此，它的保护范围必需伸到下一线路中去。例如，为了使线路 AB 上的带时限电流速断保护 A 获得选择性，它必需和下一线路 BC 上的无时限电流速断保护B 协作，即在无时限电流速断保护B 的保护范围末端K 点短路时，它不应动作。为此，带时限电流速断保护A 的动作电流必需大于无时限电流速断保护 B 的动作电流。假设带时限电流速断保护 A 的动作电流用I“opA 表示，无时限电流速断保护 B 的动作电流用 I”opB 表

7、示，则I“opA =K“relI”opB(1)式中，K“rel牢靠系数，可取为 1.1 1.2。保护的动作时限应比下一条线路的速断保护高出一个时间阶段，此时间阶段以 t 表示。即保护的动作时间 t“A= t t 一般取为 0.5 s。带时限电流速断保护 A 的保护范围为 l“A见图 14。它的灵敏度按最不利状况即最小短路电流状况进展检验。即K“sen = Ikmin/I“opA(2)式中，Ikmin在最小运行方式下，在被保护线路末端两相金属短路的最小短路电流。规程规定 K“sen 应不大于己于 1.3 1.5。由此可见，当线路上装设了电流速断和带时限电流速断保护以后,它们的联系工作就可以保证全

8、线路范围内的故障都能够在 0.5S 的时间内予以切除,在一般状况下都能够满足速断性的要求。具有这种性能的保护称为该线路的“主保护”。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，及故障时， 假设无时限电流速断保护拒动，它可动作切除故障。但当下一段线路故障而段线路保护或断 路器拒动时，带时限电流速断保护不肯定会动作，故障不肯定能消退。所以，它不起远后 备保护的作用。为解决远后备的问题，还必需加装过电流保护。3定时限过电流保护段过电流保护通常是指其启动电流依据躲开最大负荷电流来整定的一种保护装置。它在正 常运行时不应当启动，而在电网发生故障时，则能反响电流的增大而动作。在一般状

9、况下， 它不仅能够保护本线路的全长范围，而且也能保护相邻线路的全长范围，以起到远后备保 护的作用。为保证在正常运行状况下过电流保护不动作，它的动作电流应躲过线路上可能消灭的最大负荷电流 Ilmax ，因而确定动作电流时，必需考虑两种状况：（1） 必需考虑在外部故障切除后，保护装置能够返回。例如在图 1-5 所示的线路网络中，当 K1 点短路时，短路电流将通过保护装置 5、4、3，这些保护装置都要启动，但是依据选择性的要求保护装置 3 动作切除故障后，保护装置 4 和 5 由于电流已经减小应马上返回原位；（2） 必需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。

10、例如在图 1-5 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 母线电压快速恢复，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，在这种状况下，也不应使保护装置动作。B1MK1C433QF2A5图 1-5 选择过电流保护启动值及动作时间的说明考虑其次种状况时，定时限过电流保护的整定值应满足 I“opKssIlmax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 Kss1。考虑第一种状况，保护装置在最大负荷时能返回，则定时限过电流保护的返回值应满足

11、IreKss Ilmax(3)考虑到 IreI“op,所以式3是计算条件，将它改写为Ire= K”“rel Kss Ilmax4式中，K”“rel牢靠系数，考虑继电器整定误差和负荷电流计算不准确等因素，取为 1.1 1.2。考虑到 Kre=Ire/Iop,所以I”“op=1/Kre *( K”“rel Kss Ilmax )(5)为了保证选择性，过电流保护的动作时间必需按阶梯原则选择如图 1-6。两个相邻保护装置的动作时间应相差一个时限阶段t。ABCtAtBtC36t”BttAttBttC0l图 1-6 过电流保护动作时间选择的示意图过电流保护灵敏系数仍承受式2进展检验，但应承受 I”“op

12、代入，当过电流保护作为本线路的后备保护时，应承受最小运行方式下本线路末端两项短路时 电流进展校验，要求Ksen1.31.5；当作为相邻线路的后备保护时，则应承受最小运行方式下相邻线路末端两项短路时的电流进展校验，此时要求Ksen1.2。定时限过电流保护的原理图与带时限过电流保护的原理图一样，只是整定的时间不同而已。四试验内容和步骤K5RS1KOK3 3R 1R K3 2KOK4 2R K43KO4KO1SA1SB 1SC2SA 2SB 2SCA 站保护B 站保护1. 试验原理接线图图 1-7 电流保护试验原理图2. 正常运行方式（1） 使三项调压器输出为 OV；（2） K5 置于“正常”位置；

13、（3） 合上试验电源，调整调压器的输出，使台上的 A 站电压表指示从OV 渐渐升到100V为止；（4） 合上 A 站和B 站模拟断路器。此时，负荷灯泡亮，模拟系统即处于正常运行状态。试验完毕后，将调压器输出调回零处位置，最终断开试验电源。3. 保护元件动作值的整定计算图 1-3 中假设取电源线电压为 100V，系统阻抗分别为 Xs.min=2 ,XS.N=4 ,Xsmax=5 ,线路 AB段和 BC 段的阻抗均为 10 ，A 站线路中串联有一个 2 的限流电阻。设 AB 段最大负荷电流为 1.2A,BC 段最大负荷电流为 1.0A。无时限电流速断保护牢靠系数 K=1.25，过电流保护牢靠系数

14、Km=1.15，继电器返回系数 Kh=0.85，自启动系数 Kzq=1.0。依据上述给定条件，理论计算 A、B 站保护各元件的整定值如下：Idz.A=KI AB 未max=(1.25100/3)/(2+2+10)=5.16AKm=100/ Idz.A-5/10=满足要求 IdzA=KmIdz.B=1.152.77=3.2AKm=100/2/(7+10)/ IdzA= tdzA=0.5“I”“dz.A=(K”“Kzq/Kh)IABmax=(1.151.0/0.85)1.2=1.62At”“dz.A=1.5“Ik.B=(100/3)/( SN+ AB+ BC)=(100/3)/(4+10+10)=

15、2.4A Idz.B=1.15(100/3)/( SN+ AB+ BC)=(100/3)/(4+10+10)=2.77A Ik.Bmin=2/3 (100/3)/( SN+ AB+ BC)=(100/3)/(7+10+10)=1.85AIdzB= Ik.Bmin /Km=1.85/1.15=1.6At“dz.B=0.5“I”“dz.B=(K”“Kzq/Kh)IBCMAX=(1.151.0/0.85)1.0=1.35AtdzB=1“据上述计算结果，A、B 站保护各元件的整定值整定如下： 表 1-1速断保护电流时间定时限过流保护电流时间过电流保护电流定值时间定值A 站52A0 秒3.2A0.5 秒

16、16A1.5 秒B 站28A0 秒1.60.5 秒14A1 秒（1） 保护的整定方法整定保护的动作值时，应当实行设短路点的方法才能实现。例如：为了得到 A 站速断电流保护 5.2A 整定值，可以在线上设一个短路点，关闭 A 站保护装置,然后渐渐的将调压器的电压上升，直至电流到达 5.2使装置动作即可(升到 100V 时仍未到 5.2A 可调整A 站短路电阻,确定不行以将调压器的电压上升到超过 100V)。同理,在 B 站设一个短路点, 调整 B 站短路电阻使电流到达 2.5A。（2） 微机保护的整定 将微机保护装置运行在正常状态下； 通过前面介绍的方法设置有关的整定单元。（3） 微机显示信息正

17、常运行时，微机处于测量状态，显示屏循环显示 A、B、C 三相电流和 AB 相线电压幅值；故障时，微机保护动作后显示屏上前面二位表示故障类型，“Sd”表示速断保护动作，同时“段动作”指示灯亮；“GL”表示过电流保护动作，同时“段动作”指示灯亮； “FH”表示过负荷保护动作，同时“段动作”指示灯亮。（4） 微机复位 主机复位：微机工作不正常时，可按压该键； 信号复位：当微机保护动作后，动作信号灯亮须按压该键进展复位才能熄灭。4. 三相短路试验1最小运行方式下 AB 段模拟线路 50%处三相短路试验各保护元件动作值的整定前面“保护元件动作值的整定”局部，将三段电流保护均投入，将低电压闭锁和重合闸功能

18、退出；将 AB 段模拟线路阻抗滑动头移动到 3 处，BC 段模拟线路阻抗滑动头移动到 10处； 运行方式选择，置于“最小处； 合上试验电源，调整调压器输出，使屏上电压表指示从 0V 渐渐升到 100V 为止； 合上 A、B 站模拟断路器，负荷灯全亮； 将台面左上角的 LP1、LP2 和 LP3 接通； 合上 A 站的 1SA、1SB、1SC 短路模拟开关； 合上 A 站的短路操作开关 3KO。模拟系统A 站发生三相短路故障并做记录。此时，负荷灯全熄灭，短路电流大于 A 站速断保护整定值，应当由 A 站段保护动作跳开 A 站模拟断路器，从而实现保护功能。保护动作后微机装置的显示内容与指示灯点亮状

19、况参见前面的有关说明。断开 A 站短路操作开关，按微机保护的“信号复位”按钮，可重合上 A 站模拟断路器，负荷灯全亮，即恢复模拟系统无故障运行状态。试验完毕后，将调压器输出调回零，断开各种短路模拟开关，断开 A、B 模拟断路器， 最终断开试验电源。2正常运行方式下 BC 段模拟线路 50%处三相短路试验 各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作值的整定”局部， 将三段电流保护均投入，将低电压闭锁和重合闸功能退出； 将 AB 段模拟线路阻抗滑动头移到 10 处，将 BC 段模拟线路阻抗滑动头移到 3处； 运行方式选择，置于“正常”处； 合上试验电源，调整调压器输出，使屏上电压表指示从 0V 渐

20、渐生到 100V 为止； 合上 A、B 站模拟断路器，负荷灯全亮； 将试验台右上角的 LP4、LP5 和 LP6 短接； 合上 B 站的 2SA、2SB、2SC 模拟短路开关； 合上 B 站短路操作开关 4KO，模拟系统B 站发生三相短路故障并做记录。此时，负荷灯全熄灭，屏上电压表约为 3A。B 站段保护动作调开B 站模拟断路器，从而实现保护功能。断开B 站短路操作开关，按微机保护“信号复位”按钮，可重合上B 站模拟断路器，即恢复模拟系统无故障运行方式。试验完毕后，将调压器调回零，断开各模拟短路开关，断开 A、B 站模拟断路器，最终断开试验电源。5. 二相短路试验最小运行方式下 BC 段模拟线

21、路末端二相短路试验（1） 各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作的整定”局部，将三段电流保护均投入，将低电压闭锁和重合闸功能退出；（2） 将 AB 段模拟线路阻抗滑动头移到 10 处，BC 段模拟线路阻抗滑动头移到 10 处；（3） 系统运行方式，置于“最小”处；（4） 合上试验电源，调整调压器输出，使屏上电压表指示从 0V 渐渐上升到 100V 为止；（5） 合上 A、B 站模拟断路器，负荷灯全亮；（6） 将试验台右上角的 LP4、LP5 和 LP6 短接；（7） 合上 B 站任何二相如此 SA、2SB短路模拟开关；（8） 合上 B 站短路操作开关 4KO，模拟系统B 站发生二相短路并做

22、记录。此时，负荷灯局部熄灭，B 站保护动作，跳开 B 站模拟断路器。断开 B 站短路操作开关， 按 B 站微机保护“信号复位”按钮，可重合上 B 站模拟断路器，即恢复模拟系统无故障运行方式。试验完毕后，将调压器输出调回零，断开直流电源开关，断开短路模拟开关，断开 A、B 站模拟断路器，最终断开试验电源。6. AB 站间保护动作协作试验（1） 各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作值的整定”局部，并将低电压启动功能和重合闸功能退出；（2） 将 AB段模拟线路阻抗滑动头移到 10 处，将 BC 段线路阻抗滑动头移到 10 处；（3） 系统运行方式选择，置于“最大”；（4） 合上试验电源，将调压

23、器输出从屏上电压表指示 0V 渐渐上升到 100V 为止；（5） 合上 A、B 站模拟断路器，负荷灯全亮；（6） 将试验台右上角处的 LP4、LP5 短接，LP6 断开；（7） 合上 B 站 2SA、2SB 短路模拟开关；（8） 合上 B 站短路操作开关 4KO，模拟系统发生二相短路故障并做记录。此时，负荷灯局部灭，B 站段保护因其动作时间小于 A 站段保护的动作时间应先动作，但 B 站段保护人为拒动，故 A 站段保护动作，跳掉 A 站模拟断路器远后备。断开 B 站短路操作开关，按 A 站微机保护装置上的“信号复位”按钮，重合上 A 站模拟断路器，即恢复模拟系统的无故障运行。试验完毕后，将调压

24、器输出调回零，断开短路模拟开关，断开A、B 站模拟断路器，最终断开试验电源。7. 同站保护间动作协作试验（1） 各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作值的整定”局部，并将低电压启动功能和重合闸功能退出；（2） 将 B 站段保护的动作设置得比段保护的动作时间长 0.5 秒,将 B 站段保护的设置得比段保护的动作时间长 0.5 秒；（3） 将 AB 段模拟线路阻抗滑动头移到 10 处，将 BC 段线路阻抗滑动头移到 5 处；（4） 系统运行方式选择，置于“最大”；（5） 合上试验电源，将调压器输出从屏上电压表指示 0V 渐渐上升到 100V 为止；（6） 合上 A、B 段模拟断路器，负荷灯全亮

25、；（7） 将试验台右上角处的 LP6 短接，同时将 LP4 和 LP5 开路；（8） 合上 B 站 2SA、2SB、2SC 短路模拟开关；（9） 合上 B 站短路操作开关 4KO，模拟系统发生三相短路故障并做记录。此时，负荷灯全灭，B 站段保护首先动作，显示“Sd- ” 为测量的故障电流幅值大小，同时“段动作”指示灯点亮，但因LP4 开路会导致 B 站模拟断路器不能分断；随后 B 站段保护动作，显示“ GL- ”，同时“段动作”指示灯点亮，但因 LP5 开路也会导致 B 站模拟断路器不能分断；再延迟一会就会有 B 站段保护动作，显示“FH- ”，同时“段动作”指示灯点亮，并且会有 B 站模拟断

26、路器分断发生近后备。断开 B 站短路操作开关，按 B 站微机保护装置上的“信号复位”按钮，重合上 B 站模拟断路器，即恢复模拟系统的无故障运行。试验完毕后，将调压器输出调回零，断开短路模拟开关，断开 A、B 站模拟断路器，最后断开试验电源。五试验报告要求：1. 简述各试验原理；2. 记录各试验数据，并做误差分析；3. 画出动作特性及动作曲线，并加以分析。其次节、微机变压器保护试验一试验目的：1、了解试验原理；2、把握试验装置调试与整定；3、把握试验方法。二试验设备：1、WBB -型微机变压器保护试验台1 台2、连接线假设干三试验原理：1. 变压器保护的配置变压器是格外重要和贵重的电力设备，电力

27、部门中使用相当普遍。变压器如发生故障将给供电的牢靠性带来严峻的后果,因此在变压器上应装设灵敏、快速、牢靠和选择性好的保护装置.变压器上装设的保护一般有两类:一种为主保护,如瓦斯保护差动保护;另一种称后备保护,如过电流保护、低电压起动的过流保护等。本试验台的主保护承受二次谐波制动原理的差动保护，后备保护承受过电流保护。1. 变压器纵联差动保护根本原理I”2I”1IdKDI2I1图 2-2 变压器纵差动保护单项原理图如图 2-2 所示为双绕组纵联差动保护的单项原理说明图，元件两侧的电流互感器的连线应使在正常和外部故障时流入继电器的电流为两侧电流之差，其值接近于零，继电器不动作； 内部故障时流入继电

28、器的电流为两侧电流之和，其值为短路电流，继电器动作。但是，由于变压器两侧的两个电流相等，从而使流入继电器的电流为零。即：IKA = I1 / KTAY - I2 / KTA = 01式改写为：KTA / KTAY = I2 / I1 = Kr式中：KTAY、KTA分别为变压器 Y 侧和侧电流互感器变比；Kr变压器变比。明显要使正常和外部故障时流入继电器的电流为零，就必需适中选择两侧互感器的变比，使其比值等于变压器变比。但是，实际上正常或外部故障时流入继电器的电流不会为零， 即有不平衡电流消灭。缘由是：（1） 侧电流互感器的磁化特性不行能全都；（2） 为满足1式要求，计算出的电流互感器的变比，与

29、选用的标准化变比不行能一样；（3） 当承受带负荷调压的变压器时，由于运行的需要为维持电压水平，常常变化变比Kr,从而使1式不能得到满足；（4） 由图 2-2 可见，变压器一侧承受接线，一侧承受 Y 接线，因而两侧电流的相位会消灭 30 的角度差，就会产生很大的不平衡电流见图 2-4；（5） 由于电力系统发生短路时，短路电流中含有非周期重量，这重量很难感应到二次侧，从而造成两侧电流的误差；（6） 分析说明，当变压器空载投入和外部故障切除后，电压恢复时，有可能消灭很大的变压器鼓励电流，通称为鼓励涌流。由于涌流只流过变压器的一侧，其值又可到达额定电流68 倍，常导致差动保护的误动。为了要实现变压器的

30、纵联差动保护，就要努力使1式得到满足，尽量削减不平衡电流，上述六种因素中有些因素由于其数值很小，有些因素由于是客观存在不能人为转变的， 故常常在整定计算时将它们考虑在牢靠系数中。本试验台上学生可以自己动手接线，将三侧电流互感器副方的电流接入微机保护，假设接线正确，则流入微机保护的电流近似为零，否则电流较大，如图2-4 所示。Y 侧与侧的一次电流有 30 的误差，因此可以将Y 侧互感器二次电流接成，侧的二次电流接成Y 进展校正。变压器差动保护中，虽然承受了种种方法来削减不平衡电流的影响，但是不平衡电流仍旧比较大，而且其值随着一次穿越变压器的短路电流的增大而增大，这种关系可近似用图2-3 的直线

31、1 来描述。假设变压器差动保护的动作电流按躲开外部故障的最大短路电流来整定， 如图 2-3 的直线 2，可见保护的动作电流较大，这时对于短路电流较小的内部故障，灵敏度往往不能满足要求。假设能利用变压器的穿越电流来产生制动作用，使得穿越电流大时，产生的制动作用大，穿越电流小时，产生的制动作用小，并且使保护的动作电流也随制动作用的大小而转变，即制动作用大时，动作电流大些，制动电流小时，动作电流也小，那么在任何外部短路电流的状况下，差动保护的动作电流都能大于相应的不平衡电流，从而既提高灵 敏度，又不致误动作，差动保护的制动特性曲线如图 2-3 的曲线 3 所示，曲线 3 上方阴影局部的区域为差动保护

32、的动作区。曲线 3 中 A 点对应为差动保护的最小动作电流Ipu.O 一般取0.250.5IN。Ipu.O 小时保护较灵敏。B 点对应的制动电流一般取13IN。当 B 点取值小时，保护不易动作。曲线 3 的斜率 tg ，视不平衡电流的大小程度确定，一般取 tg=0.250.5 之间。当斜率小时，差动保护动作较灵敏。Ic.IunbIpuo2Ipu1动作3AtgBIk(Ires)图 2-3 制动特性说明图本试验台制动特性的 A、B 点，在试验时可以通过整定，调整 A 点或B 点以检查制动特性曲线对保护的影响。在空载变压器或外部故障切除后恢复供电的状况下，可能消灭的激磁涌流，由于它只流过变压器的一侧

33、，常常导致差动保护误动作，给差动保护的实现带来困难。分析说明，在电源电压 U=0 时，投入空载变压器，就有可能消灭最大激磁涌流，在电源电压 U=Umax 时投入空载变压器，则激磁涌流可能很小。本试验台上学生可以通过合闸空载变压器观看激磁涌流的状况。分析说明，空载投入变压器时，消灭的激磁涌流具有三大特点：a涌流中有很大的非周期重量；b.涌流波形经削去负波之后消灭连续；c.涌流中具有大量的高次谐波重量，其中以二次谐波为主。所以变压器差动保护中，常常利用二次谐波作为制动量以躲开激磁涌流的影响有用上也可以用其他方法，例如利用判别连续角原理等。本试验台的 微机差动 保护为躲 开激磁涌 流的影 响，是利

34、用二次谐 波作为制 动量。I1-6I20 判为内部故障；I1-6I20 判为激磁涌流，式中：I1 激磁涌流的基波重量；I2 激磁涌流的二次谐波重量。ABCA1A2-B2A2KTAYA2B2C2A2-B2B2-C2C1B1C2B2A1B1C1C2-A2IdIdIdB2A1A230KTAA2B2C2A1B1C1A2B1C1C2(a) (b)(C)图 2-4Y/-11 接线的变压器差动保护的三相接线图(a)接线圈(b)互感器原边电流相量(c)回路两侧电流相量本试验台承受的是三绕组变压器。对于三绕组变压器，由于起故障类型与双绕组变压器一样，因此承受的保护方式也根本一样，但因三绕组变压器多了一个中压绕组

35、，故保护的配置和构成原则也有差异，下面介绍其特点：1三绕组变压器差动保护的特点+II”IYYI”III”图 2-5 三绕组变压器差动保护原理图原理图如图 2-5 所示，三侧均装设有电流互感器，假设三侧的电流分别为 I 、I 、I ，则正常和外部故障流入继电器的电流为：Ir= I/KTA+I/KTA+I/KYA=0 式中 KTA=IN/5侧电流互感器变比； KTA=IN/5=IN/5U/U侧电流互感器变比； KTA=IN/5=IN/5U/U侧电流互感器变比； IN侧的额定电流；U、U、U、侧的电压。即 r = /IN/5/IN/5U/U/IN/5U/U=0为了正常或外部故障时,流入继电器的电流尽

36、可能小,除了实行和双绕组变压器同样的方法来减小不平衡电流外,还必需留意如下几点:a. 为了保证在正常运行和外部短路时,流入继电器的电流 Ir=0,三侧电流互感器的变比应按同一额定容量下算出的各侧电流来选取,而不应按各侧的容量来确定.由于有时变压器高、中、低三侧电流互感器的容量是不一样的。b. 为了保证动作的选择性，保护的动作电流和双绕组变压器差动保护一样,必需躲开外部故障时的最大不平衡电流和励磁电流.但是,由于外部故障时,装在故障点那一侧的电流互感器上,要流过各侧短路电流的总和,即相当于外部短路电流的倍数提高了,因此,互感器的误差加大,故三绕组变压器的不平衡电流比双绕组大,所以,对三绕组变压器

37、,为提高灵敏度, 一般都要承受带制动特性的差动保护.c. 同双绕组变压器一样,由于互感器的变比不能按需要选择,三侧二次电流之和可能不为零.为此,对于常规的差动保护应当用差动继电器的平衡圈来补偿,这时,为保证、 侧中每两组之间的平衡，需要用两个平衡圈，分别接在电流较小的两侧。而对于微机差动保护则可用软件来解决。d. 构成三绕组变压器的差动保护，可先将任意两侧的电流相加，然后再和第三侧比较。2三绕组变压器过流保护的特点三绕组变压器承受过流保护时，为了在外部故障状况下，尽可能缩小停电范围，应使保护有选择性地只切除近短路点一侧的短路器，保证另外两侧绕组连续运行。同时，还要保证对各种内部故障都能起到后备

38、作用。例如，在图 2-6 母线短路时，应只切除 2QF，保证、两侧连续进展。因此本试验台装设的过流保护为：低压侧过流保护用于切除低压侧出线故障，中压侧过流保护用切除中压侧出线故障，高压侧过流保护设置、段。段作为变压器主保护差动保护的后备，段作为中压侧，低压侧过流的总后备，动作时切除三侧短路器。2QF 1QFYK1Y3QFK2四.试验内容及步骤图 2-6 三绕组变压器过流保护配置图1. 试验台一次参数及试验接线图1） 变压器保护试验台各元件的参数如下：试验变压器高压侧线电压为 380V实际使用 300V，高、中压变比3 ；高 、低压变比为 3；中压侧负荷电抗约 20 ，低压侧负荷电抗约 12 ，

39、中压侧内部短路和外部短路电抗约 10 ，低压侧内部短路和外部短路的电抗约 6.0 。高、中、低三侧电流互感器变比分别为：1、3 、3。2） 试验接线图如下：微机变压器差动保护微机变压器后备保护电源开关IA IB ICIA IB ICIA IB ICTA2ATA3A中压母线低压母线TA2BYTA3BTA2CYTA3CTA1ATA1BTA1C高压母线高压侧二次电流 中压侧二次电流 低压侧二次电流地图 2-7 变压器保护试验接线图2. 正常运行方式试验试验前请依据给定的有关参数和公式I=V/3 R 计算出变压器各侧的一次电流和二次电流，将值填入表 2-1 中，然后再进展试验。步骤如下：1） 三相调压

40、器输出为 0V；2） 短路切换开关 1QC、2QC 处于断开位置；3） 合上试验电源，调整调压器，使屏上电压表指示从 0V 渐渐上升到 300V；4） 合上变压器、侧模拟断路器，三侧电流表均有指示，此时，一次系统处在正常运行状态；5） 将读出的变压器三侧的一次电流电流表上及二次电流保护装置上值填入表2-1 中；6） 比照计算值和实际值，分析其误差及误差产生缘由。参 数高压侧电流A中压侧电流A低压侧电流A计算二次电流误差表 2-1 正常运行时变压器各侧电流方式ABCABCABC计值算 一次电流二次电流4.54.54.55554.84.84.8测值量 一次电流二次电流误差 一次电流误差3. 模拟变

41、压器中压侧外部短路试验试验前请依据给定的一次参数，计算出中压侧外部故障时变压器各侧的一次电流值，填入表 2-2 中，然后使变压器运行在正常运行方式下。在正常运行方式下即、侧短路器均处于合上位置，选择相应的操作开关，使其均处于接通状态。将低压侧故障选择开关放置在“OFF”位置，在中压侧选择适宜的故 障设置，再操作中压侧短路开关，造成变压器外部中压侧三相短路、二相短路。读出外部短路时，各侧的一次电流值，并参照原理图，计算一次电流，使之与实际值比照，分析是否正确，并填入表 2-2 中。表 2-2：变压器中压侧外部短路时各侧电流方式参数高压侧电流A中压侧电流A低压侧电流A计算值7.4104.8三相短路

42、实测值AB 相两相电流短路实测值BC 相CA 相4. 模拟变压器低压侧外部短路试验试验前请依据给定的一次参数，计算出低压侧外部故障时变压器各侧的一次电流值，填入表 2-3 中，然后使变压器运行在正常运行方式下。在正常运行方式下即、侧断路器均处于合上位置，选择相应的操作开关，使及均处于接通状态。将中压侧故障选择开关放置在“OFF”位置，在低压侧选择适宜的故障设置，再操作低压侧短路开关，造成变压器外部低压侧三相短路、二相短路。读出外部故障时，各侧的一次电流值，并参照原理图，计算一次电流，使之与实际值比照，分析是否正确，并填入表 2-3 中。表 2-3：变压器低压侧外部短路时各侧电流方式参数高压侧电

43、流A中压侧电流A低压侧电流A计算值6.159.6三相短路实测值AB 相两相电流短路实测值BC 相CA 相5. 模拟变压器内部故障试验参照有关给定参数计算好变压器中压侧低压侧内部三相短路时一次电流备查。在正常运行方式下即、侧断路器均处于合上位置，操作相应的选择开关，使其均处于接通状态，先设置好中、低压侧故障选择开关和短路类型开关的位置，再操作短路开关，造成变压器低压侧或中压侧内部三相短路、二相短路。读出内部短路时三侧一次电流值。填入表 2-4、表 2-5 中，并与计算值比照，分析是否正确。表 2-4：变压器中压侧内部短路电流值方式参数高压侧电流A中压侧电流A低压侧电流A计算值7.4104.8三相短路实测值两相电流AB 相BC