变压器比率差动保护实验.doc

1、实验三 变压器比率差动保护一、 实验目的1. 了解比率差动保护、增量差动保护的动作特性； 2熟悉变压器的接线钟点数，掌握各种接线形式的电流补偿方法；3. 熟悉比率差动保护、差流速断保护、差流越限保护的原理；4. 熟悉比率差动保护的逻辑组态方法。二、实验原理及逻辑框图1比率差动保护比率差动保护能反映变压器内部相间短路故障、高（中）压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，该保护需要考虑励磁涌流和过励磁运行工况，同时也要考虑 TA 断线、TA 饱和、TA 暂态特性不一致的情况。由于变压器联结组不同和各侧 TA 变比的不同，变压器各侧电流幅值相位也不同，差动保护首先要消除这些影响。本保护装置利用数字的方法

2、对变比和相位进行补偿，以下说明均基于已消除变压器各侧电流幅值相位差异的基础之上。（1）比率差动动作方程(3-1) ersersresop resop IIISI 6),6(.0)6(,.0. 0. 当当当为差动电流， 为差动最小动作电流整定值， 为制动电流， 为最小制opI. 0.rs动电流整定值，S 为比率制动系数整定值，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。对于两侧差动：(3-2).12|I+|OP(3-3).|res， 分别为变压器高、低压侧电流互感器二次侧的电流。1I2对于三侧及以上数侧的差动：(3-4)12k|I+I|OPA(3-5)max|res， ， ，式中： ， 分别为变压器各

3、侧电流互感器二次侧的电流。43K12kIA， ， ，（2）比率差动动作特性如图 3-1 所示： 0 I r e sI r e s . 0 6 I eK = 0 . 6S图 3-1 比率差动动作特性（3）比率差动保护逻辑图如图 3-2 所示：件 件 件 件 件&件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件T A 件 件 件 件& 件 件 件 件T A 件 件 件 件图 3-2 比率差动保护逻辑图（4）励磁涌流判据变压器差动保护所感受到的励磁涌流包括空投变压器、区外故障切除恢复性涌流，和应涌流和带负荷投运变压

4、器时的励磁涌流。三相变压器在上述工况中各相所感受到的励磁涌流的大小不一致，也就是说各相中的谐波含量与基波的比值不一致，但是总有一相电流中的二次谐波与基波的比值较大。所以利用“或“闭锁的方式来识别励磁涌流。动作方程： K2* (3-6).opI1.opI式中： 为差流中的二次谐波， 差流中的基波， K2 为整定的二次谐波系数。2.opI .如果某相差流满足上式，同时闭锁三相差动。（5）TA 饱和判据变压器由于各侧的电压等级不一致，所以各侧选用的 TA 的变比不一致，当发生故障时，各侧 TA 表现的暂态特性也不一致，导致区外故障时，由于 TA 的暂态特性不一致差动保护可能动作，所以必须投入可靠的

5、TA 饱和判据。（6）TA 断线判据TA 断线判据分为两种情况，一种为未引起差动保护启动的 TA 断线判别，一种为引起差动保护启动的 TA 断线判别。引起差动保护启动的 TA 断线判别：当三相电流都大于 0.2 倍的额定电流时，启动 TA 断线判别程序，满足下列条件认为TA 断线：a本侧三相电流中至少一相电流不变；b最大相电流小于 1.2 倍的额定电流；c任意一相电流为零。未引起差动保护启动差动保护的 TA 断线判别：满足下列条件认为 TA 断线，延时 10S 发 TA 断线信号：a零序电流大于 0.1 倍的额定电流；b最大相电流小于 0.25 倍的额定电流；c任意一相电流为零。通过定值“TA

6、 断线闭锁差动 ”控制 TA 断线判别出后是否闭锁差动保护。当 “TA 断线闭锁差动”整定为“0”时，判别出 TA 断线后不闭锁差动保护，整定为“1”时，判别出 TA 断线后闭锁差动保护。2差流速断保护由于比率差动保护需要识别变压器的励磁涌流和过励磁运行状态，当变压器内部发生严重故障时，不能够快速切除故障，对电力系统的稳定带来严重危害，所以配置差流速保护，用来快速切除变压器的严重的内部故障。当任一相差流电流大于差动速断整定值时差流速断保护瞬时动作，跳开各侧断路器。差流速断保护逻辑图如 3-3 所示：件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件

7、 件 件 件 件& 件 件 件 件图 3-3 差流速断保护逻辑图3. 差流越限告警当任一相差流电流大于差流越限整定值时差流越限保护延时动作，报差流越限信号。差流越限保护逻辑图如图 3-4 所示：件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件件 件 件 件 件 件 件 件 件&件 件 件 件 件 件t&图 3-4 差流越限保护逻辑图三、实验内容1.首先用导线将端子“合闸断线”与端子“合闸断线-”短接，将端子“跳闸断线”与端子“跳闸断线-”短接，并将端子 “UA”与端子“UA- ”短接, 将端子“Ia ”与端子“Ia-”短接。装置接线检查无误后，合上单相漏电断路器，保护装置得电，控制

8、回路可操作。再合上三相漏电断路器使整个实验装置上电。2.修改保护定值：进入微机变压器保护装置菜单“定值”“定值”中，按确认键后，分别进行“ 差流速断保护” ， “ 比率差动保护” ， “ TA 断线” ， “ 差流越限告警”的定值设置，修改完毕后，按“确认”按钮，显示“ 定值固化成功”界面，变压器比率差动保护定值清单如下：序号 保护定值名称 整定范围 备 注比率差动保护01 最小动作电流 2A Icd02 最小制动电流 1.0A Izd03 比率制动系数 0.5 S04 谐波制动系数 0.2 R205 差动平衡系数 1.73 Kb06 TA 断线闭锁 0 Tabs0107 TA 二次接线 1

9、TAJX差流速断保护02 01 差流速断定值 12A IsdTA 断线03 01 TA 断线投入 1 TADX3.投入保护压板。将比率差动保护的硬压板(用导线将端子“开入”接到端子“比率差动压板”)和软压板（ 进入 “定值”“ 压板”中，分别进入“差流速断保护” ， “比率差动保护” “差流速断保护软压板” “差流越限保护”将其保护软压板投入后 按“确认”后显示压板固化成功）投入，其他所有保护的硬压板和软压板均退出： 序号 保护软压板名称 备 注比率差动保护01 比率差动保护软压板 ：投入02 差流速断保护软压板 ：投入03 差流越限软压板 ：投入04 TA 断线软压板 ：投入4.参考“变压器实验系统的故障模拟”中的短路故障的实验模拟方法模拟变压器的相间短路故障。5.记录 WBH-820 系列微机变压器保护装置中记录的短路故障的故障相电流、正常相电流及保护的整定值，并制作相应的表格。表 3-1：变压器比率差动保护实验数据表保护定值 高压侧相电流 低压侧相电流 差动电流 制动电流S Iop.0 Ires.0 IA IB IC IA IB IC IA IB IC IA IB IC