微机保护实验报告

1、微机保护实验报告试验一变压器差动保护试验一、试验目的1. 熟悉变压器纵差保护的组成原理及整定值的调整方法。2了解差动保护制动特性的特点，加深对微机保护的认识。3 学习微机型继电保护试验测试仪的测试原理和方法差动保护作为变压器的主保护，配置有波形对称原理的差动保护和差动电流 速断保护。其中，差动电流速断保护能在变压器区严重故障时快速跳开变压器的 各侧开关。二. 试验原理电力变压器是电力系统中不可缺少的电力设备。其故障分为部故障和外部故 障两种。电流差动保护不但能够正确的区分区外故障，而且不需要与其他元件的 保护配合，就可以无延时地切除区各种故障，具有独特的特点而被广泛的用作变 压器的主保护。图1

2、所示为三绕组变压器差动保护的原理接线图。图2为工况下, 变压器相关电气量的向量关系图。图1差动保护接线图图2工况向捲关系图这里以Y-11主变接线为例，传统继电器差动保护是通过把主变高压侧的 二次CT接成把低压侧的二次CT接成Y型，来平衡主变髙压侧与低压侧的 30度相位差的，然后再通过二次CT变比的不同来平衡电流大小的，接线时要求 接入差动继电器的电流要相差180度，即是逆极性接入。而微机保护要求接入保护装置的各侧CT均为Y型接线，显而易见移相是通 过软件来完成的，下面来分析一下微机软件移相原理。变压器差动保护软件移相 均是移Y型侧，对于A侧电流的接线，TA二次电流相位不调整电流平衡以移 相后的

3、Y型侧电流为基准，侧电流乘以平衡系数来平衡电流大小。若A侧为 -11接线，软件移相的向量图如图2。人、人分别为变压器一次侧和二次侧的电流，参考方向为母线指向变压器； 1人分别为相应的电流互感器二次侧电流。流入差动继电器KD的电流为：=A÷72保护动作的判据为:设变压器的变比n=,并且选择电流互感器的变比，使得也竺=坷.，则 UlnTM经推算可得：y -nA+4,flTA2忽略变压器的损耗，正常运行和区外故障时，一次电流的关系为+1=0o 正常运行和外部故障时，变压器的差动电流为0,保护不会动作；变压器部任何 一点故障时，相当于变压器部多了一个故障之路，流入差动继电器的电流等于故 障电

4、流。只要故障电流大于继电器的动作电流，差动保护就能迅速动作。这就是 差动保护的基本原理。三、实验过程在本次试验中，用“继保之星”来模拟产生电力变压器差动保护信号，把信 号输入继电保护开关柜进行信号处理，判断出保护是否动作出口跳闸。试验接线 图如下所示。继电保护测试仪7-12X电流输入涮Me2询3C再H相12 4卩茨伽13D14C旳»15E23<2425c«b26h4Q变压器保护端子排图3差动动作值测试实验接线1、按图3-1接线，将保护柜上的差动保护压板IXB投入，确认接线正确后 合上保护柜直流电源。2、打开PC机，与保护装置进行通信连接；打开测试仪电源，与PC机连接。

5、3、操作装置键盘，按一键，进入主菜单，选择“定值”对话框，选择“显示和打印”命令控件。4、按一键，选择差动保护模件，查找到差动定值IA和差动速断定值7A。5、用测试仪（选交流试验模块）依次在装置的髙、中、低压侧的A、B、C 相加入单相电流（整定值），使差动动作，记录实验数据。注意高.中压侧电流 为动作电流的倍（这是由CT二次电流的相位校正产生的差流越限的整定值为 差动电流整定值的0. 57倍。差流越限实验，经延时后装置发差流越限信号。四.实验数据:差动保护继保之星输出值差动保护动作情况高A相动作压整定值1. 74A不动作侧IA1.8动作结论差动保护的动作电流为1.8A差动速段保护继保之星输出值

6、差动速段保护动作情况高A相12. 8不动作压整定值13. 4动作侧713. 2不动作结论差动速段保护的动作电流为13. 4差流越限保护继保之星输出值差动速段保护动作情况高相1. 1不动作压整定值1. 15动作侧0.57A1. 13不动作结论差动速段保护的动作电流为1. 15实验二距离保护的模拟短路实验一、实验目的1、加深对距离保护原理的理解；2、清楚事件报告中每一项事件消息产生的原因，并了解事件消息产生在时 间上的顺序性；3、分析录波图，比较永久性故障和瞬时性故障引起的保护动作上的差异。4、熟悉阶段式距离保护及方向距离保护的工作原理和基本特性。二、实验原理1.距离保护的作用和原理电力系统的迅速

7、发展，使系统的运行方式变化增大，长距离重负荷线路增多, 网络结构复杂化。在这些情况下，电流、电压保护的灵敏度、快速性、选择性往 往不能满足要求。电流、电压保护是依据保护安装处测量电流、电压的大小及相应的动作时间 来判断故障是否发生以及是否属于部故障，因而受系统的运行方式及电网的接线形式影响较大。针对被保护的输电线路或元件，在其一端装设的继电保护装置，如能测量出 故障点至保护安装处的距离并与保护围对应的距离比较，即可判断出故障点的位 置从而决定其行为。这种方式显然不受运行方式和接线的影响。这样构成的保护 就是距离保护。以上设想，表示在图4中。图中线路A侧装设着距离保护，由故障点到保护安装处间的距

8、离为/,按该保护的保护围整定的距离为厶厂 如上所述，距离保护 的动作原理可用方程表示：/5匚。满足此方程时表示故障点在保护围，保护动 作；反之，则不应动作。-GD-I UJTVLdl LZdLd2(in7图4 距离保护原理说明Z表示距离保护装置距离比较的方程两端同乘以一个不为零且大于零的石（输电线每千米的正序 阻抗值）得到：Zrf = ZIl ZI （ 1 ）式（1）称为动作方程或动作条件判别式。表明距离保护是反应故障点到保 护安装处间的距离（或阻抗）并与规定的保护围（距离或阻抗）进行比较，从而 决定是否动作的一种保护装置。当Z, < ZlLd时，表明故障发生在保护围，保护应 动作；当Z

9、rf > 时，表明故障发生在保护围外，保护不应动作；当Zd = Z心时, 表明故障发生在保护围末端，保护刚好动作。所以，距离保护又称为低阻抗保护。设故障点d （或d等）发生金属性三相短路，则保护安装处的母线电压变为 U = IZd，自母线流向线路的电流为/ ,则Ull =乙；再设法取得ZILd O按式（1） 即可实现距离保护。对于髙电压、大电流的电力系统，母线电压与线路电流必须经过互感器后送 入距离保护的测量元件（阻抗继电器），其值为和/汀假设保护用的电压互感 器和电流互感器的变比均为1,则测量元件感受到的测量阻抗 乙=UJllJ=Ull = Zd.又因变比为1,在阻抗继电器上设置的整定

10、阻抗= O故得出阻抗继电器（也称距离保护）的动作方程Zd=ZJ=UJIjZzd（ 2 ）从式（2）可知，距离保护是由阻抗继电器来实现阻抗（即距离）的测量， 当满足式（2）时，说明故障在部，保护应动作。三、试验步骤'本次试验中，用“继保之星”模拟线路的故障，并把相应的电气信息输入继 电保护柜。继保之星与保护柜的接线图如图6所示。a实验I 距离保护I10-2继电保护测试仪与PCaw 口聊捞<tR®| z <®(3 CIDnLQ4.1 311I"1 D-74.7S(D-79PSL602瑞子排图5瞬时距离I段内AB两相接地短路实验接线1 按图3-8接线

11、，退出压板1LP13（高频保护退出）、1LP16（零序I段退岀）、 1LP17 （零序II段退出）.ILPl8 （零序总投入退出），其余压板全部投入。确认接 线正确后合上保护柜直流电源。将IQK打到综重位置；重合闸控制字整定为检无 压；距离保护控制字中与永跳相关的控制字均改成永跳退出；IIQK1、11QK2打 到本线。2. 打开PC机，与保护装置进行通信连接；打开测试仪电源，与PC机连接。3. 按一键，进入主菜单，选择“定 值"对话框，选择“显示和打印”命 令控件O4. 按一键，选择距离零序保护模件，查找到距离I段阻抗定值为4Q, 线路正序阻抗角为80。，零序电阻、电抗补偿系数均为0

12、. 67o5. 打开“继保之星”中的“整组试验”；在整定阻抗栏填入距离I段阻抗定 值4Q,线路正序阻抗角为80。,零序电阻、电抗补偿系数均为0. 67,短路阻 抗设为0.7倍的整定阻抗，故障类型选为“AB相接地故障方向选正向，故障 类型选瞬时性，PT位置选母线侧，选定接点控制，开关断开延时设为40ms开 关合闸延时设为50ms ,实验持续时间设为20OmSo6. 开始试验，注意装置信号灯的变化；结束试验后，复归信号，并打印距 离保护的故障录波。7将故障性质改为永久性，其它条件不变，再作一次试验，并打印故障录 波，将两次事件进行比较分析，加深理解。四. 实验结果及分析AB相永久性接地故障时间ms

13、继保之星事件保护动作情况0综重电流启动；高频保护启动1后被保护启动5距离保护1段动作；后备保护三条出口11开关班开16相间距离1段动作38故障类型及测距：AB相间短路11. IKm 0. 09÷j. 5668综重合闸启动1041开关闭合1067开关班开综重重合闸出口HlO综重重合闸复归1124距离重合加速动作；后备保护永跳出口1152故障类型测距:AB相间接地ILOlKnl 0. 09+J0. 551213综重合闸启动2212综重重合闸复归6187综重电流复归6189高频保护整组复归6192后备保护整组复归ABC三相瞬时性故障时间ms继保之星事件保护动作情况0综重电流启动；高频保护启

14、动；后备保护启动1后被保护启动4距离保护1段动作；后备保护三条出口10开关跳开15相间距离1段动作37故障类型及测距:三相故障12. 22Kln 0. 127+J0.61167综重重合闸启动1040开.-1066综重合闸出口1110综重重合闸复归5068综重电流复归5073高频保护整组复归；后备保护整组复归试验结果分析：距离保护的动作时延与故障点到保护安装处的距离之间的关系成为距离 保护的时延特性。目前，距离保护广泛采用三段式的阶梯时延特性，如图6所示。 距离保护一段为无时延的速动段；2段为带有固定时延的速动段，固定时延一般 为03-0.6s; 3段延时需要与相邻下级线路的2段保护配合，在其时延的基础上 再加上一个时延级差/。图6距离保护的时延特性在第二组实验中，故障时瞬时性的，重合闸成功，之后系统进入正常运行。 由于继保