《微机继电保护》实验指导2 Microsoft Word 文档

1、第二节 电流保护实验一、 实验目的：1、了解实验原理；2、掌握实验装置调试与整定；3、掌握实验方法。二、 实验设备：1、WLZB-微机线路保护教学实验台 1台2、连接线 若干三、 实验原理：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。根据这个特点，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)。下面分别讨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： I

2、K³ = ES/R = ES/RS+ROl IK² = 3/2 = ES/RS+ROl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（RS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。 KA2 KA1 A I> B I> C I K1 K2 1 2 3 lmin lmax Iop IkB max 0 l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

3、仅反应电流增大而瞬时动作的电流速断保护，则当线路AB上发生故障时，希望保护KA2能舜时动作，而当线路BC上故障时，希望保护KA1能瞬时动作，它们的保护范围最好能达到本线路全长的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，希望速断保护KA2能够瞬时动作切除故障，而当相邻线路BC的始端（习惯上又称出口处）K2点短路时，按照选择性的要求，速断保护KA2就不应该动作，因为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，希望K1点短路时速断保护KA2能动作，而K2点短路时又不

4、动作的要求就不可能同时得到满足。为了获得选择性，保护装置KA2的动作电流Iop2必须大于被保护线路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之间的阻抗非常小，因为认为母线B上短路时的最大短路电流IKBmax=Ikmax。根据这个条件得到 Iop2 = K'rclIKBmax式中，K'rcl可靠系数，一般取为 1.21.3。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%（实验时可调节滑线电阻来寻找保护范围）。因此，无时限电流速断保护具有相当长的非保护区，在非保护区短路时，如不采取措施，故

5、障便不能被切除，这是不允许的，为此必须加装带时限的电流速断保护，以便在上述情况下用它切除故障。2、 带时限电流速断保护（段）对这个新设保护的要求，首先应在任何故障情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。 A A B B C IAB IBC K (a) I 2 1 I'B I'opA 3 4 (b) I"opA I'opB l"A l t'A t"A

6、t'B 0 t"A t"B l图 14 带时限电流速断保护计算图（a）网络图 （b）Ik=f（l）关系及保护范围 （c）延时特性图中：1- Ik=f（l）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须保护本线路AB的全长，因此，它的保护范围必须伸到下一线路中去。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，它必须和下一线路BC上的无时限电流速断保护B配合，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的动作电流必须大于无时限电流速断保护B的动作

7、电流。若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表示，则 I"opA =K"relI'opB (1)式中，K"rel可靠系数，可取为1.11.2。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情况（即最小短路电流情况）进行检验。即 K"sen = Ikmin/I"opA (2)式中，Ikmin在最小运

8、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1.31.5。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,在一般情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，若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一定会动作，故障不一定能消除。所以，它不起远后备保护的作用。为解决远后备的问题，还必须加装过

9、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按照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该启动，而在电网发生故障时，则能反应电流的增大而动作。在一般情况下，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。为保证在正常运行情况下过电流保护不动作，它的动作电流应躲过线路上可能出现的最大负荷电流Ilmax ，因而确定动作电流时，必须考虑两种情况：（1） 必须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，但是按照选择性的要求保护装置

10、3动作切除故障后，保护装置4和5由于电流已经减小应立即返回原位；（2） 必须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。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母线电压迅速恢复，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，在这种情况下，也不应使保护装置动作。 B 1 M A K1 C 5 4 3 3QF 2图1-5 选择过电流保护启动值及动作时间的说明考虑第二种情况时，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

11、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。考虑第一种情况，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 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 Ilmax （4）式中，K'"rel可靠系数，考虑继电器整定误差和负荷电流计算不准确等因素，取为1.11.2。考虑到Kre=Ire/Iop,所以 I'"op=1/Kre *( K'"rel Kss Ilmax ) (5)为了保证选择

12、性，过电流保护的动作时间必须按阶梯原则选择（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。 A B C tA tB tC 36 t'B t tA t tB t tC 0 l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采用式（2）进行检验，但应采用I'"op代入，当过电流保护作为本线路的后备保护时，应采用最小运行方式下本线路末端两项短路时 电流进行校验，要求Ksen1.31.5；当作为相邻线路的后备保护时，则应采用最小运行方式下相邻线路末端两项短路时的电流进行校验，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

13、相同，只是整定的时间不同而已。四实验内容和步骤1实验原理接线图 K5 RS 1KO K3 3R 1R K3 2KO K4 2R K4 3KO 4KO 1SA 1SB 1SC 2SA 2SB 2SC A站保护 B站保护图 1-7 电流保护实验原理图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；（3） 合上实验电源，调节调压器的输出，使台上的A站电压表指示从OV慢慢升到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。实验结束后，将调压器输出调回零处位置，最后断开实验电源。3 保护元件动作值的整定计算图1-3中若取电源线电压

14、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可靠系数K¹=1.25，过电流保护可靠系数Km=1.15，继电器返回系数Kh=0.85，自启动系数Kzq=1.0。根据上述给定条件，理论计算A、B站保护各元件的整定值如下：I¹dz.A=K¹×I³AB未·max=(1.25×100/3)/(2+2+10)=5.16AKm=100/ I¹dz.A-5

15、/10=满足要求IdzA=Km·I¹dz.B=1.15×2.77=3.2AKm=100/2/(7+10)/ IdzA=tdzA=0.5"I'"dz.A=(K'"·Kzq/Kh)×IABmax=(1.15×1.0/0.85)×1.2=1.62At'"dz.A=1.5"I¹k.B=(100/3)/(SN+AB+BC)=(100/3)/(4+10+10)=2.4AI¹dz.B=1.15×(100/3)/(SN+AB+BC)=(1

16、00/3)/(4+10+10)=2.77AI¹k.Bmin=2/3× (100/3)/(SN+AB+BC)=(100/3)/(7+10+10)=1.85AIdzB= I¹k.Bmin /Km·=1.85/1.15=1.6At"dz.B=0.5"I'"dz.B=(K'"·Kzq/Kh)×IBCMAX=(1.15×1.0/0.85)×1.0=1.35A tdzB=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速断保护定时限过流保护过

17、电流保护电流时间 电流时间电流定值时间定值A站 52A0秒 3.2A0.5秒 16A 1.5秒B站 28A 0秒 1.60.5秒 14A 1秒（1） 保护的整定方法整定保护的动作值时，应该采取设短路点的办法才能实现。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,然后慢慢的将调压器的电压升高，直至电流达到5.2使装置动作即可(升到100V时仍未到5.2A可调节A站短路电阻,绝对不可以将调压器的电压升高到超过100V)。同理,在B站设一个短路点,调节B站短路电阻使电流达到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

18、设置有关的整定单元。（3） 微机显示信息正常运行时，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行复位才能熄灭。4 三相短路实验（1） 最小运行方式下AB段模拟线路50%处三相短路实验各保护元件动作值的整定前面“保护元件动作值的整定”部分，将三段电流保护均

19、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； 合上实验电源，调节调压器输出，使屏上电压表指示从0V慢慢升到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，应该由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情况参见前面的有关说明。断开A站

20、短路操作开关，按微机保护的“信号复位”按钮，可重新合上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。实验结束后，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，最后断开实验电源。（2）正常运行方式下BC段模拟线路50%处三相短路实验 各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作值的整定”部分， 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； 合上实验电源，调节调压器输出，使屏上电压表指示从0V慢慢生到100V为止； 合上A、B站模拟断路器，负荷灯全亮；

21、将实验台右上角的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，可重新合上B站模拟断路器，即恢复模拟系统无故障运行方式。实验结束后，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，最后断开实验电源。5 二相短路实验最小运行方式下BC段模拟线路末端二相短路实验（1）各保护元件动作值的整定见前面“保护元件动作的整定”部分，将三段电流保护均投入，将低电压

22、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）合上实验电源，调节调压器输出，使屏上电压表指示从0V慢慢上升到100V为止；（5） 合上A、B站模拟断路器，负荷灯全亮；（6） 将实验台右上角的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记录。此时，负荷灯部分熄灭，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，可重新合上B站模拟断路器，即恢复模拟系统无故障

23、运行方式。实验结束后，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，最后断开实验电源。6 AB站间保护动作配合实验 （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”部分，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）合上实验电源，将调压器输出从屏上电压表指示0V慢慢上升到100V为止；（5）合上A、B站模拟断路器，负荷灯全亮；（6）将实验台右上角处的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

24、操作开关4KO，模拟系统发生二相短路故障并做记录。此时，负荷灯部分灭，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，重新合上A站模拟断路器，即恢复模拟系统的无故障运行。实验结束后，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，最后断开实验电源。7同站保护间动作配合实验（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”部分，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

25、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）合上实验电源，将调压器输出从屏上电压表指示0V慢慢上升到100V为止；（6）合上A、B段模拟断路器，负荷灯全亮；（7）将实验台右上角处的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；

26、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，重新合上B站模拟断路器，即恢复模拟系统的无故障运行。实验结束后，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，最后断开实验电源。五实验报告要求：1 简述各实验原理；2 记录各实验数据，并做误差分析；3 画出动作特性及动作曲线，并加以分析。第二节、微机变压器保护实验一实验目的：1、了解实验原理；2、

27、掌握实验装置调试与整定；3、掌握实验方法。二实验设备：1、WBB-型微机变压器保护实验台 1台2、连接线 若干三实验原理：1变压器保护的配置变压器是十分重要和贵重的电力设备，电力部门中使用相当普遍。变压器如发生故障将给供电的可靠性带来严重的后果,因此在变压器上应装设灵敏、快速、可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。本实验台的主保护采用二次谐波制动原理的差动保护，后备保护采用过电流保护。1 变压器纵联差动保护基本原理 I2 I1 I'2 I'1 Id KD图2-2 变压器纵

28、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 = 0 （1）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。显然要使正常和外部故障时流入继电器的电流为零，就必须适当选择两侧互感器的变比

29、，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，即有不平衡电流出现。原因是：（1） 侧电流互感器的磁化特性不可能一致；（2） 为满足（1）式要求，计算出的电流互感器的变比，与选用的标准化变比不可能相同；（3） 当采用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，变压器一侧采用接线，一侧采用Y接线，因而两侧电流的相位会出现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分量，这分量很难感应到二次侧，从而造成两侧电流的误

30、差；（6） 分析表明，当变压器空载投入和外部故障切除后，电压恢复时，有可能出现很大的变压器激励电流，通称为激励涌流。由于涌流只流过变压器的一侧，其值又可达到额定电流68倍，常导致差动保护的误动。为了要实现变压器的纵联差动保护，就要努力使（1）式得到满足，尽量减少不平衡电流，上述六种因素中有些因素因为其数值很小，有些因素因为是客观存在不能人为改变的，故常常在整定计算时将它们考虑在可靠系数中。本实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，若接线正确，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

31、器二次电流接成，侧的二次电流接成Y进行校正。变压器差动保护中，虽然采用了种种办法来减少不平衡电流的影响，但是不平衡电流仍然比较大，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1来描述。若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。如果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改变，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

32、在任何外部短路电流的情况下，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上方阴影部分的区域为差动保护的动作区。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（13）IN。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.Iunb 2 Ipu 1 动作 3 A tg Ipuo B Ik(Ires) 图2-3 制动特性说明图本实验台制动特

33、性的A、B点，在实验时可以通过整定，调节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情况下，可能出现的激磁涌流，因为它只流过变压器的一侧，常常导致差动保护误动作，给差动保护的实现带来困难。分析表明，在电源电压U=0时，投入空载变压器，就有可能出现最大激磁涌流，在电源电压U=Umax时投入空载变压器，则激磁涌流可能很小。本实验台上学生可以通过合闸空载变压器观察激磁涌流的情况。分析表明，空载投入变压器时，出现的激磁涌流具有三大特点：a涌流中有很大的非周期分量；b.涌流波形经削去负波之后出现间断；c.涌流中具有大量的高次谐波分量，其中以二次谐波为主。所以变压器差动

34、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（实用上也可以用其他方法，例如利用判别间断角原理等）。本实验台的微机差动保护为躲开激磁涌流的影响，是利用二次谐波作为制动量。（I1-6I2）0判为内部故障；（I1-6I2）0判为激磁涌流，式中：I1激磁涌流的基波分量；I2激磁涌流的二次谐波分量。 A B C ÌA1 ÌA2-ÌB2 ÌA2 ÌA2-ÌB2 ÌB2-ÌC2 KTAY ÌA2 ÌB2 ÌC2 ÌC1 ÌB1 ÌC2 ÌB2 

35、04;A1 ÌB1 ÌC1 ÌC2-ÌA2 Id Id Id ÌA1 ÌA2 30° ÌB2 ÌA2 ÌB1 KTA ÌA2 ÌB2 ÌC2 ÌC1 ÌC2 ÌA1 ÌB1 ÌC1 (a) (b) (C) 图2-4 Y/-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实验台采用的是三绕组变压器。对于三绕组变压器，由于起故障类型与双绕组变压器相同，因此采用的保护方

36、式也基本相同，但因三绕组变压器多了一个中压绕组，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 I + I I'YY I' I I I' 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，若三侧的电流分别为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/5×U/U侧电流互感器变比；KTA=IN/5=IN/5×U/U侧电流互感器变比；IN侧的额定电流；U、U、U、侧的电压。即

37、Ìr=Ì/（IN/5）Ì/（IN/5×U/U）Ì/（IN/5×U/U）=0为了正常或外部故障时,流入继电器的电流尽可能小,除了采取和双绕组变压器同样的方法来减小不平衡电流外,还必须注意如下几点: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.因为有时变压器高、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,必须躲开外部故障时的最大不平衡电流和励磁电流.但是,因为外部故障时,装

38、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,为提高灵敏度,一般都要采用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该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

39、压器采用过流保护时，为了在外部故障情况下，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，保证另外两侧绕组继续运行。同时，还要保证对各种内部故障都能起到后备作用。例如，在图2-6母线短路时，应只切除2QF，保证、两侧继续进行。因此本实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 Y 1QF K1 Y 3QF K2 图2-6 三绕组变压器过流保护配置图四.实验内容及步骤1.实验台一次参数及实验接线图1）变压

40、器保护实验台各元件的参数如下： 实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，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）实验接线图如下： 微机变压器后备保护微机变压器差动保护 电源开关 高压侧二次电流 中压侧二次电流 低压侧二次电流 地 IA IB IC IA IB IC IA IB IC TA2A TA3A中压母线 低压母线Y TA2B TA3BY TA2C TA3C TA1A TA1B TA1C 高压母线图2-7

41、变压器保护实验接线图2.正常运行方式实验实验前请根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，然后再进行实验。步骤如下：1） 三相调压器输出为0V；2） 短路切换开关1QC、2QC处于断开位置；3） 合上实验电源，调节调压器，使屏上电压表指示从0V慢慢上升到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） 对比计算值和实际值，分析其误差及误差产生原因。表2-1 正常运行时变压器各侧电流参 数方 式高压侧电流（

42、A） 中压侧电流（A） 低压侧电流（A） A B C A B C A B C计算值一次电流4.54.54.55554.84.84.8二次电流测量值一次电流二次电流误差计算一次电流误差二次电流误差3.模拟变压器中压侧外部短路实验实验前请根据给定的一次参数，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，在中压侧选择合适的故障设置，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，使之与实际值对照，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 参 数方 式高压侧电流（A）中压侧电流（A）低压侧电流（A）三相短路 计算值7.4104.8 实测值两相电流短路实测值 AB相 BC相 CA相4.模拟变压器低压侧外部短路实验实验前请根据给定的一次参数，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