15162继电保护实验讲义
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WBH-821微机变压器保护实验实验一比率差动保护一、实验目的1.加深比率差动保护的原理的理解；2.了解比率差动保护的逻辑组态方法；3.掌握比率制动系数的整定方法。
二、原理介绍WBH-821微机变压器保护装置的比率制动式差动保护是变压器的主保护。
能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，保护采用二次谐波制动原理，用以躲过变压器空投时励磁涌流造成的保护误动，差动动作时间：不大于30ms (2倍动作电流下)。
动作特性如图2.1所示：图2.1 比率差动动作特性图图中动作区要经过励磁涌流判别、TA断线判别后才出口差动方程如下：I op > Icd( Ires≤ Izd时)Iop ≥ Icd+ S(Ires– Izd) ( Ires> Izd时)满足上述两个方程差动元件动作，式中：Iop为差动电流，Icd为差动最小动作电流整定值，Ires为制动电流，Izd为最小制动电流整定值，S为比率制动特性斜率，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
对于两侧差动：I op =| I1+ KbI2|I res =|I1- KbI2|/2式中：I1，I2分别为高压侧、低压侧电流互感器二次侧的电流。
Kb差动平衡系数。
差动用电流互感器采用常规接线（即“Δ/ Y”接线方式）：a. 保护软件中差动电流的计算A相I opA =|A I 1∙+ K b A I 2∙|I resA =|A I 1∙- K b A I 2∙ |/2B 相I opB =|B I 1∙+ K b B I 2∙|I resB =|B I 1∙- K b B I 2∙|/2C 相I opC =|C I 1∙+ K b C I 2∙|I resC =|C I 1∙- K b C I 2∙|/2式中：A I 1∙，B I 1∙，C I 1∙，A I 2∙，B I 2∙，C I 2∙分别为高压侧A ，B ，C 三相、低压侧A ，B ，C 三相电流互感器二次侧的电流。
Kb 为差动平衡系数。
差动平衡系数的计算：①计算变压器各侧一次电流： n n n U S I 3/=式中：Sn —变压器额定容量(kVA)，n U —计算侧线电压(kV), n I —计算侧相电流(A) ②计算各侧流入装置的二次电流：a n com n n I K I /⋅=式中：com K 为变压器TA 二次接线系数，三角形接线Kcom=3,星形接线com K =1；a n 为TA 比。
③计算平衡系数差动保护平衡系数可以主变高压侧二次电流为基准，则：差动平衡系数为：nl nh b I I K /=式中：nh I —变压器高压侧二次电流；nl I —变压器低压侧二次电流。
二次谐波制动：保护利用三相差动电流中的二次谐波分量作为励磁涌流闭锁判据。
动作方程如下：OP OP I K I *22.>式中：2.OP I 为A ，B ，C 三相差动电流中最大二次谐波电流，K2为二次谐波制动系数，Iop 为三相差流中的最大基波电流。
该判据闭锁方式为“或”闭锁，同时闭锁三相保护。
逻辑框图如图2.2所示：图2.2 比率差动保护逻辑框图关于TA断线的说明：将控制字整定为“0”，TA断线不闭锁差动；整定为“1”时，TA 断线闭锁差动。
进行该项测试时，需将TA断线保护压板投入，其他所有保护的软压板均退出。
三、实验内容及步骤1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。
实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零(对信号模拟部分进行调零)。
根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。
2.进入装置菜单“定值”→“比率差动保护”→按“确认”按钮，进行定值整定，如：最小动作电流（Icd） 0.5 A最小制动电流（Izd） 1 A比率制动系数（S） 0.5谐波制动系数（K2） 0.2差动平衡系数（Kb） 1.00TA断线闭锁投退（TABS） 0TA二次接线(TAJX) 03.投入保护压板：进入装置菜单“定值”→“压板”→“比率差动保护”→“投入”→“确认”；在开关量输入区，把“开入+”与“比率差动”相连，投入硬压板。
4.交流接线举例：将电流输出“IA”、“IA’”分别接至保护装置高压侧保护电流的“IAH”、“IAH’”；将电流输出的“IB”、“IB’”分别接至保护装置低压侧保护电流的“IAL”、“IAL’”,并将电流输出的“IC”、“IC’”短接，这样接线可以实现单相差动，灵活接线也可以进行三相差动。
5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。
6.合断路器：上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。
7.调节电流输出：通过“升”、“降”按钮调节电流输出。
在保护装置的“浏览”中可以看到输入的高压侧和低压侧电流IA、A相差动电流和A相制动电流的大小。
8.根据比率差动动作特性图和差动动作方程并结合装置中整定定值进行计算，当所加电流量满足差动保护动作方程时，比率差动保护动作，面板跳闸指示灯亮，高低压侧模拟断路器同时跳开。
实验完成，应及时把电流输出调零，在报告中可查看保护的动作值和动作时间等相关信息。
改变定值，重复几次实验，并进行实验分析。
注：完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。
四、思考与讨论由上面的实验数据结合比率差动制动特性曲线分析，保护动作分别对应于特性曲线上的哪一段？根据实验数据做出比率差动制动特性曲线，与整定的制动特性曲线相比较，分析误差产生的原因。
实验二 差流速断保护一、实验目的1.熟悉差动速断保护的原理；2.了解差动速断保护的逻辑组态方法。
二、实验原理对于容量较小的变压器，当其过流保护的动作时限大于0.5s 时，可在电源侧装设电流速断保护。
它与气体保护配合，构成变压器的主保护。
电流速断保护的单相原理接线图如图2.3所示。
当变压器的电源侧为直接接地系统时，保护采用完全星形；若为非直接接地系统时，可采用两相不完全星形接线。
图 2.3 电流速断保护的单相原理接线图保护的动作电流可按下列条件之一选择：躲过外部K2短路时流过保护的最大短路电流整定，即：max .k rel oper I K I =式中rel K ------可靠系数，取1.3～1.4；max .k I ------最大运行方式下，变压器低压侧母线发生短路故障时，流过保护的最大短路电流 躲过变压器空载投入时的励磁涌流：N I I ）（5~3oper =式中N I -----保护安装侧变压器的额定电流。
取上述两个的最大值作为整定值。
保护的灵敏度校验，要求在保护安装处K1点发生两相金属性短路进行校验，即：2oper)2(k .min sen ≥=I I K 式中)2(k.m in I -----最小运行方式下，保护安装处发生两相短路时的最小短路电流。
在WBH-821变压器保护装置中，当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口，速断动作时间：不大于20ms (1.5倍动作电流下)。
逻辑框图如图2.4所示：图2.4 差流速断保护逻辑框图三、实验内容及步骤1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。
实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零(对信号模拟部分进行调零)。
根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。
2.进入装置菜单“定值”→“差流速断”→按“确认”按钮，进行定值整定。
3.投入保护压板：进入装置菜单“压板”→“差流速断”→“投入”→“确认”；在开关量输入区，把“开入+”与“差流速断”相连，投入硬压板。
4.交流接线举例：将电流输出的“IA”、“IA’”分别接至保护装置高压侧保护电流的“IAH”、“IAH’”，并将电流输出的“IB”、“IB’”和“IC”、“IC’”分别短接，也可以接入三相或六相电流。
5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。
6.合断路器：上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。
7.调节输出：通过“升”、“降”按钮调节电流输出。
在保护装置的“浏览”中可以看到输入的高压侧电流IA、A相差动电流和A相制动电流的大小。
8.当满足差流速断电流动作条件时，高低压侧模拟断路器同时跳开，面板手跳按钮灯亮。
把电流输出归零，在报告中可查看保护的动作值和动作时间等相关信息。
改变定值，重复几次实验，进行实验分析。
注：完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。
四、思考与讨论：差流速断保护的原理及其注意事项。
WBH-822微机变压器保护实验实验一 零序电压保护一、实验目的1.熟悉零序电压保护的原理；2.了解零序电压保护的逻辑组态方法。
二、实验原理及逻辑框图电力系统中，故障的主要方式是接地故障常常，因此，大电流接地系统中的变压器，一般要在变压器上装设接地保护也就是零序保护，作为相邻元件及变压器本身主保护的后备保护。
大接地电流系统发生接地短路时，零序电流的分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。
对于有两台以上的变压器的，可使部分变压器中性点接地，以保证在各种运行方式下，变压器中性点接地的数目和位置尽量不变，从而保证零序保护稳定的保护范围和足够的灵敏度。
对于中性点有放电间隙的分级绝缘变压器，零序电压保护原理框图如图2.9所示：图2.9 零序电压保护原理图如图2.1所示灵序电压元件3U0-的动作电压应低于变压器中性点工频耐受电压（1.8为暂态系数），即TAU K U n 8.13w rel oper 0 。
式中rel K ------可靠系数，取0.9；w U -------中性点工频耐受电压；TA n -------电压互感器一次侧相电压与开口三角侧电压之比值。
此外，动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电压，即TV0k oper 0n 22）（】【。
ββ+≤U U 式中β------10/∑∑=Z Z β,其中0∑Z 、1∑Z 分别为母线上系统的零序综合、正序综合电抗；】【0k U ------短路故障前母线最大运行相电压。
逻辑框图如图2.10：图2.10 零序电压保护逻辑框图三、实验内容及步骤1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。
实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零(对信号模拟部分进行调零)。
根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。
