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1、实验四 变压器微机差动保护实验 （变压器内部故障实验）一、 实验目的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，观察差动保护制动特性上A点或B点大小的变化对保护灵敏度和保护避不平衡电流能力的影响。二、 接线方式及微机保护相关事项变压器差动保护实验的一次系统图如图1所示。12,4,5W测量孔1KM1CTTM220/127VRS最小最大区内区外PT测量移相器2KM2CTK11R2W3KMRd10W2R45WDXK3图1 变压器差动保护实验的一次系统图变压器差动保护实验变压器高压侧为Y形接法，线电压为220V，低压侧为形接法，线电压为127V。高、低压侧变比为：1；
2、线路正常运行方式下低压侧每相负荷电阻为61。图2实验原理接线图IK(Ires)AB图3 制动特性说明图Ipu0tga213动作Ipu本试验台的主保护采用二次谐波制动原理的差动保护。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
3、差动保护的最小动作电流Ipu.0，一般取（0.250.5）IN。Ipu.0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tga，视不平衡电流的大小程度确定，一般取tga=0.250.5之间。当斜率小时，差动保护动作较灵敏。本试验台微机变压器差动保护制动特性的A、B点，在实验时可以通过整定进行改变，调节A点或B可检查制动特性曲线对保护的影响。A点上、下移动，B点左右移动都可以改变动作区，但A点上、下移动改变的是差动保护的灵敏度，B点左右移动改变的是差动保护躲不平衡电流的能力。在微机变压器差动保护整定值中，通过改变“C6”项取值的大小可改变A点；
4、通过改变“C7”项取值的大小可改变B点。A点（C6），B点（C7），斜率（C3）。斜率越小（向下移动），A越小，B越大（向右移动），越灵敏；斜率越大（向上移动），A越大，B越小（向左移动），抗不平衡的能力越强（外部短路越能可靠不动作）微机的显示画面：画面切换用于选择微机的显示画面。微机的显示画面由正常运行画面、故障显示画面、整定值浏览和整定值修改画面组成，每按压一次“画面切换”按键，装置显示画面就切换到下一种画面的开始页，画面切换是循环进行的。信号复位 用于装置保护动作之后对出口继电器和信号指示灯进行复位操作。主机复位 用于对装置主板CPU进行复位操作。表1 微机保护装置故障显示项目显示屏内容
5、含 意备 注装置自检信息-A-主板芯片62256故障-0-主板芯片27C256故障-8255-主板芯片8255故障变压器差动保护实验时sd-XXX变压器速切保护动作，XXX为动作时差电流幅值大小（以下同）。Cd-XXX变压器差动保护动作二次谐波制动原理的微机变压器差动保护软件基本框图如图4所示。LOOP差动故障判断开始计算差电流Ic差动速切否？是空载否I0调TQ子程序计算和电流ISISID？ICIpuo？计算Iset2=Ipuo+tga(IS-ID)ICIset2？调TQ子程序返回SOOYYNNYNNNYYYN图4 二次谐波制动原理的微机变压器差动保护软件基本框图三、 实验内容与步骤实验内容：
6、变压器内部故障实验。实验要求：改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10），模拟系统无故障运行，将正常运行时微机装置电流测量幅值/A记录于表3中。改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10），合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生两相、三相短路故障，将实验数据记录于表3中。在微机变压器差动保护整定值中，通过改变“C6”项取值的大小改变A点；通过改变“C7”项取值的大小改变B点，改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10），合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生两相、三相短路故障，将实验数据记录于表4中。四、实验过程及步骤（1）根据图2完成实验接线，为了测量变
7、压器一次侧参数大小，将交流电压表并接到PT测量插孔，将电流表串接在变压器原方一次回路。将调压器电压调节调至0V。将系统阻抗切换开关置于“正常”位置，将故障转换开关SAV1置于“线路”位置。合上三相电源开关，调节调压器，使变压器副方电压从0V慢慢上升到50V，模拟系统无故障运行。KM2置于线路，将正常运行时微机装置电流测量幅值/A记录于表3中。合上微机装置电源开关，根据表2设置有关整定值的值。整定值设置方法：按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面，之后，通过同时按压触摸按键“”、“”可选择不同的整定项目，再通过按“”或“”选择准备修改的整定项目。对投退型（或开关型）整定值，通过按压触摸按钮“
8、+”可在投入/退出之间进行切换；对数值型整定时，通过触摸按钮“+”、“-”对其数据大小进行修改。当整定值修改完成之后，按压“画面切换”触摸键进入定值修改保存询问画面，这时，选择按压触摸键“+”表示保存修改后的整定值；若选择按压触摸键“-”，则表示放弃保存修改后的整定值，仍使用上次设置的整定值参数。例如，要修改微机变压器保护差动门槛整定值为1.5，可依下面的步骤进行：1）按压“画面切换”键，进入整定值修改显示画面； 2）同时按压触摸按键“”和“”直接进入整定值修改画面，这时显示画面应为“E1-OFF”；3）按压触摸按键“”，使显示画面为“C6-XXX”（XXX为上次设置的微机变压器保护差动门槛整
9、定值）；4）按压触摸按键“+”或“-”键，使显示画面中的XXX为1.5；5）按压触摸按键“画面切换”键，这时显示画面应该为“y n-”（它提醒操作人员：选择按压触摸按键“+”键，就可保存已经修改了的整定值；若选择按压触摸按键“-”键，则表示放弃当前对整定值参数所进行的修改，继续使用上次设置的整定值。）；6）按压触摸按键“+”键，保存对整定值参数所作的修改。整定值修改完成之后，可通过整定值浏览画面观察修改后的参数设置情况。表2变压器差动保护实验时整定值设置代码表代码含 义整定值设置E1设置为“OFF”，表示不选择阻抗保护实验OFF此两项内容在进行定值浏览时不显示E2设置为“ON”，表示选择变压器
10、保护实验ONC1速切保护投退控制，“ON”表示投入OFFC2差动保护投退控制，“ON”表示投入ONC3差动比例系数制动特性斜率K= tga=0.25C4谐波比例系数不改动C5速切整定值不改动C6差动门槛整定值1.57 （A点）C7制动门槛整定值11.6 （B点）C8电流显示系数1（不修改）PA整定值修改允许密码1（不修改）（2）将故障转换开关SAV1置于“区内”位置。（3）从微机装置上记录变压器两侧CT二次侧测量电流幅值的大小。由于变压器实验时，只要故障转换开关SAV1置于“区内”位置，则从硬件电路上将变压器副方CT一次回路短接了，因此这时变压器副方CT二次侧测量电流幅值基本为0A。（4）将短
11、路电阻滑动头调至50处。（5）合上短路模拟开关SA、SB。（6）合上短路操作开关3KM，模拟系统发生两相短路故障，此时负荷灯全熄，模拟断路器1KM、2KM断开，将有关实验数据记录在表3中。（7）断开短路操作开关3KM，合上1KM、2KM恢复无故障运行。（8）改变步骤（4）中短路电阻的大小，如取值分别为8或10，或步骤（5）中短路模拟开关的组合，重复步骤（6）和（7），将实验结果记录于表3中。（9）实验完成后，使调压器输出电压为0V，断开所有电源开关。在微机变压器差动保护整定值中，通过改变“C6”项取值的大小改变A点（比如C6取1.5,可自行取值）；通过改变“C7”项取值的大小改变B点（比如C7
12、取16,可自行取值），改变滑动变阻器阻值的大小（阻值为滑动变阻器刻度除以10），合上故障模拟断路器3KM，模拟系统发生两相、三相短路故障，将实验数据记录于表4中。四、 微机保护装置使用注意事项（1）调整整定值参数时，应先确定是否运行在正确的程序中（可通过正常运行时的显示画面情况进行判定）。（2）改变连接片状态（接通或断开）时，要先使微机的三段保护指示灯处在熄灭状态（通过按压触摸键“信号复位”键来完成）。（3）做短路实验时，短路故障电流的持续时间不要过长。（4）微机保护一旦动作后，必须先按微机保护装置上的“信号复位”按钮，才能重新合上模拟断路器。（5）当使用微机保护装置上的合闸选控键进行合闸操作
13、时，操作完毕后必须按“信号复位”按钮，否则回路被闭锁，保护分闸不能成功。（6）在正常运行状态下，若面板左上角的“正常运行”指示灯闪烁规律不正确（每2秒钟变化一次），则需要按“复位”键对主机进行复位。五、 实验分析及结论表3 微机差动保护变压器内部故障实验数据记录表（C3=？；C6=?;C7=?）项方 式目 参 数 短路电阻/58105810高压侧电流/A低压侧电流/A三相短路实验测量值差流两相短路AB相实验测量值差流两相短路BC相实验测量值差流两相短路CA相实验测量值差流正常运行时微机装置电流测量幅值/A(此时，KM2置于线路)1A1B1C2A2B2C表4 微机差动保护变压器内部故障实验数据记
14、录表（C3=？；C6=?;C7=?）项方 式目 参 数 短路电阻/58105810高压侧电流/A低压侧电流/A三相短路实验测量值差流两相短路AB相实验测量值差流两相短路BC相实验测量值差流两相短路CA相实验测量值差流正常运行时微机装置电流测量幅值/A(此时，KM2置于线路)1A1B1C2A2B2C分析差动保护制动特性上A点或B点大小的变化对保护灵敏度和保护避不平衡电流能力的影响。记录数据时注意事项：1. 如果三相两相短路cd不动作，则在实验测量值项目下记录高低压侧电流值；2. 如果三相两相短路cd动作，则记录下微机保护屏上cd后的值，并在实验测量值项目下记录高低压侧电流值（尽可能）；3. 如果第一组C6,C7整定值下差动未动作，则将C6变小，C7变大另做一组实验直到差动动作为止，如果第一组C6,C7整定值下差动动作，则将C6变大，C7变小另做一组实验直到差动不动作为止。如果以上方案没有效果，则C6,C7不变，改变C3做实验；4. 正常运行时微机装置电流测量幅值记录微机保护屏上显示内容1A1B1C2A2B2C此内容轮番显示。