第一學期實驗講義

1、線路保護實驗一 過流加速保護一、實驗?zāi)康?.熟悉過流加速保護的原理；2.掌握過流加速保護邏輯組態(tài)的方法。二、實驗原理及邏輯框圖裝置設(shè)置了獨立的加速保護段，可通過控制字選擇合閘前加速或合閘后加速，合閘后加速保護包括手合于故障加速跳與自動重合于故障加速跳。前加速一般用于35kV及以下的具有幾段串連的輻射形線路上，能快速切除故障，然后靠重合閘糾正這種非選擇性動作。當重合于故障或者手合于故障時，后加速保護不帶時限無選擇性的動作跳閘加速故障的切除。裝置的手合加速回路不需由外部手動合閘把手的觸點來起動，此舉主要是考慮到目前許多變電站采用綜合自動化系統(tǒng)后，已取消了控制屏，在現(xiàn)場不再安裝手動操作把手，或僅安裝

2、簡易的操作把手。裝置設(shè)置了獨立的過流加速段電流定值及相應(yīng)的時間定值，與傳統(tǒng)的保護相比，使保護的配置更加靈活，原理框圖如圖2.30所示。圖2.30 過流加速保護原理框圖三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程操控）。2過流加速保護定值設(shè)置： 過流加速定值 2 A 過流加速時限 1 S 前加速方式投退 03電流I段定值設(shè)置： 電流I段定值

3、3 A 電流I段時限 0.5 S 閉鎖重合閘 0 電壓閉鎖 0 電壓閉鎖值 0 方向元件 0 4. 重合閘定值設(shè)置： 重合閘閉鎖時限 0.5S 重合閘復歸時限 60S 重合閘時限 1S6.投入保護軟壓板：進入裝置菜單“定值”“壓板”“過流加速壓板” “投入”按“確認”按鈕。進入裝置菜單“定值”“壓板”“ 電流I段壓板” “投入”按“確認”按鈕。進入裝置菜單“定值”“壓板”“ 重合閘壓板” “投入”按“確認”按鈕。5.用測試線將控制回路的“跳閘回路”、“合閘回路”和“跳閘出口”分別短接。6.交流接線舉例：把電流輸出 “IA”、“IA”分別接至保護裝置保護電流的“IA”、“IA”，并將電流輸出的“

4、IB”、“IB” 和“IC”、“IC”分別短接。7.合斷路器：上電后模擬接線圖中模擬斷路器均處在“手跳”位置，按下模擬斷路器的“手合”按鈕即可。8.重合閘充電：合上斷路器，等待重合閘充滿電，重合閘充滿電后會在裝置正常運行畫面的左邊顯示一個小電池圖標: 。9.前加速操作步驟及現(xiàn)象：將過流加速保護定值中的加速類型改為“1”，合上斷路器，等待重合閘充滿電，重合閘充滿電后會在裝置正常運行畫面左下角會顯示一個小電池圖標: 。調(diào)節(jié)電流輸出使輸出電流大于設(shè)定值2A，過流前加速保護動作，斷路器跳開，跳閘燈亮，彈出報告“過流前加速保護跳閘”, 馬上退掉電流，1秒延時后重合閘動作，斷路器合上，重合閘燈亮。10.后

5、加速操作步驟及現(xiàn)象：將過流加速保護定值中的加速類型改為“0”，合上斷路器，等待重合閘充滿電，重合閘充滿電后會在裝置正常運行畫面左下角會顯示一個小電池圖標: 。調(diào)節(jié)電流輸出使輸出電流大于設(shè)定值3A，電流I段動作，斷路器跳開，跳閘燈亮，馬上退掉電流，1秒延時后重合閘動作，斷路器合上，重合閘燈亮，再次增加電流使其大于設(shè)定值，電流后加速不帶時限保護動作，裝置液晶應(yīng)彈出動作報告“后加速保護跳閘”，斷路器跳開，面板跳閘燈亮，再把輸入電流歸零。注：完成實驗以后，及時把電壓、電流輸出調(diào)到零，為下個實驗做準備。實驗二 三相多次重合閘一、實驗?zāi)康?.熟悉三相多次重合閘的原理；2.熟悉重合閘與電流保護的配合過程。二

6、、實驗原理及邏輯框圖WXH-821裝置設(shè)有三相多次重合閘功能，通過設(shè)置重合閘壓板控制投退，重合次數(shù)可以通過定值整定，最大可整定為三次重合閘。重合成功后，在重合閘閉鎖時限內(nèi)，如果保護跳閘，則重合閘放電，其它放電條件同三相一次重合閘?？紤]到配網(wǎng)系統(tǒng)中柱上開關(guān)的延時較長，故增加重合閘復歸延時,超過重合閘復歸時限以后，如果發(fā)生了重合，則判定為又一次重合閘動作。重合閘的放電條件同三相一次重合閘。重合閘充電完成時，液晶顯示屏中央顯示充電完成標志。原理框圖如圖2.31所示：圖2.31 三相三次重合閘原理框圖三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后

7、首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程操控）。2. 在“定值”中對電流段和重合閘定值分別進行整定。3.投入保護軟壓板：進入裝置菜單“定值”“壓板”“ 重合閘壓板” “投入”按“確認”按鈕；進入裝置菜單“定值”“壓板”“ 電流I段壓板” “投入”按“確認”按鈕。5.用測試線將控制回路的“跳閘回路”、“合閘回路”和“跳閘出口”分別短接。6.合斷路器：上電后模擬接線圖中模擬斷路器均處在“手跳”位置，按下模擬斷路器的“手合”按鈕即可。7.重合

8、閘充電：合上斷路器，等待重合閘充滿電，重合閘充滿電后會在裝置正常運行畫面的左邊顯示一個小電池圖標: 。8.交流接線舉例：把電流輸出 “IA”、“IA”分別接至保護裝置保護電流的“IA”、“IA”，并將電流輸出的“IB”、“IB” 和“IC”、“IC”分別短接。9. 重合閘實驗：1）“重合閘次數(shù)”設(shè)定為“1”時：調(diào)節(jié)A相電流輸出，使其大于電流段動作電流，當電流段跳閘后，馬上把A相電流降下來，經(jīng)延時后重合閘動作，模擬斷路器重新合上，保護裝置彈出相應(yīng)報文。2）“重合閘次數(shù)”設(shè)定為“2”時：調(diào)節(jié)A相電流輸出，使其大于電流段動作電流，當電流段跳閘后，馬上把A相電流降下來，經(jīng)延時后重合閘動作，模擬斷路器重

9、新合上，再調(diào)節(jié)A相電流輸出，使其大于電流段動作電流，電流段再次跳閘后，馬上把A相電流降下來，經(jīng)延時后重合閘再次動作，模擬斷路器又重新合上，保護裝置彈出相應(yīng)報文。3）“重合閘次數(shù)”設(shè)定為“3”時：在重合閘兩次的基礎(chǔ)上再次增大電流是電流段動作，使斷路器第三次跳開，再馬上把電流降下來，重合閘經(jīng)延時第三次合上斷路器，同樣保護裝置彈出相應(yīng)報文。10. 把電流輸出歸零，在報告中可查看保護的動作值和動作時間等相關(guān)信息。改變定值，重復幾次實驗，進行實驗分析注：完成實驗以后，及時把電壓、電流輸出調(diào)到零，為下個實驗做準備。WBH-821微機變壓器保護實驗實驗一 比率差動保護一、實驗?zāi)康?.加深比率差動保護的原理的

10、理解；2.了解比率差動保護的邏輯組態(tài)方法；3.掌握比率制動系數(shù)的整定方法。二、原理介紹WBH-821微機變壓器保護裝置的比率制動式差動保護是變壓器的主保護。能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障，保護采用二次諧波制動原理，用以躲過變壓器空投時勵磁涌流造成的保護誤動，差動動作時間：不大于30ms (2倍動作電流下)。動作特性如圖2.1所示：圖2.1 比率差動動作特性圖圖中動作區(qū)要經(jīng)過勵磁涌流判別、TA斷線判別后才出口差動方程如下：Iop Icd ( Ires Izd 時)Iop Icd + S(Ires Izd) ( Ires Izd 時)滿足上述兩個方程差動元件動作

11、，式中：Iop為差動電流，Icd為差動最小動作電流整定值，Ires為制動電流，Izd為最小制動電流整定值，S為比率制動特性斜率，各側(cè)電流的方向都以指向變壓器為正方向。對于兩側(cè)差動：Iop =| I1 + KbI2|Ires =|I1 - KbI2|/2式中：I1，I2分別為高壓側(cè)、低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)的電流。Kb差動平衡系數(shù)。差動用電流互感器采用常規(guī)接線（即“/ Y”接線方式）：a. 保護軟件中差動電流的計算A相IopA=|+ Kb|IresA=|- Kb |/2B相IopB=|+ Kb|IresB=|- Kb|/2C相IopC=|+ Kb|IresC =|- Kb|/2式中：，分別為高壓側(cè)

12、A，B，C三相、低壓側(cè)A，B，C三相電流互感器二次側(cè)的電流。Kb為差動平衡系數(shù)。差動平衡系數(shù)的計算：計算變壓器各側(cè)一次電流：式中：Sn變壓器額定容量(kVA)，計算側(cè)線電壓(kV), 計算側(cè)相電流(A)計算各側(cè)流入裝置的二次電流：式中：為變壓器TA二次接線系數(shù)，三角形接線Kcom=,星形接線=1；為TA比。計算平衡系數(shù)差動保護平衡系數(shù)可以主變高壓側(cè)二次電流為基準，則：差動平衡系數(shù)為：式中：變壓器高壓側(cè)二次電流；變壓器低壓側(cè)二次電流。二次諧波制動：保護利用三相差動電流中的二次諧波分量作為勵磁涌流閉鎖判據(jù)。動作方程如下：式中：為A，B，C三相差動電流中最大二次諧波電流，K2為二次諧波制動系數(shù)，Io

13、p為三相差流中的最大基波電流。該判據(jù)閉鎖方式為“或”閉鎖，同時閉鎖三相保護。邏輯框圖如圖2.2所示：圖2.2 比率差動保護邏輯框圖關(guān)于TA斷線的說明：將控制字整定為“0”，TA斷線不閉鎖差動；整定為“1”時，TA 斷線閉鎖差動。進行該項測試時，需將TA斷線保護壓板投入，其他所有保護的軟壓板均退出。三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程

14、操控）。2.進入裝置菜單“定值”“比率差動保護” 按“確認”按鈕，進行定值整定，如：最小動作電流（Icd） 0.5 A最小制動電流（Izd） 1 A比率制動系數(shù)（S） 0.5諧波制動系數(shù)（K2） 0.2差動平衡系數(shù)（Kb） 1.00TA斷線閉鎖投退（TABS） 0TA二次接線(TAJX) 03.投入保護壓板：進入裝置菜單“定值”“壓板”“比率差動保護”“投入”“確認”；在開關(guān)量輸入?yún)^(qū)，把“開入+”與“比率差動”相連，投入硬壓板。4.交流接線舉例：將電流輸出“IA”、“IA”分別接至保護裝置高壓側(cè)保護電流的“IAH”、“IAH”；將電流輸出的“IB”、“IB”分別接至保護裝置低壓側(cè)保護電流的“I

15、AL”、“IAL”,并將電流輸出的“IC”、“IC”短接，這樣接線可以實現(xiàn)單相差動，靈活接線也可以進行三相差動。5.用測試線將控制回路的“跳閘回路”和“合閘回路”分別短接。6.合斷路器：上電后模擬接線圖中高低壓側(cè)模擬斷路器均處在“分閘”位置，分別按下高低壓側(cè)模擬斷路器的“手合”按鈕，實現(xiàn)模擬斷路器合閘操作。7.調(diào)節(jié)電流輸出：通過“升”、“降”按鈕調(diào)節(jié)電流輸出。在保護裝置的“瀏覽”中可以看到輸入的高壓側(cè)和低壓側(cè)電流IA、A相差動電流和A相制動電流的大小。8.根據(jù)比率差動動作特性圖和差動動作方程并結(jié)合裝置中整定定值進行計算，當所加電流量滿足差動保護動作方程時，比率差動保護動作，面板跳閘指示燈亮，高

16、低壓側(cè)模擬斷路器同時跳開。實驗完成，應(yīng)及時把電流輸出調(diào)零，在報告中可查看保護的動作值和動作時間等相關(guān)信息。改變定值，重復幾次實驗，并進行實驗分析。注：完成實驗以后，及時把電壓、電流輸出調(diào)到零，為下個實驗做準備。四、思考與討論由上面的實驗數(shù)據(jù)結(jié)合比率差動制動特性曲線分析，保護動作分別對應(yīng)于特性曲線上的哪一段？根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出比率差動制動特性曲線，與整定的制動特性曲線相比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。實驗二 差流越限告警一、實驗?zāi)康?.熟悉差流越限告警的原理；2.了解差流越限告警的處理方法。二、實驗原理及邏輯框圖對于容量小的變壓器，當空載合閘時會產(chǎn)生勵磁涌流,或者單側(cè)A、B、C空投時會產(chǎn)生很大的差動電流

17、。正常情況下監(jiān)視各相差流，如果任一相差流大于差流越限定值 (一般設(shè)為最小動作電流的1/2)，經(jīng)延時起動告警繼電器。邏輯框圖如圖2.5所示：圖2.5 差流越限告警邏輯框圖三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程操控）。2.差流越限定值整定：進入“定值”菜單進行定值整定。3.投入保護軟壓板：進入“壓板”菜單投入“差流越限”壓板。4.交流接線

18、舉例：將電流輸出“IA”、“IA”分別接至保護裝置高壓側(cè)保護電流的“IAH”、“IAH”；將電流輸出的“IB”、“IB”分別接至保護裝置低壓側(cè)保護電流的“IAL”、“IAL”,并將電流輸出的“IC”、“IC”短接，這樣接線可以實現(xiàn)單相差動，靈活接線也可以進行三相差動。5.用測試線將控制回路的“跳閘回路”和“合閘回路”分別短接。6.合斷路器：上電后模擬接線圖中高低壓側(cè)模擬斷路器均處在“分閘”位置，分別按下高低壓側(cè)模擬斷路器的“手合”按鈕，實現(xiàn)模擬斷路器合閘操作。7.調(diào)節(jié)輸出：通過“升”、“降”按鈕調(diào)節(jié)電流輸出。在保護裝置的“瀏覽”中可以看到輸入的高壓側(cè)和低壓側(cè)電流IA、A相差動電流和A相制動電流

19、的大小。8.當保護動作條件滿足時，保護裝置報差流越限告警。把電流輸出歸零，在報告中可查看保護的動作值和動作時間等相關(guān)信息。改變定值，重復幾次實驗，進行實驗分析。注：完成實驗以后，及時把電壓、電流輸出調(diào)到零，為下個實驗做準備。四、思考與討論根據(jù)實驗內(nèi)容，分析差流越限產(chǎn)生的原因。討論差流越限的影響及避免的措施。WBH-822微機變壓器保護實驗實驗一 零序電壓保護一、實驗?zāi)康?.熟悉零序電壓保護的原理；2.了解零序電壓保護的邏輯組態(tài)方法。二、實驗原理及邏輯框圖 電力系統(tǒng)中，故障的主要方式是接地故障常常，因此，大電流接地系統(tǒng)中的變壓器，一般要在變壓器上裝設(shè)接地保護也就是零序保護，作為相鄰元件及變壓器本

20、身主保護的后備保護。大接地電流系統(tǒng)發(fā)生接地短路時，零序電流的分布和大小與系統(tǒng)中變壓器中性點接地的臺數(shù)和位置有關(guān)。對于有兩臺以上的變壓器的，可使部分變壓器中性點接地，以保證在各種運行方式下，變壓器中性點接地的數(shù)目和位置盡量不變，從而保證零序保護穩(wěn)定的保護范圍和足夠的靈敏度。對于中性點有放電間隙的分級絕緣變壓器，零序電壓保護原理框圖如圖2.9所示：圖2.9 零序電壓保護原理圖如圖2.1所示靈序電壓元件3U0-的動作電壓應(yīng)低于變壓器中性點工頻耐受電壓（1.8為暫態(tài)系數(shù)），即式中-可靠系數(shù)，取0.9； -中性點工頻耐受電壓； -電壓互感器一次側(cè)相電壓與開口三角側(cè)電壓之比值。此外，動作電壓還應(yīng)躲過電網(wǎng)存

21、在接地中性點情況下單相接地短路時的最大零序電壓，即式中-,其中、分別為母線上系統(tǒng)的零序綜合、正序綜合電抗；-短路故障前母線最大運行相電壓。邏輯框圖如圖2.10：圖2.10 零序電壓保護邏輯框圖三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程操控）。2.投入保護軟壓板：進入裝置菜單“定值”“壓板”“零序電壓保護”“投入”“確認”。3.進入“定值”

22、菜單，進行定值的整定。4.交流接線舉例：把電壓輸出 “UA、“UN”分別接至保護裝置的保護電壓“UA”、“UN”, 因零序電壓為自產(chǎn)零序電壓，所以此時裝置所采集電壓即為零序電壓。也可以接入兩相或三相電壓進行零序電壓計算。5.用測試線將控制回路的“跳閘回路”和“合閘回路”分別短接。6.合斷路器：上電后模擬接線圖中高低壓側(cè)模擬斷路器均處在“分閘”位置，分別按下高低壓側(cè)模擬斷路器的“手合”按鈕，實現(xiàn)模擬斷路器合閘操作。7.調(diào)節(jié)輸出：通過“升”、“降”按鈕調(diào)節(jié)電壓輸出。在保護裝置的“瀏覽”中可以看到輸入的A相電壓和零序電壓的大小。8. 當保護動作條件滿足時，保護裝置彈出零序過壓告警，裝置面板告警燈亮。

23、實驗完成后，把電壓輸出調(diào)零，在報告中可查看保護的動作值和動作時間等相關(guān)信息。改變定值，重復幾次實驗，進行實驗分析。注：完成實驗以后，及時把電壓、電流輸出調(diào)到零，為下個實驗做準備。四、思考與討論根據(jù)實驗內(nèi)容，分析零序電流是怎樣產(chǎn)生的，如何計算？實驗二 高壓側(cè)過流保護一、實驗?zāi)康?.掌握兩段式高壓側(cè)過流保護的原理；2.了解兩段式高壓側(cè)過流的邏輯組態(tài)方法；3.了解功率方向繼電器的90接線方式。二、實驗原理及邏輯框圖本保護是低電壓起動過電流保護的一個發(fā)展，其原理接線如圖2.11所示。它將原來的三個低電壓繼電器由一個負序電壓繼電器（由過電壓繼電器4接于負序電壓過濾器上組成）和一個接于線電壓上的低電壓繼電

24、器5組成。圖2.11 復合電壓保護原理接線圖當發(fā)生各種不對稱短路時，由于出現(xiàn)負序電壓，因此繼電器4動作，器常閉觸點打開，于是加于低電壓繼電器5上的電壓被迫變成零，則5一定動作，這是電流繼電器13中至少應(yīng)有兩個動作，于是就可以啟動時間繼電器7，經(jīng)過預(yù)定的實現(xiàn)后動作于跳閘。當發(fā)生三相短路時，由于再短路開始瞬間一般會短時出現(xiàn)一個負序電壓，使繼電器4動作，因此，低電壓繼電器5也隨之動作，待負序電壓消失后，繼電器4返回，則繼電器5又接于線電壓Uca上。由于三相短路時，三相電壓均勻降低，故繼電器5仍將處于動作狀態(tài)，此時，保護裝置的工作情況就相當于一個低電壓起動的過電流保護。保護裝置中電流元件和相間電壓元件

25、的整定原則與低電壓起動或電流保護相同。負序電壓元件的起動電壓躲開正常運行方式下負序過濾器出現(xiàn)的最大平衡電壓來整定，根據(jù)運行經(jīng)驗，其起動電壓U2.dz可取為：復合電壓元件由負序過電壓和低電壓部分組成。負序電壓反映系統(tǒng)的不對稱故障，低電壓反映系統(tǒng)對稱故障。下列兩個條件中任何一個條件滿足時，復合電壓元件動作。 為負序電壓整定值； 為低電壓整定值(U為三個線電壓中最小的一個) 保護復壓開放,且各兩時限，過流保護主要用于降壓變壓器，作為防御外部相間短路引起的變壓器過流和變壓器內(nèi)部相間短路的后備保護。軟硬壓板與門投退，高壓側(cè)任一相電流大于定值，經(jīng)整定延時動作。復壓本側(cè)為計算復壓，對側(cè)為復壓開入,復壓可由控

26、制字投退。若控制字整定為復壓不投入時，過流不經(jīng)復合電壓閉鎖。邏輯框圖如圖2.13、圖2.14所示。當接入電壓與電流方向?qū)?yīng)時（接入高壓側(cè)電壓，或接入低壓側(cè)電壓 且相對高壓側(cè)角度不變），可由控制字投入方向元件，方向可選母線或主變方向。方向元件采用90接線，按相起動。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。動作的最大靈敏角可以通過控制字選擇為-45或者-30，動作范圍-13040或者-11555。方向元件動作區(qū)域如圖2.12所示：圖2.12 方向元件動作區(qū)示意圖邏輯框圖如圖2.13、圖2.14所示：圖2.13 高壓側(cè)過流I段保護邏輯框圖圖2.14 高壓側(cè)過流II段保護邏輯框圖三、實驗內(nèi)容及步驟1.合上三相漏電斷路器，用測試線把三相電流輸出端短接，按下啟動按鈕。實驗裝置啟動以后首先檢查電壓、電流輸出是否為零，如果不為零則將其調(diào)到零(對信號模擬部分進行調(diào)零)。根據(jù)實驗要求把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到相應(yīng)的位置（打到就地位置，可進行實驗裝置的實驗；打到遠方位置，進行遠方操作即在后臺上實現(xiàn)遠程操控）。2.進入裝置菜