繼電保護(hù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告、微機(jī)保護(hù).doc

實(shí)驗(yàn)一：微機(jī)型電網(wǎng)電流、電壓保護(hù)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作原理及接線實(shí)驗(yàn)臺(tái)一次接線如圖，它是單側(cè)電源供電的輸電線路，由系統(tǒng)電源，AB、BC線路和負(fù)載構(gòu)成。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電源由三相調(diào)壓器TB調(diào)節(jié)輸出線電壓100V和可調(diào)電阻Rs組成；線路AB和BC距離長(zhǎng)短分別改變可調(diào)電阻RAB、RBC阻值即可；負(fù)載由電阻和燈組成。變電站和變電站分別安裝有S300L微機(jī)型電流電壓保護(hù)監(jiān)控裝置。線路AB、BC三相分別配置有保護(hù)和測(cè)量用的電流互感器，變比15/5。圖 電流、電壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)一次接線線路正常運(yùn)行時(shí)：線電壓100V，實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)設(shè)備名稱分別是：（1）1KM、2KM：分別為A變電站和B變電站模擬斷路器；（2）RAB、RBC：分別是線路AB和BC模擬電阻；（3）3KM、4KM：分別是線路AB和BC短路實(shí)驗(yàn)時(shí)模擬斷路器；（4）3QF、4QF：分別是線路AB和BC模擬三相、兩相短路開關(guān)；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、正確連接保護(hù)裝置A站、B站的電流保護(hù)回路和測(cè)量回路，注意電流互感器接線。2、合上電源開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓從0V升到100V，根據(jù)計(jì)算得到：A站 7 A， 3 A， 2 A，t 0 s， t 0.5 s， t 1 s；B站 3 A， 2 A，t 0 s，t 0.5 s，將整定值分別在S300L保護(hù)監(jiān)控裝置A站、B站保護(hù)中設(shè)定。注：A站保護(hù)配置電流I、II、III段保護(hù)，B站只配置電流I、III段保護(hù)。3、正常運(yùn)行：調(diào)節(jié)，分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行，此時(shí)指針式電流、電壓表及S300L保護(hù)監(jiān)控裝置顯示正常運(yùn)行狀態(tài)的電氣量。表1正常運(yùn)行A、B的電流、電壓值項(xiàng)目A站B站電流（A）電壓（V） 1.03 U=5.74 1.03 U=4.22 1.03 U=5.651.01 U=4.20 1.04 U=5.70 1.03 U=4.214、故障實(shí)驗(yàn)：（1）線路BCIII段動(dòng)作實(shí)驗(yàn)：分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行，合上4KM模擬線路BC末端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 BC段段動(dòng)作 ，記錄 2 A， 2 A， 2 A。（2）線路BC遠(yuǎn)后備實(shí)驗(yàn)：在S300L保護(hù)監(jiān)控裝置中，將B站III段電流保護(hù)退出，分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行。合上4KM模擬線模擬線路BC末端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 A站段動(dòng)作 。（3）線路BC段動(dòng)作實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)，然后分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行。合上4KM模擬線路BC首端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 BC段段動(dòng)作 ，記錄 3 A， 3 A， 3 A。（4）線路AB段動(dòng)作實(shí)驗(yàn)：A站投入、段電流保護(hù)，然后分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行。合上3KM模擬線路AB末端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 A段段動(dòng)作 ，記錄9 A， 9 A， 9 A。（5）線路AB段動(dòng)作實(shí)驗(yàn)：調(diào)節(jié)，然后分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行。合上3KM模擬線路AB首端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 AB段段動(dòng)作 ，記錄 3 A， 3 A， 3 A。（6）線路AB段近后備實(shí)驗(yàn)：在S300L保護(hù)監(jiān)控裝置中，將A站段電流保護(hù)不投入（整定段啟動(dòng)電流大于上題段短路電流值），然后分別合上1KM、2KM ，使A站、B站投入運(yùn)行。合上3KM模擬線路AB首端三相短路，觀察保護(hù)動(dòng)作情況 AB段段動(dòng)作 。三、計(jì)算如圖所示，系統(tǒng)參數(shù)為：（最大運(yùn)行方式），（正常運(yùn)行方式），（最小運(yùn)行方式），負(fù)載，。 A站保護(hù)配置電流I、II、III段保護(hù)，B站配置電流I、III段保護(hù)，分別計(jì)算它們的整定值，確定動(dòng)作時(shí)限，并校驗(yàn)其靈敏度。1、電流速斷段A 變電站整定值: 靈敏度校驗(yàn)：求： 動(dòng)作時(shí)限： (2) B變電站 整定值: 靈敏度校驗(yàn)：求： 動(dòng)作時(shí)限： 2、 電流速斷II段 A 變電站整定值: 靈敏度校驗(yàn)： 滿足靈敏度要求動(dòng)作時(shí)限： 3、 電流速斷III段整定值: ,正常運(yùn)行時(shí)流過線路AB與BC的負(fù)荷電流相同 靈敏度校驗(yàn)：保護(hù)A近后備： 保護(hù)A遠(yuǎn)后備：不滿足要求 保護(hù)B近后備：不滿足要求動(dòng)作時(shí)限： 四、總結(jié)電力系統(tǒng)的線路或元件發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)越靠近電源，短路電流越大。利用這一特點(diǎn)，可構(gòu)成電流保護(hù)。對(duì)于僅反應(yīng)電流增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù)，稱為電流速斷保護(hù)。它的保護(hù)范圍受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響較大，不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng)，為了保護(hù)線路全長(zhǎng)，通常采用略帶時(shí)限的電流速斷與相鄰線路的速斷保護(hù)相配合，其保護(hù)范圍包擴(kuò)本線路的全部和相鄰線路的一部分，其時(shí)限比相鄰線路的速斷保護(hù)大t，電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)可構(gòu)成線路的主保護(hù)。過流保護(hù)是按躲開最大負(fù)荷電流來整定的一種保護(hù)裝置可作為本線路和相鄰線路的后備保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限比相鄰線路的動(dòng)作時(shí)限均大至少一個(gè)t。以上三種保護(hù)組合在一起，構(gòu)成階段式電流保護(hù)。具體應(yīng)用時(shí)，只采用電流速斷保護(hù)和限時(shí)電流速斷保護(hù)，或限時(shí)電流速斷保護(hù)和定時(shí)限過流保護(hù)的方式，也可三者同時(shí)采用。本實(shí)驗(yàn)就是模擬電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，施以預(yù)設(shè)的故障觀察保護(hù)動(dòng)作的情況并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論結(jié)果。通過本實(shí)驗(yàn)，我對(duì)階段式電流保護(hù)有了更深刻的理解。在實(shí)驗(yàn)中記過老師的詳細(xì)講解，讓我學(xué)會(huì)了如何設(shè)置微機(jī)繼電保護(hù)裝置的整定值以及通過檢測(cè)流過保護(hù)裝置的電流幅值，來判定故障的狀態(tài)?？傊ㄟ^實(shí)驗(yàn)讓我對(duì)繼電保護(hù)工作原理不再陌生，并學(xué)會(huì)了動(dòng)作電流值的計(jì)算整定，可以說我已經(jīng)基本掌握了繼電保護(hù)。實(shí)驗(yàn)二：微機(jī)變壓器差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)一、變壓器實(shí)驗(yàn)臺(tái)工作原理及接線變壓器差動(dòng)保護(hù)一次接線如圖,它是單側(cè)電源供電的三繞組容量為2kVA的變壓器，采用Y/Y/1211接線，高、中、低側(cè)線電壓分別為380V、230V和115，高、中、低側(cè)額定電流分別為3.05A、5A和6.75A，電流互感器變比為15/5，變壓器設(shè)二次諧波制動(dòng)比率差動(dòng)保護(hù)。差動(dòng)保護(hù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)一次接線實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)設(shè)備名稱分別是：（1）1QF：電源開關(guān)；（2）1KM、2KM、3KM：分別是高、中、低壓側(cè)模擬斷路器；（3）1R：中壓側(cè)模擬三相可調(diào)電阻，每相電阻030，電流5A，功率750W；（4）2R：低壓側(cè)模擬三相可調(diào)電阻，每相電阻015，電流7A，功率750W；（5）4KM、5KM：分別是中、低壓側(cè)短路實(shí)驗(yàn)時(shí)模擬斷路器；（6）4QF、5QF：分別是中、低壓側(cè)模擬三相短路開關(guān)；（7）1SA、2SA：分別是中、低壓側(cè)正常運(yùn)行（外部故障）和內(nèi)部故障切換開關(guān)；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、微機(jī)差動(dòng)保護(hù)定值設(shè)定采用二次諧波制動(dòng)以躲過變壓器空投時(shí)勵(lì)磁涌流造成保護(hù)的誤動(dòng)，裝置按三段折線式比率制動(dòng)特性要求，其動(dòng)作特性如圖。根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，將計(jì)算結(jié)果填入TOP9720C1變壓器差動(dòng)微機(jī)保護(hù)。差動(dòng)速斷電流定值Id= 2.02 A；比率差動(dòng)電流定值Icd0= 0.3 A制動(dòng)電流 Ir1= 0.801 A，折線斜率 K1= 0.3 ；制動(dòng)電流 Ir2= 1.52A；折線斜率 K2=0.5；中壓側(cè)平衡系數(shù)KPM=Ihe/Ime= 1.01/1.67=0.6 ； 低壓側(cè)平衡系數(shù)KPL=Ihe/Ile= 1.01/2.25=0.45 ；二次諧波制動(dòng)比Kd2=0.2；TA斷線檢測(cè)：投入,TA斷線閉鎖：退出。2、正常運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)(1)切換開關(guān)1SA、2SA置于“外部正?！蔽恢?，將可調(diào)電阻1R、2R調(diào)到最大，合上實(shí)驗(yàn)電流總開關(guān)1QF，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使電壓指示表從0V慢慢上升至380V。(2)分別合上變壓器高、中、低壓側(cè)模擬斷路器1KM、2KM、3KM，三側(cè)指針式電流、電壓表均有指示，此時(shí)變壓器一次系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。記錄數(shù)據(jù)：高壓側(cè)電流 0.40 A， 0.39 A， 0.41A；中壓側(cè)電流 0.40 A， 0.41 A， 0.39 A；低壓側(cè)電流0.52 A，0.49 A， 0.52 A。(3)觀察差動(dòng)電流的大小，并作記錄，分析差動(dòng)電流產(chǎn)生的原因。IA= 0.07 A； IB= 0.06 A；IC= 0.07A。3、模擬變壓器中、低壓側(cè)外部短路實(shí)驗(yàn)將可調(diào)電阻1R、2R調(diào)到最大，1SA、2SA置于“外部正?！蔽恢茫謩e合上1KM、2KM和3KM，使變壓器在正常方式下運(yùn)行。（）模擬中壓側(cè)外部故障：合上4QF模擬外部三相短路，再通過按鈕將4KM模擬斷路器合上，造成中壓側(cè)外部三相、兩相短路，觀察差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況 不動(dòng)作 。（）模擬低壓側(cè)外部故障：合上5QF模擬外部三相短路，再通過按鈕將5KM模擬斷路器合上，造成低壓側(cè)外部三相、兩相短路，觀察差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況 不動(dòng)作 。4、模擬變壓器中、低壓側(cè)內(nèi)部故障保護(hù)動(dòng)作實(shí)驗(yàn)（1）中壓側(cè)內(nèi)部故障：分別合上1KM、2KM、3KM使變壓器運(yùn)行，將1SA置于“內(nèi)故”位置，2SA置于“外故正?！蔽恢?，合上4QF模擬內(nèi)部三相或兩相短路，觀察差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作。記錄動(dòng)作電流：三相 0.42 A， 0.18 A， 0.17 A；兩相 0.18 A， 0.25 A， 0.33 A。（2）低壓側(cè)內(nèi)部故障：合上1KM、2KM、3KM使變壓器運(yùn)行，將1SA置于“外故正常”位置、2SA置于“內(nèi)故”位置，合上5QF模擬內(nèi)部三相或兩相短路，記錄動(dòng)作電流：三相0.30 A，0.27 A， 0.35 A；兩相 0.26 A， 0.17 A， 0.31 A。5、輸入電流換相，觀察差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況（1）將中壓側(cè)接至保護(hù)裝置的電流互感器A相和B相互換，1SA、2SA置于“外部正?！蔽恢?，分別合上1KM、2KM、3KM，觀察差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作，完成后將線正確接回。答：投入中壓側(cè)時(shí)都跳開。三相電流為0.45A，0.21A，0.21A（2） 將低壓側(cè)接至保護(hù)裝置的電流互感器A相和B相互換，1SA、2SA置于“外部正常”位置，分別合上1KM、2KM、3KM，觀察差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作，完成后將線正確接回。 答：投入低壓側(cè)時(shí)都跳開。三相電流為0.32A，0.36A，0.03A6、改變互感器極性，觀察差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況（1）將中壓側(cè)的電流互感器的A相極性反接，1SA、2SA置于“外部正?！蔽恢?，分別合上1KM、2KM、3KM，合上4QF模擬內(nèi)部三相短路觀察差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作，完成后將線正確接回。答：會(huì)動(dòng)作。三相電流為0.14A，0.12A，0.32A（2） 將低壓側(cè)的電流互感器的A相極性反接，1SA、2SA置于“外部正?！蔽恢?，分別合上1KM、2KM、3KM，合上5QF模擬內(nèi)部三相短路觀察差動(dòng)保護(hù)是否動(dòng)作，完成后將線正確接回。 答：會(huì)動(dòng)作。三相電流為0.10A,0.18A,0.16A 三、計(jì)算已知變壓器參數(shù)如下：2000VA，380/230/115V，YO/Y/-12-11，Uk=11.02%，電流互感器變比為15/5，計(jì)算該變壓器的差動(dòng)速斷保護(hù)、三段折線的比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)的整定值，及平衡系數(shù)。1、計(jì)算各側(cè)一、二次額定電流，選擇CT變比名稱各 側(cè) 數(shù) 值額定電壓(V)380V230V115V額定電流(A)3.045.026.75CT接線方式Y(jié)YY使用CT變比15/5=315/5=315/5=3各側(cè)額定(A)（二次側(cè)）3.04/3=1.015.02/3=1.676.75/3=2.252、差動(dòng)速斷保護(hù)ISD為差動(dòng)速斷電流定值，應(yīng)按躲過主變空載投入時(shí)可能出現(xiàn)的最大勵(lì)磁涌流整定，一般為23Ie(Ie為變壓器高壓側(cè)的二次額定電流)。ISD=2*1.01=2.023、比率差動(dòng)保護(hù)按三段折線實(shí)現(xiàn)比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)。Icd為差動(dòng)電流，一般選取0.20.3Ie，并應(yīng)實(shí)測(cè)最大負(fù)載時(shí)差動(dòng)回路中的不平衡電流?？赏ㄟ^裝置菜單查看三相差電流，Icd應(yīng)大于此電流。Icd=0.3Ie=0.3*1.01=0.3Ir1、Ir2為兩拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)電流。對(duì)于Ir1一般選取等于Ie，或?qū)嶋H整定范圍取0.81.2Ie；對(duì)于Ir2應(yīng)大于Ir1，實(shí)際整定范圍取1.2Ie以上。Ir1=0.8Ie=0.8*1.01=0.81Ir2=1.5Ie=1.5*1.01=1.52K1、K2對(duì)應(yīng)折線斜率1和折線斜率2。K1一般取0.30.7,但應(yīng)滿足K1Icd/Ir1；K2一般大于K1，實(shí)際取0.5以上。K1=0.3；K2=0.5Kd2為涌流時(shí)二次諧波制動(dòng)比，一般實(shí)際整定為0.150.2。Kd2=0.24、平衡系數(shù)計(jì)算各側(cè)電流互感器二次電流平衡補(bǔ)償由軟件完成,中、低壓側(cè)平衡補(bǔ)償均以高壓側(cè)二次電流不變?yōu)榛鶞?zhǔn)，平衡系數(shù)計(jì)算公式如下：KPM=Ihe/ImeKPL=Ihe/Ile式中：KPM中壓側(cè)平衡系數(shù)；KPL低壓側(cè)平衡系數(shù)；Ihe、Ime、Ile分別為變壓器高、中、低壓側(cè)二次額定電流。 中壓側(cè)= 低壓側(cè)= 5、差流越限（不作要求）Icl為差流越限電流定值，一般取0.20.5Icd，延時(shí)應(yīng)大于1S以上。4、 總結(jié)差動(dòng)保護(hù)的原理差動(dòng)保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，當(dāng)變壓器正常工作或區(qū)外故障時(shí)，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流，折算后的電流，相等，差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)，或三側(cè)，向故障點(diǎn)提供短路電流，差動(dòng)保護(hù)感受到的二次電流和的正比于故障點(diǎn)電流，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)原理簡(jiǎn)單、使用電氣量單純、保護(hù)范圍明確、動(dòng)作不需延時(shí)，一直用于變壓器做主保護(hù)。另外差動(dòng)保護(hù)還有線路差動(dòng)保護(hù)、母線差動(dòng)保護(hù)等等。變壓器差動(dòng)保護(hù)是防止變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)。其接線方式，按回路電流法原理，把變壓器兩側(cè)電流互感器二次線圈接成環(huán)流，變壓器正常運(yùn)行或外部故障，如果忽略不平衡電流，在兩個(gè)互感器的二次回路臂上沒有差電流流入繼電器。當(dāng)流入繼電器的電流大于動(dòng)作電流，保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘。差動(dòng)保護(hù)的功能差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，是按循環(huán)電流原理裝設(shè)的。主要用來保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也可以用來保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。在繞組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，則將同極性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，也就是說差動(dòng)繼電器是接在差動(dòng)回路的。從理論上講。正常運(yùn)行及外部故障時(shí)。差動(dòng)回路電流為零。實(shí)際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常運(yùn)行和外部短路時(shí)，差動(dòng)回路中仍有不平衡電流流過，此時(shí)流過繼電器的電流IK 為 Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡電流應(yīng)盡量的小，以確保繼電器不會(huì)誤動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)原理圖 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路故障時(shí)，在差動(dòng)回路中由于I2 改變了方向或等于零，無(wú)電源側(cè)，這是流過繼電器的電流為I1 與I2 之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使繼電器可靠動(dòng)作。 變壓器差動(dòng)保護(hù)的范圍是構(gòu)成變壓器差動(dòng)保護(hù)的電流互感器之間的電氣設(shè)備、以及連接這些設(shè)備的導(dǎo)線。由于差動(dòng)保護(hù)對(duì)保護(hù)區(qū)外故障不會(huì)動(dòng)作，因此差動(dòng)保護(hù)不需要與保護(hù)區(qū)外相鄰元件保護(hù)在動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時(shí)