实验十 变压器保护综合实验

实验目的：

1、掌握差动保护的基本原理。 2、熟悉变压器保护的接线方式。

3、掌握变压器保护的整定方法，分析其误差来源。 4、了解比率制动差动保护原理，分析保护动作情况 实验原理：

1、 电流平衡变换系数Kph的计算方法如下：Kph?nCT2/(nB.nCT1)

nCT1和nCT2分别为高压侧和低压侧电流互感器的变比，nB为变压器的变比。

2、差动速断保护整定

差动速断的整定值按躲开最大励磁涌流来整定，Izd?(3.5~4.5)IN.T，其中，IN.T为变压器的额定电流。 3、比率制动差动保护整定

比率制动式差动继电器的动作电流随外部短路电流按比率增大，既能保证外部短路不误

动，又能保证内部短路有较高的灵敏度。

比率制动差动保护的动作电流按下面两个条件进行计算，选较大者为基本动作电流Ipu。

（1）躲开变压器的励磁涌流：

Ipu?KrelIN.T

式中，Krel为可靠系数，可取1.5，IN.T为变压器参考侧的额定电流。 （2）躲开变压器外部短路时的最大不平衡电流：

Ipu?KrelIunb.max?1.3(Iunb.?u?Iunb.CT)?1.3（?u??f）Ik.max

式中，Ik.max为外部短路时，流过变压器参考侧的最大短路电流，?f为CT的10%误差，15%。 ?u为变压器分接头位置的改变范围，最大为±

比率制动系数K可取0.4~0.6，二次谐波制动系数K2通常为0.15~0.2。 4、不带起动元件的过电流保护整定

动作电流按躲开变压器可能出现的最大负荷电流整定。 Ipu?KrelIT.max/Kre 式中，Krel为可靠系数，取1.2～1.3；Kre为返回系数，取0.85；IT.max为变压器可能出现的最大负荷电流。

'IT.max的确定应考虑电动机自起动的最大电流：IT.max?KSSIT.max '式中，KSS为负荷自起动系数，KSS取1.5～2.5，IT.max为正常的最大负荷电流。

5、带低电压起动的过电流保护整定

电流元件和电压元件的动作值分别为： Ipu?KrelIN.T/Kre

'Upu?KrelUW.min/Kre?（0.6~0.7）UN

'式中，Krel为可靠系数，取1.1～1.2；Kre为电流继电器返回系数，取0.85；Kre为电压

继电器返回系数，取1.15；UW.min为最低工作电压，一般取0.9UN 。 6、复合电压起动的过电流保护

负序电压定值可取：Upu.2＝0.06UN 7、过负荷保护Ipu?KrelIN.T/Kre=2.47

式中，Krel为可靠系数，取1.05，Kre为返回系数，取0.85。为避免外部故障时保护误发信号，动作时间一般取7～9秒。 实验设备及软件系统：

TQXDB-IB多功能继电保护实验培训系统

实验步骤 1、实验接线

TQDB-IV多功能微机保护实验装置具有四个电流输入通道，因此只能实现分相差动（A相差动保护）。装置的IA1、IA2和IA3电流接线端与2TA二次侧三相电流插孔相连，电流公共端直接相连。装置的IA2接线端与3TA二次侧A相电流插孔相连，电流公共端直接相连。“跳高”（表示跳开变压器高压侧断路器）接线端与2QF处的跳闸插孔相连，“跳低”（表示跳开变压器低压侧断路器）接线端与3QF处的跳闸插孔相连。如图1所示。

C2QF2TAIaIbInIcIn3TAIaIbIc3QFD合闸跳闸合闸跳闸变压器主保护端子图IA1IB1电流输入IC1IA2IB2IC2IA1NIB1NIC1NIA2NIB2NIC2N跳闸跳高跳低

图1 变压器保护实验接线

2、整定值设置

根据前面所述的整定方法对变压器保护进行整定计算，并将定值下载或直接输入到装置中。 设置控制字时，同时投入差动速断保护、比率制动差动保护和过负荷保护。

表1 变压器主保护参考整定值表

动作电流 差动速断 2.5A 差流门槛 比率制动差动 1.5A 过负荷 动作电流 0.6 动作时限 0. 91 比例制动系数 平衡变化系数 1A 变压器 变压器 0 7s 平衡系数 1.000

3、模拟变压器短路故障

在表2所示设置故障进行实验，并记录实验结果。

表2 变压器保护动作记录表

模拟变压器内部故障 模拟变压器外部故障 故障点和故障类型 两相短路 三相短路 两相短路 三相短路 何种保护动作 动作值(A)

思考题：

1、分析差流计算值与实验值之间的误差来源？

2、变压器差动保护中产生不平衡电流的因素有哪些？ 课堂评价：

1、学生到课情况、学生是否按要求自己动手完成实验任务、学生掌握实验操作的能力情况； 2、指导老师是否按时到课、指导老师是否认真做好了实验准备、指导老师是否亲自演示实验过程；

3、学生对指导老师的课后评价。