武大电气继电保护实验报告智能变电站设备和三层两网认知及保护等实验(变压器保护单元)

武汉大学电气与自动化学院实验报告（标准版）

学院：电气与自动化学院 专业：电气工程及其自动化 2019年10月19日 实验名称 姓 名 1. 课堂考勤（10） 智能变电站设备和三层两网认知及保护等实验（变压器保护单元） 2.实验预习（20） 班 级 指导教师 总成绩（100） 学 号 4.数据记录5.思考题3.实验操与分析（20） （10） 作（20） 6.实验结论与数据处理（20） 一. 实验预习（20分） 1实验目的；2实验原理和设计；3实验设备 1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和原理，并能够分析保护动作的条件。 （3） 熟练掌握变压器保护单元的实操实验过程。 2实验原理和设计（参考《电力系统继电保护》） （1）电力变压器的故障类型和不正常工作状态 ? 电力变压器故障： 油箱外故障：套管和引出线上发上相间短路以及接地短路。 油箱内的故障：绕组的相间短路，接地短路，匝间短路以及铁心的损坏等 ? 变压器不正常运行状态： 变压器外部短路引起的过电流、负荷长时间超过额定容量引起的过负荷，风扇故障或漏油等原因引起冷却能力的下降等。 （2） 变压器电流纵差动保护： 地位：电流纵差动保护可以正确区分区内外故障，且不需要与其他元件配合，可以无延时地切除区内故障，一般作为主保护（但不能做后备保护） （3）变压器差动保护的不平衡电流及措施： 1》 变压器两侧接线组别不同引起的电流相位不同产生的不平衡电流 模拟式保护：YNd11接线的变压器，变压器星形侧TA的二次侧接成三角形，变压器三角侧TA的二次侧接成星形（其变比也要扩大 ），来消除两侧电流相位差的影响。 微机式保护：软件计算的方法。 2》 计算变比与实际变比不一致产生的不平衡电流 措施：用平衡系数或平衡绕组补偿。 3》由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流 措施：在整定计算中抬高定值予以考虑。 4》 电流互感器传变误差产生的不平衡电流即两个电流互感器励磁电流之差 措施：稳态不平衡电流： 1）尽可能的使用型号性能完全相同的电流互感器，使两侧电流互感器的磁化曲线相同，以减小不平衡电流。 2）减小电流互感器的二次侧负载并使各侧二次负载相同，能够较少铁心的饱和程度，相应的也减少了不平衡电流；（铁芯是否饱和以及饱和的程度，除了与电流互感器的磁化曲线和一次电流I1有关，还与二次负载ZL有关，负载阻抗越大，励磁回路的分流月大，越容易饱和） 暂态不平衡电流：在差动回路中接入速饱和变流器 （注意：变压器器内部故障时，故障电流里也有非周期的分量，采用速饱和中间变流器，纵差动保护需要等非周期分量衰减后才能动作，延长了故障切除时间，这对变压器保护不利。） 5》 变压器励磁电流产生的不平衡电流。 措施：1）采用速饱和中间变流器；2）利用二次谐波制动；3）间断角鉴别的方法。 （4）纵差动保护动作电流整定原则： 1.躲过外部短路故障时的最大不平衡电流； 2.躲过变压器的最大励磁涌流；（采用其他措施减小其影响） 3.通过鉴别励磁涌流和故障电流，励磁涌流时闭锁，整定时不必考虑影响，取Ku=0; 4.采用速饱和变流器，取Ku=1。 5.躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流 结论：如果上述整定不满足灵敏度要求，具有制动特性的差动继电器。 （5）具有制动特性的差动继电器： 原理：在差动继电器中引入一个能反映变压器穿越电流大小的制动电流，继电器的动作电流不再是按躲过最大穿越电流整定，而是根据制动电流自动调整。 动作方程：Ir>Krelf(Ires) 继电器制动特性：图6.10（P175） 制动特性的斜率：K?Iset.max?Iset.min Ires.max?Ires.g制动电流的选取方式：1）平均电流制动；2）复式制动；3）标积制动。 3实验设备 （1） PPC222B-22线路智能组件柜。 （2） PPC31A-21C-DA-G220kV线路保护测控柜。 （3） PPC222B-22主变智能组件柜。 （4） PCC78T2-21-DA-G变压器保护测控柜。 （5） 台式光数字式综合测试仪。 二．实验记录（20分） 第一次课 （一）智能电变站设备和三层两网认知实验 根据PPT文档‘智能变电站简介’完成以下内容。 熟悉对应单元设备和结构，请填表1。 表1 单元名称 保护测控柜设备 （如1#变压器单元） 智能组件柜设备 由下图结合实验室对应单元，填表2。