微机变压器差动保护实验

广西大学电气工程学院

继电保护实验报告

任课老师：廖x

指导老师：贺X

微机变压器差动保护实验

专业班级：X

姓名：X

学号：X

小组成员：X

实验时间：2012年12月27日

实验地点：X

一、实验名称

微机变压器差动保护实验

二、实验目的

变压器差动保护是《电力系统继电保护》课程的重点内容之一，通过微机变压器差动保

护实验，主要达到以下几方面的目的：

1、加深对变压器差动保护理论知识的理解。

2、使学生了解电力系统继电保护实验室主要设备的基本操作方法。

3、培养学生发现问题、分析能力、解决问题的综合能力。

三、变压器实验台工作原理及接线

变压器差动保护一次接线如图,它是单侧电源供电的三绕组容量为2kV A的变压器，采

用Y/Y/∆—12—11接线，高、中、低侧线电压分别为380V、230V和115，高、中、低侧额定电流分别为3.05A、5A和6.75A，电流互感器变比为15/5，变压器设二次谐波制动比

率差动保护。

差动保护实验台一次接线

实验台对应设备名称分别是：

（1）1QF：电源开关；

（2）1KM、2KM、3KM：分别是高、中、低压侧模拟断路器；

（3）1R：中压侧模拟三相可调电阻，每相电阻0~30Ω，电流5A，功率750W；

（4）2R：低压侧模拟三相可调电阻，每相电阻0~15Ω，电流7A，功率750W；

（5）4KM、5KM：分别是中、低压侧短路实验时模拟断路器；

（6）4QF、5QF：分别是中、低压侧模拟三相短路开关；

（7）1SA、2SA：分别是中、低压侧正常运行（外部故障）和内部故障切换开关；四、实验内容

1、微机差动保护定值设定

采用二次谐波制动以躲过变压器空投时励磁涌流造成保护的误动，装置按三段折线式比率制动特性要求，其动作特性如图。根据给定的有关参数，将计算结果填入TOP9720C1变压器差动微机保护。

I

d

I

r1

r2

r

O

差动速断电流定值I d = 2.02 A ；比率差动电流定值I cd0= 0.3 A

制动电流１ I r1= 0.81 A ，折线斜率１ K 1= 0.3 ；制动电流２ I r2= 1.52 A ；折线斜率２ K 2=0.5；

中压侧平衡系数K PM=Ihe/Ime= 0.6 ； 低压侧平衡系数K PL =Ihe/Ile= 0.45 ； 二次谐波制动比K d2=0.2；TA 断线检测：投入,TA 断线闭锁：退出。 2、正常运行方式实验

(1)切换开关1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，将可调电阻1R 、2R 调到最大，合上实验电流总开关1QF ，调节调压器，使电压指示表从0V 慢慢上升至380V 。

(2)分别合上变压器高、中、低压侧模拟断路器1KM 、2KM 、3KM ，三侧指针式电流、电压表均有指示，此时变压器一次系统处于正常运行状态。记录数据：高压侧电流=a I 0.40 A ，

=b I 0.41 A ， =c I 0.41 A ；中压侧电流=a I 0.38 A ，=b I 0.38 A ， =c I 0.38

A ；低压侧电流=a I 0.54 A ，=b I 0.50 A ， =c I 0.54 A 。

(3)观察差动电流的大小，并作记录，分析差动电流产生的原因。 I A = 0.06A ； I B = 0.05A ；I C = 0.06A 。 3、模拟变压器中、低压侧外部短路实验

将可调电阻1R 、2R 调到最大，1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，分别合上1KM 、2KM 和3KM ，使变压器在正常方式下运行。

（１）模拟中压侧外部故障：合上4QF 模拟外部三相短路，再通过按钮将4KM 模拟断路器合上，造成中压侧外部三相、两相短路，观察差动保护动作情况 差动保护均不动作 。

（２）模拟低压侧外部故障：合上5QF 模拟外部三相短路，再通过按钮将5KM 模拟断路器合上，造成低压侧外部三相、两相短路，观察差动保护动作情况 差动保护均不动作 。 4、模拟变压器中、低压侧内部故障保护动作实验

（1）中压侧内部故障：分别合上1KM 、2KM 、3KM 使变压器运行，将1SA 置于“内故”位置，2SA 置于“外部正常”位置，合上4QF 模拟内部三相或两相短路，观察差动保护是否动作。记录动作电流：三相=a I 0.75 A ，=b I 0.75 A ， =c I 0.76 A ；两相=a I 0.35 A ，=b I 0.36 A ，=c I 0.72 A 。

（2）低压侧内部故障：合上1KM 、2KM 、3KM 使变压器运行，将1SA 置于“外故正常”位置、2SA 置于“内故”位置，合上5QF 模拟内部三相或两相短路，记录动作电流：三相=a I

0.45A ，=b I 0.42 A ， =c I 0.41 A ；两相=a I 0.39 A ，=b I 0.38 A ，=c I 0.18A 。

5、输入电流换相，观察差动保护动作情况

（1）将中压侧接至保护装置的电流互感器A 相和B 相互换，1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，分别合上1KM 、2KM 、3KM ，观察差动保护是否动作，完成后将线正确接回。

现象描述：差动保护动作 =a I 0.4A =b I 0.22A =c I 0.17A

（2）将低压侧接至保护装置的电流互感器A 相和B 相互换，1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，分别合上1KM 、2KM 、3KM ，观察差动保护是否动作，完成后将线正确接回。

现象描述：差动保护动作 =a I 0.3A =b I 0.36A =c I 0.07A 6、改变互感器极性，观察差动保护动作情况

（1）将中压侧的电流互感器的A 相极性反接，1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，分别合上1KM 、2KM 、3KM ，合上4QF 模拟内部1

三相短路观察差动保护是否动作，完成后将线正确接回。

现象描述：差动保护动作 =a I 0.31A =b I 0.06A =c I 0.30A

（2）将低压侧的电流互感器的A 相极性反接，1SA 、2SA 置于“外部正常”位置，分别合上1KM 、2KM 、3KM ，合上5QF 模拟内部1三相短路观察差动保护是否动作，完成后将线正确接回。

现象描述：差动保护动作 =a I 0.35A =b I 0.15A =c I 0.13A 五、计算过程

已知变压器参数如下：

2000VA ，380/230/115V ，YO/Y/Δ-12-11，U k =11.02%，电流互感器变比为15/5，计算该变压器的差动速断保护、三段折线的比率制动差动保护的整定值，及平衡系数。

解：由题目有

计算各侧一、二次额定电流，选择CT 变比

N1I =

N

N

U 3S =38032000⨯=3.04A N2I =

N

N

U 3S =23032000⨯=5.02A N3I =

N

N

U 3S =11532000⨯=10.04A 又低压侧为三角形接