许昌学院微机保护实验讲义.docx

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许昌学院微机保护实验讲义

WBH-821微机变压器保护实验

实验一零序电压保护

一、实验目的

1.熟悉零序电压保护的原理；

2.了解零序电压保护的逻辑组态方法。

二、实验原理及逻辑框图

电力系统中，故障的主要方式是接地故障，因此大电流接地系统中的变压器，一般要在变压器上装设接地保护也就是零序保护，作为相邻元件及变压器本身主保护的后备保护。

大接地电流系统发生接地短路时，零序电流的分布和大小与系统中变压器中性点接地的台数和位置有关。

对于有两台以上的变压器的，可使部分变压器中性点接地，以保证在各种运行方式下，变压器中性点接地的数目和位置尽量不变，从而保证零序保护稳定的保护范围和足够的灵敏度。

对于中性点有放电间隙的分级绝缘变压器，零序保护原理框图如图2.6所示：

如图2.6零序保护原理框图

如图2-6所示零序电压元件3U0-的动作电压应低于变压器中性点工频耐受电压（1.8为暂态系数），即：

式中

------可靠系数，取0.9；

-------中性点工频耐受电压；

-------电压互感器一次侧相电压与开口三角侧电压之比值。

此外，动作电压还应躲过电网存在接地中性点情况下单相接地短路时的最大零序电压，即

式中β------

其中

、

分别为母线上系统的零序综合、正序综合电抗；

------短路故障前母线最大运行相电压。

逻辑框图如图2.7：

图2.7零序电压保护逻辑框图

三、实验内容及步骤

1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2.进入装置菜单“压板”，投入零序电压保护压板。

3.进入“定值”菜单，进行定值的整定。

4.交流接线举例：

把电压输出“UA”、“UN”分别接至保护装置的保护电压“UA”、“UN”,因零序电压为自产零序电压，所以此时装置所采集电压即为零序电压。

也可以接入两相或三相电压进行零序电压计算。

5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。

6.合断路器：

上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。

7.调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电压输出。

8.当保护动作条件满足时，保护装置弹出零序过压告警，装置面板告警灯亮。

实验完成后，把电压输出调零，在报告中可查看保护的动作值和动作时间等相关信息。

改变定值，重复几次实验，进行实验分析。

注：

完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。

实验二差流越限告警

一、实验目的

1.熟悉差流越限告警的原理；

2.了解差流越限告警的处理方法。

二、实验原理及逻辑框图

对于容量小的变压器，当空载合闸时会产生励磁涌流,或者单侧A、B、C空投时会产生很大的差动电流。

正常情况下监视各相差流，如果任一相差流大于差流越限定值（一般设为最小动作电流的1/2），经延时起动告警继电器。

逻辑框图如图2.5所示：

图2.5差流越限告警逻辑框图

三、实验内容及步骤

1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2.差流越限定值整定：

进入“定值”菜单进行定值整定。

3.投入保护软压板：

进入“压板”菜单投入“差流越限”压板。

4.交流接线举例：

将电流输出“IA”、“IA’”分别接至保护装置高压侧保护电流的“IAH”、“IAH’”；将电流输出的“IB”、“IB’”分别接至保护装置低压侧保护电流的“IAL”、“IAL’”,并将电流输出的“IC”、“IC’”短接，这样接线可以实现单相差动，灵活接线也可以进行三相差动。

5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。

6.合断路器：

上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。

7.调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电流输出。

在保护装置的“浏览”中可以看到输入的高压侧和低压侧电流IA、A相差动电流和A相制动电流的大小。

8.当保护动作条件满足时，保护装置报差流越限告警。

把电流输出归零，在报告中可查看保护的动作值和动作时间等相关信息。

改变定值，重复几次实验，进行实验分析。

注：

完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。

四、思考与讨论

根据实验内容，分析差流越限产生的原因。

讨论差流越限的影响及避免的措施。

WBH-822微机变压器保护实验

实验三非电量保护

一、实验目的

1.熟悉非电量保护的原理；

2.了解非电量保护的逻辑组态方法。

二、实验原理及逻辑框图

变压器保护装置实现了电气量保护与非电量保护的彻底分离。

非电量保护设有：

重瓦斯、调压重瓦斯、温度保护、油位高、油位低、压力释放、轻瓦斯告警、调压轻瓦斯、风冷消失；非电量插件独立完成非电量跳闸重动，在CPU停用或保护电源消失时仍能正确动作。

同时，本体插件将非电量信息输送给CPU插件，用于灯光信号、SOE报告等信息的当地显示及网络传输：

非电量时点亮装置面板非电量灯光，同时提供非电量瞬动信号及中央信号接点。

共9路遥信由装置内部向CPU插件输入。

保护逻辑图如图2.25所示：

图2.25非电量保护逻辑框图

当变压器油箱内发生故障（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路）时，由于故障电流和电弧作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。

当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。

利用油箱内部故障时这一特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护。

其接线原理如图2.26：

图2.26瓦斯保护原理接线图

三、实验内容及步骤

1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2.合断路器：

上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。

3.用测试线将面板端子“开入+”分别接到“重瓦斯、调压重瓦斯、轻瓦斯、调压轻瓦斯、油位高、油位低、油温高、弹簧未储能”等位置，5s后装置液应弹出动作报告“非电量动作”，保护装置或动作于告警或动作于跳闸。

实验四负序过流保护

一、实验目的

1.熟悉高、低压侧负序过流保护的原理；

2.了解高、低压侧负序过流保护的逻辑组态方法。

二、实验原理及逻辑框图

负序电流起动的过流保护装置的接线如图2.18所示。

负序电流滤过器ZAN和电流继电器2KA组成负序电流间电器KAN、时间继电器KT、信号继电器KS和出口继电器KCO构成负序电流保护，用以反映不对称故障。

图2.18负序电流起动的过流保护装置的接线

负序电流继电器的动作电流，应躲过变压器正常运行时负序电流滤过器输出的最大不平衡电流，即：

还应躲过与变压器连接线路之一发生单相断线时通过变压器的负序电流。

此时负序电流继电器的动作电流还应与响铃元件上的后备保护在灵敏度上相配合。

式中

------后备保护范围末端发生不对称短路故障时流过保护最小负序电流。

在WBH-822保护装置中高压侧负序过流主要保护变压器高压侧负荷不平衡、TA断线或缺相运行，高压侧负序电流大于定值，经整定延时动作。

逻辑框图如图2.19所示：

图2.19高压侧负序电流保护逻辑框图

低压侧负序过流主要保护变压器低压侧负荷不平衡、TA断线或缺相运行，低压侧负序电流大于定值，经整定延时动作。

逻辑框图如图2.20所示：

图2.20低压侧负序电流保护逻辑框图

三、实验内容及步骤

1.高压侧负序过流保护

1）合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2）进入装置“定值”菜单，进行定值整定。

3）投入保护软压板。

4）交流接线举例：

把电流输出“IA”、“IA’”分别接至保护装置的高压侧电流的“IAH”、“IAH’”，并将电流输出的“IB”、“IB’”和“IC”、“IC’”分别短接。

5）合断路器：

上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。

6）用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。

7）调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电流输出。

在保护装置的“浏览”中可以看到输入电流的大小。

当电流输出值大于设定值时，高压侧负序过流保护动作，装置液晶应弹出动作报告“高压侧负序过流保护告警”，面板告警灯亮。

8）把电流输出调零，在报告中检查保护的动作时间。

9）将高压侧负序过流跳闸控制字改为“1”，其他定值不变，再重复上一步骤，装置液晶应弹出动作报告“高压侧负序过流保护跳闸”，面板跳闸灯亮，高压侧模拟断路器跳开。

2.低压侧负序过流保护

1）合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2）进入装置“定值”菜单修改定值。

3）投入保护软压板。

4）交流接线举例：

把电流输出“IA”、“IA’”分别接至保护装置的低压侧电流的“IAL”、“IAL’”，并将电流输出的“IB”、“IB’”和“IC”、“IC’”分别短接。

5）合断路器：

上电后模拟接线图中高低压侧模拟断路器均处在“分闸”位置，分别按下高低压侧模拟断路器的“手合”按钮，实现模拟断路器合闸操作。

6）用测试线将控制回路的“跳闸回路”和“合闸回路”分别短接。

7）调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电流输出。

在保护装置的“浏览”中可以看到输入电流的大小。

当电流输出值大于设定值时，低压侧负序过流保护动作，装置液晶应弹出动作报告“低压侧负序过流保护告警”，面板告警灯亮。

8）把电流输出调零，在报告中检查保护的动作时间。

9）将低压侧负序过流跳闸控制字改为“1”，其他定值不变，再重复上一步骤，装置液晶应弹出动作报告“低压侧负序过流保护跳闸”，面板跳闸灯亮，低压侧模拟断路器跳开。

注：

完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。

WXH-821微机线路保护测控实验

实验五零序过流保护

一、实验目的

1.了解零序过流保护的原理及零序电流的采集；

2.熟悉零序过流保护的逻辑组态方法。

二、实验原理及逻辑框图

装置设有一段零序电流保护，通过设置保护压板控制投退。

在不接地或小电流接地系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流保护来检测接地故障很难保证其选择性。

本装置通过网络互联，与其他装置信息共享，通过CBZ-8000综合自动化系统采用网络小电流接地选线的方法来获得接地间隔。

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故采用直接跳闸方法，本装置中设一段零序过流保护（可整定为报警或跳闸）。

在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序电流保护直接跳闸方式。

原理框图如图2.32所示：

图2.32零序电流保护原理框图

三、实验内容及步骤

1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2.投入保护软压板：

进入装置菜单“压板”→“零序过流压板”→“投入”→“确认”。

3.进入装置菜单“定值”→“零序过流”→按“确认”按钮，对定值进行整定。

4.交流接线举例：

把电流输出“IA”、“IA’”分别接至保护装置保护电流的“3IO”、“3IO’”，并将电流输出的“IB”、“IB’”和“IC”、“IC’”分别短接。

5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”、“合闸回路”和“跳闸出口”分别短接。

6.合断路器：

上电后模拟接线图中模拟断路器均处在“手跳”位置，分别按下模拟断路器的“手合”按钮即可。

7.调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电流输出。

在保护装置的“浏览”中可以看到输入电流的大小。

8.调节A相电流输出使其电流大于零序电流设定值，直到零序电流保护动作，装置液晶应弹出动作报告“零序电流保护告警”，面板告警灯亮，把电流输出归零。

9.如果零序电流跳闸控制字改为“1”，调节A相电流输出使其电流大于零序电流设定值，装置液晶弹出动作报告“零序电流保护跳闸”，断路器跳开，面板跳闸灯亮。

把电流输出归零，在报告中可查看保护的动作值和动作时间等相关信息。

改变定值，重复几次实验，进行实验分析。

注：

完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。

实验六低电压保护

一、实验目的

1.熟悉低电压保护的原理；

2.了解低电压保护的逻辑组态方法。

二、实验原理及逻辑框图

装置设有低电压保护功能。

在系统负荷过重引起电压降低时，可配置低电压保护来甩掉部分负荷，作为简单的低压减载使用。

由于低电压保护动作时闭锁线路重合闸，建议在使用本保护时投入滑差闭锁功能，避免由于系统故障使系统电压降低时，低电压保护动作闭锁重合闸，线路无法重合。

本保护在断路器处于合位时投入，在母线TV断线时可选择是否闭锁（如果母线TV断线的相关保护设置为投入，则母线TV断线时，不闭锁低电压保护；否则，相关保护设置退出时，则闭锁低电压保护）。

本保护设有硬压板。

原理框图如图2.34所示：

图2.34低电压保护原理框图

三、实验内容及步骤

1.合上三相漏电断路器，用测试线把三相电流输出端短接，按下启动按钮。

实验装置启动以后首先检查电压、电流输出是否为零，如果不为零则将其调到零（对信号模拟部分进行调零）。

根据实验要求把转换开关打到相应的位置（打到就地位置，可进行实验装置的实验；打到远方位置，进行远方操作即在后台上实现远程操控）。

2.投入保护软压板：

进入装置菜单“压板”→“低电压保护”→“投入”→“确认”。

3.进入装置菜单“定值”→“低电压保护”→按“确认”按钮，进行定值整定。

4.交流接线举例：

把电压输出“UA、UB、UC、UN”分别接至保护装置电压输入的“UA、UB、UC、UN”。

5.用测试线将控制回路的“跳闸回路”、“合闸回路”和“跳闸出口”分别短接。

6.合断路器：

上电后模拟接线图中模拟断路器均处在“手跳”位置，按下模拟断路器的“手合”按钮即可。

7.调节输出：

通过“升”、“降”按钮调节电流输出。

在保护装置的“浏览”中可以看到输入电流的大小。

8.当满足低电压保护动作条件时，低压侧模拟断路器跳开，面板手跳按钮灯亮。

改变定值，重复几次实验，进行实验分析。

9.在母线TV断线动作的条件下，再次完成低电压保护实验。

注：

完成实验以后，及时把电压、电流输出调到零，为下个实验做准备。