变电站综合自动化实验指导书完整.docx

1、变电站综合自动化实验指导书完整变电站综合自动化系统实验报告 姓名:何静松 学号:0441 专业:15电气工程及其自动化 任课教师:华静老师 红河学院工学院自动化系2016年4月实验一 变压器纵联差动保护综合实验一实验目的1. 掌握变压器纵差动保护的基本原理；2. 熟悉变压器纵差动保护的逻辑及外部接线；3. 掌握变压器纵差动保护的定值及控制字整定方法；4. 熟悉变压器纵差动保护的比率制动特性；5. 掌握变压器纵差动保护的测试方法。二实验原理 变压器纵联差动保护的基本原理： 变压器差动保护的原理：变压器差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看作理想变压器，则流入变

2、压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，两侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作。三实验内容1.各侧电流相位补偿变压器各侧TA二次电流相位由软件自校正，采用在Y侧进行校正相位。例如对于Y0/-11的接线，其校正方法如下：侧：， 式中，、为Y侧TA二次电流，、为Y侧校正后的各相电流。 其它接线方式可以类推。装置中可通过“变压器接线方式”控制字以及“接线方式钟点数”定值来选择接线方式。 差动电流与制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。2.差动速断保护 当任一相差动电流大于差动速

3、断整定值时，差动速断保护瞬时动作，跳开各侧开关，其动作判据为： 其中：为变压器差动电流，为差动速断电流定值。3.比率差动保护1.2Ie比率制动特性曲线动作电流和制动电流的计算方法如下： 式中：为所有侧中最大的相电流，为其它侧（除最大相电流侧）相电流之和。比率差动保护的动作判据如下： 程序中按相判别，任一相满足以上条件时，比率差动保护动作。比率差动保护经过励磁涌流判别、TA断线判别(可选择)后出口。4.励磁涌流闭锁原理（1）二次谐波闭锁原理：采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据：式中，为差动电流中的二次谐波分量，为二次谐波制动系数定值，为差动电流中的基波分量。采用或门闭锁方

4、式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁比率差动保护。（2）模糊识别闭锁原理： 设差流导数为，每周的采样点数是2n点，对数列：可认为越小，该点所含的故障信息越多，即故障的可信度越大；反之， 越大，该点所包含的涌流的信息越多，即涌流的可信度越大。取一个隶属函数，设为，综合一周的信息，对，求得模糊贴进度N为：取门槛值为K，当NK时，认为是故障，当NIHID0.6IB 0ID0.8IB-IH ID3IH式中：ID=（IM-IMC）+(IN-INC) IB=（IM-IMC）+(IN-INC)ID:经电容电流补偿后的差动电流IB：经电容电流补偿后的制动电流IH=MAX(IDZH,2IC)IDZH为分相差动

5、定值IC为正常运行时的实测电容电流零序电流差动保护ID0I0ZID00.75IB0ID0：经电容电流补偿后的零序差动电流IB0：经电容电流补偿后的零序制动电流I0Z:零序差动整定值，按内部高阻接地故障有灵敏度整定；延时100ms动作，选跳；延时250ms三跳。CT断线时退出注：式中：ID0=（IMA-IMAC）+(IMB-IMBC)+(IMC-IMCC)+（INA-INAC）+(INB-INBC)+(INC-INCC)IB0=（IMA-IMAC）+(IMB-IMBC)+(IMC-IMCC)-（INA-INAC）+(INB-INBC)+(INC-INCC)3.差动保护的制动特性下图分别是分相电流

6、差动保护和零序差动保护的制动特性 分相电流差动保护制动特性 零序差动保护的制动特性四进行实验1. 实验方法：在只有一台装置时可按下图连线,并根据需要将装置的跳A、跳B、跳C及公用端与试验仪连接。1) 装置自环试验：将装置 “通道环回实验”控制位置“1”，定值设为“主机方式”、 “内时钟”，将装置光纤接口的RX和TX用尾纤对接，即可单装置自环，模拟A、B、C相区内故障。“通道环回实验”控制位投入10min后，装置告警“通道环回长期投入”，提示用户装置在“通道环回实验”状态，此时仍然可以作装置自环试验。正常运行时，必须退出该功能。2) 通道远方环回试验功能：为方便用户进行带通道整组试验，装置提供带

7、通道远方环回试验功能。正常运行时，必须退出该功能。将两端装置的差动定值按照实际运行情况整定好后，将M侧装置“通道环回实验”控制位置1，M侧投入检修状态压板，就可在M侧进行模拟区内短路试验。此时N侧装置收到M侧的采样报文后再回传给M侧。1 压板如何投：投差动保护，其它保护退出。2 定值如何设定：采用调度下的定值或说明书的参考定值。3 采取的必要措施：试验前最好能加上正常电压，按照常规的单相接地或者相间短路方法去加。4 试验电流电压：按照装置试验图接法。5 测试仪（以博电测试仪为例）中设定：采用整组菜单进行差动定值试验。将差动的电流高（低）定值输入，可选择单相接地故障或者相间故障，阻抗选择纯电抗，

8、大小选择2（5A额定），10（1A额定）。试验要大于定值出口时间（200ms左右）。2. 试验中可能出现的结果及原因分析1) 加0.95倍的高定值时保护仍旧出口。注意出口时间，及低定值的大小。由于低定值的差动是高定值差动的后备，本身自带40ms的延时。只有在低于0.95倍低定值时才能可靠不动作。2) 当定值过小时，保护不能正确动作。此时应加大故障时的电抗，有些测试仪在工作于比较小的电压时，会自动调整一些故障条件的。3) 本侧加的二次电流在对侧看时会与本侧观测的不同。这种情况主要有系统相应的参数决定。可参看以下说明：CSC103装置，在通道通了的情况下，一般要在一侧加电流，在另一侧看对侧电流和差

9、流是否正确，送过去的电流与装置的几个定值有关，有如下公式：定义本侧为M侧，对侧为N侧，本侧的CT补偿系数为KCTM，本侧的CT二次值为CT2M，对侧的CT补偿系数为KCTN，对侧的CT二次值为CT2N，则：M侧加电流为IM时，N侧显示的对侧电流为：IM(KCTM/KCTN)(CT2N/CT2M)N侧加电流为IN时，M侧显示的对侧电流为：IN(KCTN/KCTM)(CT2M/CT2N)可以看出，本侧的CT一次值越小，二次值越大，则相同的一次电流反映到二次的电流值就越大，所以，M侧的差动定值应该是N侧的(KCTN/KCTM)(CT2M/CT2N)。4) 在通道方式为复用，传输速率为64KB，在CS

10、C186A上打自环按钮，光路正常闪烁，电路灯亮不闪烁，此时只是自环光通道。因此在通讯速率64KB自环试验时，一定要把64KB端子上的收发短接。通讯速率为2M时，自环的是光通道和电通道。5) 后台通道告警，装置没有任何反应。这种情况是在通道丢帧较轻的情况下，如果每600帧报文中，因误码而丢失的报文帧数（以下简称丢帧数）大于10帧，驱动通道告警继电器（非保持），不闭锁保护。该非保持接点一般接入后台的开入。该接点闭合说明通道或装置出现了异常，可进行逐步的自环。来确认装置和通道是否正常，另外需仔细观察与通道相关的器件，光纤，珐琅，CSC186A的光口、电口，保护至通讯机房的光缆，等等。6) 两台装置联

11、调，在一侧正常加故障，另外一侧不加时，差动保护可正常出口，不加故障侧报“弱馈启动”。在CSC103保护中，报出TV断线的情况下，保护认为弱馈满足，只要对侧是正常的故障类型即可出口。3. 实验接线图1) 电流信号输入接线图2) 电压信号输入接线图五实验数据整定值差动动作电流CT断线电流测试值IaIbIcUaUbUc动作值保护启动PIDX过流I段出口IaIbIc故障电流IaIbIc故障相电压UaUbUc跳闸失败IaIbIc六实验分析、总结：实验三 低周减载保护实验一实验目的1. 掌握低周减载保护的基本原理。2. 熟悉低周减载保护的逻辑及外部接线。3. 掌握低周减载保护的定值及控制字整定方法。4.

12、掌握低周减载保护的测试方法。2实验原理 低周减载保护的原理：当电力系统在实际可能的各种运行情况下，因故发生突然的有功功率缺额后，导致系统频率下降，所以必须要及时切除相对不重要的部分负荷，使保留运行的系统部分能够迅速恢复到额定功率附近继续运行。3实验内容1.低周减载元件 当系统频率从正常状态变为低于整定频率时，低周元件启动，根据滑差的大小来区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额，从而判定是否切除负荷。低周减载功能由专门的压板投退，设置两轮低周减载，其动作不启动重合闸。2.第一轮低周减载动作逻辑 当装置检测到系统频率低于低周减载频率定值时，保护启动，如果以下任一条件满足，第一轮低周减载元件将被闭

13、锁：1) min，其中为低周减载电压闭锁定值；2) ，其中为低周减载滑差闭锁定值，该条件可由控制字投退；3) ，其中为地周建电流闭锁定值，该条件可由控制字投退；4) 开关在跳位；5) PT异常。第一轮低周减载保护启动，计时元件启动，延时到，第一轮低周减载动作出口。3.第二轮低周减载动作逻辑当装置检测到系统频率低于低周减载频率定值时，保护启动，如果以下任一条件满足，第二轮低周减载元件将被闭锁： 1) min，其中为低周减载电压闭锁定值；2) ，其中为地周建电流闭锁定值，该条件可由控制字投退；3) 开关在跳位；4) PT异常。第二轮低周减载保护启动，计时元件启动，延时到，第二轮低周减载动作出口。4

14、进行实验试验方法：1 投入低周减载保护软压板；2 定值整定：调度所下定值；3 试验电流电压：正常接入三相对称平衡电压，电流。4 动作判据：Uab定值；f定值；负荷电流时间定值5 使用测试仪频率试验菜单，程控方式，频率输出范围满足实验要求，步长要小，尽可能保证频率变化平稳，不出现阶梯状跳跃。滑差小于装置定值。点击开始，满足上述动作判据低周保护出口。注意：试验时判Uab线电压，但仍需先加三相平衡电压。保护方案为S04的标准版本软件低周保护不检开关位置，S05版本增加TWJ闭锁。低周无流闭锁没有控制字投退。5实验数据整定值电压闭锁值电流闭锁值滑差闭锁值测试值电压闭锁值电流闭锁值滑差闭锁值6实验分析、总结：