变压器保护

第二章 实验内容

实训一 系统正常运行及不平衡电流的测量实训

一、实训目的

1．掌握纵联差动保护中不平衡电流产生原因及减小或消除其影响的措施。 2．掌握微机保护装置的使用和参数设置方法。 二、实训预习

1．仔细阅读实训指导书中关于实训装置及微机保护装置的使用说明。 2．变压器差动保护产生不平衡电流的因素有哪些? 3．微机变压器保护采用什么方法消除不平衡电流的影响? 三、实训原理

实现变压器纵联差动保护的主要问题是减小不平衡电流及其对保护的影响。产生不平衡电流原因主要有如下几种：

1．电流互感器的计算变比与实际变比不同引起的不平衡电流。 2．变压器两侧电流相位不相同而产生的不平衡电流。 3．变压器各侧电流互感器型号不同而产生的不平衡电流。 4．励磁涌流引起的不平衡电流。

在微机保护中，由于软件计算的灵活性，允许变压器各侧CT 二次都采用Y 型接线。在进行差动计算时由软件对变压器Y 型侧电流进行相位校准和电流补偿。

应该注意的是微机型差动保护装置还要求各侧差动CT 均按照同极性接入,即各侧电流均以流入或流出变压器为正，只有这样的接线才能保证软件计算正确。

主变压器的各侧CT 二次按Y 型接线，由软件进行相位校准后，由于变压器各侧额定电流不等及各侧差动CT 变比不等，还必须对各侧计算电流值进行平衡调整，才能消除不平衡电流对变压器差动保护的影响。

本实训装置的微机差动保护装置具有CT 自动平衡功能。在实际应用中，只需根据计算变比选择合适的电流互感器，把实际变比当作定值送入微机保护，由微机保护软件算出电流平衡调整系数Kb ，实现电流的自动平衡调整，以消除不平衡电流的影响。具体计算如下：

以高压侧CT 变比为基准，对中压侧及低压侧CT 进行调整。 中压侧平衡系数为：

h

h jx_m

m m jx_h m N U K

N U K K ⨯⨯⨯⨯=

低压侧平衡系数为：

h

h jx_l

l l jx_h

l N U K

N U K K ⨯⨯⨯⨯=

式中 U h ,U m ,U l 分别为高中低各侧额定线电压；

N h ,N m ,N l 分别为高中低各侧CT 变比；

K jx_h ,K j x_m ,K jx_l 分别为高中低各侧CT 接线系数，对于Y 型接线侧为 1.732，对于△

型接线侧为1。

下面举例说明电流平衡调整系数Kb 的计算方法。

[例] 已知变压器三侧容量为31.5/20/31.5MV A ，电压比为110/38.5/11kV ，接线方式为Y0/Y/△—12—11，TA 二次额定电流为5A 。

hN I 1=31500/（⨯3110）=165A ； TA 变比选Kh=200/5=40

mN I 1=31500/（⨯338.5）=473A ； Km=500/5=100 lN I 1=31500/（⨯311）=1650A ； Kl=2000/5=400

软件相位校正及计算的各侧二次计算电流：

I 2ch =⨯3165/40=7.15A I 2cm =

⨯3473/100=8.19A

I 2cl =1650/400=4.12A

计算调整系数Kb ：

Kbh=1（以高压侧二次侧计算值I2ch ） Kbm=7.15/8.19=0.87（按0.0625级差选0.875） Kbl=7.15/4.12=1.73 （按级差选1.75）

微机保护利用上述调整系数求得变压器正常运行及故障时各侧平衡计算后的二次电流。 需要注意的是：变压器差动保护在计算各侧额定电流时，额定容量均取最大容量。 四、实训步骤

1．微机差动保护装置参数设置

实训装置中，变压器为单侧电源供电的三绕组降压变压器，其额定参数为：高、中、低三侧容量分别为800V A/800V A/380V A ，电压比为380V/220V/127V ，接线方式为Y/Y/△-12-11。三侧CT 变比均为1。额定电流计算公式如下：

3

⨯=

N

N N U

S I

N S －变压器最大额定容量

N

U

－变压器各侧的额定电压（线电压）。

由于三侧CT 变比均为1，所以变压器三侧二次额定电流与一次额定电流相等。 依照附录1《微机主保护装置的功能介绍及使用方法》，依照下表，设置各项参数。

注意:本实训装置采用的微机主保护装置的保护定值菜单中的第7项“差动电流速断定值”和第8项“差动电流启动定值”是按照变压器高压侧额定电流的倍数来整定的。后面实训涉及微机主保护装置的参数设置，不再作特别说明！

2．变压器在各种不同运行情况下不平衡电流的测量

按照图1-1实训接线图接线，接线完成并确认无误后，将变压器负载选择钮子开关置于正常侧、三相自耦调压器调到最小位置、按下启动按钮、合上三卷变压器三侧断路器。调节三相自耦调压器，记录三卷变压器在不同输入电压下三侧线电压和线电流以及三相不平衡电流。

备注：变压器三侧三相线电压和线电流可以在面板安装的仪表直接读出（但精度不是很高，这点请注意。），三相不平衡电流值可以在微机装置液晶显示屏幕中读出。

然后依照第一章第三节介绍的故障设置方法，分别设置变压器中、低压侧过载、外部短路并投入运行，重复上述实训步骤（特别提醒：由于后备保护未投入运行，在过载和外部短路状态下进行测量时，输入电压不能过高，以免线路电流太大，缩短装置的使用寿命。中压侧电流不能超过2.5A，低压侧电流不能超过1.7A，高压侧不得超过1.4A）。将实训数

图1-1系统正常运行及不平衡电流的测量实训接线图

（3）将变压器主保护装置的“保护投退”菜单的18项的“Y/△变换”设为“退出”，使软件不进行相位补偿，观察并记录不平衡电流如下表1-8。

五、实训报告

1．根据实训内容要求、整理实训数据，并分析实训中不平衡电流产生的原因。

2．根据上述数据，说明微机保护装置在相位和电流补偿的功能上，与传统差动继电器相比，有什么优点？

实训二模拟变压器瓦斯保护实训

一、实训目的

掌握微机差动保护装置中瓦斯保护的实现方法。

二、实训预习

1．仔细阅读实训指导书中关于实训装置及微机保护装置的使用说明。

2．了解目前国内主流瓦斯继电器产品的结构和工作原理。

3．采用微机保护装置的瓦斯保护与传统瓦斯保护有什么不同？

三、实训原理

在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间，相间绝缘破坏造成的短路，高压绕组对地（铁芯）绝缘破坏引起的单相接地短路。若上述故障短路匝数很少或经电弧电阻短路时，反应到