保护功能及原理说明.docVIP

28DMP100保护控制单元 保护功能技术原理说明书1.1 I段定时限无方向过电流保护 41.2 II段定时限无方向三相过电流保护 41.3 III段定时限无方向三相过电流保护 42 三段式低电压闭锁方向过流保护 53反时限过流保护 64零序过流保护(I0/I0X/I0z) 85 两段式负序过流保护 86复合电压启动的三相定时限过流保护 107低电压启动的三相定时限过流保护 118带比例调整的定时限负序过流保护 119三段式带启动过程的三相过流保护 1210 独立电流加速段保护 1411三相一次重合闸 1412差动速断保护 1513二次谐波及比率制动的差动保护 1614 低周减载 1815三相电容器端过压保护 1916 过压保护(取最大电压) 2017 过压保护(取最小电压) 2018 欠压保护(取最大电压) 2119 欠压保护(取最小电压) 2220 负序电压保护 2221 零序过电压保护（U0/U0Z实测/计算） 2322 I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地 2323 备用电源自动投切 2424 来电自复动作 28保护功能及原理说明1 三段式过电流保护（单向供电的线路）定时限无方向过电流保护I 定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S1.1 I段定时限无方向过电流保护动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。当时限设为0时，为传统的速断保护，故障30ms内保护动作。保护逻辑图1.2 II段定时限无方向三相过电流保护动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图1.3 III段定时限无方向三相过电流保护动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图同上注：IA、IB、IC为三相保护电流基波值；Izd为电流整定值；Tzd为时限。2 三段式低电压闭锁方向过流保护低电压闭锁方向过流保护I- 定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S装置设三段定时限过流保护， 配置方向元件和电压元件的主要对两端供电的 输电线路故障进行保护。方向元件和电流元件接成按相启动方式,方向元件带有记忆功能以消除近处三 相短路时方向元件的死区。三段定时限方向过流保护分别为过电流 I 段（速断） 、定时限过电流 II 段、定时限过电流 III 段。各段保护均可分别通过控制字选择经方向和低压闭锁,方向元件取90o 接线方式并按相启动。方向元件的灵敏角为=45,则IA在-45135（相对方UBC方向）范围方向元件动作。90o 接线方式方向元件判据：方向元件电流电压AI AU BCBI BU CACIUCAB采取 90o 接线方式的方向元件矢量分析图保护逻辑图过流保护的动作判据为： Imax Izd TTzd式中：Imax为三相电流中的最大值Izd为各段电流的整定值Tzd为各段时限 方向元件的动作判据为：式中:IL故障相电流UL为其对应的线电压 为整定的方向元件内角，一般为45 三段式电流保护是 35KV 及以下线路的主保护，其中一段对应 “速断保护” ，二 段对应“定时限速断保护”、三段对应“过电流保护”，因此用户在整定时应该保证： 一段保护电流定值大于等于二段保护电流定值， 二段保护电流定值大于等于三段保 护电流定值；时间定值整定则相反：一段保护时间定值小于等于二段保护时间定值， 二段保护时间定值小于等于三段保护时间定值。3反时限过流保护反时限过电流保护一般反时限 I /1t=0.14 Tp /(I/Ie)0.02-1非常反时限 I /2t=13.5 Tp /(I/Ie)-1极端反时限 I /3t=80 Tp /(I/Ie)2-1定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限时间常数设定Tp0.199.99S步长0.1S 装置中的过流段可设置为反时限保护，作为线路的后备保护。根据国际电工 委员会标准（IEC2554）和英国标准规范（BS142.1966）的规定，装置采用下列三个标准特性方程，供用户选用。T动作时间 Imax故障电流 Izd动作电流整定值 Tp时间常数 曲线族1一般反时限2非常反时限3-极端反时限K0.1413.5800.0212 三种反时限特性曲线 在2倍动作电流整定值时，反时限延时不一致性不大于5%。逻辑图注：Imax=MAX(IA,IB,IC)时，为反时限（5A）三相过流保护Imax=I0时，为反时限零序（1A）过流保护Imax=I0x时，为反时限零序（5A）过流保护Imax=I0z时，为反时限计算零序（5A）过流保护4零序过流保护(I0/I0X/I0z)定时限零序过流保护I0/I0X/I0z 定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S保护逻辑图T动作时间 Tzd动作整定时限I0零序电流注：I0=I0时，为反时限零序（1A）过流保护I0=I0x时，为反时限零序（5A）过流保护I0=I0z时，为反时限计算零序（5A）过流保护5 两段式负序过流保护两段式负序过流保护I2 定值负序过流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：当电动机三相电流有较大不对称时，电动机会出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2 倍工频的电流，使转子附加发热大大增加，危及电动机的安全运行。本装置采用两段式负序电流保护，分别为负序过流速断I 段保护、负序过流II 段。I 段保护逻辑图II 段保护逻辑图注：I2为负序电流最大值；Izd为电流整定值；Tzd为时限。装置设置的定时限负序过流段保护，对电动机反相断相，匝间短路以及较严重的电压不对称等异常运行工况提供保护。整定计算原则：a) 在系统最小运行方式下电动机机端两相短路时，最小的短路电流负序分量应使负序过流段保护可靠动作，推荐整定范围为0.61.2 Ieb) 时限按躲过开关不同期合闸的时间整定，推荐整定范围为0.050.1s，一般可取0.05s。负序过流段作为灵敏的不平衡电流保护。若采用定时限，其定值可按大于电动机长期允许的负序电流整定做为负序过负荷报警。负序过负荷报警定值整定：在电动机正常运行及起动过程中,允许三相电压之间有持续性的5%以内的误差，此时会出现较长时间的负序电流， 负序过电流定值应Izd可靠躲过这个负序电流不动作,因此电流定值不应小于0.3 Ie，一般可以取0.30.6Ie。Tzd负序过流时间的整定： 必须可靠躲过断路器跳合闸及其它暂态干扰所出现的短时间I2的影响，时间一般可取1s3s。6复合电压启动的三相定时限过流保护复合电压启动的三相定时限过流保护 U2I定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S定值负序电压设定U2zd0120U步长1U定值电压最小值设定Uzd0120U步长1U动作原理：在保护出口投入时，当正序电压小于整定值或负序电压大于整定值且任一相电流超过整定电流值并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限Izd动作电流整定值U2负序电压U2zd负序电压整定值Uzd电压最小值整定值MAX(IA、IB、IC)为三相保护电流最大值Min(UA、UB、UC)为三相电压最小值7低电压启动的三相定时限过流保护低电压启动的三相定时限过流保护 U定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S定值电压最小值设定Uzd0120U步长1U动作原理：在保护出口投入时，当正序电压小于整定值且任一相电流超过整定电流值并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限Izd动作电流整定值Uzd电压最小值整定值MAX(IA、IB、IC)为三相保护电流最大值Min(UA、UB、UC)为三相电压最小值8带比例调整的定时限负序过流保护 带比例调整的定时限负序过流保护I+kI2 定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S参数1定时限与比例调整负序过流转换设定01步长1参数2比列调整系数设定09.9步长0.1动作原理：当电动机电流不对称时，会出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍的工频电流，使转子发热大大增加危及电动机的安全运行。在保护出口投入时，当电动机三相电流有较大不对称，出现负序电流高于整定负序电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，负序电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限Izd动作电流整定值I2负序电流参数2比列调整系数参数1当等于1时为带比例调整的定时限负序过流保护 ，当等于0时，且参数2等于1时为传统负序过流保护MAX(IA、IB、IC)为三相保护电流最大值9三段式带启动过程的三相过流保护 三段式带启动过程的三相过流保护_/-I 定值电流值设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S时限2启动时间设定0.199.9S步长1S参数2起动中的上调倍数设定09.9步长0.1 9.1 I段带启动过程的三相过流保护动作原理：在保护出口投入时，电动机起动时有较大的起动电流，为了更可靠的保护电动机特设了时限2（启动时间）和参数2（起动中的上调倍数）用来躲过电动机的正常起动电流，电动机起动时，时限2（启动时间）计时开始，启动时间内的保护电流等于整定电流值乘以参数2（起动中的上调倍数），超过启动时间后自动恢复到定时限过流保护；这样，既可有效防止启动过程中因启动电流过大引起的误动作，同时还能保证正常运行中保护有较高的灵敏度。电动机起动超过启动时间后任一相电流没有超过整定电流值为正常起动。当任一相电流超过整定电流值并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。当时限设为0时，为传统的速断保护，故障30ms内保护动作。若电动机采用熔断器高压接触器（F-C）回路控制，该端保护可设小延时以躲过熔断器熔断时间。保护逻辑图9.2 II段带启动过程的三相过流保护动作原理：在保护出口投入时，设定时限2（启动时间）和参数2（起动中的上调倍数）是用来使本保护正常起动时退出，电动机起动时，时限2（启动时间）计时开始，启动时间内的保护电流等于整定电流值乘以参数2（起动中的上调倍数）；当电动机启动完毕后定值回复正常值后，当运行时的单相电流大于整定值并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图通上9.3 III段带启动过程的三相过流保护动作原理：为防止启动时电动机绕组绝缘失效或启动时间过长等故障，特设本保护。在保护出口投入时，由于电动机启动时有较大的启动电流，为了可靠的保护电动机转子，防止启动时间过长或启动堵转，在设定时限2（启动时间）和参数2（起动中的上调倍数）用来躲过电动机的正常起动电流，电动机起动时，时限2（启动时间）计时开始，启动时间内的保护电流等于整定电流值乘以参数2（起动中的上调倍数）；这样，在启动时间加设定的时限后电流未降到设定的电流以下时，认为电动机启动时间过长，造成转子发热，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图同上注：IA、IB、IC为三相保护电流基波值；Izd为电流整定值；Tzd为时限。10 独立电流加速段保护独立电流加速段保护Ijs 定值电流值设定Ijszd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tjszd0.199.99S步长0.1S合闸后加速保护包括手合于故障加速跳与自动重合于故障加速跳。过流加速段的电流及时间定值可独立整定。过流加速段动作判据如下： ImaxIjszd TTjszdImax为三相电流中的最大值Ijszd、Tjszd为过流加速段保护整定值11三相一次重合闸三相一次重合闸重合闸Ch-H-定值检无流电流设定0.599.99A步长0.1A时限重合闸动作时限设定T0.110.0S步长0.1S动作原理：本重合闸方式采用保护启动方式，在重合闸动作出口投入时，首先检测到投入的保护动作后且已选择启动重合闸，重合闸自动投入计时开始，在设定的时限内未出现异常后，合闸出口动作。保护逻辑图12差动速断保护差动速断保护 I-Is 定值差流设定Izd3.099.9A步长0.1A时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1SY/D星三角转换设定01Y/D=1为补偿步长1参数2平衡系数设定0.0013.000步长0.001动作原理：当差动电流大于最大可能励磁涌流时立即出口跳闸，主要用于变压器严重故障时加速。在保护出口投入时，任一相差动电流高于整定电流，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相差动电流高于整定电流，报警出口动作。本保护为了在变压器区严重性故障时快速切除变压器各侧开关，以确保变压器的安全。为了保证装置的正确动作，速断电流的定值必须按下列原则先取：第一：必须躲过空投变压器时可能产生的最大励磁涌流。第二：必须躲过变压器区外端部故障时穿越电流造成的不平衡电流。保护逻辑图注： Izd为差流整定值；Tzd为时限 Kph即平衡系数:用来对主变各侧因CT变比不同引起的误差进行校正，以变压器副边电流的一次值为基准，将变压器原边电流二次值乘以Kph来进行差流判断。Kph=I2nH/I2nL低压电压*低压电流变比/高压电压*高压电流变比I2nL流入保护装置低压侧二次电流;I2nH流入保护装置高压侧二次电流。13二次谐波及比率制动的差动保护二次谐波及比率制动的差动保护 I-I _/定值差动启动电流设定Icd3.099.9A步长0.1A定值g比率特性曲线拐点制动电流Ires.00.199.99A步长0.1A参数1比率制动系数 K1（常取0.40.6左右）0.010.99步长0.1参数2二次谐波制动系数K2（0.100.3之间，建议为0.15）0.010.99步长0.01保护逻辑图13.1折线比率差动保护元件由于变压器各侧额定电流一般不相等，差动保护计算时电流量不能直接加减，以下公式中均须使用了标幺值； 变压器主保护装置是通过分别监测变压器高低压侧的电流，分ABC三相计算的差动保护单元。该保护采用标么值的计算方法，在标么系统中，同一电流归算至不同的电压等级后，其有名（实际）值虽然发生变化，但其标么值却保持不变，所以可定出变压器绕组中的基本侧，然后将各侧电流根据标么方法进线归算（本差动保护的基本原则）具体实现如下：比率制动方程： Id=|İ1+ Kpbİ 2| Ires =(| İ1| Kphİ 2|)/2式中： Kph为需要整定计算的变压器绕组的电流平衡系数，所有İ以指向变压器为正方向差动保护动作条件：Id Icd Id Icd+ K1(Ires Ires.0) Id Icdsd K2IdIh2nd式中：Id 差动电流 (电流矢量差的模值)Ires 制动电流 (电流模值最大) Icd 差动最小动作电流 K1 比率制动系数 Ires.0 比率特性曲线拐点制动电流Icdsd 差动速断电流定值K2 二次谐波制动系数Ih2nd 二次谐波电流 如图所示： 由于变压器两侧电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比而且变压器的变比也是一定的，因此三者不能准确的满足 nLy/nLd=nT的要求。为防止由于变压器各绕组所配电流互感器计算变比与实际变比不同和此时差动回路就有不平衡电流流过使保护装置误动。所以通常也利用Kph电流系数平衡来消除或减小这个差值。即用平衡系数弥补实际变比与理想值之间的差，使各臂电流差接近零，从而消除或尽量减小不平衡电流。13.2二次谐波制动元件本元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流引起差动保护误动，其闭锁判据为：Ih2ndIcd K2 ;其中：Ih2nd差动保护电流中的二次谐波电流； Icd 为变压器基波差动电流； K2差动保护二次谐波制动系数。励磁涌流时，含有大量的偶次谐波分量存在，故障时，偶次谐波分量很小，故在故障时不会拒动。13.3启动元件 保护启动元件用于开放保护跳闸出口闭锁继电器启动该保护故障处理程序。启动元件包括相电流突变量启动元件、稳态差流启动元件。各保护的启动元件相互独立。任一启动元件动作则保护启动。14 低周减载低周减载保护 f FzddF/dTUzdFzd为低周减载定值dF/dt为滑差U为低周减载低电压闭锁定值保护逻辑图15三相电容器端过压保护三相电容器端过压Ux 定值过压设定Uxzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：电压引自A，B，C三相电容器的泄放PT端电压，保护出口投入时，各相电容器任一组的电压超过整定电压值时，保护出口动作。在报警出口投入时，各相电容器任一组的电压超过整定电压值时，报警出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限MAX(UAx、UBx、UCx)为三相电容器的泄放PT端电压Uxzd过压整定值16 过压保护(取最大电压)过压保护UMAX 定值过压设定Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：三相电压的最大值，三相任一相电压的最大值大于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限MAX(UA、UB、UC)为三相保护电压最大值Uzd过压整定值17 过压保护(取最小电压)过压保护UMIN 定值过压设定Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：三相线电压的最小值，当断路器合闸且三相电压大于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限MIN(UA、UB、UC)为三相保护电压最小值Uzd过压整定值18 欠压保护(取最大电压)过压保护UMAX 定值欠压设定Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S 动作原理：当断路器合闸且三相电压低于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。当PT断线时，欠压闭锁。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限MAX(UA、UB、UC)为三相保护电压最大值Uzd欠压整定值19 欠压保护(取最小电压)过压保护UMIN 定值欠压设定Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S 动作原理：当断路器合闸且任一相电压低于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。当PT断线时，欠压闭锁。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限MIN (UA、UB、UC)为三相保护电压最小值Uzd欠压整定值20 负序电压保护负序电压保护U2 定值负序设定Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：装置判断负序电压（不平衡电压），当负序电压大于或等于整定值时，则定时器启动，若在整定时限内电压恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且保护软压板处于投入状态则出21 零序过电压保护（U0/U0Z实测/计算）零序过电压保护U0/U0Z 定值零序过电压Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：设备在运行过程中，实际测量零序电压或根据A,B,C三相电压变化情况，依据对称分量计算出零序电压，在保护出口投入时，计算出的零序电压值高于整定电压值且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入且计算出的零序电压值高于整定电压值且超过整定时限时，报警出口动作。保护逻辑图注：T动作时间 Tzd动作整定时限U0/U0Z实测/计算零序电压U0zd零序整定值22 I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地保护定值PT开口三角电压Uzd1129U步长1U时限保护动作时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S动作原理：在报警出口投入时，装置检测到开口三角电压高于整定电压并且超过整定时限时，报警出口.保护逻辑图T动作时间 Tzd动作整定时限UzdPT开口三角电压23 备用电源自动投切 备用电源自动投切 BZT -定值有压设定Uzd0129U步长1U时限自动投切时限设定Tzd0.199.99S步长0.1S参数1检进线PT01设为1：检进线PT步长1动作原理：本系列装置具有极强的逻辑处理能力，除提供标准的桥开关备投方式和线路备投方式，支持母线PT方式和进线PT方式外。还可以根据用户要求而提供其他的备自投处理方式，以简化系统配置的复杂度。标准的备自投装置支持两段进线PT和母线PT可选、两电源的互备和主后备自适应的工作模式。系统主接线图备自投功能说明：装置引入两段母线电压（Ua1、Ub1、Uc1、Ua2、Ub2、Uc2），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（U1x、U2x）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成桥开关误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点，作为系统运行方式判别，自投准备及选择自投方式。引入1DL、2DL、3DL开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的闭锁。线路备自投（主备方式）#1进线运行，#2进线备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。当#1进线电源因失压原因被断开后，#2进线备用电源应自动投入，且只允许动作一次,只有在充电完成后才允许自投。充电条件：1）I母、II母均三相有压。 2）1DL、3DL在合位，2DL在分位。经15s后充电完成放电条件：1）有过流等故障跳闸和手跳1DL或3DL 2）2DL合上3）其他外部闭锁信号注： UIUzd、UIIUzd分别为母、母三相有压；UIUzd、UIIUzd分别为母、母三相无压；1DL-TWJ、2DL-TWJ、3DL-TWJ分别为1DL、2DL、3DL的跳闸位置；BS为外部闭锁输入； CD为充电标志。动作过程：当充电完成后，出现I母、II母电压均低于定值（失压值）、且时间超过时限（失压时间），确定I1小于0.5A后，根据参数1（备用侧有压定值）判断备用侧电压正常，发跳闸令给1DL，确认1DL跳开后合上2DL。桥开关自投(互备方式)当两段母线分列运行时，装置选择桥开关自投方案充电条件：1）I母、II母均三相有压2）1DL、2DL在合位，3DL在分位。经15s后充电完成放电条件：1）有过流等故障跳闸和手跳1DL或3DL 2）3DL合上3）有过流等故障跳闸和手跳1DL或2DL4）其他外部闭锁信号充放电条件原理框图充放电条件原理框图注：UIUzd、UIIUzd分别为母、母三相有压；UIUzd、UIIUzd分别为母、母三相无压；1DL-TWJ、2DL-TWJ、3DL-TWJ分别为1DL、2DL、3DL的跳闸位置；BS为外部闭锁输入； CD为充电标志。动作过程：当充电完成后，I母电压低于定值（失压值）、且时间超过时限（失压时间），确定I1小于0.5A后，根据参数1（备用侧有压定值）判断II母有压后发跳