CSC-316B数字式变压器保护装置说明书(0SF450027).doc

CSC-316B数字式变压器保护装置说 明 书CSC-316B数字式变压器保护装置说明书编制：聂娟红 黄 昕 校 核：邹卫华 李树峰标准化审查：田 蘅 审 定：屠黎明出 版 号：V1.11文件代号：0SF.450.027出版日期：2005年3月18日版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果装置与说明书有不符之处，请您及时和我公司联系，我们将为您提供相应的服务。技术支持 电话传真 要 提 示感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：1) 本说明书仅适用于CSC-316B数字式变压器保护装置。2) 请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定调整、测试和操作。如有随机资料，请以随机资料为准。3) 为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板上的芯片和器件。4) 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。5) 装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系。6) 本装置的操作密码是：8888。目 录第1篇 装置的技术说明11概述11.1适用范围11.2装置主要特点11.3保护配置31.4装置型号命名41.5典型组屏方式41.6装置执行标准52技术条件62.1环境条件62.2电气绝缘性能62.3机械性能62.4电磁兼容性62.5安全性能72.6装置主要技术参数72.7主要技术性能指标83保护原理和逻辑框图103.1差动保护103.2复合电压闭锁过流保护143.3速断过流保护153.4高压侧零序过电流保护163.5间隙零流零压保护173.6低压侧接地后备保护183.7过负荷、启动通风、有载闭锁调压保护193.8断路器非全相运行、启动失灵保护203.9TA异常、TV异常21第2篇 装置的使用说明224装置硬件224.1装置结构224.2装置功能组件概述234.3功能插件说明245装置各规格的说明256定值清单257开箱检查258人机接口及其操作268.1概述268.2菜单结构图278.3操作说明289装置保护功能测试2910维护运行注意事项2910.1装置投运前检查2910.2运行情况下注意事项2910.3常见异常情况及对策2910.4保护动作后处理2910.5部分定期检验项目3010.6装置维护指南3011典型保护报告分析3112运输、贮存注意事项3113订货须知31ICSC-316B数字式变压器保护装置 说明书第1篇 装置的技术说明1 概述1.1 适用范围CSC-316数字式变压器保护装置是针对电厂各种类型变压器的特点，基于DSP和MCU合一的32位单片机，适用于电厂各种电压等级的主变压器、高压厂用变压器、启动/备用变压器的数字式继电保护装置。该装置可适用于电厂综合自动化系统（可以直接与后台系统进行通信）。CSC-316B数字式变压器保护装置（以下简称装置或产品）主要适用于电厂的（启动/）备用变压器保护。1.2 装置主要特点1) 符合最新版“继电保护和安全自动装置技术规程”要求装置保护的配置和实现方式完全符合最新版继电保护和安全自动装置技术规程中对变压器保护的要求，简化了继电保护装置的定值及运行方式的控制字，同时整定方法简单清晰。装置的软件模块化设计，可以根据用户的需要满足其要求。2) 高性能、高可靠、大资源的硬件系统装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算。装置保持了总线不出芯片的优点，有利于保护装置的高可靠性。装置保护功能和人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维护和使用。装置大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte，全过程记录故障数据，可以保存不少于24次完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，停电不丢失。装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级试验。3) 硬件自检智能化装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。装置的继电器检测采用新方法，可以检测继电器励磁回路线圈完好性和监视出口触点的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。装置的开入回路检测采用新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断。装置可对微机保护的电源模块各级输出电压进行实时监测。装置可对机箱内温度进行实时监测。4) 用户界面人性化采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。装置良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、操作历史信息一目了然。装置面板8个指示灯，清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。装置面板上设置有4个用户自定义的快捷功能按键，“一键操作”，方便用户使用。装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：实用新型03207169.8和外观设计03356024.2。5) 全新的前插拔组合结构装置采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰模件。6) 组合式交流电流/电压连接器装置的交流回路采用组合型的交流电流/电压连接器，具有交流电流连接器和交流电压连接器混装、可按需要组合及互换的优点。该连接器有防误插、防触电、交流回路短接等功能。接触簧片为双指形，提高了接触的可靠性。该连接器已申请专利，申请号为：实用新型03209402.7。7) 可选择的励磁涌流判别原理对于变压器保护装置，提供两种识别励磁涌流的方法，即二次谐波原理和基于模糊识别的波形判别原理。可方便地构成不同原理的双套主保护。8) 等效两侧电流的制动电流计算方法变压器差动保护制动电流采用新的计算方法，将多侧差动等效为两侧电流的制动电流计算方法，保证区外故障时有较大的制动量，变压器区内故障时制动量减小，提高了保护的灵敏度和可靠性。9) 新型可靠的比率制动变压器差动保护对于变压器差动保护，软件自动调整因Y/联结方式带来的各侧二次电流相位差异和差动各侧二次电流间的幅值差异，使得因电流互感器变比规格化产生的不平衡电流接近为零。差动特性采用新型的三段折线比率差动特性，提高了区外故障大电流导致TA饱和时的制动能力。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转换，并根据故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地防止变压器外部故障及其切除过程中保护的误动。完善的抗TA饱和算法和差动方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出口。10) 综合的间隙性TA二次回路断线判据综合采用相电流突变量、稳态量和差动电流变化量，可靠检测出TA二次回路间隙性断线，保证在TA似断非断的情况下差动保护不误动。11) 独立的起动元件装置采用起动加保护动作“与”门出口跳闸方式，杜绝因单一的硬件故障引起的装置误动。12) 现场调试自动化装置提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。13) 动作过程透明化装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。根据需要，装置保存故障处理过程中任何运行中间结果，结合CSPC后台分析软件，可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。14) 通信接口多样化装置配备高速可靠的LonWorks现场总线接口、RS-485 通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667-1999（idt IEC60870-5-103）的通信规约和四方CSC2000规约，并可共享网络打印机。15) 软件设计标准化、模块化装置软件设计结合变压器保护的特点采用标准化、模块化设计，针对不同场合的需求，可实现不必改变程序，对软件功能进行重新配置，定值项自适应改变，即真正的软件功能可配置。16) 功能齐全的后备保护后备保护功能多样，提供有各种过流（包括复压过流、低压过流、纯过流）、零序过流保护等，可根据用户的不同需求进行灵活配置。17) 灵活的出口配置跳闸出口采用灵活的跳闸矩阵配置方式，满足各种变压器保护出口要求。出口配置可在出厂时一次性完成。1.3 保护配置1.3.1 电气量保护装置可提供一台变压器所需的全部电气量保护，主保护和后备保护可共用同一组TA，也可选择不同TA。装置最大可实现7侧差动，可以实现6侧分支的后备保护。对于启动/备用变压器，装置配置有如下保护供选用：1) 纵联差动保护；2) 高压侧复压过流保护；3) 高压侧速断过电流保护；4) 高压侧零序过电流保护；5) 高压侧间隙零流保护；6) 高压侧零序过压保护；7) 高压侧间隙零流零压保护；8) 分支复压过流保护；9) 分支限时速断过流保护；10) 低压侧零序过流保护；11) 分支自产零流保护；12) 分支过电流后加速保护；13) 断路器非全相保护；14) 断路器启动失灵保护；15) 过负荷告警、过负荷闭锁有载调压、启动通风；16) 低压侧零序电压告警；17) 差流异常告警；18) TA异常告警和TV异常告警。1.3.2 非电量保护变压器的非电量即本体保护有：变压器轻瓦斯、重瓦斯、油位、油温、绕组温度、压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等。非电量保护由专门的非电量保护装置实现。因此，此部分内容不在本说明书中介绍，相关内容请参阅四方公司本体保护装置说明书。1.4 装置型号命名装置型号的命名意义如图1所示。本说明书为CSC-316B启动/备用变压器保护装置说明。图1 装置型号命名意义1.5 典型组屏方式1.5.1 完全双重化配置1） 按3面屏布置（a） 第1面屏：CSC-316B（第1套电气量保护）；（b） 第2面屏：CSC-316B（第2套电气量保护）；（c） 第3面屏：本体保护机箱、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。2） 按2面屏布置（a） 第1面屏：CSC-316B（第1套电气量保护）、本体保护机箱；（b） 第2面屏：CSC-316B（第2套电气量保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。3） 按1面屏布置该屏含：CSC-316B（第1套电气量保护）、CSC-316B（第2套电气量保护）、本体保护机箱、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。1.5.2 单重化配置考虑主后备保护一个机箱。该屏含：CSC-316B（全套电气量保护）、本体保护机箱、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。1.6 装置执行标准装置执行的标准为：企业标准Q/HDSFJ013-2004CSC-316数字式变压器保护装置。52 技术条件2.1 环境条件装置在以下环境条件下能正常工作：a) 工作环境温度：-10 +55。运输过程的环境温度极限值为：-25和 +70。在此极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化。当温度恢复后，装置应能正常工作；b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25且表面无凝露；c) 大气压力：80kPa 110kPa；d) 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险以及超出本说明书规定的振动、冲击和碰撞。2.2 电气绝缘性能2.2.1 介质强度装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5：1977）规定的交流电压为2kV（强电回路）或500V（弱电回路）、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。2.2.2 绝缘电阻用开路电压为500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100M，符合IEC60255-5：2000的规定。2.2.3 冲击电压装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5：1977）规定的峰值为5kV（强电回路）或1kV（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。2.3 机械性能2.3.1 振动装置能承受GB/T 11287-2000（idt IEC60255-21-1：1988）规定的I级振动响应和振动耐受试验。2.3.2 冲击和碰撞装置能承受GB/T 14537-1993（idt IEC60255-21-2：1988）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。2.4 电磁兼容性2.4.1 脉冲群干扰装置能承受GB/T 14598.13-1998（eqv IEC60255-22-1：1988）规定的级1MHz和100kHz脉冲群干扰试验（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）。2.4.2 静电放电干扰装置能承受GB/T 14598.14-1998（idt IEC60255-22-2：1996）规定的级（接触放电8kV）静电放电干扰试验。2.4.3 辐射电磁场干扰装置能承受GB/T 14598.9-2002（idt IEC60255-22-3：2000）规定的级（10V/m）的辐射电磁场干扰试验。2.4.4 快速瞬变干扰装置能承受GB/T 14598.10-1996（idt IEC60255-22-4：1992）规定的级（通信端口2kV，其他端口4kV）的快速瞬变干扰试验。2.5 安全性能装置符合GB16836-1997的外壳防护等级不低于IP20、安全类别为I类。2.6 装置主要技术参数2.6.1 额定直流电源电压220V或110V（订货时注明）；2.6.2 额定交流参数a) 交流电流：5A或1A（订货时注明）； b) 相电压：100/V；c) 高压侧开口三角电压：300V；d) 低压侧开口三角电压：100V；e) 频率：50Hz。2.6.3 功耗a) 直流电源回路：当正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W；b) 交流电流回路：当二次额定电流为5A时，不大于1VA/相；当二次额定电流为1A时，不大于0.5VA/相；c) 交流电压回路：在额定电压下不大于0.5VA/相。2.6.4 过载能力a） 交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，50倍额定电流下允许1s；b） 交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s。c） 直流电源回路：80%120%额定电压，连续工作。2.6.5 输出触点容量a) 跳闸触点容量：在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数L/R为（50.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；b) 其它触点容量：在电压不大于250V、电流不大于0.5A、时间常数L/R为（50.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。2.7 主要技术性能指标2.7.1 交流回路精确工作范围交流回路精确工作范围为：a) 相电流变换器：额定输入电流为5A时，线性范围为200mA100A；额定输入电流为1A时，线性范围为40mA20A；b) 相电压变换器：线性范围为0.4V100V；c) 100V零序电压变换器：线性范围为0.4100V；d) 300V零序电压变换器：线性范围为1300V。2.7.2 差动保护差动保护的主要性能为：a) 采用三段比率制动特性，第2段比率制动斜率整定范围为，一般取0.30.5；b) 差动保护最小动作电流整定范围：；c) 二次谐波制动比整定范围：0.10.3，一般取0.150.2；d) 差动速断电流整定范围：；e) 差动速断动作时间（1.5倍整定电流时）不大于20ms；f) 比率差动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms；g) 整定值误差：不大于5%或0.02In。注：In为装置TA的额定电流，Ie为变压器二次额定电流，以下同。2.7.3 过电流保护（包括速断过流、过流后加速保护）过电流保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 延时整定范围：0s10s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数不小于0.95；e) 定值误差：不大于3%或0.02In。2.7.4 复合电压闭锁过流保护复合电压闭锁过流保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 低电压整定范围：10V100V；c) 负序电压整定范围：2V40V；d) 延时整定范围：0.1s30s；e) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；f) 返回系数：电流元件和负序电压元件不小于0.95，低电压元件不大于1.1；g) 定值误差：电流误差不大于3%或0.02In，电压误差不大于5%或0.1V。2.7.5 零序过电流保护（包括高压侧和低压侧零序过电流保护）零序过电流保护的主要性能为：a) 零序电流整定范围：；b) 延时整定范围：0.1s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数不小于0.95；e) 定值误差：不大于3%或0.02In。2.7.6 中性点间隙零序过电流保护中性点间隙零序过电流保护的主要性能为：a) 过流整定范围：；b) 延时整定范围：0.1s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 定值误差：不大于3%或0.02In。2.7.7 高压侧零序过电压保护高压侧零序过电压保护的主要性能为：a) 零压整定范围：100V150V（自产3U0），160V300V（外接3U0）；b) 延时整定范围：0.1s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数不小于0.95；e) 定值误差：不大于5%或0.1V。2.7.8 低压侧零序过电压保护低压侧零序过电压保护的主要性能为：a) 零压整定范围：5V100V；b) 延时整定范围：0.1s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数不小于0.95；e) 定值误差：不大于5%或0.1V。2.7.9 过负荷、启动通风、闭锁调压保护过负荷、启动通风、闭锁调压保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 启动通风返回系数整定范围：0.70.9；c) 延时整定范围：0s30s；d) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；e) 过负荷、闭锁调压返回系数不小于0.95；f) 定值误差：不大于3%或0.02In。2.7.10 非全相保护非全相保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 延时整定范围：0.1s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数大于0.95；e) 定值误差：不大于3%或0.02In。2.7.11 启动失灵保护启动失灵保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 延时整定范围：0s30s；c) 固有动作时间（1.2倍整定值时）不大于40ms；d) 返回系数大于0.95；e) 定值误差：不大于3%或0.02In。263 保护原理和逻辑框图3.1 差动保护变压器差动保护包含有差动电流速断保护、比率差动保护、高值比率差动保护、励磁涌流鉴别、TA二次回路断线/异常检测、TA饱和检测等功能。装置提供二次谐波制动和模糊识别原理的涌流闭锁方案可选。TA断线后可发出告警信号，TA断线后是否闭锁差动保护可由用户通过整定定值单中功能位实现。3.1.1 比率差动原理差动保护最大反应七侧的电流，采用比率制动特性。比率制动差动动作特性如图2所示。图2 比率制动的差动保护特性差动速断的动作方程如式（1）所示。 （1）式中：和分别为动作电流和差动速断电流定值。比率制动差动保护的动作方程如式（2）所示。 （2）式中：为制动电流；、分别为各段的比率制动斜率，其中装置内部固定为0.2，装置内部固定为0.7，由用户整定；为拐点电流，内部固定为5（为基准侧的二次额定电流，即高压侧二次额定电流）；为差动起动电流定值。对每相采用上述的差动特性，当任一相满足式（1）或式（2）时，差动速断或比率差动保护动作。三段式比率差动保护经TA饱和闭锁和TA异常闭锁，其中TA饱和闭锁固定投入，TA异常闭锁由用户通过定值的功能位选择。和因被保护元件的差动保护反应的电流多少而异，均以流入被保护对象的电流方向为正方向。对应的差流和制动电流的取法如式（3）所示。 （3）无论被保护元件为几侧元件，都有为各侧同相的最大电流，为其它侧同相电流之和。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转换，并根据故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地防止变压器外部故障及其切除过程中保护的误动。完善的抗TA饱和算法和差动方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出口。3.1.2 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： （4）式中：、分别为各相差动电流中的基波和二次谐波分量，为二次谐波制动系数。采用“或”门闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁整个比率差动保护。（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： （5）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。取一个隶度函数，设为，综合半周信息，对，求得模糊贴近度N为： （6）取门槛值K（内部固定），当NK时，认为是故障；当NK时，认为是励磁涌流。采用按相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，仅闭锁该相比率差动保护。3.1.3 变压器各侧电流相位差与平衡补偿（1）TA接线方法变压器各侧电流互感器采用星形接线（也可采用常规接线），二次电流直接接入本装置，均以母线侧为极性端。（2）平衡系数的计算基准侧的选取及非基准侧的平衡系数计算均由软件完成，用户免整定。平衡系数的计算方法如下。计算变压器各侧一次额定电流：式中：为变压器最大额定容量，为变压器各侧额定电压（应以运行的实际电压为准）。计算变压器各侧二次额定电流：式中：为变压器各侧一次额定电流，为该侧TA变比。以高压侧为基准，计算变压器低压侧平衡系数：将低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘，即得补偿后的各相电流。（3）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。以Y0/-11接线为例，其校正方法如下：Y0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整定控制字选择接线方式。差动电流和制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿基础上进行。3.1.4 异常检测和一些判别（1）整组复归判别启动元件返回后，连续5s内差流均不越限，则差动保护整组复归。（2）差流越限告警正常情况下，监视各相差流异常，延时5s发告警信号，判据为：。式中，为各相差动电流，为装置内部固定的系数（取0.3）。 3.1.5 逻辑框图变压器差动保护逻辑框图如图3所示。当选择二次谐波涌流识别原理时，涌流开放元件采用一相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁整个比率差动保护；当选择模糊识别原理时，涌流开放元件采用相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，仅闭锁该相的比率差动保护。图3 变压器差动保护逻辑图（二次谐波原理）3.1.6 整定内容和取值建议1） 差流速断定值ISD：差流速断定值应按躲过变压器初始励磁涌流或外部短路最大不平衡电流整定。ISD一般取（68），其中为变压器基准侧的二次额定电流，即变压器高压侧的二次额定电流。2） 差动起动电流定值ICD：。其中，为可靠系数，通常取2.0；为变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分数）；为电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取0.05。为躲过区外故障电流较小及区外故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡差动电流，一般取0.4。3） 比率制动斜率：。其中，为可靠系数，通常取1.5；为非周期分量系数，两侧同为P级TA时取2.0；为电流互感器的同型系数，；为电流互感器比误差，。按照上述方式整定，均能满足选择性和灵敏系数，不需要校验灵敏系数。4） 二次谐波制动比KXB2：当用户选择模糊识别原理的涌流鉴别方法时，二次谐波制动比不用整定。当选用二次谐波制动原理时，推荐二次谐波制动比KXB2整定为0.15。3.2 复合电压闭锁过流保护3.2.1 保护原理由负序电压及线电压启动的过电流保护，可作为变压器相间故障的后备。对于高压侧的复合电压闭锁过电流保护，其低压各侧的复压元件均可引入；对于低压侧的复合电压过电流保护，只引入本侧复合电压元件。高压侧及低压各分支的复压过流保护，各提供1段1时限和选配的3段3时限模块。复压元件投入且其它侧TV断线时，只退出本侧保护的断线侧的复压元件。因此某侧TV断线的结果不会影响其他侧复压元件的动作情况。3.2.2 逻辑框图复合电压过电流保护逻辑框图如图4。图4 变压器复压过流保护逻辑图3.2.3 整定内容和取值建议1） 过电流保护的电流定值整定：按照能躲过可能流过变压器的最大负荷电流整定，计算公式为：。其中，为可靠系数，为返回系数，为最大负荷电流，为保护安装处TA变比。2） 低电压定值UD： 按照正常运行时可能出现的最低电压整定，公式为：。其中，（折算至TV二次侧）为正常运行时可能出现的最低电压，为可靠系数，取1.11.2，为返回系数，取1.051.2。 按躲过电动机启动时的电压整定：当低电压取变压器低压侧TV时，。其中，为低压侧TV二次额定电压。当低电压取变压器高压侧TV时，。其中，为高压侧TV二次额定电压。3） 负序电压定值U2：如果用户仅想实现低电压过流，不需要负序电压元件时，U2整定为定值上限即100V。负序电压按照躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压可通过实测得到，如果条件不允许，可根据规程整定：。其中，为所用TV装设侧的变压器二次额定电压。3.3 速断过流保护3.3.1 保护原理高压侧的速断过流保护通常作为变压器高压侧长电缆的主保护，各分支的限时速断过流保护通常作为各分支母线的主保护，起/备变的过流后加速保护通常经BK（自动投入装置）触点闭锁。保护取自三相电流中的最大电流。3.3.2 逻辑框图变压器速断过流保护的逻辑框图如图5。图5 变压器速断过流保护原理图3.3.3 整定内容和取值建议1） 高压侧速断过流定值：依据1：按躲过低压侧短路时流过保护的最大短路电流整定，公式：。其中，为可靠系数，通常可取1.3；为最大运行方式下，启备变低压侧母线上三相短路时流过保护安装处的电流值；为高压侧速断过流保护采用的TA变比。依据2：躲过变压器励磁涌流。保护动作电流取上述两计算结果的最大值。2） 分支限时速断过流定值：通常按分支母线故障时保证一定的灵敏度整定，计算公式为：。其中，为灵敏系数，取1.31.5；为分支母线故障时流过TA的最小短路电流；为分支速断过流保护采用的TA变比。延时按照与相邻元件的相应段时间配合。3） 分支过流后加速定值：电流定值按照躲过投入的母线上所带负荷的自启动电流整定。3.4 高压侧零序过电流保护3.4.1 保护原理本保护反应大电流接地系统的接地故障，作为变压器和相邻元件的后备保护。装置提供有两种零序过流的配置模式，第一种方案为1段1时限，第二种方案为2段4时限。零序过流保护中的零序电流元件用变压器中性点零序TA的电流。2段4时限零序过流保护若用自产零序电流，则经零序电压元件闭锁。3.4.2 逻辑框图高压侧零序过流保护的逻辑框图如图6。图6 高压侧零序过流保护逻辑图3.4.3 整定内容和取值建议1） 零序过流电流定值：零序过电流定值一般考虑与相邻线路零序过电流保护第2段或快速主保护相配合，整定公式为：。其中，为可靠系数，取1.1；为零序电流的分支系数，其值等于相配合的线路末端发生接地短路时流过本保护的零序电流与流过线路的零序电流之比，并取各种运行方式的最大值；为与之相配合的线路保护相关段动作电流。零序过电流必须保证高压母线故障时的灵敏度。零序过电流延时为相邻配合段延时的基础上增加一个。2） 闭锁零序电压定值U0B：当采用自产零序电流时，投入零序电压闭锁。通常U0B的整定考虑如下： 按与变压器零序过电流（若有两段者可按第II段）保护范围配合，使零序过电压保护范围不至于限制零序电流保护范围。计算公式为：（），其中为i段零序电流定值；为装设零序过流保护的变压器的零序阻抗；为可靠系数，取1.31.5。 按躲过正常运行的最大不平衡电压整定，一般正常运行的不平衡电压大约为3V5V（以实测为准），即：。其中，为可靠系数，取2；为正常运行时的不平衡电压。3.5 间隙零流零压保护3.5.1 保护原理间隙零流零压保护专用于经间隙接地或者分级绝缘的变压器。间隙零序电流电压保护由间隙零序过电流元件和零序过电压元件“或”门输出，经短延时跳闸。或者间隙零流和零压起动各自延时出口。间隙零序电流元件和零序电压元件都设有一段。3.5.2 逻辑框图间隙零流零压保护的逻辑框图如图7。图7 变压器间隙零流零压保护逻辑图3.5.3 整定内容和取值建议间隙零序电流电压保护用于变压器不接地或者经间隙接地的情况。它的整定与变压器的中性点绝缘水平、过电压保护方式以及并联运行的变压器台数有关。1） 间隙零序电流：对中性点经放电间隙的变压器需要配置间隙零序电流保护。间隙零流IJ的动作电流与变压器的零序阻抗、间隙放电的电弧电阻等因素有关，难以准确计算。根据经验，保护的一次动作电流取100A。用户根据采用中性点经放电间隙的专用零序电流互感器TA的变比计算可得二次电流定值。若用中性点零序电流互感器TA，需接地刀闸常开位置断开触点闭锁，如图7方案2。2） 间隙零流动作时间：中性点经放电间隙接地的零序电流保护动作延时按照躲过暂态过电压时间整定，通常整定为0.3s0.5s。3） 零序电压定值UJ： 对中性点全绝缘变压器、分级绝缘且中性点装放电间隙的变压器需要配置零序电压保护。零序电压定值UJ的整定需满足：。其中：为在部分中性点接地的电网发生单相接地时，保护安装处可能出现的最大零序电压；用于中性点直接接地系统的电压互感器，在失去中性点时发生单相接地，开口三角绕组可能出现的最低电压。考虑到中性点直接接地系统，建议UJ180V（高压系统电压互感器开口三角绕组每相额定电压100V）。4） 零序电压动作时间：当电网发生单相接地，中性点接地的变压器已全部断开的情况下，零序过电压保护不需再与其他接地保护配合，对应的动作时间只需躲过暂态过电压的时间，通常取0.3s0.5s。3.5.4 说明220kV使用间隙零流零压保护方案（间隙零流和零压并联启动延时）。零流按100A（一次值，需计算出二次电流）整定，零压按180V（二次值）整定，延时为0.3s0.5s。110kV使用间隙零序电流和零序电压分别启动延时方案。零压方案按150V200V整定，延时为0.3s0.5s；零流方案按100A（一次值，需计算出二次电流）整定，延时为0.5s2s。3.6 低压侧接地后备保护3.6.1 保护原理启动/备用变压器低压各分支的接地保护采用零序电压/电流原理。其中，对于中阻接地系统，采用零序电流原理。零序电流元件应接中性点零流。各分支分段可取自产零流，但需自产零序电压元件闭锁。中性点零序过流保护设两段，每段各一个时限；自产零流保护设一段。对于高阻接地系统或不接地系统，采用零序电压原理。零序电压保护一般用于发信。高阻接地系统，当零序电流大于10A，宜采用零序电流元件，保护方案与中阻接地相同。3.6.2 逻辑框图低压分支的接地保护逻辑框图如图8。图8 低压分支接地后备保护原理图3.6.3 整定内容和取值建议1） 低压侧零流保护定值：零序电流定值可考虑按照与相邻分支上各元件的零序保护配合整定，。其中，为可靠系数，取1.11.3；为相邻分支上各元件的零序电流保护的零流最大值。零流保护延时T=。其中，t为相邻分支零序保护最大延时定值，通常可取0.5s。当用户选用自产零序电流时，需要整定闭锁零序电压定值。通常闭锁零序电压定值按躲过正常时的不平衡零序电压整定。2） 分支零压保护定值：零序电压定值按躲过变压器低压侧系统单相接地时，保护安装处可能出现的最大零序电压整定。3.7 过负荷、启动通风、有载闭锁调压保护3.7.1 保护原理过负荷保护设有过负荷告警、启动通风、过负荷闭锁调压等保护，保护检测高压侧三相电流中的最大值。3.7.2 逻辑框图过负荷、启动通风、闭锁调压保护的逻辑框图如图9。图9 变压器过负荷保护逻辑图3.7.3 整定内容和取值建议1） 过负荷定值：高压侧过负荷保护的动作电流按躲过高压侧绕组的额定电流来整定。计算公式为：。其中，为可靠系数，取1.05；为返回系数，取0.850.95；为高压侧绕组的二次额定电流。过负荷保护的动作时间应与变压器允许的过负荷时间相配合，同时应大于相间故障后备保护的最大动作时间（通常可大两个时间阶段）。过负荷保护通常动作于信号。2） 启动通风定值：启动通风过流定值通常按照变压器高压侧额定电流的50%70%考虑整定。启动通风延时通常可整定为0s10s。3） 有载闭锁调压定值：有载调压闭锁电流根据变压器的过负荷能力和实际调压能力进行整定。3.8 断路器非全相运行、启动失灵保护3.8.1 保护原理通过判断三相电流中的负序分量或零序分量来判断断路器是否发生非全相。如果断路器有一相或两相是断开的，则说明是非全相运行，则动作于断路器跳闸，断路器拒动时，启动断路器失灵保护，切除与该断路器连接在同一母线上的全部有源支路。启动失灵保护不仅通过判断三相电流中的零序分量或负序分量，而且通过相电流检测断路器是否失灵。保护动作触点可以经CPU，也可以通过外回路实现。3.8.2 逻辑框图断路器非全相、启动失灵保护逻辑框图如图10。图10 断路器非全相、启动失灵保护逻辑图3.8.3 整定内容和取值建议1） 非全相保护整定：负序电流I2F按躲过正常工况下的最大不平衡负序电流整定，。非全相零序电流I0F按躲过正常工况下的最大不平衡零序电流整定，。非全相保护动作时间TFQ通常整定为0.2s0.5s。2） 启动失灵保护整定：失灵相电流通常按额定电流整定，整定公式为：。其中，为可靠系数，取1.021.1。通常可选择为1.05，当灵敏度不满足要求时，可适当降低整定值，但不能低于带一台发电机的负荷电流。启动失灵负序电流定值I2S通常可取（0.080.12）。启动失灵零序电流定值I0S通常可取（0.20.3）整定。失灵解除复压闭锁延时TS1和启动失灵延时TS2，按照躲过保护的返回时间整定，一般整定值很小。3.9 TA异常、TV异常总结以往的经验，曾有多起事故因将差动回路的TA二次回路短接、误碰或者TA断线引起。因为TA、TV异常会影响变压器运行状态的判别，故需对此类的TA异常采取一定的措施进行判别。为了避免保护误动作，并及时发现TA、TV回路的异常，装置中提供有TA、TV异常检测功能。正常情况下判断TA断线是通过检查所有相别的电流中有一相无流且存在差流，即判为TA断线。在有电流突变时，判据如下：1）发生突变后电流减小（而不是增大）；2）本侧三相电流中有一相无流，且对侧三相电流无变化；满足以上条件即判为TA异常，当检测到TA异常时，发出告警信号。同时按照用户的需求来闭锁相应的保护。变压器TV异常的判据如下：1） 三相电压均小于18V，且任一相电流大于0.1A（TA二次额定电流为1A）或任一相电流大于0.3A（TA二次额定电流为5A），用于检测三相失压；2） 三个相电压的相量和（自产3U0）大于18V，并且存在任一个的任二个相间电压模值之差也大于18V（用于区别小电流接地系统一点接地），检测一相或两相断线；3） 三个相电压相量和大于100V，三个线电压均小于一定数值（内部固定），用于检测TV回路有并联支路时的两相断线。当检测到TV异常时，发出告警信号，同时按照用户的需求来闭锁相应的保护。第2篇 装置的使用说明4 装置硬件4.1 装置结构装置采用符合IEC60297-3标准的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，整体面板，带有锁紧的插拔式功能组件。装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。装置的外形示意图见图11。面板上的8个指示灯分别为：保护运行、差动动作、备用、后备动作、预告信号、TV异常、TA异常、装置异常。其中保护运行灯为绿色，其它7个灯均为红色。图11 4U19英寸装置外形示意图当差动保护动作时，“差动动作”灯亮；当短路后备、接地后备、断路器非全相、启动失灵保护等后备保护动作于出口时，“后备保护”动作灯亮；当过负荷、零序过压保护等动作于发信时，“预告信号”灯亮。注意，“启动通风”不点信号灯。当TV异常时，“TV异常”灯亮；TA异常时，“TA异常”灯亮；装置异常时，“装置异常”灯亮。以上面板上的灯光信号均为自保持触点，这些灯亮后，运行人员可由面板上的复归按钮或远方复归命令复归此信号。在液晶右侧的几个键，其功能为：SET：确认键，用于设置；QUIT：按此键，装置取消当前操作，回到上一级菜单；循环显示时，按此键显示可定位到当前显示屏，再按即可取消“定位当前屏”功能；上、下、左、右：选择键，用于从液晶显示器上选择菜单功能命令；左、右移动光标，上、下改动内容。在液晶下部的几个快捷键，其功能为：F1键：打印最近一次动作报告，在查看修改定值界面时作为向下翻页的功能；F2键：打印当前定值区的定值，在查看修改定值界面时作为向上翻页的功能；F3键：打印采样值；F4键：打印装置信息和运行工况；键：定值区号加1；键：定值区号减1。装置安装开孔尺寸见图12。图12 4U19英寸装置安装开孔尺寸图4.2 装置功能组件概述装置采用功能模块化设计思想，不同规格的产品由相同的各功能组件按需要组合配置，实现了功能模块的标准化。装置由交流插件、CPU插件、开入插件、出口插件、信号插件、管理插件、电源插件和人机接口组件构成，各插件的布置如图13所示（不同型号的装置，其交流插件、开入插件、开出插件、信号插件数量会有所区别。对于低压侧带五/六分支后备保护的启动/备用变压器保护，其交流插件为4块，开入插件为2块）。图13 4U19英寸装置插件布置图4.3 功能插件说明4.3.1 交流插件包括电压变换器和电流变换器两部分，不同规格的装置的交流变换器的配置不同。相电流变换器：额定输入电流为5A时，线性范围为200mA100A；额定输入电流为1A时，线性范围为40mA20A。相电压变换器：线性范围为0.4V100V。1