PWSTD-03主保护说明书.doc

PWSTD-03型微机型变压器主保护装置技 术 说 明 书电话13592587763 PWSTD-03 微机型变压器主保护装置目 录1. 概述12. 主要技术数据22.1 额定数据22.2 技术数据22.3 通信接口32.4 遥信输入32.5 绝缘性能32.6 抗干扰性能42.7 机械性能42.8 环境条件42.9 触点性能43. 结构54. 硬件说明54.1 电源板（原理图见附图4）54.2 PT/CT板（原理图见附图5）54.3 差动I/O板（原理图见附图6）64.4 CPU板（原理图见附图7）64.5 显示板（原理图见附图8）65. 装置功能说明65.1 主变主保护66. 监控部分86.1 事件顺序记录86.2 故障录波87. 使用说明87.1 装置的应用场合87.2 定值整定87.3 人机界面97.4 定值说明138. 安装调试说明158.1 装置对外连线说明158.2 装置通电前检查158.3 装置通电检查158.5 装置的投运168.6 其它情况168.7 注意事项169. 订货须知169.1 订货说明169.2 联系方法17附图 PWTD-03 微机型变压器主保4主护装置 第 17 页 1. 概述PWSTD-03变压器主保护装置是河南思达电力技术公司研制的新一代高性能微机保护产品，集保护、监测、录波、通信于一体，适用于110KV及以下变电站的变压器主保护。本装置主要完成变压器的纵差保护，主变重瓦斯，主变轻瓦斯，调压重瓦斯，调压轻瓦斯，压力释放等保护功能。本装置有以下主要特点：l 集保护、监控为一体，功能齐全，设计合理，最大限度的满足客户要求。l 一次成形、全封闭、一体化4U钢结构机箱，使装置具有更高的抗高温、低温、潮湿、振动、有害气体、灰尘和强电磁干扰的能力。l 采用SMT表面贴装生产工艺，使得装置工艺性更好，可靠性更高。l 标准化、模块化硬件设计，易维护、易升级，尤其是单元化端子出线，使结构更清晰，接线更简单。l 高精度的AD转换，加上科学的算法，保证了动作快速、准确和可靠。l 高清晰度的汉字液晶显示、键盘式输入，操作更灵活，使用更方便。l 能存贮多套定值，并可在线查询、修改，使运行方式更灵活。l 具备事件顺序记录、故障录波功能，使故障分析更直观、准确。l 定值修改设有授权密码，有效的防止误操作，进一步提高了系统的安全性和可靠性。l 开关量使用+220V电压输入，既解决遥信误报问题，又简化了现场接线。l 操作箱采用防跳设计，提高了可靠性。l 另配有远传接口，便于与其它系统互联，或快捷实现无人值班。l 完备的自检功能，故障定位更加准确、迅速。l 完善的电磁兼容设计，大大提高了装置抗电磁干扰能力。l 宽温度范围，装置适用于分散安装。2. 主要技术数据2.1 额定数据2.1.1 额定交流数据a交流额定电流：In5A或1A；b交流额定电压： Ua1003 (相电压)；c频率：F50Hz。2.1.2 额定直流数据直流电压：U_220V或110V（1520）（订货时需说明）。2.1.3 功率消耗a直流回路：不大于30W；b交流电流回路：不大于0.5VA相；c交流电压回路：不大于0.5VA相。2.1.4 交流回路过载能力a交流电流回路： 2In正常工作，20In持续1S；b交流电压回路： 1.2Un正常工作。2.2 技术数据2.2.1 整定范围及整定误差a差动速断：613In，整定误差不超过5；b差动保护：0.21.2In, 整定误差不超过5；c制动系数K1：0.10.9，整定误差不超过0.05；d. 制动系数K2：0.10.9，整定误差不超过0.05；e. 调整系数:为消除由于CT变比选择造成的不平衡电流，设有对中、低压侧电流回路的调整系数。 调整系数整定范围：0.251.99；f. 二次谐波制动比：二次谐波在15以上时，可靠闭锁差动保护，用户可按经验在0.10.3的范围内选定；g. 动作时间：在2倍动作电流下，差动速断不超过25ms，比率差动保护不超过35ms。2.2.2 轻、重瓦斯，有载调压轻、重瓦斯信号a 变压器重瓦斯、调压重瓦斯动作，装置能发出跳闸命令；b变压器轻瓦斯、调压轻瓦斯、压力释放保护动作装置能发出信号；c装置能将动作信号保持到人工复位。2.2.3 故障录波装置可对主变高压侧电压、各侧电流、零序电流进行连续采样，保存保护启动前4个周波，启动后40个周波的数据。2.2.4 状态量采集装置可记录事件发生的时间，事件顺序记录时间分辨率为2ms。2.3 通信接口带隔离的RS485物理接口，可采用双绞线作为传输介质。2.4 遥信输入装置有16路遥信可供用户接入。2.5 绝缘性能2.5.1 绝缘电阻装置的各带电的导电电路（n1n2，n9n61，见附图9；若有改动，见装箱图纸，下同）（网络线除外）分别对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，用开路电压为500V的测试仪器测定其绝缘电阻应不小于100M。2.5.2 介质强度装置的各带电的导电电路（n1n2，n9n61）（网络线除外）分别对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，应能承受2kV（有效值）、50Hz的交流试验电压，历时1min，而无击穿或闪络现象。2.5.3 冲击电压装置的各输入、输出带电的导电端子（n1n2，n9n61）（网络线除外）对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，交流回路（n33n61）和直流回路（n1n2、n9n32）之间，交流电流回路（n36n61）和交流电压回路（n33n35）之间，应能承受冲击电压波形为标准雷电波，幅值为5kV的试验电压，此后无绝缘损坏。2.6 抗干扰性能2.6.1 脉冲干扰试验能承受频率为1MHz及100kHz的衰减振荡波脉冲群干扰试验。第一个半波电压幅值为共模2500V、差模1000V。2.6.2 静电放电测试能承受IEC255-22-2第4.1条规定的严酷等级为级的静电放电干扰。2.6.3 辐射电磁场干扰测试能承受IEC255-22-3第4.11条规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰。2.6.4 快速瞬变干扰测试能承受IEC255-22-4第4.1条规定的严酷等级为级（4KV10%）的快速瞬变干扰。2.7 机械性能符合 GB11287-89 继电器、继电保护装置的振动(正弦)试验标准。 GBT14537-93 继电器、继电保护装置的冲击、碰撞试验标准。2.8 环境条件2.8.1 环境温度工作温度为-10+70，24h之内的平均温度不得超过35。贮存温度为-25+70，在极限值下不施加激励量，不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作。2.8.2 大气压力 大气压力： 80110kPa（海拔高度2km以下）。2.8.3 相对湿度最湿月的月平均相对湿度为90%，同时该月的月平均最低气温为25，且表面无凝露。月最高温度为70时，平均最大相对湿度不超过50%。 Page: 5）2.9 触点性能2.9.1 输出触点长期容许接通电流为8A。3. 结构装置采用一次成形、全封闭、一体化4U钢结构机箱，装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。装置的开孔尺寸示意于下图，装置的面板布置图、端子定义图及插件位置图见附图1、9、2。 图3.1 安装开孔尺寸图（JX-4U/7）4. 硬件说明装置在机箱中共有六块电路板，分别为：电源板、PTCT板1、PTCT板2、差动I/O板、CPU板和LCD显示板，硬件框图见附图3。4.1 电源板（原理图见附图4）将直流220V(或110V)变换为+5V、15V、+24V几组电压，其中+5V用于CPU板；15V用于A/D转换各芯片；+24V用于所有开入量开出量及驱动24V继电器。4.2 PT/CT板（原理图见附图5）主要功能是将一次设备（PT，CT）的电压量、电流量变换为适应于微处理器采样用的电压信号。本装置共装有6个电压变换器，13个电流变换器。4.3 差动I/O板（原理图见附图6）主要由控制回路继电器和开入开出继电器等组成。4.4 CPU板（原理图见附图7）CPU板为装置的核心部件，由16位单片机、程序存贮器、数据存贮器、信号输出电路、开关量输入电路、模拟量输入电路、开关量输出电路、通信接口电路等组成。4.5 显示板（原理图见附图8）显示板主要由LCD显示器、工作状态指示灯、键盘组成，完成工作状态指示、定值设定及查询、键盘操作等功能。5. 装置功能说明5.1 主变主保护主变差动保护是本装置中的主要保护元件，它与传统差动保护在接线中的不同之处是：为有利于CT断线的判别，高压侧接为Y形接法。软件对不同接线变压器的电流进行相位自校正和平衡补偿。差动保护特性曲线图：其中：Id各侧同相的差电流（计算得）；Izd制动电流（最大差电流相的三侧电流中的最大相）；Is1、Is2拐点1、2（由用户整定）；K1、K2一、二段折线斜率（由用户整定）；Isdset差电流速断定值；Icdset差电流定值5.1.1 差动速断电流保护差动速断保护在变压器区内发生严重故障时快速切除变压器。保护启动，首先计算差流Id。当IdIsd时，不再进行制动条件的判别，保护出口跳开三侧开关。5.1.2 比率制动的差动保护采用付氏算法，每采样24点，二次谐波制动原理判别励磁涌流并闭锁差动保护，如发生CT断线，可选择闭锁或不闭锁差动保护。a比率制动判据为：当IzdIs1时：IdIcdset；当Is1IzdIs2时：IdIcdsetK1（Is2Is1）；当Is1IzdIs2时：IdIcdsetK1（Is2Is1）K2（IzdIs2）。b二次判别励磁涌流当流过CT中的电流中，二次谐波（I2m）与基波（Im）的比率有如下式的关系时，判为励磁涌流：I2m15ImcCT断线的判别众所周知，CT断线是造成差动保护误动的主要原因之一。为防止CT造成差动保护误动作，本装置给出以下判据，当测出CT断线后，发出告警信号，用户可根据情况由控制字选择是否闭锁差动保护。 I00.5AIaIb+Ic0.5AMaxIa，Ib，Ic5A6. 监控部分6.1 事件顺序记录当各类保护动作或监视的其它状态发生变化时，装置将自动记录事件发生的时间及动作值，差动保护记录差电流值，瓦斯保护记录最大电流值，事件顺序记录将传至后台机进行存贮及处理，同时可通过面板进行查询。6.2 故障录波装置将对所输入的各个值进行连续采样，采样值存放于RAM中。当录波条件满足时，将保留启动前4个周波的数据，且继续采样并存放40个周波的数据。7. 使用说明7.1 装置的应用场合本装置适用于110kV以下变电站变压器的主保护，装置具有保护、通信、控制功能。7.2 定值整定序号定值名称整定范围1差动速断Isd1.0100.0A2比率差动Icd1.0100.0A3拐点1电流Is11.0100.0A4拐点2电流Is21.0100.0A5斜率1（K1）0.10.96斜率2（K2）0.10.97谐波制动比0.10.3控制字各位定义：（KW1，KW2为16位二进制数）KW1：D0 比率差动投跳闸D8 D1 轻瓦斯延时投跳闸D9 D2 CT断线闭锁差动投退D10 D3 调压轻瓦斯延时投跳闸D11 D4 CT断线录波D12 D5 重瓦斯录波D13 D6 差动录波D14 D7 外部启动录波D15 7.3 人机界面7.3.1 键盘操作说明本装置可通过面板上的键盘进行参数设定、控制操作、事件查询和信号复归等操作。装置的面板布置参见附图1，各按键的作用如下：a“”“”“”“”用于改变光标位置，从而选择所需的操作项目；b“”“”用于改变光标处的数字（增或减）或控制字（Y或N）；c“取消”“确认”用于取消或确认所进行的操作。7.3.2 主菜单装置上电后，运行灯闪烁，A、B、C三相不平衡电流切换显示。按面板上的任意键进入主菜单，此时液晶出现背光。主菜单：光标停留在“参数设定”位置，通过“”“”键可以选取操作项（下同）， 按确认键进入下级菜单。7.3.3 参数设定进入参数设定后，光标停留在“定值查询”位置：a定值查询差动 差动系数轻瓦斯 控制字录波查询定值可通过“”“”“”“”键进行选择，确认键完成翻页，操作过程方便、清晰。b定值修改定值修改界面同定值查询，进入修改界面后，光标会停留在数字位置，由“”“”“”“”“”“”键进行数字整定，控制字投入通过“”“”键来选择“Y”或者“N”，“Y”表示投入，“N”表示退出。c定值固化定值固化首先要正确输入密码，密码采用4位，同于定值整定方法，由“”“”“”“”“”“”键操作进行：输入密码： 0000 密码确认按确认键取消操作按取消键密码输入错误时，出现下一界面： 密码失败请重输入密码 密码输入正确时，出现下一界面： 定值号 定值固化按确认键继续取消操作按取消键光标停留在定值号选项上，定值号由02，共3组定值，一旦定值号选定后，出现下一界面，光标停留在数字位置上。投入定值号： 0000 按确认键继续取消操作按取消键使用“”、“”键输入数字，确认定值号后，按确认键，此时本套定值投入运行，定值查询、修改、固化均是对应此套定值。d修改密码输入密码： 0000 密码确认按确认键取消操作按取消键正确输入密码后，进入下一界面设定密码： 0000 密码确认按确认键取消操作按取消键此时可设定本装置的密码，一经确认，此密码将会有效。密码输入错误时，出现下界面： 密码失败请重输入密码7.3.4 开入查询主菜单上选定开入查询，确认执行后出现下界面。0 1 2 3 4 5 6 70 0 0 0 0 0 0 007对应8个开入号， “1”表示合状态，“0”表示分状态。 7.3.5 事件查询a有事件时，液晶上将显示事件类型、动作值大小，并且最终记录一共发生事件的个数；b无事件时，将提示“无事件” 。7.3.6 信号复归信号复归将会清除事件区事件、信号灯，将保护复归。7.3.7 其它说明a电压、电流、时间、密码可通过“+” 、“”按位修改，“”至“9”将不能继续加，“”至“0”将不能继续减；b控制字的修改通过“”或“”键；c电流、时间保留两位小数，电压保留一位小数；d操作确认用确认键，并进入下级界面；e操作取消用取消键，并退至上级界面；f装置在2分钟内没有按键操作，将自动取消液晶背光，并返回模拟量显示切换界面；7.4 定值说明7.4.1 定值逻辑图参见图7.1。图7.1注：横座标为制动电流 纵座标为差动电流图中:Izd: 制动电流，取最大差电流相的三侧电流之最大者; Km中压侧调整率 Kptm中压侧PT变比 Kl低压侧调整率 Kctm中压侧CT变比 Kpth高压侧PT变比 Kptl低压侧PT变比 Kcth高压侧CT变比 Kctl低压侧CT变比7.4.2 控制字控制字为软开关，选“N”为此项功能退出，选“Y”为此项功能投入。7.4.3 差电流速断保护差电流速断保护的动作电流应 避越变压器空载投入时的励磁涌流和外部故障的最大不平衡电流来整定。根据实际经验一般取：Isd（412）IebnLH。式中：Ieb变压器的额定电流； nLH变压器电流互感器的电流变比。7.4.4 差动保护a. 谐波制动比:根据经验，为可靠地防止涌流误动，当任一相二次谐波与基波之间比值大于15%20%时，三相差动保护被闭锁。b. 最小动作电流Icd应大于额定负载时的不平衡电流，即IcdKkktxfwcUfphIebnLH 式中：Kk可靠系数，取（1.31.5）； U变压器相对于额定电压抽头向上（或下）电压调整范围。 U5%； Ktx电流互感器同型系数； Fwc电流互感器的允许误差； fph电流互感器的变比（包括保护装置）不平衡所产生的相对误差取0.1； 一般 Icd（0.20.6）IebnLH。c. 制动特性拐点 Is1IebnLH Is2（11.2）IebnLH Is1，Is2可整定为同一点。d. 最大制动系数 K1，K2Kk（fphU0.1） 8. 安装调试说明8.1 装置对外连线说明装置的外接端子图参见附图9。8.1.1 跳合闸回路a. n10和n11之间跨接差动跳闸压板；b. n13和n14之间跨接重瓦斯跳闸压板；c. n17和n18之间跨接调压重瓦斯跳闸压板；d. n21和n22之间跨接压力释放跳闸压板；e. n23和n24之间跳高压侧；f. n25和n26之间跳中压侧