sd-8033中压侧监控保护装置说明书.doc

SD-8033变压器中压侧监控保护装置使用技术说明书 151.1应用范围SD-8033型变压器中压侧保护装置（以下简称装置），适用于110kV及以下电压等级的三圈变压器中压侧后备保护。1.2保护配置表功能SD-8033三侧复合电压闭锁（方向）过电流保护零序过压保护过负荷告警PT断线告警遥控功能遥信电度计算电度计量脉冲计量操作箱1.3型号及含义1.4使用环境a) 环境温度：-15+55，24小时内平均温度不超过+35；（-40+70，可由用户指定选择）b) 贮存温度：-25+70，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作；c) 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25，且表面无凝露最高温度为+40时，平均最大相对湿度不超过50%；d) 大气压力：80110kPa，相对海拔高度2km 以下；e) 工作位置：偏离基准位置不超过5；f) 使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸汽及有较严重的霉菌存在；g) 使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施。1.5装置特点l 完备的保护功能配置a) 反映相间故障的两段式相间电流保护；b) 各段可独立整定成带或不带方向，各段电流元件可分别设置成带或不带复合电压闭锁；c) 反映不接地系统接地故障的零序电压告警功能；d) 过负荷告警功能；l 一体化的设计a) 兼有遥测，遥控，遥信功能；b) 对装设专用电度表的用户，提供累计脉冲电度的接入端；c) 装置自带操作回路，不需附加其它设备即可直接跳合开关；d) 真正的防尘，抗振动设计，适合安装于开关柜等环境条件较为恶劣a) 的现场运行；e) 测量模块精度包括电度计量在内的各种测量及计量精度可达0.5 级；l 人性化设计 a) 产品采用全汉化液晶显示，人机界面清晰易懂；b) 实时显示及传送各种运行状态及数据，便于当地及远方巡检；l 高可靠性a) 产品具有优异的抗干扰性能，顺利通过IEC 60255-22-4 标准规定的IV 级(4kV 10%)快速瞬变干扰试验， IEC 60255-22-2 标准规定的IV级(空间放电15kV， 接触放电8kV) 静电放电试验；b) 组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件；c) 电路板采用多层表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了装置可靠性；d) 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。l 硬件免调试概念a) 在采样回路中，选用高精度，高稳定的器件，保证正常运行的高精度，避免因环境改变或长期运行而造成采样误差增大；b) 产品中无可调节元件，无需在现场调整采样精度，大大提高运行稳定性；技术参数2.1机械参数机箱结构尺寸：268.5mm185mm，嵌入式安装，具体开孔尺寸详见附图；2.2额定电气参数工作电源：DC 220V、110V ，AC 220V允许偏差： +15，-20(订货时说明)交流电压：V，100V 交流电流：5A，1A (订货时说明) 频 率：50Hz 过载能力：电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10S；40倍额定电流，允许1S电压回路：1.2倍额定电压，连续工作功率消耗：交流电流：1VA/相（In=5A）；0.5VA/相（In=1A）交流电压：0.5VA/相直 流：正常时25W 跳闸时30W2.3主要技术指标1. 两段式电流保护a) 电流定值：0.2In10In；b) 复合电压启动：2100V（线电压）；c) 定值误差：不超过5%。2. 频率误差：频率不超过0.01Hz。3. 时间定值误差：定值100兆欧交流电压回路对地用开路电压500V摇表测交流电流回路对地直流电源回路对地用开路电压500V摇表测开入回路对地开出接点对地2. 介质强度：在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V 历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。装置工频耐压试验试验部位耐压水平（工频，一分钟）交流电压回路对地2000V交流电流回路对地2000V直流电源回路对地2000V交流回路和直流回路之间2000V开入回路对地2000V开出接点对地2000V3. 冲击电压：在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路，交流输入回路，输出触点回路对地能承受1.2/50s 的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。装置标准雷电波冲击试验试验部位冲击电压交流电压回路对地5000V交流电流回路对地5000V直流电源回路对地5000V开入回路对地5000V开出接点对地5000V4. 耐湿热性能：装置能承受GB/T 7261 第20章规定的湿热试验。最高试验温度+40，最大湿度95%，试验时间为48 小时，每一周期历时24 小时的交变湿热试验，在试验结束前2 小时内根据2.3中1的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间，电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5M，介质耐压强度不低于2.4中2规定的介质强度试验电压幅值的75%。2.5电磁兼容性能1. 静电放电抗干扰度：通过GB/T 17626.2 1998 标准静电放电抗干扰4级试验。2. 射频电磁场辐射抗干扰度：通过GB/T 17626.3 1998 标准射频电磁场辐射抗干扰度3级试验。3. 电快速瞬变脉冲群抗干扰度：通过GB/T 17626.4 1998 标准电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。4. 浪涌（冲击）抗干扰度：通过GB/T 17626.5 1999 标准浪涌冲击抗扰度3级试验。5. 射频场感应的传导骚扰度：通过GB/T 17626.6 1998 标准射频场感应的传导骚扰度3级试验。6. 工频磁场抗扰度：通过GB/T 17626.8 1998 标准工频磁场抗扰度5级试验。7. 脉冲磁场抗扰度：通过GB/T 17626.9 1998 标准脉冲磁场抗扰度5级试验。8. 阻尼震荡磁场抗扰度：通过GB/T 17626.10 1998 标准阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。9. 振荡波抗扰度：通过GB/T 17626.12 1998 标准振荡波抗扰度4级试验。10. 辐射发射限值试验：通过GB 9254 1998 标准辐射发射限值A类试验。2.6机械性能1. 振动：装置能承受GB/T 7261 中16.2规定的严酷等级为I级的振动响应试验。2. 冲击：装置能承受GB/T 7261 中17.4规定的严酷等级为I级的冲击响应试验。3. 碰撞：装置能承受GB/T 7261 第18章规定的严酷等级为I级的碰撞试验。2.7装置重量装置的总重量不大于10kg。3装置硬件本装置在总体设计及各模块设计上均充分考虑了可靠性的要求，在程序执行，信号指示，通信等方面均给予了详尽的考虑。经试验在本装置上实施4kV 瞬变干扰脉冲，在装置任何部位实施15kV 空间静电放电干扰或8kV 接触静电放电干扰，本装置未出现CPU 复位，未出现异常信号，保护不拒动，不误动。由于本装置在抗干扰能力上有充分的考虑，故本装置组屏或安装于开关柜上时不需安装另外的交直流输入抗干扰模件。3.1机箱结构机箱外形尺寸及开孔尺寸参见说明书后的附图装置采用整面板形式，前母板，后插式结构，后部接线方式；装置采用整面板形式，面板上包括汉化液晶显示器，信号指示灯，操作键盘等。本装置的机箱采用全封闭，防尘，抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。3.2交流插件交流插件包括电压输入和电流输入两个部分，不同型号的装置其电压和电流输入元件的数目不同。电压输入元件由电压变换器构成，其输入为交流100V 时输出为交流4.7V 左右，线性范围为0.4V-150V。电流输入元件由电流变换器和并联电阻构成，有四种规格：a) In=5A：电流输入为10In 时的输出为7.07V，线性范围为0.04In-10In，是保护级CT；b) In=5A：电流输入为1.2In 时的输出为7.07V，线性范围0.005In-1.2In，是测量级CT；交流插件的原理参见说明书后的附图。3.3 CPU插件CPU 插件主要由以下几部分构成：a) CPU系统：CPU系统由微处理器CPU，RAM ，ROM等构成，高性能的微处理器CPU，大容量的ROM ，RAM， 使得该CPU模件具有较强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据及录波报告，保护定值等运行配置信息。b) 数据采集系统：本装置的数据采集系统由两部分组成：本装置采用的数据采集系统由高可靠性，高精度的A/D 转换器及滤波回路组成，最新技术的A/D 转换芯片内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快采样偏差小，超小功耗及稳定性好等特点，本装置的采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性，可有最大16路模拟输入通道。c) 开关量输入及输出部分：本装置CPU 插件内共设置了16 路开入量， 所有开入量均采用DC220V引入继电器及光藕进行二级隔离的方式，保证了遥信的准确性；开出共8路，主要用于一类是用于驱动出口跳闸继电器和遥控断路器使用；所有开出均采用双光藕编码控出的方式， 具备高度的可靠性，堵绝了误出口的可能性。d) 通信部分：本装置上设有高速串行485接口，该接口采用光藕隔离的方式，用于和通讯管理机通讯；本装置上还设有以太网接口，可通过TCP/IP标准协议与数据服务器通讯，使全站构成以太网的通讯方式；本装置还配置了一个标准RS232接口，用于与人机对话插件MMI 通信，还可以用于连接PC 机，可以借助PC 机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试；另外CPU 插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。CPU插件的原理可参见附图。3.4电源插件本插件为直流逆变电源插件，采用直流220V 或110V 电压输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的五组直流电压，即5V，24V(1)，24V(2)，12V，其中五组电压均不共地，且采用浮地方式，同外壳不相连。a) +5V：为CPU及其外围芯片提供工作电源；b) 12V：为模拟输入回路运放提供工作电源；c) +24V1：为开出，开入回路提供电源；d) +24V2：为备用电源，可用做主变测温电源，变压器分接头档位监视电源。为增强电源插件的抗干扰能力，本模件的直流输入及引出端子的24V 电源皆装设滤波器；电源插件电原理图见附图。3.5操作箱及辅助操作箱插件本插件内包括逻辑继电器及信号继电器两类。逻辑继电器由CPU 插件直接驱动做为出口执行回路；信号继电器用于开入量的转接；操作箱内包括完整的断路器操作回路，具有防跳，合闸保持，跳闸保持，压力闭锁跳合闸，外部跳合闸接点引入，位置监视，重合闸充放电等回路，对于每一分路，均只有一个继电器完成，大大提高操作的可靠性；断路器操作回路中跳合闸直流电流保持回路，可根据现场断路器跳合闸电流大小选择相应的并联电阻。辅助操作箱主要完成其他开入量的状态转接及空接点控出功能，其中，空接点可灵活的跳接为保持型输出或不带保持型输出方式；对于所有引入CPU插件的开入量，均加装浪涌抑制器件和高频抑制器件。3.6人机对话(MMI)插件人机对话MMI插件的核心为一总线不出芯片的单片机，其主要功能是显示保护CPU 输出的信息，扫描面板上的键盘状态，并实时传送给保护CPU。故对保护CPU而言，人机对话插件相当于是它的一个外设，保护CPU 与MMI之间通过RS232标准接口进行通信，其通信速率为9600bps，且具有高度的可靠性。采用此种配置方式，既避免了保护CPU的总线外引，提高了保护装置的可靠性.又几乎不增加产品成本，提升了装置的性能价格比。本插件上的显示窗口采用每屏四行，每行八个汉字的液晶显示器.人机界面清晰易懂，配置通用的键盘，使得人机对话操作方便简单.同时考虑到低压保护运行的特点，在本插件上还配置了丰富的灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。本装置人机界面及面板简易操作回路的设置，将大大丰富现场运行方式的选择。4.保护原理4.1复合电压闭锁（方向）过电流保护SD-8033设两段复合电压闭锁（方向）过电流保护，用于变压器相间故障的保护，是本装置中的主要保护元件之一，它由在软件中设置的软压板来投退复合电压、方向。各段可独立通过控制字选择经复合电压闭锁、经方向元件闭锁。保护动作判据：U2U2set 或 U1U1setImIset ttset式中：U2为负序电压；U2set为负序电压整定值；U1为正序电压；U1set为正序电压整定值Im为三相电流中的最大值，Iset为过流整定值。复合电压的引入采用主变三侧电压并联引入的方式；方向元件采用90接线，按相启动方式，各相电流元件仅受表4-1中所示相应相别的方向元件控制，以防止采用非故障相方向元件引起保护误动作。灵敏角为-0-90可选。 表4-1方向元件IUAIAUBCBIBUCACICUAB对A相方向元件（IA，UBC），功率方向元件动作特性如图4.1所示：图4.1 A相功率方向元件的动作特性其中，以IA为参考向量，UBC相对IA转动，当UBC位于阴影区，方向元件动作。复合电压闭锁（方向）过流保护的复合电压由低电压（三个线电压）和负序电压U2构成。为满足灵敏度的要求也可选择其它侧复合电压元件（其它侧复合电压直接引入采样）。4.2接地告警本装置针对变压器中性点不接地系统接地故障特点，配置了接地告警。零序电压采用开口三角形的零序电压，动作后发运行异常信号。4.3过负荷告警SD-8033配置了过负荷告警，为变压器不正常运行方式提供辅助保护。4.4 PT断线告警PT断线判据如下：负序电压大于定值；满足上述条件延时5s报PT断线，发运行异常信号（面板预告灯亮）。4.5故障录波功能本装置具备故障录波功能，可记录的模拟量为Ia，Ib，Ic ，Ua，Ub，Uc；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53个周波的数据。5使用说明5.1定值整定1. 定值清单序号定值名称范围单位备注0MVI1过流段定值0.250A2MVI2过流段定值0.250A4MVIGFH过负荷元件定值0.250A6MVU2H高压侧负序电压定值0.2150V8MVULH高压侧低电压定值0.2150V10MVU2M中压侧负序电压定值0.2150V12MVUML中压侧低电压定值0.2150V14MVU2L低压侧负序电压定值0.2150V16MVULL低压侧低电压定值0.2150V18MVU0不接地时零序电压定值0.2150V20MVTI11过流I段I时限0.120.00S22MVTI12过流I段II时限0.120.00S24MVTI21过流II段I时限0.120.00S26MVTI22过流II段II时限0.120.00S28MVTIFH过负荷时间定值0.120.00S30MVTU0 零序过压时间定值0.120.00S32MKW1 控制字0FF控制字33MKW1H 控制字高位0FF控制字34MKW2 控制字0FF控制字35MKW2H控制字高位0FF控制字36MKW3 控制字0FF控制字37MKW3H控制字高位0FF控制字38MKW4 控制字0FF控制字39MKW4H控制字高位0FF控制字40VPTBL： 变比42VCTBL： 变比KW1控制字各位定义如下：D0外部启动录波D8高压侧复合电压闭锁过流I段D1断路器分启动录波D9高压侧复合电压闭锁过流II段D2断路器合启动录波D10中压侧复合电压闭锁过流I段D3D11中压侧复合电压闭锁过流II段D4过流保护启动录波D12低压侧复合电压闭锁过流I 段D5D13低压侧复合电压闭锁过流II段D6D14过流I段带方向D7复合电压启动录波D15过流II段带方向KW2控制字各位定义如下：D0D8过流I段I时限不跳闸D1D9过流I段I时限跳低分段D2功率方向最大灵敏角整定值D10过流I段I时限跳低压侧D3（单位：5）D11过流I段I时限跳中分段D4D12过流I段I时限跳中压侧D5过负荷报警投入D13过流I段I时限跳高分段D6零序电压出口跳闸D14过流I段I时限跳高压侧D7D15过流I段I时限跳本变KW3控制字各位定义如下：D0过流I段II时限不跳闸D8过流II段I时限不跳闸D1过流I段II时限跳低分段D9过流II段I时限跳低分段D2过流I段II时限跳低压侧D10过流II段I时限跳低压侧D3过流I段II时限跳中分段D11过流II段I时限跳中分段D4过流I段II时限跳中压侧D12过流II段I时限跳中压侧D5过流I段II时限跳高分段D13过流II段I时限跳高分段D6过流I段II时限跳高压侧D14过流II段I时限跳高压侧D7过流I段II时限跳本变D15过流II段I时限跳本变KW4控制字各位定义如下：D0过流II段II时限不跳闸D8D1过流II段II时限跳低分段D9D2过流II段II时限跳低压侧D10D3过流II段II时限跳中分段D11D4过流II段II时限跳中压侧D12D5过流II段II时限跳高分段D13D6过流II段II时限跳高压侧D14D7过流II段II时限跳本变D152. 定值整定说明：控制字为软开关，决定各保护功能的投退。 5.2 人机对话1. 按键说明：本装置内部有监控插件，可以完成对本装置的运行管理工作。该监控插件带有液晶显示和键盘接口。装置面板上有一个12864点阵式液晶，六个功能键和七个信号指示灯。各键功能如下：“ ”为方向键(向上、增加)；“ ”为方向键(向下、减少)；“ ”为方向键(向左)；“ ”为方向键(向右)；“ 确认 ”“ 取消 ”用于确认或取消所进行的操作。2. 菜单操作：SD-8033变压器保护装置的键盘操作和液晶显示界面，采用对话框、菜单相结合的操作方式。3. 功能简介1） 参数：定值查询：查询显示定值区的整定值；定值修改：修改及整定定值；定值投入：固化定值，只有投入才能使定值真正投入运行；修改密码：修改操作密码和定值修改密码，系统默认密码为1111。2） 开入：十六路开入量检查。3） 事件：SOE事件记录查询。4） 复归：信号复归，用于复归保护动作信号层。5） 实时：测量电流值、保护电流值的实时查询。6） 开出：从当地面板对开关进行遥控操作。7） 采样：测量电流值、电压、功率值的原码查询。8） 版本：装置软件版本信息及装置地址的查询。5.3操作说明1. 正常显示画面：装置上电后，运行灯闪烁，显示开机界面。2. 主菜单：按任意键进入主菜单，此时液晶背光灯亮。3. 参数：按方向键选择光标，按确认键进入参数管理菜单：4. 定值查询：进入定值查询项，可以查看当前运行定值，选择光标，进入相应定值界面，按确认键进入下一屏定值，按取消键取消。5. 定值修改：界面同参数查询。按确认键上下移动光标，左右键左右移动光标，上下键此时为加减功能键，用于修改定值，按取消键进入下一屏定值，直到修改完过流定值，返回定值菜单。6. 开入：选择光标，进入开入量查询界面，可以实时查询16路开入量的状态。其界面如下：7. 事件：选择光标，进入SOE事件查询界面，按确认键可以查询最多16个最近发生的SOE事件。8. 实时：选择光标，进入实时数据查询界面，可以查询各电压、电流、功率、系统周波等遥测数据。查例如电流量：9. 开出：选择光标，可进入开出操作界面。先输入操作密码，密码若输入正确，则进入操作界面：10. 采样：选择光标，进入数据原码采样界面，可以查询各电压、电流、功率等遥测数据之16进制原码，可以利用此项计算修正系数。例如电流量：11. 版本：选择光标，可进入版本信息查询界面。按确认键返回主菜单。12. 复归：选择光标，指向“复归”项，可以复归保护动作指示灯和主CPU板保护、告警信号。6 结构和安装SD-8033采用标准4U机箱，嵌入式屏上安装。6.1 装置的面板布置装置采用整面板结构，面板布置见图6.1所示。图6.16.2装置接线端子SD-8033背后接线端子定义参见附录。6.3装置内部插件位置SD-8033装置共有6插件，装置内部插件布置见图6.2空插件辅助操作箱操作箱插件CPU插件交流插件II交流插件I电源插件图6.27用户安装调试说明7.1通电前检查a) 检查装置的型号及各电量参数是否与订货一致；b) 拔出所有插件，逐个检查各插件上的元器件是否松动，脱落，有无机械损伤及连线有无被扯断等现象；c) 检查各插件与插座之间的插入深度是否到位，锁紧机构能否锁紧。7.2装置通电检查在通电检查时请注意：a) 停电后才允许拔插件；b) 电源接线正确，监控插件，出口插件及保护插件与面板之间相连的扁平电缆接线方向正确，才允许通电。1. 整机通电检查：按图6.2顺序插入装置的全部插件，接通直流工作电源，检查装置是否正常工作。正常工作表现为：1） 面板上只有运行灯和通讯灯闪烁，其它指示灯灭；2） 液晶显示菜单无异常报警信息，则基本上可确定装置已处于正常工作状态。2. 开入量检查：给各开入量输入端子分别加+220V电源，此时应有对应开入量变化的报告输出，利用面板上的人机对话功能也可查询相应开入状态，如有错误应检查相应开入电路或光隔芯片。3. 定值输入：完成上述全部检查后，按照第5.3节说明通过人机对话将全部保护定值输入并固化。7.3模拟短路试验1. 试验目的及项目：试验目的是检查保护各项定值