05-DMP371C微机变压器差动保护测控装置.doc

DMP300变电站综合自动化系统DMP371C微机变压器差动保护测控装置技术使用说明书长沙华能自控集团有限公司2008年11月 DMP371C微机变压器差动保护测控装置目 录1 适用范围42 主要功能42.1保护功能42.2远动功能42.3录波功能52.4通信功能52.5 GPS对时功能（选配）52.6 DA输出功能（选配）52.7积分电度53 技术指标53.1额定数据53.2功率消耗53.3过载能力63.4测量误差63.5 DA输出63.6 GPS对时63.7 积分电度63.8通讯配置63.9温度影响63.10安全与电磁兼容63.11绝缘耐压74 保护逻辑原理84.1差动速断保护84.2二次谐波制动的比率差动保护（带CT断线闭锁功能）84.3 差流告警94.4 过负荷告警104.5 过流启动风冷104.6过载闭锁有载调压104.7冷却器全停104.8本体保护115 整定说明115.1系统参数设置115.2保护整定清单115.3整定说明126 厂家设置15附图1. DMP371C微机变压器差动保护测控装置背板端子图16附图2. DMP371C微机变压器差动保护测控装置原理图171 适用范围本微机变压器差动保护测控装置设有四侧电流输入，适用于110kV及以下电压等级的两圈或三圈变压器，满足四侧差动的要求，可集中组屏，也可分散于开关柜。2 主要功能2.1保护功能差动速断保护 二次谐波制动的比率差动保护CT断线闭锁比率差动保护并告警差流告警过负荷告警过载启动风冷过载闭锁有载调压冷却器全停本体保护信号以上各种保护均有软件开关，可分别投入和退出。2.2远动功能遥测：Ia、Ib、Ic、P、Q、COS、Ula遥信：开关量遥信：装置共有17个开关量输入通道，其中开入116可以设置为一般遥信、预告信号、事故信号、录波启动、复压开入、接地试拉等功能，一般遥信开入还可设置为保护硬压板。开入17为信号复归开入，开入14、15可以合成断路器位置遥信（开入18）和控制回路断线告警（开入19）。一般情况下设置为：三个状态遥信，主变本体保护事件开入。主变本体信号如下：本体轻、重瓦斯信号，有载轻、重瓦斯信号，超温告警信号，超温跳闸信号，压力释放信号，风扇故障，油位过高，油位异常，油位过低，绕组超温，冷却全停。事件遥信：保护事件信息遥信上送，保护动作时相应的遥信为“1”，保护返回时相应的遥信为“0” 。定值遥信：保护定值状态遥信上送，保护投入时相应的遥信为“1”，保护退出时相应的遥信为“0” 。遥脉：有功、无功积分电度；选配一组有功、无功脉冲电度。遥控：遥控开关：一组遥跳、遥合。遥控定值：实现遥控投退定值，遥控合闸为定值投入，遥控跳闸为定值退出。2.3录波功能装置具有故障录波功能，记忆最新8套故障波形，记录故障前10个周波，故障后10个周波，返回前10个周波，返回后5个周波，可在装置上查看、显示故障波形，进行故障分析，也可上传当地监控或调度。2.4通信功能装置配置两个符合IEEE802.3要求的物理层以太网通信接口，双网热备用，即有效保证网络稳定性，又保证系统的实时性和可靠性高。2.5 GPS对时功能（选配）装置配置一个专用对时接口，接入GPS对时信号，保证整个变电站的系统时钟同步。2.6 DA输出功能（选配）装置具有两路4-20mA直流输出接口，代替变送器功能，可直接接入DCS系统采集单元。2.7积分电度装置配置积分电度功能。3 技术指标3.1额定数据交流电流 5A、1A交流电压 100V交流频率 50HZ直流电压 220V、110V3.2功率消耗 交流电流回路 IN=5A 每相不大于0.5VA交流电压回路 U=UN 每相不大于0.2VA直流电源回路 正常工作 不大于10W 保护动作 不大于20W 3.3过载能力交流电流回路 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交流电压回路 1.2倍额定电压 连续工作直流电源回路 80%110%额定电压 连续工作3.4测量误差测量电流电压 不大于0.3%有(无)功功率 不大于0.5%保护电流 不大于3%3.5 DA输出输出电流 4-20mA输出误差 不大于43.6 GPS对时 对时信号 RS485电平的IRIG-B码对时精度 不大于1ms3.7 积分电度电度精度 不少于1级3.8通讯配置通讯接口： 10Base-T/100 Base-T 通讯速率： 10M/100Mbps自适应3.9温度影响正常工作温度： -10 55极限工作温度： -25 75 装置在-1055温度下动作值因温度变化而引起的变差不大于1%。3.10安全与电磁兼容脉冲干扰试验能承受频率为1MHZ及100KHZ电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰试验.静电放电抗扰度测试 能承受IEC61000-4-2标准级、试验电压8KV的静电接触放电试验。射频电磁场辐射抗扰度测试 能承受IEC61000-4-3标准级、干扰场强10V/M的幅射电磁场干扰试验。电快速瞬变脉冲群抗扰度测试能承受IEC61000-4-4标准级的快速瞬变干扰试验。浪涌(冲击) 抗扰度试验 能承受IEC61000-4-5标准级、开路试验电压4KV的浪涌干扰试验。供电系统及所连设备谐波、谐间波的干扰试验 能满足IEC61000-4-7标准B级、电流和电压的最大允许误差不大于测量值 的5。电源电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 能承受IEC61000-4-11标准70UT等级的电压暂降、短时中断干扰试验。 振荡波抗扰度试验 能承受IEC61000-4-12标准级阻尼振荡波干扰试验，以及电压幅值共模4KV、差模2KV的级振铃波干扰试验。工频磁场抗干扰度能承受IEC61000-4-8标准级持续工频磁场干扰试验。阻尼振荡磁场抗干扰度能承受IEC61000-4-10标准级阻尼振荡磁场干扰试验。3.11绝缘耐压 交流输入对地：大于100兆欧 直流输入对地：大于100兆欧 信号及输出触点对地：大于100兆欧 开入回路对地：大于100兆欧 能承受2KV/1min的工频耐压，5KV的冲击电压。4 保护逻辑原理差动保护中各侧电流平衡补偿由软件完成，中低压侧电流不平衡系数均以高压侧为基准。变压器各侧CT二次电流由于接线引起的相位差由软件校正，即变压器各侧CT二次回路可接成星形（也可选择常规接线），这样简化了CT二次接线。4.1差动速断保护当任一相差动电流大于差流速断定值时，瞬时动作于出口继电器。该保护可在变压器内部发生严重故障时快速切除故障变压器。4.2二次谐波制动的比率差动保护（带CT断线闭锁功能）4.2.1 比率差动动作特性 该保护采用分相式，即A、B、C任一相保护动作出口，以下判据均以一相为例。当公式（1）、（2）同时成立时比率差动元件保护动作。 （1）Igd2Kb1IcdqdIcdIzd制动区速断动作区比率差动动作区IsdIgd1Kb2 （2）其中：Isd为速断电流定值 Icd为差动电流 Icdqd为差动保护门坎定值 Izd为制动电流，取各侧同相电流绝对值和的一半Izd=0.5(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|)Igd1为拐电电流1，建议整定为0.5Ie，Ie为变压器额定电流Igd2为拐电电流2，建议整定为3Ie Kb1为比率制动特性斜率1Kb2为比率制动特性斜率2，建议整定为1 K2为二次谐波制动系数 I2cd为差动电流的二次谐波分量4.2.2 二次谐波制动判据为了防止对称性励磁涌流造成谐波制动失败，二次谐波制动按照单相二次谐波制动三相比率差动保护的原则。因为在变压器空载合闸过程中最多只有一相对称性涌流，因此在只有一相谐波制动动作的条件下，如果三相差动电流均越过定值，则开放差动保护，以提高合闸于故障主变时的跳闸速度。4.2.3 CT断线判断方法正常运行时，变压器两侧均无负序电流，无论是高压侧还是低压侧出现CT断线，只要不是三相断线，均会产生负序电流，故可用负序电流作为CT断线的判据。CT断线时，闭锁比率差动保护。由于CT断线闭锁功能是比率差动保护的辅助功能，必须是比率差动保护投入，该功能才起作用。CT断线判据为：在相电流不大于1.2倍额定电流，且两侧均有电流时1断线侧三相电流绝对值之和小于非断线侧三相电流之和；2断线侧负序电流大于非断相侧负序电流的两倍； 3断线侧负序电流I20.1+0.15MAXIA,IB,IC,其中I2,IA,IB,IC均为断线侧电。4.3 差流告警Icd：差动电流； Icdset：差流告警整定值4.4 过负荷告警 Ihb：高压侧B相电流，Iset：过负荷告警电流 Tset：时间整定值4.5 过流启动风冷Iset1：起动风冷动整定值；Iset2：关闭风冷整定值Ihb：高压侧B相电流4.6过载闭锁有载调压Ihb：高压侧B相电流，Iset为该保护整定电流，Tset为该保护整定时间4.7冷却器全停某些强迫油循环的主变压器不允许冷却器不工作的情况下长期运行，因此当冷却器全停开入动作后，可启动延时跳闸。4.8本体保护变压器本体保护通过主变操作箱中重动板上的重动继电器分别出口，跳各侧开关，其事件信号可在差动装置采集并上送。5 整定说明5.1系统参数设置在“保护设置系统设置”菜单中将下表中的主变容量、各侧额定电压和CT变比、变压器一次接线方式和二次侧是否为全星形接线请按照实际情况进行设置，系统将自动计算各侧的电流额定值（二次）和不平衡系数。序号定值类型定值名称符号整定范围整定步长1变压器容量变压器容量S1100MVA0.01 MVA2额定电压一侧U10.5250kV0.01 kV3二侧U20250kV0.01 kV4三侧U30250kV0.01 kV5四侧U40250kV0.01 kV6CT变比一侧K11100017二侧K20100018三侧K30100019四侧K401000110一次接线方式KMODE0008111二次接线方式全星形接线ON/OFF5.2保护整定清单序号保护类型保护投退定值名称整定范围步长1差动速断差动速断ON/OFF速断电流定值1100A0.01A2比率差动比率差动ON/OFF门坎电流定值0.120A0.01A比率系数10.210.01比率系数20.51.50.01拐点电流10.550A0.01拐点电流2150A0.01二次谐波比0.10.150.013CT断线CT断线闭锁ON/OFF4差流告警差流告警ON/OFF差流告警定值0.510A0.01A5过流启动风冷过流启动风冷ON/OFF启动风冷电流0.510A0.01A关闭风冷电流0.510A0.01A6过负荷告警过负荷告警ON/OFF过负荷电流0.510A0.01A动作延时010S0.01S7过载闭锁调压过载闭锁调压ON/OFF电流定值0.510A0.01A动作延时0300S0.01S8冷却全停冷却全停 ON/OFF冷却全停延时0300S0.01S5.3整定说明1） 系统参数设置主变容量和各侧额定电压根据设备铭牌参数设置，各侧CT变比根据实际情况设置。主变一次接线方式KMODE参照下表进行设置主变一次接线方式KMODEY/ Y-12 / Y-12/ Y-120Y/ Y-12/ Y-12/-111Y/ Y-12/-11/-112Y/-11/-11/-113Y/ Y-12/ Y-12/-14Y/ Y-12/-1/-15Y/-1/-1/-16/7/Y-1/Y-1/Y-18因为差动保护所有计算都以第一侧为基准，所以如只有两侧或者三侧差动，则可将除第一侧之外的任一侧CT变比置0，并将该侧电流短接。差动回路二次接线既可按常规“Y/”转换接线，也可由软件进行“Y/”转换，即采用全星形接线方式。由“二次接线方式”控制字决定采取具体采用哪种方案。例如：主变为“Y/Y-12/-11”接线方式，高压侧为内桥接线。则可以以第二侧为内桥侧，将接线系数KMODE设为1。方式1：二次全星形接线方式应设为“OFF”，则CT二次接线需为“-11/-11/-11/Y-12”， 即相位补偿依靠二次接线调节，不需要进行软件相位调节。方式2：二次全星形接线方式应设为“ON”，则CT二次接线为“Y-12/Y-12/Y-12/Y-12”，由软件进行软件相位调节。 以上两种接线方式各侧二次CT极性均以母线侧为同名端接入装置。整定计算不受接线方式的影响，全部按常规接线方式来整定（不受软件相位补偿的影响）。2） 不平衡系数计算 主变各侧保护CT变比配备的差异形成的不平衡电流的补偿方式采用不平衡系数调节，不平衡系数以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”，主变各侧不平衡系数由软件自动根据系统参数生成，不需整定。现场试验如需该系数，可按照下列公式计算：A.主变高压侧为（一侧）1B. 二侧不平衡系数=（U2K2Kjx1）/（U1K1Kjx2）C.三侧不平衡系数=（U3K3Kjx1）/（U1K1Kjx3）D. 四侧不平衡系数=（U4K4Kjx1）/（U1K1Kjx4）其中U1 、U2、U3、U4分别为主变一、二、三、四侧额定电压K1、K2、K3、K4分别为主变一、二、三、四侧CT变比 Kjx1、Kjx2、Kjx3、Kjx4分别为主变一、二、三、四侧CT接线系数CT接线系数以一次侧的接线方式为基准，一次侧为Y接线，则接线系数为，接线则为1。3） 装置中二次谐波制动系数推荐为0.124） 比率差动制动斜率Kb1推荐为0.5 ，Kb2推荐为1。5） 拐点电流Igd1推荐为0.5Ie ，Igd2推荐为3Ie。6） 差动速断取躲过变压器涌流和外部故障时最大不平衡电流中的最大者为整定值。7） 门坎电流按0.31.0Ie整定，Ie为主变额定电流二次值，由程序根据系统参数自动生成，用户只需整定倍数。现场可按照下列公式计算： 其中Se：变压器容量 U1：高压侧额定电压 K1：高压侧互感器变比 Kjx1：高压侧互感器接线系数8） 装置中过负荷告警，过载启动风冷，过载闭锁有载调压的电流均取高压侧（一侧）B相电流，需按实际接入差动装置的电流计算整定值，与接线方式中的软件设置无关。9） 差流越限告警电流推荐整定值为（0.30.5）倍门坎电流整定值。 例如： 已知变压器参数如下： 额定容量Se=31.5MVA变比 （11042.5%）/（38.522.5%）/11kV接线Y/Y-12/-11高压侧接入一侧，CT变比：200/5中压侧接入二侧，CT变比：500/5低压侧接入三侧，CT变比：2000/5CT接线均为“Y-12”接入本装置则：S=31.5MVA，U1=110kV，U2=38.5kV，U3=11kV，U4=0kVK1=40，K2=100，K3=400，K4=0a. 在本装置“系统参数”菜单中将主变容量，各侧额定电压，各侧CT变比根据上述等式输入（第四侧的额定电压和额定电流均设为0）。主变一次接线方式KMODE设为3。“二次全星形接线