SEL保护器的运用实例

1、 SEL587保护器在变电站的运用钟亢 摘要：论述了SEL587保护器在总降压站的运用，对比分析了SEL和DVP保护的 优缺点，探讨了一些改进方法。关键词：SEL保护器的运用，与DVP保护器的对比分析The Application of SEL587 Protection Equipment in a Transfer SubstationZHONG Kang (Design and Research Center，Yunnan Copper CO.Ltd.，Kunming, China)Abstract: Through a comparison of the merits and defe

2、cts between SEL and DVP, this article expatiates upon the application of SEL587 protection equipment in a transfer substation and brings forth suggestions on its improved use.Key Words: protection equipment, SEL, DVP, application, comparison SEL系列保护器是美国SEL某公司的产品，1996年国家电科院作型式认可，准入我国电网。经调研论证后，我某公司于20

3、00年10月签约使用。运用在总降压站是某公司内的首次，现在电炉，硅整流7，8跨和锌厂总降压站等35kV级变配电装置上都得到了运用。DVP600系列保护器是变电站综合自动化的现场装置，为北京德威特某公司的产品，某公司在硫酸四系列，艾萨收尘，空压机和鼓风机等6kV变配电站中也大量使用，同属微机型保护装置（用作RTU-Remote Terminal Unit远程终端设备）。在供用电系统中保护装置是不可或缺的部分，目前某公司内部的大部分保护装置还是传统电磁型的，随着生产发展，自动化装置不断增加，管理信息化的需要，数字式，网络化的保护装置必将得到广泛运用。因受篇幅所限，本文重点论述了SEL587保护器在

4、总降压站的运用及设定，并和DVP600系列作一些对比分析。一 SEL587的保护设定 1 SEL保护器在总降压站的使用总降压站使用的SEL保护器有SEL587差动保护器(差动保护和电流保护为主)，SEL351A复合过流保护器（电流保护和电压保护），SEL501-2双过流保护器(用于两个分路的电流保护)和SEL2020通讯器（可供15个SEL保护器与上位机通讯）。 整个保护系统由3个部分组成： 35kV保护：1个SEL2020通讯器，3个SEL587差动保护器，3个SEL351A复合过流保护器,构成三台主变的保护。其中1个SEL587为主变的主保护和1个SEL351A的电流速断,复合电压过电流为

5、后备保护，组成1台主变的保护装置。 6kV段母线分路保护：1个SEL2020通讯器；1个SEL351A复合过流保护器，用于电容柜的电流，电压和不平衡保护；9台SEL5012双过流保护器，用于18个分路的电流速断和过电流保护。 6kV段母线分路保护：1个SEL2020通讯器，1个SEL351A复合过流保护器，8台SEL5012双过流保护器。用途与6kV段母线分路保护相同。2 SEL587的设置： 保护设置：SEL587保护器的保护设定主要包括：差动速断，差动电流，谐波闭锁，比率制动等项。谐波闭锁设定是为了防止变压器的励磁涌流过大引起差动误动， SEL587有二次和五次谐波闭锁， DVP625只有

6、二次谐波闭锁，较早的BCH-2等型号是没有谐波闭锁的。变压器的励磁涌流，虽然在不同的接线和合闸角下，谐波的百分含量有很大变化，经统计资料分析二次谐波是最大的，最小含量约为15，通常 只有在发电机变压器组中才增设五次谐波闭锁，我们通过对总降压站的供用电系统谐波实测分析，由于整流装置等谐波源的影响，系统中的奇次谐波含量也较大，SEL587的五次谐波闭锁正好用上。 定值计算：由于变压器的高低压侧的电流互感器（CT）变比是不一致的， SEL587的差动电流和差动电流速断的定值设定已经将这种误差考虑在内了，引入了“电流调整变比”的概念。（DVP625也有这样的设计考虑允许在低压侧乘以平衡系数来消除这种误

7、差）1）电流调整变比（TAP1,TAP2）使用标准方程来设置：高压侧: 低压侧: 式中：MVA为变压器容量，CTR1为高压侧CT变比；CTR2为低压侧CT变比；VWDG1, VWDG2高低压额定电压（kV），在可调压变压器中选中间值；C1，C2是个角度补偿参数，主变接线是YnD11,对应设定是YDAB,CT接线是D11Yn,对应设定DABY,得到C1，C21计算TAP1和TAP2应满足下面的条件：(若不满足,须更换合乎要求变比的CT)-TAP整定值范围为0.1*In32*In。（In为CT额定二次工作电流5A或1A）-比值 (TAP1和TAP2中,大值为TAPMAX,小值为TAPmin)总降压

8、站CT的变比选择为:高压侧600/5,低压侧3000/5,二次接线也作了相应安排。TAP1(20*1000*1.732)/(1.732*35*120)=4.76TAP2=(20*1000*1)/(1.732*6.3*600)=3.06经核算，满足上述要求。2）设定差动启动电流O87P=0.3（倍率） 高压侧差动启动电流IOP1=0.3*4.76=1.43A低压侧差动启动电流IOP2=0.3*3.06=0.918A;来躲开因电流互感器型式不同，变比误差和变压器分接头等引起的固有不平衡电流，差动启动电流还要复核其值不得小于0.1*In。3）设定差动速断启动电流U87P=6.3（倍率）高压侧差动速断

9、启动电流6.3*4.76=29.98A低压侧差动速断启动电流6.3*3.06=19.3A在变压器内部严重短路时，因短路电流很大，CT严重饱合，会使CT的二次侧基波电流很小，高次谐波电流分量很大，受谐波闭锁和比率制的影响，差动保护可能拒绝动作，所以设置差动速断保护，厂家推荐U87P=116，在SEL351A中35kV侧电流速断值设定为22A，故这里设定为30A，作为SEL351A的电流速断的后备保护，也满足了不大于32*In的要求。 4）比率制动SLP可以设定为两段，分别为SLP1和SLP2,好处是可以提高在内部故障电流较小时有较高的灵敏度，在外部故障时又不误动作，第二段比率制动系数在变压器容量

10、较大时有明显作用。如下图： 从图中可看到IRS1是第一折线率的极限，定义第二拐点，当设定SLP2=OFF时，IRS1是没有意义的。第一拐点不通过参数定义，是由O87P和SLP1确定的。说明书中提供的测试制动系数与动作电流的计算公式： 式中A,B为不同CT接法的调整系数，在变压器为YnD11接法，CT二次为/Y接法时A=B=1,利用上述两个公式，根据原理可以推导出下列计算式：IRS0=(1+P)-SLP1(1-P)/100/SLP1(1+P)/100-(1-P)*O87P其中P=TAP1/TAP2，得到的IRS0是TAP的倍率。考虑到变压器的励磁电流，分接头位置，CT和继电器的测量误差，经综合计

11、算为36.18,厂家推荐0.4为拐点，我们整定为0.45。第一拐点IRS0与TAP和O87P相关连，没有通过设定，这样当拐点为给的整定值时，需与TAP联合考虑O87P的设定，计算起来不方便。5）二次谐波闭锁（PCT2）:设定PCT2=0.15 ，对照资料分析是可靠的。我某公司的谐波主要来自整流系统，经测量，高奇次谐波的比率高些，二次谐波比率小，这个设定，可以完全避开系统谐波。 五次谐波闭锁（PCT5）:设定PCT5=0.5， 针对我某公司供用电系统也是有益的。 谐波闭锁设定不当，会导致送电故障。2电炉降压变压器的SEL587保护器由于有关人员在设定时失误，导致变压器送不上电。6）其他保护设定：

12、SEL587除了提供差动保护外，还提供了完备的电流保护：变压器高压侧相过流保护，负序过流保护，零序过流保护；变压器低压侧相过流保护，负序过流保护，零序过流保护。有定时限和反时限元件，多种反时限曲线可供选择。总降压站的主变保护，包括有电压元素在内的复合过流保护和非电量保护，SEL587不提供电压保护，我们采用了SEL351A来实现，SEL587中的电流保护就没采用，这部分保护已经关闭。 二 SEL587的逻辑设定逻辑设定：SEL587保护器提供逻辑控制方程，包括：逻辑变量，跳闸逻辑方程，事件报告触发条件逻辑方程，输出接点逻辑方程。其他的SEL保护器也提供相似的逻辑方程编辑功能，极大的发挥了保护元

13、件使用的灵活性，使用户能方便的使用和组织各种保护元件。SEL587有4个输出接点，使用是这样的：OUT1用在35kV开关柜，OUT2用在6kV开关柜，OUT3空，OUT4用于DCS系统作保护动作信号及报警用。输出接点逻辑方程：OUT1=TRP1, OUT2=TRP1, OUT3=TRP1, OUT4=TRP1, 其中TRP1为跳闸逻辑：MTU1=!2HB1*87R+!2HB2*87R+!2HB3*87R+87U是差动及差动速断。OUT3为空，所以OUT3=TRP1是没什么意义的；OUT4的使用目的：总降压的保护系统的事故报警是通过DCS来实现的：SEL保护器D20S板D20M板D20K板D20

14、KI板电笛。报警系统是DCS的一部分，没有独立出来。这里OUT4还有个用途是用来区分SEL587是差动动作还是差动速断动作，差动动作和差动速断动作信号从SEL587D20S板D20M板，差动速断动作信号SEL587SEL2020D20M板两路信号比较来区分。总降压站SEL501-2的用法也是类似的。这样做不是一种简洁的方法。一种改进的做法：用OUT4=TRP1直接送到一个独立报警装置作报警，与SEL587的信号指示灯结合判断故障类型，OUT4报警，这是硬件判断；DCS上位机的信息可以用SEL587的TARGET命令做个自动报文，通过串口送到上位机作，SEL587SEL2020D20M这是软件判

15、断；这样做的好处是，保护系统与DCS系统完全独立，在DCS的上位机或下位机有故障，进行维护时，并不中断报警。 三 SEL587的其他运用 总降压站的SEL587主要用途是保护，其实还有一些功能在总降压中没有用到，如：合闸，跳闸，信号，测量，记录功能，是靠上位机（DCS）实现。 合闸功能：SEL587的合闸功能是通过串口命令来实现的，串口命令CLOSE n 可以控制继电器字位CC1,CC2。可用SELOGIC逻辑编程整定OUT14的某个输出接点等于CC1或CC2，即可在上位机通过串口命令CLOSE实现遥控合闸。跳闸功能：SEL587的合闸功能是通过SELOGIC逻辑编程MTU13来置位继电器字位

16、TRP13来控制OUT14的某个输出接点，这在保护跳闸的设定中已经用到。信号功能:包括现场信号和串口信号，SEL587的面板提供差动，瞬时定时限，反时限及相指向的信号指示灯，串口信号可以通过串口命令TARGET编辑将继电器字位信息送到上位机，保护元件，信号元件，指示元件都可以通过TARGET用串口传送。测量功能：SEL587前面板正常显示变压器高压侧和低压侧的一次电流量数值，可以通过选择面板命令METER显示不同的测量参数，METER是串口命令，上位机也可以用它来取测量数据。记录功能：保护器存储最后20次事件摘要和最后10次完整报告。可使用前面板LCD显示以及<EVENTS>按钮或

17、串行口HISTORY命令来查看事件摘要。查看完整事件报告需要使用串行口的EVENT命令。完整事件报告提供非常详细的事故数据，对事故分析有很好的作用。1#主变在改造结束试投时，SEL587差动保护动作，通过对事件报告的数据的分析，判断是二次相序不对，通过检查，发现35KV侧二次接时，有一相的极性弄反了，及时找出问题来解决了。四 与DVP600系列的比较北京德威特某公司开发的DVP600系列保护监控装置，是针对电网和企业供用电系统相关电气设备的保护和监控，分别对应不同电压等级和对保护装置的不同要求，有相应的规格种类。与SEL587相类似的有DVP625。主要比较如下：1 DVP625保护器只提供差

18、动保护，不提供其他的电流保护，德威特某公司用DVP626主变后备保护监控装置来提供其他保护，组成主变的完整保护。同样也采用比率制动原理提高保护装置的灵敏度，但比率制动特性只有1段。从保护功能上来说，SEL系列的保护器有很大优势。2 DVP600系列的装置不提供出口的逻辑设定，出口接点的接法是内部程序固定的，德威特提供图纸。信号输出有两路，既有接点类型的输出，可用于另外独立的信号报警装置，也有通过串口传到CAN总线的信息，这是不用设定编辑的，DVP600系列内部的通讯模块的参数是固定的。SEL系列的可操控（编程）能力对于发挥它的最大功能有很大作用。3 DVP600系列具有的监控功能，在合闸，跳闸

19、，信号和测量方面功能超过SEL587，使用方便， DVP625能记录100次事故记录，但它的事故记录相当于SEL587事件摘要，没有非常详细的事故数据，对于事故分析帮助有限。SEL系列在这方面表现不好也许正因为它是专业保护器的原因，但从发展的方向看，保持专业性和综合功能才是发展的方向。 五 结语通过多次试验和近一年的使用，我们有以下几点：1 SEL587在保护功能方面有稳定可靠的表现，具有良好操作性，在安装调试中没有出现本体的误动和其他异常情况。在这方面性能超过DVP625保护器，DVP保护器的动作出口是通过内装的继电器板输出，DVP已作防震措施，但由于开关柜的结构设计和安装质量问题，开关柜在

20、合闸，分闸时的震动引起DVP误动作，这样的原因已导致事故，现在通过对开关柜的改造处理已经解决了这个问题。数字保护器对配合使用的设备的精度也有要求，3主变的高低压侧由于安装位置与保护器柜距离长短差别大，由于线路差别，阻抗对保护器的影响必须加以考虑（与CT容量也有关），所以在放3主变电流线时放双线，以减小阻抗。相似的问题在硫酸风机上也出现过。2 在通讯方面：SEL587只支持SEL和LMD(有限多址)规约，须SEL2020作通讯支持，SEL规约是SEL某公司的标准通讯规约，LMD有限多址规约都不是很通用的规约，在接入系统时都不是很方便，直接支持现场总线的一些规约对使用者将是很方便的，在小范围SEL保护器时，带上一个SEL2020从费用上考虑也是不值的。DVP625保护器支持CAN总线。CAN总线属于国际认可的现场总线，结构简洁，应用方便，接入别的系统也简单。现场总线近年得到巨大发展，具有通用通讯协议的设备接入系统更方便。3 SEL587只支持有限的模拟量信号，测量信息可以用METER类命令来得到，但这些信息只能作为监视用。DVP625还有多组开关量输入和输出。在控制方面较方便。它的测量信息可作为功率表和电度表，无需另