PA100+-T2技术说明书V05.40

1、INTPA100+-T2微机综合保护测控装置PA100+-T2保护装置此装置适用于110kV及以下电压等级的双圈变压器的差动保 护。1基本保护配置1）差动速断2）比率差动保护（二次谐波制动、TA断线闭锁）3）差流越限告警4）有载瓦斯保护（告警、跳闸）5）本体瓦斯保护（告警、跳闸）6）非电量保护7） TA监测（原边TA断线和相序判断、副边TA断线和相序判 断）8）装置故障告警2主要测控功能1） 16路开入信号量的采集，除部分有特殊定义外，其余开入 量可由用户定义。本单元开入信号有两种接入方式可供选 择：一种有源接点，外接电源；另一种是无源接点，本装置 提供电源。具体示意见附图2。用户在订货时需说

2、明。2）测量数据?基本数据一一原边电流：IA_P、旧_P、IC_P;副边电流： IA_S、IB_S、IC_S;差动数据：A相差动电流Icd1; B相 差动电流Icd2; C相差动电流Icd3; A相制动电流Izd1 ; B 相制动电流Izd2; C相制动电流Izd3; A相谐波电流Ixb1 ; B相谐波电流Ixb2 ; C相谐波电流Ixb3。?对称分量一一副边电流对称分量：I1_S、I2_S、3I0_S;原 边电流对称分量：I1_P、I2_P、3I0_Po?谐波数据一一保护电流（IA_P、IB_P、IC_P、IA_S、IB_S、 IC_S）的有效值、基波、二次、三次、五次谐波。3）事件顺序记录

3、功能，掉电不丢失。“保护事件记录”只记录保护动作信息，便于用户快速的查找故障事件。事件记录可通过“事件记录管理”清除。4）实时波形图、故障录波图、向量图和启动波形图（记录最近1分钟内模拟量变化的趋势图）。3装置整定内容3.1定值整定清单（在“ 05.保护定值显示”子菜单中整定）定值名称定值整定范围整定rH 少L备注差动速断投入/退由差动速断电流Icdsd0.1In 201n0.01A差动保护投入/退由差动启动电流Icdqd0.1In 201n0.01A制动起始斜率Kzdq0.2 0.80.001起始制动电流Iqzd0.1In 201n0.01A谐波制动系数 ! Kxzd0.1 0.30.01r

4、平衡系数KPh030.001 1接线形式TA断线闭锁TA断线定值ItaY/Y Y/YY/Y/Y/Y Y/YY/Y投入/退由0.5 6A0.01A箭头左边为 变压器原/副 边的接线形 式，右边为原 /副边电流互 感器的接线 形式。差流越限投入/退由有载轻瓦投入/退由有载重瓦投入/退由本体轻瓦投入/退由本体重瓦 非电量投入/退由 投入/退由TA监测投入/退由TA监测时间TdxI0.1 100s0.01s所有的电流定值为电流互感器二次值。In为电流额定值，默认为5A o3.2开入量参数整定（在“10.由厂设置”子菜单“102.开入量参数”中整定）本装置共有16个开入量，IN01IN16这16个开入量

5、对应保护装置背部 X2端子的各个量，每个开入量都有各自的控制字，可分别对其进行设置，每个控制字均是16位“0000 0000 00000000”。各开入量的控制字是否可设见下表：打“'的表示该位可设，否则表示不可设。-237 -15i 16跳|跳闸闸继|继电电看i看2 1V Vi !V V:1V V 11Ii! 11 ji ；信号继电器1, -信号继电器2,12信号继电器11信号继电器4, 10信号继电器5 / rr UGFr uuht HUL tFU UFr KubLr uhtr uuht UFr KubLr uhtuurr ULb 09信号继电器6, - I i I s I ! 1

6、 I I fla I Sa I RI 1 IB IVBI ia I I + 11 08告警继电器 V 07空06事件 V05开入取反 V04开入闭锁保护，03开入告警02开入故障跳闸01开入复归 拴，7制字开入量rIN01-开入量J -.VV V：ciIN02-开/V V入量1IN03-开入量VV VI1 ;1:1IN04-GPS校时 1IN05-有 载轻瓦 ,*！! 4 i： ： IN06-有 载重瓦1i 1IN07-本体轻瓦ci； i IN08-本 体重瓦ci iIN09-开入量VV V 1IN10-开VV IV ll入量11ii，4 Mb：!4，j H=V V V IN11-开入量1 J

7、11IN12-开入量，i，1:1IN13-开入量V V1:1LIN14-开 i，I，I，入取反”、“事件”）可设，即只能对这些开入量进行“开入取反”和“事件”置1的操作，其他位固定为 0。当“开入取反”置 1 时，装置会对输入的开入量进行取反操作；因本装置默认是需要 外接常开接点，但现场如果只有常闭接点也可以接进来，只需要将对应的开入量控制字的“开入取反”位设为“ 1”。而“事件” 被置1时开入量分合的过程会在“ 02事件记录”里记录下来，置0时则不记事件记录。由厂默认所有开入量的“事件”位均被置开入量IN01IN03、IN09IN16的控制字只有第 7位（即 对应的定义为“空”）不可设，固定

8、为 0,其他均可设。这 11个 开入量不仅可以用来实现 “非电量保护”，还可以结合开由量里相 应的设置来实现对装置里的保护进行闭锁。这点将在“3.3开由量参数整定”介绍开由量控制字后举例说明。开入量IN01IN03、IN09IN16也可以定义为“开入复归” 功能：即通过开入量可以实现远方对装置进行保护复归。具体的 设置为：只需要将你定义为保护复归的开入量对应的“开入复归”位设为“1”，当装置保护动作后，可以通过闭合该接点来实现复 归功能，而不需要到现场进行复归。对于开入量IN01IN03、IN09IN16中某一个开入量而言， 不可同时实现“开入复归”、“开入闭锁保护”及“非电量保护”。举例说明

9、非电量保护的实现：要求：IN15闭合时发告警信号，同时信号继电器2由口； IN16闭合时发故障信号，同时跳闸继电器1和信号继电器4由口。操作：首先要进入“ 05.保护定值显示”里将“非电量保护”投上；再进入“ 102.开入量参数”选择开入量IN15,将其“开入告警”、“事件”、”信号继电器2”位设为1（即控制字设为0010 0100 0000 1000）;选择开入量IN16,将其“开入故障跳闸”、“事件”、“信号继电器4"、“跳闸继电器1”位设为1 （即控制字设为01000100 0010 0001）。3.3开由量参数整定（在“10.由厂设置”子菜单“103.开由量参数”中整定）控制

10、字的定义见下表：（从左向右分别是 0116位）TRIPPED0FLAG01 | （保护动作| 2 |1 过标志）| ； * HI : in H T 才 n IT，III!0NULL05 I （预留位）| 6 |-* ¥ a= 0 4 h - *- a 4 0 14 a m - 44 - a- 0 4 - a-0 - a 卜 iSIGNAL0 RELAY6 19 !（信号继电| 0 | !器 6）|TRIP FLAG（保护动作标志）»：" F h « hNULL（预留位）SIGNAL RELAY5 （信号继电 器5）:ALARM FLAGI （保护告警标i

11、 志）中 hh irfir IINPUT；DISABLE| （开入闭锁）+ n m 4 a - aa a = m 0 - 4& -0 - a SIGNAL；RELAY4I （信号继电器4）START 0 FLAG| 4 | （保护启动I i标志） r-a - n in re irw ra iALARM0 RELAY18 i （告警继电 器）中q-jh- *l = *4 j.h»ao,*口u>b.SIGNAL 1 RELAY3! 2 !（信号继电 i i 器 3）SIGNAL1 RELAY23 ：（信号继电器2）SIGNAL RELAY1 （信号继电 器1）OFF1 j

12、PROTECT2 15 I （跳闸继电器| 6 |II2）OFFPROTECT1（跳闸继电器1）注：对前 4位标志着重说明：对于只需要告警的保护,“ALARM FLAG'和"START FLAG”设为1即可；对于要求跳闸的保护，"TRIPED FLAG、 "TRIP FLAG 和 “START FLAG 设为 1各保护由口的控制字是否可设见下表：打“，”的表示该位可设，否则表示不可设名称 动速断 动保护 流越限限 一 一 . 一01 槿 护 动 作 过 标 志04 保 护 启 动 标 志06 I 070809101112预i开告信信信信留入 |i: :口号

13、号号号位闭继继继继继锁申申申电电1 :1典 福般 前命器器:654305预 留 位13 信 号 继 电 器 214151 16信跳|跳号闸1闸 1继继1继电电1电 j看而j而1V21j111V i V111i1 i1i111VV V1 j1111 1!1 i1iVV V1I11111 ij载 轻 瓦载 重 瓦SvI体 重 包A监 测 告,布电 器 保 持注：一般情况差动速断、差动保护、有载重瓦、本体重瓦均设置为跳闸继电器动作由口；差流越限、有载轻瓦、本体轻瓦、TA断线告警、原边跳闸回路断线、 副边跳闸回路断线不设跳闸由 口，只发告警信号，可设成由XJ1XJ6信号继电器由口。举例说明：要求：差动

14、速断保护动作时跳闸继电器1、跳闸继电器2有由口。操作：将差动速断对应的控制字可设为“1101 0000 000 0011”。要求：增加通过开入量IN14来闭锁差动速断保护。操作：将差动速断对应的控制字可设为“1101 0010 0010 001”,并且到“1吐厂设置”子菜单“10如入量参数”中将IN14对应的控 制字设为“0001 0100 0000 0000。”当开入量IN14闭合时，差动速 断保护不起作用。4主要保护功能原理4.1 差动速断保护，二次谐波、TA断线闭锁差动保护， 差流越限1）保护原理：本装置的差动保护是采用二次谐波制动的比率差动保护原 理，通过二次谐波闭锁差动保护来防止变压

15、器励磁涌流造成的差 动保护误动作。纵差动保护原理：（接线示意图1,各侧电流方向均指向变压图1 :差动单相接线示意图差动电流：IcdI1 I2制动电流：IzdI1 I2式中，I1为原边互感器二次 电流，I2为副边互感器二次侧电 差动电流Icd为原边与副边电流INTPA100+-T2微机综合保护测控装置的矢量和；制动电流Izd为原边与副边电流的矢量差。差动电流Icdsd 差动速断动作区差动动作区/I cdqd制动区Iqzd制动电流图2:差动保护动作曲线装置采用比率差动原理，动作曲线见图2,其动作方程如下：I cd I cdqdI zd I qzdI cd I cdqd Kzdq ( I zd I

16、qzd)I qzd I zd式中，Icd为差动电流，Izd为制动电流，Iqzd、Kzdq为装置中 整定的“制动起始电流”、“制动起始斜率”。本装置还设有不带谐波闭锁、TA断线闭锁和不带比率制动的差动速断保护。当差动速断保护投入时，如果任一个差动电流超 过“差动速断电流” Icdsd,差动速断保护瞬时动作跳闸。2)定值整定本装置的定值都是以TA二次侧实际动作量的有效值来整/Ho?平衡系数（计算平衡系数时不需要考虑变压器的接线方式）平衡系数（Kph）用来对主变各侧因 TA变比不同引起的误差 进行修正。通过变压器容量、变压器各侧额定电压和各侧TA变比进行平衡系数的计算，具体的计算方法如下:当接线形式

17、为Y/Y Y/Y、Y/ Y/Y、Y/ /Y时，平衡系数以变压器副边电流二次值为基准。计算方法如下：KphI 2nSI 2nPI nS / nTASI nP / nTAPSn/ . 3U nsSn/ .3UnPnTAPnTAS-247 -式中： Sn变压器额定容量，kVA;UnP、UnS 变压器原边、副边额定电压; nTAP、nTAS原边、副边电流互感器变比；InP、InS变压器原边、副边一次额定电流；l2nP、l2nS变压器原边、副边二次额定电流；将变压器原边电流二次值乘以Kph来进行差流和制动电流判别。则此时的差流和制动电流如下：差动电流：Icd Kph I1 I2制动电流：Izd Kph

18、I1 I2当接线形式为 /Y Y/Y时，平衡系数以变压器原边电流二次 值为基准。I 2nPKphI 2nS将变压器的副边电流二次值乘以Kph来进行差流和制动电流判别。则此时的差流和制动电流如下:差动电流：Icd I1 Kph I2制动电流：Izd I1 Kph I2?接线方式的选择：装置接线形式设定有四种：Y/Y Y/Y、Y/ Y/Y、Y/ /Y、/Y Y/Y ,箭头左边为变压器原/副边的接线形式，右边为原/副边 电流互感器的接线形式。选择与实际变压器和二次互感器一致的 接线方式。针对不同的接线方式，本装置通过软件实现角度幅值的自动转换，对于以上提到的原边互感器二次侧电流Ii和副边互感器二次侧

19、电流I2,是装置根据变压器和二次互感器的接线方式转换后 的平衡电流，各接线方式装换如下： 特级方 式;平W 电流I A 1I B 1一IY/Y - Y/Y(I A P IB P)/j/3 a aa a aa a aa a d-t s a & a a aa a a aa sad aa. a a d* hSa 4b(I B_P Ic_p)/v'3Y/一/YI A p/V3Ib p/V3一Y/ 一 Y/Y(I A P IB P ) / V 3 (Ib_p Ic_p)/V3 /Y - Y/YI A PI B P 一IC _i(I C_P I A_P ) / V3Ic p/V3 (I C

20、 _P I A_P ) / v 3I C P I A_2( ( I A_S I B_S )/ 13I B 2j(IBS IC S ) / 4314I C_2( (I C_ S I A_S ) / 3I A S I B S _I c o1 C_SI A S I B S _I ° .1 C _S(Ia s Ic s)/3 (Ib s Ia s)"将 (I C_S I B_S) /3表中Ia_p、Ib_p、Ic_P为原边互感器二次电流，Ia_s、Ib_s、Ic_s 为副边互感器二次电流；Ia_1、Ib_1、Ic_1为原边互感器经过接线方 式转换后的原边平衡电流，Ia 2、Ib 2

21、、Ic 2为副边互感器过接线 方式转换后的副边平衡电流。注：对于Y/Y Y/Y形式原边副边电流均做了相同的变换，目 的是屏蔽零序电流对差动保护的影响。?差动速断保护定值要求躲过空投变压器时产生的最大励磁涌流并且躲过外部短路时产生的最大不平衡电流。当空载变压器投入电网或变压器外部故障切除后电压恢复时，励磁涌流高达额定电流的68倍；当差动保护电流互感器选择合适时，变压器外部短路流过差动速断的不平衡电流小于变压器励磁涌流，因此差动速断定值(Icdsd)可考虑只躲过变压器励磁涌流，即：Icdsd (68) In式中In为变压器的额定电流：当接线形式为 Y/Y Y/Y、Y/ Y/Y、Y/ /Y 时 In

22、=I2ns; 当接线形式为 /Y Y/Y ： In=I2nP。?比例制动差动保护定值本装置差动保护动作曲线如图2:图中Icdsd为差动速断电流，Icdqd为差动启动电流，Ilzd为制动起始电流，图中斜线的斜率为 制动起始斜率Kzdq。动作判据为：(1)当Icd Icdsd时，差动速断动作，差动速断不受二次谐波闭 锁和TA断线闭锁的限制。(2)当Izd Iqzd且Icd Icdqd时差动保护动作。(3)当 Izd Iqzd 且 Icd Icdsd 时 Icd Kzdq (Izd Iqzd) Icdqd 则差动保 护动作。式中，Icdqd为差动启动电流，Iqzd为起始制动电流，Kzdq为制 动起始

23、斜率。差动保护受二次谐波制动及可选TA断线闭锁。差动启动电流(Icdqd)的整定应躲过变压器最大负荷情况下 的不平衡电流，要保证在额定电流下外部短路故障切除时差 动保护不误动，且还要保证变压器内部故障时有足够的灵敏 系数，一般为0.30.4倍额定电流值，即Icdqd= (0.30.4) InIn为变压器的额定电流：当接线形式为y/y y/y、 Y/ Y/Y、Y/ /Y时In=I2nS；当接线形式为 /Y Y/Y时In= I 2nP。制动起始斜率（Kzdq）的整定：通常制动起始斜率范围：0.20.75,建议取0.40.5。起始制动电流（Iqzd）的定值一般取额定电流，当接线形式为 Y/Y Y/Y

24、、Y/ Y/Y、Y/ /Y 时 Iqzd= ，s ;当接线形式为/y y/y 时 Iqzd= i2np。?二次谐波制动判据为：Ixb I j Kxzd式中：Ixb为三相差动电流中二次谐波有效值的最大值。Ij为三相差动电流中基波有效值的最大值 Kxzd为谐波制动系数谐波制动系数（Kxzd ）根据变压器涌流的大小及系统中二次 谐波的在基波中的含量来整定，范围 0.10.3之间选择。? TA断线判据：（此处的TA断线与该装置的 TA监测中TA断 线的逻辑是互相独立的）在“05.保护定值显示”中投上“ TA断线闭锁”，当装置检 测到至少有一相电流为零并且零序电流大于“ TA断线定值Ita” 时，发生断

25、线告警并闭锁差动保护。只有在装置检测到高低压 侧最大相电流在 0.8Icdqd至6A之间才进行TA断线判定，否则 不进行TA断线判定。Ita 一般取在原边和副边正常负荷电流最小值的0.60.8倍。?差流越限功能：为了防止TA两点接地，设置了该功能。该功能投入的情况 下，当任一相差流超过差动启动电流的1/3时，装置延时5s发差流越限告警信号。3）保护逻辑图?差动速断保护：Icd2、Icd3分别为A相、B相、C相差动电流；Icdsd为差动速断 整定值。Id为图2中实线上的差动电流值，当制动电流Izd小于起始 制动电流Iqzd时，Id= Icdqd ；当制动电流Izd大于起始制动电流Iqzd 时，I

26、d= Kzdq (Izd Iqzd) Icdqd 。4.2 瓦斯保护1)动作条件：本单元设有变压器有载瓦斯、本体瓦斯保护。瓦斯保护分轻 瓦斯报警和重瓦斯跳闸。该保护是通过变压器瓦斯继电器提供的 开入量实现的。当有载、本体轻瓦斯告警投入，轻瓦斯接点闭合动作于告警；当有载、本体瓦斯保护投入时，重瓦斯接点闭合动作于瞬时跳闸。2)保护逻辑图：&显示、事件记录31半包/-Lj女人KHJ 口本体轻瓦保护投入本体内斯榜占闭合一a堡-口 口 显示、事件记录&本体瓦斯保护投入、11，J'、十 |刁，一 a曜 口 W跳闸/十、NU/y | |/1 v 4/ -JXz、 显示、事件记录&am

27、p;/日秋干工小女上k I力J 口有载轻瓦保护投入有载瓦斯接点闭合1 11 i=iA显示、事件记录ja曜 口 W&俏轨以切1木优仅A的b 1甲4.3 非电量保护非电量保护的设置详见3.2开入量参数整定 1）动作条件：当非电量保护投入，开入告警接点闭合动作于告警；开入故 障跳闸接点闭合动作于瞬时跳闸。2）保护逻辑图:开入告警接点闭合非电量保护投入开入跳闸接点闭合4.4 TA监测TA监测包括：原边电流相序判断、 原边电流TA断线、副边电 流相序判断、副边电流 TA断线。1）使用到的电流判据：原边电流IP判据：当原边电流量程为100A时，IP=0.2A;当原边电流量程为 24A时，IP=0.

28、1A o副边电流IS判据：当副边电流量程为100A时，IP=0.2A;当副边电流量程为 24A时，IP=0.1A o2)动作条件：原边电流TA监测判据是：TA监测投入，原边三相电流最小值 大于IP,最大值小于6A,原边电流的正序电流 I1_P小于IP同时 负序电流I2_P要大于IP,经过延时时间TdxI ,装置报原边TA相 序错告警；原边负序电流 I2_P大于IP且至少有一相电流低于IP同时三相电流的最大值小于6A,经过延时时间TdxI ,装置报原边TA断线告警。副边电流TA监测原理同原边电流 TA监测原理，只是将判据 中相对应的值改成副边电流的值。当TA接线形式为2CT时：TA监测不包括相序

29、判断。3) TA断线逻辑图：下图为原边电流的逻辑图，图中： IP为原边电流判据、I1_P 为原边电流的正序电流、I2_P为原边电流的负序电流、TdxI为TA 监测整定时间。副边电流TA断线的逻辑图同原边电流 TA监测的逻辑图。仅 仅将IP更换为副边电流判据IS、I1_P更换为副边电流的正序电流 I1_S、I2_P更换为副边电流的负序电流I2_SO4.5装置故障告警当装置失电或装置内部故障时单元通过X3-01、02由口。当装置失电时X3-01、02一直有由口；当装置内部自检由错时单元X3-01、02发间断的告警信号，同时装置的告警灯亮。5装置背板端子定义及接线示意5.1 装置背板端子定义图：见附

30、图1 "PA100+-T2背板端子图”5.2 端子定义说明所有未定义的端子（“空”端子），现场请勿配线，让其悬空。9芯通讯口（ DB-9 口）为两路 RS485/RS422通讯接口 UART0UART1 9针接口针脚定义见下表：DB-9123456789RS485针 脚定义 士 4 0 - a iB q 3 -4 a *4 a M H 1RS422针 脚定义T0+T1 +T0- 一；T0-T1-卜T0+T1 +T1-R0+R1 +R1-R0-RS485通讯方式时，DB-9 口的1、4定义为第一路通讯口UART0的T+、T-, DB-9 口的2、5定义为第二路通讯口 UART1 的 T

31、+、T-;RS422通讯方式时，DB-9 口的1、4、6、9定义为第一路通 讯口 UART0 的 T+、T-、R+、R-, DB-9 口的 2、5、7、8 定义为 第二路通讯口 UART1 的 T+、T-、R+、R-oX6端子输由有三种模式可选：CAN总线接口以及第三路通讯口 UART2、NULL。选用哪种模式必须在订货时注明。装置具体 的模式可以在“ 06.系统状态”菜单1中的Module Type中查看。 当模式为“ NULL ”时，装置将没有 X6端子。下表为该端子不同 模式时的端子定义。模式 m n 1n n n n n m .X6-1X6-2X6-3X6-4CAN ! VB CAN+

32、CAN-UAF RS422ra « ir - n «T+ T- R+ R-?T2RS485 n n nr. nra iT+T-NULL:，raaswBBHt r1k，NULLNULL. NULLNULL注：通讯口的波特率、通讯地址、通讯模式、通讯协议、停止位、校验位在“ 93.串行通讯设置”菜单中进行整定。5.3 控制回路原理图（附图 2）5.4 交流及开关量输入接线示意图（附图3）INTPA100+-T2微机综合保护测控装置X1原 边 电 流IAP*0102IAP原 边 电 流IBP*0304IBPX61详见5.2说明2X2开入小IN10102IN2开入小开入小IN303

33、04IN4GPS校时附图1: PA100+-T2背板端子图-241X3装 置 故 障 告 做 白ALARM-0102ALARM装置故障告做 白信 号 继 电 器1XJ1 +0304XJ1-信 号 继 电 器1INTPA100+-T2微机综合保护测控装置-252 -ICP*0506ICP副边IAS*0708IAS副边电电流流IBS*0910IBS34有有载轻IN50506IN6载重瓦瓦本本体轻IN70708IN8体重瓦瓦开入IN90910IN10开入信 号 继 电 器2XJ2+0506XJ2-信 号 继 电 器2信 号 继 电 器3XJ3+0708XJ3-信 号 继 电 器3信号XJ4+0910XJ4-信号ICS*1112ICS空1314空小小开入小IN111112