CST-221N数字式变压器保护装置说明书(0SF.450.037)_V1.0

1、 CST-221N数字式变压器保护装置说 明 书 CST-221N数字式变压器保护装置说 明 书编制:张志强校核:戴晨翔标准化审查:郑蔚审定:李静正出版日期:2005年10月版权所有:北京四方继保自动化股份有限公司注:本公司保留对此说明书修改的权利。如果产品与说明书有不符之处,请您及时与我公司联系,我们将为您提供相应的服务。技术支持 电话:010-* 传真:010-*重 要 提 示感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本装置,请您务必注意以下重要提示:1 本说明书仅适用于CST-221N数字式变压器保护装置。2 请仔细阅读本说明书,并按照说明书的规定整定、测

2、试和操作。若有特殊定制,请以工程说明书、工程资料为准。3 为防止装置损坏,严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板上 的芯片和器件或自行维修装置。4 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。5 装置如出现异常或需维修,请及时与本公司服务热线联系。6 本装置的操作密码是:8888。目录1 概述. . . (12 主要技术数据. . . . (23 结构. . (54 硬件说明. . . (64.1 模数变换. . . (74.2 CPU 插件系统. . . (74.3 信号及跳闸. . . (94.4 人机对话面板(MMI. . (115装置外接端子说. . (115.1 交流输入. .

3、(115.2 输出接点. (125.3 开关量输入. (135.4 其它端子. . (146软件功能说明. . (146.1 差动主保护. . (146.2 高压后备保护. . (176.3 低压后备保护. (186.4 人机对话功能. . (196.5 各主要保护功能逻辑方框图. . (207保护定值清单及整定明. . (237.1 差动主保护(CPU1. (237.2 后备保护(CPU2定值整定. . (278测控CPU(CPU3功能及整定明. . (328.1 测控CPU功能. . (328.2 CPU3定值说明. . (328.3 测控CPU调试工作说明. (348.4 测控CPU标准

4、控制逻辑说明. (359面板操作手册 (409.1 菜单及基本操作 (409.2 特殊操作说明. . (409.3 菜单结构说明 (4410安装调试及维护运行 (4610.1 用户安装调试说明 (4610.2 维护运行 (5011订货须知 (52附录1比率制动差动保护的整定计算 (53附录2报文汇总 (56附图1 各插件联系简图 (64附图2 通用CPU插件原理图 (65附图3 04D插件原理图 (66附图4 交流插件原理图. . (68附图5 模数变换插件原理图 (69附图6 11A开出插件原理图 (70附图7 跳闸插件TRIP原理图 (71附图8 本体跳闸1插件原理图 (72附图9 本体跳

5、闸2插件原理图 (73附图10 逻辑信号1插件简化原理图 (74附图11 逻辑信号2插件原理图 (75附图12 电源插件POWER原理图 (76附图13 CST-221N端子绕线图1 (77附图14 CST-221N端子绕线图2 (78附图15 CST-221N背板端子接线图 (791 概述1.1 CST-221N 数字式变压器保护装置主要适用于35kV及以下电压等级的电力变压器保护。其除了具有其它第三代微机保护装置所具有的特点外,还有自身独特的特点:1 采用三个单片机并行工作式的硬件结构,主保护一个CPU,两侧后备保护一个CPU,一个控制 CPU;2 具有两个跳闸插件,分别用两个不同的操作电

6、源,可以直接跳两个开关;另外还可根据实际情况外挂两个操作箱;3 设有本体保护插件,除了跳开关外,还给CPU一个开入信号,同时上报遥信量。4 主后回路分开,增加了保护装置的可靠性;5 软件是在比较成熟的CST 231B软件的基础上改制而成的;6 具有四路电流测量功能;7 本装置造价低、功能全(具有主、后备保护本体保护、遥信、遥控、计量的功能,特别适合于农网系统。1.2 CST -221N装置的保护配置如下:1 主保护差动保护主要配置有:(1 差动电流速断保护(2 二次谐波制动原理的比率差动保护(3 CT二次回路断线检测2 后备保护高压侧后备保护(35kV侧(1 二段复合电压闭锁过电流保护(2 P

7、T二次断线检测(3 启动通风(4 过载闭锁有载调压低压侧后备保护(10kV侧(1 二段复合电压闭锁过电流保护(2 过负荷保护(3 PT二次断线检测(4 零序过压保护(5 低压母充保护(5 消弧零序过流保护3 本体保护:本体保护包含:重瓦斯、有载重瓦斯、轻瓦斯、有载轻瓦斯、主变超温、压力释放、油位低、油位高等接点。重动跳闸接点直接去跳开关。2 主要技术数据2.1 额定数据2.1.1 额定直流数据:220V或110V( 订货注明 2.1.2 额定交流数据:1 相电压100 /3V2 交流电流 5A或1A (订货注明3 频率 50Hz2.1.3 功率消耗1 直流回路:不大于60W2 交流电压回路:不

8、大于0.5V A / 相3 交流电流回路:不大于0.8V A / 相2.2 主要技术性能指标2.2.1 模数变换器的精确工作范围(5%误差:1 电流精确工作范围:0.08In 20In2 电压精确工作范围:1V 100V注:In为额定值,下同。2.2.2 差动保护5 二次谐波制动系数:10% 30%(间断角为65 °6 差动平衡系数:0 507 差动速断电流:3In12In2.2.3 后备保护2 间隙零序电压:100V 130V3 负序电压:2V 20V4 低电压:40V 100V2.2.4 过流保护(包括过负荷、过流启动通风、复合电压闭锁过流、消弧零序电流,过载闭锁有载调压2.2.

9、5 所有保护整定值除已特殊标明外,误差均不超过±5%2.2.6 所有保护时间延时除已特殊标明外,均为0.1s 9.9s,误差均不超过±2.5%2.3 绝缘性能2.3.1 绝缘电阻:各带电的导电电路分别对地( 即外壳或外露的非带电金属零件之间,用开路电压为500V的测试仪器测定其绝缘电阻应不小于100M 。2.3.2 介质强度:装置能承受表1 所示的耐压试验,无击穿或闪络现象。2.4 冲击电压各输入、输出带电的导电端子分别对地、交流回路与直流回路间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5KV( 峰值 的标准雷击电波冲击检验。2.5 抗电磁干扰性能2.5.1 脉冲干扰实验能承

10、受频率为1MHz 及100KHz 衰减振荡波( 第一半波电压幅值共模2.5KV,差模1KV脉冲干扰实验。2.5.2 快速瞬变干扰实验能承受IEC255-22-4标准规定的IV 级(4KV ± 10%快速瞬变干扰检验。表 1试验部位耐压水平(工频,1分钟备注交流回路对地2KV 试验时应把VFC、CPU及面板上MMI取下交流电流和电压回路之间2KV 同上直流电源回路(包括逆变电源输入端及各开出接点对地1.5KV 同上交流和直流回路之间2KV 同上24V 回路(包括开入24 伏电源及所有开入端子对地1KV试验时可把所有插件均插上,但必须把5伏及15伏电源的正负端可靠接地2.6 机械性能1

11、工作条件:能承受严酷等级为级的振动响应、冲击响应检验。2 运输条件:能承受严酷等级为级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。2.7 环境条件1 环境温度:工作:0 ° +40 ,24h 内平均温度不超过35 。贮存:-25 ° +70 ,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。2 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为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%。3 大气压力:80 ° 110kPa( 相对海拔高度2km 以下。3 结构本装置采用高度为 4u,宽度为19英寸

12、的标准机箱,面板为整面板形式,内部插件为插拔式,具有锁紧机构可靠的特点。装置的安装方式为嵌入式,接线为后接线方式。装置的安装开孔尺寸如图3-1 所示。 图3-1 安装开孔尺寸装置面板布置如图3-2 所示。 图3-2 面板布置图其中包括大屏幕汉字液晶显示屏,四方键盘共6个键,LED光字灯,连接PC机的九芯插座,面板复归按钮。4 硬件说明本装置机箱内共有15个插件(见图4-1,从左至右依次为:2个交流插件,2个模数变换插件VFC,差动主保护CPU1插件,后备保护CPU2插件,测控CPU3插件,开出11A插件,2个跳闸插件, 2个本体跳闸插件,2个逻辑信号插件,电源插件POW。此外,面板背后还有一个

13、人机对话用CPU板即MMI板。各插件之间原理联系见附图1。从此图可以看出,装置主要由模数变换、CPU 计算处理、跳闸和信号以及人机对话等几个部分构成。图4-1 插件位置图4.1 模数变换模数变换的作用是将系统电压互感器、电流互感器二次的电压电流信号变换为CPU能够处理的数字信号。装置中由2个交流AC插件和2个VFC插件组成。4.1.1 交流插件交流插件的作用:将二次电压电流变换成保护装置所需的弱电信号。它包含9路电流模拟量和3路电压模拟量,对应于主变两侧的电流电压量。二次电流的平衡及相位补偿由软件自动完成,交流AC插件电路图见附图4。4.1.2 VFC 插件模数变换VFC插件(包括 12 路的

14、作用:将交流插件输出的电压电流变换成脉冲频率随输入模拟量幅值大小变化的脉冲量,送至CPU系统中的计数器计数。本插件的模数变换由VFC110电压-频率变换芯片及快速光隔电路组成,电压-频率变换的频率输出范围为02MHz,5V的偏置电压由芯片本身提供,模数变换VFC插件的原理图示于附图5。4.2 CPU 插件系统装置中设有2个通用CPU插件,分别实现差动主保护(CPU1、两侧后备保护(CPU2功能。2个CPU插件硬件完全相同,仅单片机内固化的程序不同。另外还有一个测控CPU插件。通用CPU插件原理图如下。本插件包括七个部分:单片机部分,扩展计数器,EEPROM ,开关量输入电路,开关量输出电路,通

15、信线光电隔离电路,模拟量输入方波整形部分。其中的单片机部分的核心为高度集成的单片机芯片,它内部包含有中央处理单元、ROM、RAM、计数器、输出电路等,因此,在CPU插件上已经没有了外引的总线,大大提高了装置的抗电磁干扰能力。另外,由于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。每个CPU插件最多可以有13路模数转换的计数通道。模入回路设置了锁存器,对抗干扰有利。CPU插件上安排了11路开关量输入回路。装置不单设开关量输入插件,从而避免单片机的任一端子不经隔离直接引出插件。CPU插件共有9路开出回路,用于驱动出口跳闸继电器和告警继电器。开出分成两种,一种用于驱动出口跳闸及其信号

16、继电器,其开出的+24伏电源都是经过本插件告警继电器常闭接点闭锁的;另一种用于驱动告警继电器,其+24 伏电源是不经过闭锁的。本装置设有两路告警,称告警和告警,告警用于检测到必须闭锁本CPU开出跳闸的致命异常状况(如插件硬件损坏,告警则用于不需闭锁开出的告警情况(包括保护的告警。CPU插件单片机片内设有两个串行通讯口(UART0及UART1,UART0用于同装在面板上的人机对话(MMI插件CPU通讯,UART1为备用。CPU插件上各部分之间的关系如图4-2所示。通用CPU插件的实际电路原理图见附图2。 图4-2 CPU插件上各部分之间的关系4.3 信号及跳闸装置设有2个逻辑信号插件,2个跳闸插

17、件和2个本体跳闸插件,由各个CPU插件上开出去驱动跳闸继电器跳开相应断路器。4.3.1 逻辑信号插件逻辑信号插件跳闸回路在设计时,使差动保护与后备保护出口各自独立,以增加出口的可靠性。差动保护动作后通过逻辑信号插件2的TJ1 、ZJ5继电器跳开变压器高压侧,高压侧桥,低压侧三个断路器。后备保护动作后,可通过逻辑信号插件2的ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4继电器跳开高、高桥、低、低分四个断路器,具体情况由用户通过整定分别选择。另外在跳闸回路中还加了SF6气压异常闭锁回路;合闸回路中还加了SF6气压异常闭锁回路和弹簧未储能的闭锁回路。逻辑信号插件1上设置了ZJ1、ZJ2、ZJ3、ZJ4继电器,可实现

18、远方合闸的功能,本装置通过04D、11A实现此功能。逻辑信号插件1上设置了启动继电器,用来闭锁跳闸继电器24伏负电源。两个信号插件的原理图分别见附图10和附图11。信号回路设计分别给出中央信号、远动信号和灯光信号,面板上的灯光信号是:保护跳闸 -主保护和后备保护中任一保护动作;过负荷 - 主变任一侧过负荷;本体跳闸-变压器非电量保护动作本体信号-变压器非电量保护信号告警 - 告警或告警装置除给出上述信号后,对于每一种具体的出口或告警报告都会在面板液晶显示屏上显示出来,并将其贮存于CPU插件或MMI(面板插件中。逻辑信号插件1上还设有信号复归回路,复归电压+24V。4.3.2 跳闸跳闸分为本体跳

19、闸和保护跳闸两种,本体跳闸除了跳开关以外,还给CPU 一个开入信号。4.3.2.1 本体跳闸本体跳闸插件上设有变压器各种非电气量保护的输入接点。4.3.2.2 跳闸插件跳闸插件具有防跳,手动跳闸,手动合闸等功能。1 保护合闸保持SF6气压正常弹簧储能的情况下,保护合闸信号经过保护合闸压板进入合闸入口, HJ 动作,HJ-1闭合,经HJ保持线圈, TBJ2常闭接点输出合闸高电平。2 保护跳闸保持SF6气压正常的情况下,启动跳闸输入经保护跳闸压板输入高电平, TBJ动作,TBJ1-2闭合,TBJ自保持,同时输出跳闸高电平。3 手动合闸外部手动合闸输入高电平,SF6气压正常弹簧储能的情况下,经TBJ

20、2常闭接点输出合闸脉冲。4 手动跳闸手动跳闸输入高电平,SF6气压正常的情况下,STJ动作,STJ-1闭合,TBJ动作,TBJ1-2闭合,TBJ自保持,同时输出跳闸高电平。5 防跳若合闸输入高电平长期存在,则当收到跳闸命令时TBJ2-1打开, TBJ2-2 闭合,TBJ自保持,切断合闸电平的输出。只有当合闸输入高电平消失后才能重新合闸,从而起到防跳的作用。6 跳合闸位置HWJ、TWJ分别串入跳合闸线圈回路中,分别反应开关的合位及跳位。7 控制回路监视HWJ、TWJ常闭接点串联反应控制回路的完好性。4.4 人机对话面板(MMI人机对话面板(MMI的核心是单片机和神经元芯片,神经元芯片内集成了很强

21、的计算机网络功能,可以通过片外的网络驱动器直接连至高速数据通讯网。MMI板还有其它功能,与装置内各保护CPU插件的串行口通讯、键盘操作和液晶显示等。实际上,保护动作等报告除在液晶上显示外,均可通过MMI送至网络上的打印机打印出来。5 装置外接端子说明CST 221N型装置端子图见附图15所示。5.1 交流输入从端子图中可知,背板端子CT为交流电流的输入端子。其中2T-32T-14为变压器差动电流输入,1T-31T-14为变压器后备电流输入,1T-11T-21T-171T-18为高压计量电流输入,1T-15、1T-16为低压零序电流输入,2T-12T-22T-172T-18为低压计量电流输入;1

22、d221d241d261d28为高压侧UA、UB、UC、UN 电压输入端子;2d222d242d262d28为低压测UA、UB、UC、UN 电压输入端子。5.2 输出接点本装置逻辑信号插件上跳闸继电器及跳闸接点的设计原则是差动主保护与各后备保护相互独立,跳闸出口接点设置对应于主变周围各有关断路器,即变压器高、低压侧各一个断路器,高压桥、低压分段各一个断路器,共四个断路器。差动主保护动作后瞬时跳主变二侧及高桥断路器。后备保护各段各时限动作后跳闸断路器由用户通过整定控制字灵活选择。装置的中央信号和远动接点如下,中央信号经磁保持继电器输出,其余继电器均不保持。其它输出接点还有过流启动通风、过载闭锁调

23、压、过负荷等。 5.3 开关量输入开关量输入端子作为各种保护投退压板,CST221N共设四个压板,见如下。a 低母充投入n58开入b 低压复流n61开入c 高压复流n60开入d 差动保护n59开入5.4 其它端子n200n201为定值区切换端子,可切换3个定值区,它们一般连到屏上的定值区切换拨轮开关。差动主保护定值区不可切换,固定为00 区。n62为信号复归开入端子。NETA1-B1两个端子连到高速数据网络,在综合自动化系统中就是站内的监控网络。在非综合自动化的站内,多台装置网络端子互相连接,可以共享打印机。6 软件功能说明6.1 差动主保护差动保护主要配置有差动电流速断保护、比率差动保护和C

24、T二次回路断线检测。其原理采用二次谐波制动原理。差动主保护原理框图见图6-5。6.1.1 保护起动差动主保护采用突变量起动和辅助起动两种方式。1 差动保护主要采用突变量起动元件,其特点是快速灵敏,判别每相电流采样值的突变量,判据为:i QD=| i(t -i(t-T |-| i(t-T-i(t-2T | IQD当任一相电流差突变量大于起动定值IQD时,保护起动进入故障处理程序进行故障计算判别;若有故障且跳闸后故障电流消失,保护快速返回。若无区内故障,保护最多延时6秒后整组复归。2 保护还采用每相差电流的有效值作为辅助起动判别量,以便在没有明显突变量情况下保护能可靠起动,其判据为:Id ICDI

25、d ISDId为差电流,ICD为差动保护门槛定值,ISD为差动速断电流定值。6.1.2 比率差动原理本装置采用常规比率差动原理,动作特性如图6-1 所示,动作判据为:Id > ICD 当Ir < IBId > ICD+KID*(Ir -IB 当Ir IB程序中依次按每相判别,当满足以上任何一个条件时,比率差动都动作。Id 图6-1 比差动制动特性其中:Id 为动作电流Ir 为制动电流ICD 为差动保护门槛定值IB 为比率制动特性拐点电流定值KID 为比率制动系数CST221N 保护:Id =l I h I .+Ir =12I h Il . 或 Ir =l I .式中Ih 、I

26、l 分别为同相的高压侧、低压侧电流。6.1.3 励磁涌流闭锁原理二次谐波制动CST 221N 型装置采用三相差电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据,制动判据如下:I d2w > KXB*I dw式中I d2w 为每相差动电流中的二次谐波,I dw 为对应相的差流基波,KXB 为 二次谐波制动比例系数。三相中只要有任一相满足制动条件,则闭锁三相比率差动保护,即三相或门制动差动保护。6.1.4 差动电流速断保护差动速断保护动作判据如下:Id > ISD三相差流中任一相满足上式即动作出口。6.1.5 主变各侧电流相位差与平衡补偿1 变压器各侧电流互感器二次均采用星形接线( 也可

27、选择按常规接线,其二次电流直接接入装置,从而简化了CT 二次接线,增加了电流回路 可靠性,电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端, 见图 6-2 所 示。2 变压器各侧CT 二次电流相位由软件自校正。对Y / -11接线,校正方法如下:I I I A A B .'./=3 I I I B B C .'./=3 I I I C C A .'./=3 式中:、I 、I 为Y 侧CT 二次电流,、I 为校正后的I A .B .C .I A .'I B .'C .'各相电流。装置中对常见的几种接线方式进行了相位校正,由用户自行选择(见定值变压器接线形

28、式控制字KMD。3 低压侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成,平衡补偿以高压侧二次电流不变为基准,平衡系数计算如下:KPL=I He / I Le式中:KPL为低压侧平衡系数,I He、I Le分别为变压器高低压侧二次额定电流。补偿时将低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘。差动电流Id与制动电流Ir的有关运算均是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行的。6.1.6 CT二次断线检测正常情况下判别CT断线是通过检查所有相别的电流中有一相无流,即判为该相CT断线。在有电流突变时,判据如下:1 发生突变后的电流减小(而不是增大2 本侧三相电流中有一相无流,且对侧三相电流均无变化。满足以上条件时判为C

29、T二次回路一相断线。CT二次断线后,发出告警信号,并可选择闭锁或不闭锁差动保护出口。6.1.7 差流越限告警正常情况下,监视各相差电流异常,判据如下:I d > ICL(差流越限告警定值保护自动延时5秒发出告警信号。6.1.8 过负荷,过流启动通风,过载闭锁有载调压过负荷计算低压侧B相电流,过流启动通风计算两侧B相电流,它们均给出一付常开接点。过载闭锁有载调压计算高压侧B相电流,给出常开或常闭接点。6.2 高压后备保护6.2.1 保护起动后备保护采用突变量起动和辅助起动两种方式。突变量起动采用相电流差突变量起动原理(见 6.1.1,对高压侧三相电流进行判别,起动后进入故障处理程序,如判出

30、故障且跳闸后故障电流消失,保护快速返回。若无区内故障,保护最多延时10秒后整组复归。辅助起动采用相电流的有效值作为辅助起动判别量,与相应保护定值比较判别,大于定值后进入故障处理程序。6.2.2 复合电压闭锁过电流保护高压后备设二段复合电压闭锁过电流保护,I 、 II 均不带方向且各一时限。公用一个压板,分别有不同的控制字投退。复合电压由低电压和负序电压或门构成,变压器二侧的电压均可作为闭锁电压引入。保护各段各时限出口跳闸断路器可由用户通过控制字灵活选择,这样无需更改配线,可满足大多数应用情况。保护框图见图6-6。6.2.3 PT断线检测PT断线检测判据如下:1 三相电压均小于20V,且任一相电

31、流大于0.2A,用于检测三相失压。2 三个相电压的向量和(3U0大于18V,并且任二个相间电压的模值之差也大于18V(用以区别系统一点接地,检测一相或两相断线。检测到PT断线后,发出告警,同时保护工况可由控制字选择取消复压闭锁,或退出该保护。6.3 低压后备保护6.3.1 保护起动后备保护采用突变量起动和辅助起动两种方式。突变量起动采用相电流差突变量起动原理(见 6.1.1,对低压侧三相电流、零流进行判别,起动后进入故障处理程序,如判出故障且跳闸后故障电流消失,保护快速返回。若无区内故障,保护最多延时10秒后整组复归。辅助起动采用保护动作量(相电流或零序电流的有效值作为辅助起动判别量,与相应保

32、护定值比较判别,大于定值后进入故障处理程序。6.3.2 复合电压闭锁过电流保护同高压侧,仅控制字不同。保护框图见图6-7。6.3.3 消弧零序过流保护本装置设有一路消弧零流保护,由控制字投退,本保护动作后可发告警信号或跳低压侧开关。保护框图见图6-9。6.3.4 零序过电压保护在中性点不接地方式下,零序过电压保护作为判别母线一点接地保护,经延时发出告警或跳闸信号。零序过电压保护为自产3U0,3U0=U A+U B+U C,如果不接地系统发生一相接地时,如图6-3所示,3U0最大为57×3=171V,因此,3U0定值整定为100130V 较为合适。保护框图见图6-8。 Ub 图 6-3

33、 A相一点接地电压图6.3.5 充电保护当通过主变低压侧开关对母线充电时,可短时投入该保护。实际上它是限时电流速断保护,仅在手合操作时短时投入(由开关量输入信号表明手合状态。保护框图见图6-10。6.3.6 PT断线检测6.4 人机对话功能本装置面板液晶正常运行时显示装置的实时时钟,并轮流显示低压侧三相电流、三个线电压,各CPU插件已投入保护压板及定值区号。各种人机对话功能,可通过键盘操作,以菜单的形式选择,主菜单有7类功能项,每一项之下又包括若干功能子菜单。详见9.面板操作手册。6.5 各主要保护功能逻辑方框图6.5.1 差动主保护方框图见图6-5。 图 6-5 差动保护原理方框图6.5.2

34、 高压侧后备保护1 复合电压闭锁过流保护,见图6-6。 图 6-6 高压复压闭锁过流保护原理方框图6.5.3 低压后备保护1 复压闭锁过电流保护,见图6-7。 图 67 低压复压闭锁过流保护原理方框图2 零序过电压保护,见图6-8。 图 6-8 零序过电压保护原理方框图3 消弧零序过流保护,见图6-9。 图6-9 消弧零流保护原理方框图4 充电保护,见图6-10。 跳本侧手合位置开关量输入图 6-10 充电保护方框图7 保护定值清单及整定说明7.1 差动主保护(CPU17.1.1 定值单见表7-1,表中定值均为二次值。表7-1主保护定值序号 代号 定值名称1 KG1 控制字12 IQD 突变量

35、启动电流定值3 KPL 低压侧差动平衡系数4 KMD 变压器接线型式5 ISD 差动速断电流定值6 ICD 比率差动电流定值7 IB 比率制动特性拐点电流定值8 KID 基波比率制动特性斜率9 KXB 二次谐波制动比率系数10 ITF 启动通风电流定值11 TTF 启动通风时间定值12 ICL 差流越限告警定值13 KDD 控制字KG1控制字位 置“1”含义 置“0”含义D0 CT二次额定电流1A CT二次额定电流5AD1 投差动速断保护 差动速断保护退出D2 投比率差动保护 比率差动保护退出D4 投差流越限告警 差流越限告警退出D6 投退压板不需确认*注 投退压板需要确认 *注D8D9 D8

36、=0 D9=0 (两卷变D10 取低压电流做制动电流取高、低压和电流的一半做制动电流 D11 备用D12 投CT断线检测 退出CT断线检测D13 CT断线退出比率差动CT断线不闭锁差动保护保护D14 投M键 M键退出D15 投模拟量求和自检 模拟量求和自检退出KDD控制字位 置“1”含义 置“0”含义D5 投高压侧PT断线检测 退出高压侧PT断线检测注:CPU1:1.56版本增加此位控制字。7.1.2 定值整定说明1 相电流差突变量起动定值(IQD一般选取为IQD =0.2In(In 为装置额定电流。2 低压侧平衡补偿系数(KPL设变压器高低压侧二次额定电流分别为I He、和I Le,补偿时以

37、高压侧二次电流不变为基准,则平衡系数为:KPL=I He / I Le3 变压器接线型式(KMD用于各侧CT 二次回路均Y接时软件相位自校正,KMD取00000004,与变压器接线型式关系如下:0000无校正,变压器Y0/Y0接线 0001变压器Y/Y(Y0/Y接线0002变压器Y/-11接线0004变压器Y/-1接线4 差动速断电流定值(ISD按躲过主变空投时出现的最大涌流电流整定,一般取ISD =612Ie( Ie 为变压器高压侧的二次额定电流。5 与比率差动保护有关的三个定值:比率差动电流定值(ICD,比率制动特性拐点电流定值(IB和基波比率制动特性斜率(KID差动保护的制动特性见图6-

38、1所示。ICD,IB 和 KID的整定计算原则见附录1。在工程实用整定计算中,各定值的选择整定:一般选取ICD=(0.251Ie ,并应实测最大负载时差动回路中的不平衡电流,本装置可通过相应的菜单观察CPU1插件的三相差电流值。一般选取IB =Ie ,如果IB > Ie ,动作不可靠;而IB < Ie 时,内部故障灵敏度有所下降,IB 整定范围取(0.81.2Ie 。一般取KID =0.30.7,但应满足KID ICD / IB 。 6二次谐波制动系数KXB一般整定KXB=0.150.2。当KXB 整定较小时,制动可靠,但内部故障时灵敏度下降。KXB 整定较大时,内部故障时灵敏度增

39、加。一般应经过主变投运前的数次空投试验。 7控制字1(KG1。1 KG1.0为CT 二次额定电流选择位当主变各侧均为5A 时,选 0;当主变各侧均为 1A 时,选1;如果主变各侧CT 二次电流额定值不一致时,则该位既可选为 0,也可选为1,当选 0 时,差动保护定值应按5A 额定电流整定,选为1时,应按1A 额定电流整定。2 KG1.1和 KG1.2分别为差动速断与比率差动保护的保护功能投退,它们与差动投入的压板构成与门投退保护功能。 3 KG1.4为投差流越限告警位。4 KG1.8、KG1.9 置0选择该软件用于CST221N 。 5 KG1.10为制动电流选择位。当 KG1.10=0 时,

40、CST221N 制动电流 l h r I I I .21=当 KG1.10=1 时,考虑单侧电源主变内部故障时提高灵敏度,电源侧短路电流不起制动作用,此时h I .l r I I =6 KG1.12 投 CT 断线检测7 KG1.13 选择CT 断线后闭锁或不闭锁差动保护 其它:差动主保护插件上还设有各侧过流启动通风功能。另有差流越限告警功能,其定值一般整定为(2151ICD ,经5 秒延时告警。8 例: 已知变压器参数如下:31.5 / 31.5 MV A ;38.5±2×2.5% / 11 kV ; Y / -11计算各侧一、二次额定电流,选择CT 变比,计算各侧平衡系

41、数。表 7-2 变压器差动保护参数计算结果 7.2 后备保护(CPU2定值整定定值单见表7-3所示,表中定值均为二次值。表7-3 后备保护定值序号 代号 名称01 KG1 控制字102 IQD 突变量启动电流定值03 IH1 高压侧复压闭锁过流一段电流定值 04IH2高压侧复压闭锁过流二段电流定值05 TH1 高压侧复压闭锁过流一段时间定值06 TH2 高压侧复压闭锁过流二段时间定值07 VL 复压闭锁低电压定值08 V2 复压闭锁负序电压定值09 IL1 低压侧复压闭锁过流一段电流定值10 IL2 低压侧复压闭锁过流二段电流定值11 TL1 低压侧复压闭锁过流一段时间定值12 TL2 低压侧

42、复压闭锁过流二段时间定值13 IN1 中性点零序过流定值14 TN1 中性点零序过流时间定值15 VJ0 低压侧零序过压定值16 TV0 低压侧零序过压时间定值17 KG2 控制字218 ISH 充电保护电流定值19 TSH 充电保护时间定值20 IFL 低压侧过负荷电流定值21 TFL 低压侧过负荷时间定值22 IFV 高压侧过负荷闭锁调压电流定值23 TFV 高压侧过负荷闭锁调压时间定值24 CT 低压侧CT变比25 PT 低压侧PT变比KG1控制字位 置“1”含义 置“0”含义D0 CT二次额定电流1A CT二次额定电流5AD1 零流输入满量程6A 零流输入满量程20AD2 高压侧复压过

43、流一段复压投入 高压侧复压过流一段复压退出D3 高压侧复压过流二段复压投入 高压侧复压过流二段复压退出 D4 低压侧复压过流一段复压投入 低压侧复压过流一段复压退出 D5 低压侧复压过流二段复压投入 低压侧复压过流二段复压退出 D6 投退压板不需确认*注 投退压板需要确认 *注 D7 低压侧PT断线检测投入 低压侧PT断线检测退出D8 零序过电压保护投入 零序过电压保护退出D9 零序电流保护投入 零序电流保护退出D10D11 充电保护投入 充电保护退出D12 PT断线闭锁零压保护 PT断线不闭锁零压保护D13 PT断线退出复压过流保护 PT断线退出电压闭锁D14 M键投入 M键退出D15 模拟

44、量求和自检投入 模拟量求和自检退出注:CPU2:1.55版本增加此位控制字。KG2控制字位 内容 置“0”含义 置“1”含义D0 D1 高压侧复压闭锁过流一段时限跳低母联断路器跳高压侧断路器跳低压侧断路器跳两侧断路器D111D011D2 高压侧复压闭锁过流二段时限 跳高压侧断路器 跳两侧断路器D3 低压侧复压闭锁过流一段时限 跳低压分段断路器 跳低压侧断路器D4 低压侧复压闭锁过流二段时限 跳低压侧断路器 跳两侧断路器 D5 零序过电压 告警 跳低压侧D6 零序过流 告警 跳低压侧D7 复压选取低压侧电压 不取低压侧电压 取低压侧电压D8 复压选取高压侧电压 不取高压侧电压 取高压侧电压D14

45、 高后备动作跳高压侧时 不跳外侧1 跳外侧1(闭锁高备投 D15 低后备动作跳低压侧时 不跳外侧1 跳外侧1(闭锁低备投7.2.1 高压后备保护定值整定1 复合电压闭锁过电流保护其段定值为 IH1,TH1;段定值为 IH2,TH2;闭锁电压定值 VL,V2 。两段公用一个硬压板,其中 KG1.2是段复合电压过流投退控制位,KG1.3是段复合电压过流投退控制位。KG1.13 是选择PT断线时退出电压闭锁还是退出该保护的控制位。控制字2(KG2定值为保护各时段出口跳断路器选择,其中KG2.0、KG2.1 为段跳断路器选择,KG2.2为段跳断路器选择。2 PT 断线检测PT断线检测功能涉及控制字有

46、CPU1:KDD.5 、KG1.15;CPU2:KG1.15、KG1.13、KG1.7。KG1.15=1 时投入三相电压自检和各相电流自检。CPU1中KDD.5=1 投高压侧PT断线检测CPU2中KG1.7=1 投低压侧PT断线检测CPU2中KG1.13=1 时 PT 断线后闭锁相应保护出口;KG1.13=0 时则PT 断线后仅退出有关的电压元件。3 CT、PT 变比用于计算电流、电压、功率的一次值,液晶上显示上述信息时电流以千安(kA为单位,电压以千伏(kV为单位,有功功率 P 以兆瓦(MW为单位,无功功率 Q 以兆乏(Mvar为单位。7.2.2 低压侧后备保护定值整定1 复合电压闭锁过电流

47、保护其段定值为 IL1,TL1;段定值为 IL2,TL2;闭锁电压定值VL,V2 。两段公用一个硬压板,其中 KG1.4是段复合电压闭锁过流投退控制位,KG1.5是段复合电压闭锁过流投退控制位。KG1.13 是选择PT断线时退出电压闭锁还是退出该保护的控制位。KG2 定值为保护各时段出口跳断路器选择,其中KG2.3 为段跳断路器选择,KG2.4为段跳断路器选择。2 零序过电压保护为段一时限,定值为 VJ0、TV0。保护由控制字 KG1.8 投退。由于3U0 为各相电压自产而得,因此定值整定一般为100130V,见 6.2.4 一节。零序过电压保护可选择跳低压侧断路器或告警方式,由KG2.5 选

48、择。3 零序电流保护零序电流保护为段一时限,定值为 IN1,TN1。由控制字 KG1.9 位投退。零序过电流保护可选择跳低压侧断路器或告警方式,由KG2.6 选择。4 充电保护其定值为 ISH,TSH。注意:当整定保护的电压电流、时间定值,使其超出保护整定范围时,实际上是使相应的保护退出工作。因此,欲使某些保护(段退出运行,可通过整定其电压电流或时间定值超出保护整定范围。一般情况电流超范围定值应整定为100A,时间超范围定值应整定为 20 秒。8.测控CPU(CPU3功能及整定说明8.1 测控CPU功能1 22路信号量采集,分配如下:完成分接头位置的采集,最多可接入31档分接头位置接点(经码制

49、转换为5个开入接入。端子号是N72/N73/N74/N75/N76闭锁调压开入1个,可将闭锁调压硬压板或闭锁调压常开接点接入,达到自动闭锁调压功能,端子号N71。4个开关异常开入,作为告警回路,延时告警,可接入控制回路断线、弹簧未储能等常开接点,端子号是N87/N90/N91/N92。4个脉冲开入/普通开入选择,可接入变压器间隔2个有功电度和2个无功电度,(无源脉冲接点,20毫秒以上脉宽端子号是N79/N80/N81/N82。2个开关远方/就地切换控制开入,端子号是N77/N78。其它6个普通开入信号,可接入开关位置、刀闸位置等。2 13路开出接点,分配如下:分接头升降停开出功能。(3路开出接

50、点高压侧开关控制功能。(2路低压侧开关控制功能。(2路备用两个开关控制功能。(4路,可用于不带保护的桥开关的控制2路信号复归接点。(2路3 1个遥控软压板调压允许,用于远方投退调压功能;调压允许投:对象号=1,功能码=B4H调压允许退:对象号=1,功能码=BCH4 网络通讯功能传送以下信息:开入信息、异常信息上传;分接头位置信息上传;调压命令和结果信息上传;电度脉冲累计信息上传;远方控制命令执行;高压侧功率测点上传,IA,IB,IC,UA,UB,UC,UAB,UBC,UCA,P,Q,COS。8.2 CPU3定值说明序号 代号 定值说明01 KG1 CPU代号控制02 SE1 遥信量选择以SOE

51、报文格式上送控制字103 SE2 遥信量选择以SOE报文格式上送控制字204 DD1 遥信量变位时驱动事故信号控制字105 DD2 遥信量变位时驱动事故信号控制字206 DL1 遥信量变位时驱动预告信号控制字107 DL2 遥信量变位时驱动预告信号控制字208 ZX1 有载调压分接头中心档位109 ZX2 有载调压分接头中心档位210 JD1 功率修正系数11 YMD 遥脉控制字12 T1D 有载调压分接头判滑档时间控制字1(KG1位 置“1”含义D0、D1、D2、D3 备用D4、D5、D6、D7 定义本CPU遥信量报文的字地址,即状态量组号,可整定为1F,本插件为0DD8 闭锁CSI-PC程

52、序D9 调压允许D10 n72n76档位输入为16进制(置“0” 时n72n75为BCD码表示档位的个位,n76表示档位的十位D11 备用D12 有变化时上送遥测报文D13 定时上送遥测报文D14 M键投入D15 备用SE1,SE2,DD1,DD2,DL1,DL2这些控制字的“位”置“1”有效,各位与装置端子的对应关系均相同,见下表:SE1,DD1,DL1各位与装置端子对应表控制D15 D14 D13D12 D11 D10D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位N86 N85 N84N83 N82 N81N80N79N78N77N76N75N74 N73 N72 N71 SE2,DD2,DL2各位与装置端子对应表控D15 D14 D13D12 D11 D10D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 制位x x x x x x x x x x N92N91N90 N89 N88 N87中心档位ZX1,ZX2该定值高8位无效,低8位定义调压分接头中心档位置,以16进制表示。无中心档时,该定值可整定为00FF。遥脉控制字(YMD位 置“1”含义 置“0”含义D0 n79端子作为有功脉冲计数开入 端子作为普通遥信开入 D1 n80端子作为无功