PCS-978_X_说明书_国内中文_特殊版本_ECKF110775_R1[1]00_ZL_YJBH5100110775

1、 PCS-978 变压器成套保护装置 技术和使用说明书 PCS-978变压器成套保护装置 前言使用产品前，请仔细阅读本章节！本章叙述了使用产品前的安全预防建议。在安装和使用时，本章内容必须全部阅读且充分理解。忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，本公司不承担相应负责。在对本装置做任何操作前，相关专业人员必须仔细阅读本说明书，熟悉操作相关内容。l 操作指导及警告本手册中将会用到以下指示标记和标准定义：危险!意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡，严重的人身伤害，或严重的设备损坏。警告!意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡，严重的人身伤害，或严重的设备损坏。警示!

2、意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身伤害或设备损坏。本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。警告！为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本使用手册和您购买的产品相兼容。警告！电气设备在运行时，这些装置的某些部件可能带有高压。不正确的操作可能导致严重的人身伤害或设备损坏。只有具备资质的合格专业工作人员才允许对装置或在装置临近工作。工作人员需熟知本手册中所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的人身伤亡或设备损坏。危险！在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感

3、器二次开路。该回路开路可能会产生极端危险的高压。警告！l 曝露端子在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。l 残余电压在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。警示！l 接地装置的接地端子必须可靠接地。l 运行环境该装置只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。l 额定值在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。l 印刷电路板在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，否则可能导致装置不正确动作。l 外部回路当把装置输出的接点连接到外部回路时，须仔细检查所用的外部电源电压，以

4、防止所连接的回路过热。l 连接电缆仔细处理连接的电缆避免施加过大的外力。版权声明版本: R1.00-ECKF110775P/N: ZL_YJBH5100. 110775Copyright 2011NR南京南瑞继保电气有限公司版权所有我们对本文档及其中的内容具有全部的知识产权。除非特别授权，禁止复制或向第三方分发。凡侵犯本公司版权等知识产权的，本公司必依法追究其法律责任。我们定期仔细检查本文档中的内容，在后续版本中会有必要的修正。但不可避免会有一些错误之处，欢迎提出改进的意见。我们保留在不事先通知的情况下进行技术改进的权利。南京南瑞继保电气有限公司公司地址：中国南京江宁区苏源大道69 号 邮编2

5、11102公司网址: www.nari-购买产品，请联系：电话传真:025-52100512电子信箱：marketnari-技术支持，请联系：电话8008289967、4008289967传真登陆网站：www.nari-资料相关，请联系：电话传真子信箱：nr_techsupportnari- 目录前言i目录iii第1章 概述11.1 应用范围11.2 保护配置和功能11.3 测控配置31.4 性能特征4第2章 技术参数72.1 机

6、械及环境参数72.2 额定电气参数72.3 主要技术指标7第3章 保护原理113.1 概述113.2 同步的实现113.3 装置起动元件123.4 稳态比率差动保护133.5 励磁涌流判别原理143.6 TA饱和的识别方法153.7 差动速断保护163.8 差回路的异常情况判别163.9 稳态比率差动的动作逻辑173.10 工频变化量比率差动173.11 复合电压闭锁方向过流193.12 零序方向过流保护203.13 间隙保护223.14 低压侧简易母线保护223.15 CT、PT异常判别原理273.16 其它异常判别273.17 遥测量说明273.18 遥信说明283.19 遥控说明283.

7、20 同期说明293.21 在线式五防293.22 双机测控主备29第4章 硬件描述314.1 装置面板布置314.2 接线端子及接点原理图324.3 结构与安装324.4 插件端子定义33第5章 定值395.1 定值单395.2 差动保护整定计算515.3 后备保护整定计算55第6章 人机接口616.1 液晶显示说明616.2 命令菜单使用说明63第7章 装置运行说明677.1 装置正常运行状态677.2 运行工况及说明677.3 装置闭锁与报警677.4 保护装置出现闭锁、异常或动作（跳闸）后的处理建议67第8章 说明书版本历史6969南京南瑞继保电气有限公司 第1章 概述 第1章 概述1

8、.1 应用范围RCS-978系列变压器保护在现场已经成功应用近十年时间，积累了丰富的实际应用经验，我公司在此基础上，结合最新的计算机技术和用户日益复杂的应用需求，研发出了全新一代的PCS-978变压器保护，它继承了PCS-978系列变压器保护的所有优点，并在保护原理方面有了进一步的创新和改进，同时人机接口方面更加友好，全面支持新一代的数字化变电站的应用要求。PCS-978系列数字式变压器保护适用于35kV及其以上电压等级，需要提供双套主保护、双套后备保护的各种接线方式的变压器。PCS-978装置可支持电子式互感器和常规互感器，支持电力行业通讯标准DL/T667-1999（IEC60870-5-

9、103）和新一代变电站通讯标准IEC61850，支持GOOSE输入和输出功能，并支持分布式保护配置模式。PCS-978包括4U机箱和8U机箱两种机箱结构，采用传统互感器时4U机箱装置最大可以输入36路模拟量，可以满足绝大部分变压器保护装置的要求，8U机箱最大可以输入84路模拟量，可用来满足一些特殊变压器保护的要求。本说明书是PCS-978用于220kV风光储工程大河变时连接电子式互感器的集中式保护配置的技术说明。1.2 保护配置和功能PCS-978装置中可提供一台变压器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一TA。这些保护包括：l 稳态比率差动l 差动速断l 工频变化量比率差动l 复合

10、电压闭锁方向过流l 零序方向过流l 零序过压l 间隙零序过流l 简易母差另外还包括以下异常告警功能：l 过负荷报警l 起动冷却器l 过载闭锁有载调压l 差流异常报警l 差动回路TA断线l TA异常报警和TV异常报警图中表示的是此型保护所能够适应的最大的接线方式，但其接线方式并不一定符合实际应用。图 1.21 PCS-978在本工程中的典型应用配置PCS-978保护配置情况见下表（“”表示为异常报警功能，下同）：对象保护类型段数每段时限数备注主保护纵差差动速断纵差差动保护工频变化量比例差动高压侧过流2段2时限段1时限I段经复压及方向闭锁， II段经复压闭锁零序过流2段2时限段1时限I段经方向闭锁

11、，固定用自产II段固定用外接间隙过流11和零序电压“或”出口零序过电压11失灵联跳11过负荷11中压侧过流131,2时限经复压和方向闭锁，3时限经方向闭锁时限速断过流12零序过流2段2时限段1时限I段经方向闭锁，固定用自产II段固定用外接间隙过流11和零序电压“或”出口零序过电压11过负荷11低压侧（1,2分支）过流23II段经复压闭锁过负荷11和电流低压接地变过流过流12经两分支复压闭锁零序过流21采用外接零序电流零序电流报警11采用外接零序电流1.3 测控配置PCS-978监控对象为变电站内的主变间隔单元，按照各侧开关功能配置如下：表 1.31 PCS-978测控功能配置表 功能配置说明遥

12、测每侧可测量一组电压、一组电流的模拟量输入，其基本内容有电流（ia，ib，ic）、电压（ua，ub，uc，3u0，u1，u2，ux，uab，ubc，uca）、频率（母线频率，线路频率）、功率（总有功，总无功，总视在功率）及功率因素；遥控每侧遥控输出可配置最多10路遥控分合，遥控出口为空接点，遥控分合闸无公共点，出口动作保持时间可程序设定；准同期合闸每侧1路检同期合闸（遥控同期或手合同期）联锁逻辑闭锁功能，闭锁逻辑可编程；闭锁相应的操作回路谐波监视最高11次电压谐波测量1.4 性能特征l 高性能的通用型硬件，实时计算采用32位微处理器双DSP的硬件结构，多个处理器并行工作，32位微处理器负责人机

13、接口、后台通信、打印等功能，两个DSP负责保护运算与出口逻辑。高性能的硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有继电器进行实时计算。装置采用了32位高性能的CPU和DSP、内部高速总线、智能I/O，硬件和软件均采用模块化设计，灵活可配置，具有通用、易于扩展、易于维护的特点。l 独立的起动元件启动保护动作出口跳闸方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动。l 强电磁兼容性整体面板、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 双主、双后备保护的配置原则真正实现一台装置完成所有的主保护、后备保护功能。l 程

14、序模块化模块化的程序使保护配置灵活，功能调整方便。l 独特的差动二次电流相位调整方法采用-Y变换调整变压器各侧TA二次电流相位，因此故障相、非故障相具有名特征，励磁涌流闭锁判据可以实现分相制动。l 可选择的励磁涌流判别原理提供了二次谐波原理和波形识别原理两种方法识别励磁涌流，可经整定选择使用任一种原理，或同时使用两种原理。l 高灵敏度的工频变化量差动保护利用工频故障分量构成的工频变化量比率差动保护，不受负荷电流影响，灵敏度高，抗TA饱和能力强。l 可靠的比例差动保护采用初始带制动的比例差动特性，并有TA饱和判据。l 可靠的差动回路TA异常判断功能结合电压量对差回路的异常情况进行判别，可以判断出

15、TA多相断线，多侧断线，短路等复杂情况。l 灵活、完善的后备保护配置后备保护的配置满足变压器的最大要求，配置方便灵活，跳闸出口采用跳闸矩阵整定，留有可以配置的备用接点，方便特殊应用。l 汉化界面显示、报告、定值等相关的内容均为简体汉字。l 调试维护方便装置易调试，利用我公司配套的HELP2000调试仪更进一步减少现场工作量。l 强大的通讯功能具有灵活的通讯方式，配有2个独立的以太网接口和2个独立的RS-485通信接口。支持电力行业通讯标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代变电站通讯标准IEC61850。l 完善的事件记录功能可记录64次故障及动作时序，64次故障波

16、形， 1024次自检结果及1024次开关量变位。l 丰富的PC机辅助软件基于Windows 9X/Me/2000/NT/XP 的PC机软件，使装置更易于应用。 第2章 技术参数第2章 技术参数2.1 机械及环境参数机箱结构尺寸482mm177mm291mm，嵌入式安装正常工作温度040极限工作温度-1050贮存及运输-25702.2 额定电气参数频 率50Hz/60Hz直流电源220V/110V兼容，允许偏差：+15%，-20%功耗直流：正常 50W，跳闸 70W2.3 主要技术指标2.3.1 动作时间差动速断 20ms (1.5倍整定值)稳态比率差动 30 ms (2倍整定值)工频变化量比率

17、差动 30 ms (2倍整定值)2.3.2 起动元件定值整定范围Ie指变压器额定电流In指TA一次侧额定电流稳态比率差动起动元件0.1Ie1.5Ie工频变化量比率差动起动元件0.2Ie2.3.3 保护定值整定范围差动速断2Ie14Ie稳态比率制动系数0.20.75二次谐波制动系数0.050.35TA报警差流定值0.1Ie1.5Ie后备保护电流定值0.05In30In后备保护电压定值2V100V间隙零序过压电压定值10V220V间隙零序电流定值0.05In30In2.3.4 定值误差电流定值误差不超过 5%电压定值误差不超过 5%时间定值误差 3%整定值+40ms谐波制动系数定值误差不超过 5%

18、制动系数定值误差不超过 5%工频变化量电流定值误差不超过 15%方向元件动作范围边界误差不超过 32.3.5 故障录波和事件记录故障录波和故障事件报告保护起动记录起动前2个周波、起动后6个周波的所有电流电压波形。保护跳闸记录起动前2个周波、起动后6个周波，跳闸前2个周波、跳闸后6个周波，以及中间有扰动的16个周波的所有电流电压波形。可循环记录64次故障事件报告、64次波形数据。正常波形可记录5个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。异常报警可循环记录256次异常报警和装置自检报告。开关量变位可以循环记录1024次开关量变位。开关量变位包括各种开入变位和管理板各起动元件变位等。注意：异常事件

19、报告包括各种装置硬件自检出错报警、装置长期起动和不对应起动报警、差动电流异常报警、各侧TA异常报警、各侧TV异常报警、各侧TA断线报警、各侧过负荷、起动风冷和过载闭锁调压等。2.3.6 通信接口和监控系统通讯的接口RS-485 (双绞线)端口数目2通讯速率4800 115200bps通讯协议DL/T667-1999（IEC60870-5-103）或IEC61850以太网端口数目2通讯协议DL/T667-1999（IEC60870-5-103）或IEC61850和打印机连接接口RS-232 端口数目1通讯速率4800 38400bps时钟同步信号接口RS-485 (双绞线)端口数目1对时信号标准

20、秒脉冲（PPS）、IRIG-B前置调试端口 (通过辅助软件与PC机连接)RS-232端口数目1接口形式9孔串口连接器2.3.7 对时方式外部空接点秒对时或分对时RS-485秒对时或分对时报文监控系统绝对时间的对时报文IRIGBIRIGB对时信号2.3.8 输出接点容量输出接点分类信号输出跳闸输出其他辅助继电器接点允许长期通过电流8A8A5A切断电流 (DC220V)0.3A (L/R40ms)0.2A (L/R40ms)可选带电流保持0.2A (L/R“1”变化时，执行手合同期。遥控一合闸接点在满足同期条件时接点导通，否则断开。手合不检开入为“1”，手合同期开入由“0”-“1”变化时，执行不经

21、过同期的手动合闸。遥控一合闸接点导通。手动分闸开入:对应相应侧开关的手动分闸按钮，远方就地压板处于就地状态，手动分闸开入由“0”-“1”变化时，执行手动分闸。遥控一分闸接点接点导通。3.18.2 其他遥信开入说明置检修压板，状态为“1”，装置处于通讯被闭锁状态，除此压板变位状态上送外，其他所有通信内容被禁止，状态为“0”，表示装置通讯不被闭锁3.19 遥控说明装置为各侧间隔提供10组基本的遥控分合输出，遥控出口为空接点，遥控分合闸无公共点，出口动作保持时间可程序设定。3.20 同期说明同期功能支持遥控一合闸的遥控（装置只有一个同期点）；可以选择不检，检无压和检同期三种方式检；遥控一支持手合同期

22、合闸方式；同期合闸具有频差闭锁，压差闭锁，频差加速度闭锁功能；三相侧和同期侧的相角差每0.833ms测量一次，同时根据频差，频差加速度以及开关动作时间算出断路器在合闸瞬间的相角差，确保断路器在合闸瞬间的相角差满足整定值。遥控同期合闸后，在同期复归时间内，程序将在每个采样中断中进行同期判别，直到检同期成功或同期复归时间到；对于手合同期，程序在检测到手合同期开入状态由“分”至“合”变化时进行同期判别，若在同期复归时间内条件满足则检同期成功，否则超时退出。3.21 在线式五防在线式五防系统将后台五防与测控装置紧密联系在一起，在线一体五防操作闭锁系统，通过获取实时的操作状态来保证每一步五防操作的顺序执

23、行从而实现在线式的实时的五防系统，实现操作票的顺序闭锁。测控装置的通过闭锁逻辑来实现间隔层的联锁，并由测控装置最终提供一副闭锁接点串入相应开关刀闸或锁具的操作回路中，实现本间隔的相应对象的五防闭锁逻辑。 在线式五防取消了传统的电脑钥匙，防止了对离线操作的电脑钥匙的频繁回传以及在线跟踪实际操作的情况。3.22 双机测控主备双测控的主要目的是为了提高控制对象的可靠性以及监控的冗余性。测控装置采用的是对上主备，对下双主的工作方式。两个测控装置在功能上完全独立，互不影响。测控装置仅仅在和站控层设备（远动、后台）通信时存在主备；其他功能，例如：测量、控制、联锁均是双主；测控装置提供两幅输出接点，一幅用于

24、自己的主机状态（测控对上通信的主备）的输出，另外一幅用于自己的闭锁状态（测控故障）的输出。测控装置同时提供两幅输入接点，用于接入对侧测控的主机状态和对侧测控的闭锁状态。主备机切换的原则应尽量避免双测控之间的频繁切换，在“测控主备自动切换”条件下的切换逻辑如下：1. 一侧未闭锁，一侧闭锁：未闭锁方为主机；2. 本侧闭锁，对侧闭锁：双备3. 本侧未闭锁，对侧未闭锁：优先级高的测控为主； 第4章 硬件描述第4章 硬件描述4.1 装置面板布置下图是装置的正面面板布置图与背板端子图。图 4.11 装置面板布置图图 4.12 装置背板端子图4.2 接线端子及接点原理图图 4.21 PCS-978接线端子定

25、义图4.3 结构与安装装置采用全封闭4U标准机箱，用嵌入式安装于屏上。机箱结构（单位mm）和屏面开孔尺寸（单位mm）分别见图 4.31和图 4.32。图 4.31机箱结构图图 4.32机箱屏面开孔图 4.4 插件端子定义4.4.1 插件排列装置的插件为竖板结构，从左到右依次为：0123456789ABCDEF电源PowerPcDSP板DSP板GOOSE板GOOSE板开入板信号板图 4.41 插件配置背视图本装置基于本公司最新的软硬件平台而研制，新平台的主要特点是：高可靠性、高抗干扰能力、智能化、网络化。通用硬件模块图见下图图 。图 4.42通用硬件模块图4.4.2 电源插件（NR1301）电源插件的槽号为0，从装置的背面