P631/P632/P633/P634

變壓器差動保護PLACE,Date2013NameofspeakerTitleofspeakerP631/632/633/634變壓器差動保護應用兩卷變壓器發電機出口變壓器三卷變壓器電抗器發電機特殊的母線自耦變壓器電動機P631/632/633/634變壓器差動保護主要功能差動保護 87 2卷 2卷 3卷 4卷零序差動保護 87G - 2 3 3定時限過流 50 2 2 3 3反時限過流 51 2 2 3 3熱過負荷 49 1 1 2 2過/欠頻率保護 81 - 1 1 1過/低電壓保護 27,59 - 1 1 1過勵磁 24 1 1 1限值報警 2 2 3 3可編程邏輯 1 1 1 1

ANSINo

P631

P632 P633 P634P631/632/633/634變壓器差動保護輸入&輸出

P631

P632 P633 P634測量量輸入相電流 2x3 2x3 3x3 4x3

零序電流或中性點電流 - 2 3 3 電壓 - 1 1 1開關量輸入輸出 光耦輸入(perorder) 4 4to10 4to16 4to10 可增加的光耦輸入(optional) - 24 24 24輸出繼電器(perorder) 8to14 8to22 8to30 8to22模擬量輸入輸出(optional) 0to20mA輸入 - 1 1 1

PT100輸入 - 1 1 1 0to20mA輸出 - 2 2 2P631/632/633/634變壓器差動保護P631P632P633P634后端子為針式后端子為環式型號P631/632/633/634變壓器差動保護P631 P632 P633 P634主要特點適用于變壓器/發電機/電動機的分相差動每相制動量有2,3或4個輸入量幅值和向量自動匹配每個繞組都有零序電流濾過器三斜率的跳閘特性具有差速段勵磁涌流閉鎖(二次諧波),帶/不帶

交叉閉鎖過激磁閉鎖(五次諧波)CT飽和自動檢測P631/632/633/634保護功能介紹DIFF差動保護DIFFP631/632/633/634保護功能介紹你只需要:簡單地整定這些額定值!ABCABCWindingaWindingbInom,CT,prim,aVnom,prim,aVnom,prim,bSref,prim=Snom,prim,maxInom,CT,prim,b幅值補償I一次額定,aV一次額定,aV一次額定,bS參考功率=S最大功率

I一次額定.bP631/632/633/634保護功能介紹ABCNa幅值補償:系數Kamp,zkamp,akamp,bI(prim)I(sec)I(rel)Iamp,x,aIamp,x,bI(rel)I(sec)I(prim)

x,ax,ax,ax,bx,bx,bkamp,aABCNbP631/632/633/634保護功能介紹幅值補償:限制條件Restrictions:tillSWversion-602:fromSWversion-603:I-amp,x,z=kamp,z?I-x,z=Inom,CT,zIref,z(prim)(prim)?I-x,z=Sref(prim)(prim)Inom,CT,z3?

Vnom,z(prim)kamp,z5kamp,z16kamp,maxkamp,max-13kamp,max-10,7kamp,max-10,5-每一個相電流I-x,z要乘以所對應幅值補償系數Kamp,z其中x表示A,B,C三相;z表示a,b,c三側?I-x,zP631/632/633/634保護功能介紹幅值補償:FunctionparametersDIFFReferencepowerSref38.1MVA(0.1...5000.0)DIFFRef.curr.Iref,aNotmeasuredDIFFRef.curr.Iref,bNotmeasuredDIFFRef.curr.Iref,cNotmeasured

DIFFRef.curr.Iref,dNotmeasured

DIFFMatchingfact.kam,aNotmeasuredDIFFMatchingfact.kam,bNotmeasuredDIFFMatchingfact.kam,cNotmeasured

DIFFMatchingfact.kam,dNotmeasuredMAINInomC.T.prim.,enda200A(1...50000)MAINInomC.T.prim.,endb200A(1...50000)MAINInomC.T.prim.,endc200A(1...50000)

MAINInomC.T.prim.,endd200A(1...50000)

MAINVnomprim.,enda110.0kV(0.1...1500.0)MAINVnomprim.,endb110.0kV(0.1...1500.0)MAINVnomprim.,endc110.0kV(0.1...1500.0)

MAINVnomprim.,endd110.0kV(0.1...1500.0)這些值是內部計算出來的，只能讀取不能修改指變壓器各側P631/632/633/634保護功能介紹你只需要:簡單地整定向量組別!!ABCWindingaWindingb向量補償0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10or11ABCP631/632/633/634保護功能介紹你只需要:簡單地設置“with”或“without”!ABCWindingaWindingb零序電流過濾濾去零序分量不濾去零序分量ABCP631/632/633/634保護功能介紹差動電流Id

已經完成幅值和向量補償的來自a側,b側..,各相電流

制動電流IR

y表示A,B,C三相Id,y=I-vec,y,a+I-vec,y,b+I-vec,y,c+KIR,y=?

?I-vec,y,a-I-vec,y.bIR,y=?(

I-vec,y,a+I-vec,y,b+I-vec,y,c+K)差動電流和制動電流的計算用于兩圈用于兩圈以上

P631/632/633/634保護功能介紹跳閘特性1234120IdIR單側電源時的特性線Id>m1m2IR,m2整定值

啟動門檻值：Id>，斜率1：

m1，

拐點電流IR,m2，

斜率2

m2P631/632/633/634保護功能介紹跳閘特性:相關定值DIFFEnablePS1No

DIFFIdiff>PS10.20Iref(0.10...2.50)DIFFIdiff>>PS115Iref(5...30)DIFFIdiff>>>PS130Iref(5...30)DIFFm1PS10.3(0.2...1.5)DIFFm2PS10.7(0.4...1.5)DIFFIR,m2PS14.0Iref(1.5...10.0)

DIFFOp.modeharm.bl.PS1Notphase-selectiveDIFFRushI(2f0)/I(f0)PS120%(10...50)

DIFFOverflux.bl.en.PS1NoDIFFOverI(5f0)/(f0)PS120%(10...80)定值組1DifferentialCTS-Requirements一種廣泛可用于繼電器的CTS功能適用于所用差動保護的方案適用于任何繼電器無需PT引入可根據用戶需要閉鎖或指示ConventionalCTSSchemes傳統CTS方案PresenceofIOwithoutVO判斷有零序電流無零序電壓Usedonmanydevices(P14x,P34x,P44x)多數裝置中采用ReliesonsuitableVT

’sbeingavailable需要將PT引入PersistentIDIFFforagiventimedelay在給定延時內持續有差流Traditionalapproachusedonbusbarprotections用于母線保護的傳統方法ReliesondualalgorithmorCT

’stopreventmaloperationsuntiltimedelayexpires為防止指定延時內保護誤動，采用雙重算法或雙CT。傳統CT斷線判斷方法均不大適合DifferentialCTS-Principles(1)

差動CTS-原理（1）RatioofNegativetoPositivesequencecurrentismeasuredateachCTset

各側CT電流負序與正序電流比Ifratioiszero(orsmall)eitherunloaded,balancedload,threephasefaultorthreephaseCTproblem

此比率是否為零（很小），或者無載，平衡負荷，三相對稱故障或三相CT故障Ifratioisnon-zero,eitherasymmetricfaultorCTproblem

此比率是否不為零，或者非對稱故障或者CT故障RatiocalculatedatallCTends

計算所有側CTIfratioisnon-zeroattwo(ormoreends)simultaneously,itisalmostcertainlyagenuinefaultcondition&unlikelytobeaCTproblem如果二側（或更多側）同時出現此比率不為零，則不大可能為CT故障。DifferentialCTS-Principles(2)

差動CTS-原理（2）RatioofNegativetoPositivesequencecurrentcannotdistinguishbetweengenuinefaultsandCTproblems

存在負序與正序比并不能區分真正故障和CT故障Additionalcriteriaispositivesequence(load)current,I1

附加判據為正序（負荷）電流，I1Betterdetectioncriteriathanphasecurrents

優于采用相電流作判據Consideringasituationwheretheratioisnon-zeroatoneendonly

假設單側存在負序與正序比IfI1onlydetectedatoneend,systemisunloadedandthereforecalculatednon-zeroratioisduetoasingle-endfedfaultorinrushcondition

如果只有一側有I1，系統無載，因此應為單側饋入故障或涌流IfI1detectedattwo(ormore)ends,thisisaCTproblemorsympatheticinrushonparalleltransformers如果二側（或多側）有I1，應為CT故障或并行變壓器的感應涌流DifferentialCTS-Operatingcondition

差動CTS－動作條件DifferentialCTS–Signaling差動CTS－信號DifferentialCTS-Characteristicshift

差動CTS－制動特性變換CTSimpactonDIFFdependsonsetting:

AlarmMode: Idiff>(CTS)=Idiff>告警模式

(=Indicationonly)只告警

RestrainMode: Idiff>(CTS)>max.phaseloadcurrent制動模式

BlockingMode: Idiff>(CTS)Idiff>>閉鎖模式變壓器差動保護應用實例三圈變壓器差動保護單相示意圖P631/632/633/634應用實例－三圈變cP634abHV1MVHV2LV由于高壓側的兩個分支HV1andHV2的電流獨立的計入制動電流，所以在穿越性故障時有很高的安全性P631/632/633/634應用實例－自耦變3CT自耦變差動保護單相示意圖CorrectionfactorsKamp,Pmustbeequalforall3windings設置“VectorGrps.Endsb-a&c-a=0”，各側接線組別為Y/Y/Y-0設置“Iofilta,b&cEnabl”，即三側都要濾去零流分量設置“OpModeInrushdisable”，即不需要涌流閉鎖,（因為。。。）AabP633HVMVcP631/632/633/634應用實例－發變組

發變組,升壓變&廠用變保護P631/2P631/2P633P340P631/632/633/634

應用實例－單母線保護出線固定接在某一母線，沒有復雜的倒閘操作要求.BB2BB1P634P633P631/632/633/634

應用實例－單母線保護整定IdiffIrestraint200%m2=80%m1=20%Id>=1.2InIR,m2=1.8In通過CT一次額定值In和系統電壓Vn來設置Snom因此In=IrefId>應大于最大負荷電流P631/632/633/634保護功能介紹REF_1零序差動保護REFREF_2REF_3P631/632/633/634零序差動REF具有更高的靈敏性在中性點經電阻接地情況下，當發生接地故障時，一次側故障電流比較小，

因此，僅僅依靠差動保護是不能保護完整繞組的0.21.0Current(xfullload)1.00.2IPIFSourceISIFRRFaultpositionfromneutral

Differentialrelaysetting %ofStarwindingprotected

10% 58% 20% 41% 30% 28% 40% 17% 50% 7%為什么用零序差流？P631/632/633/634零序差動低阻抗

單斜率特性

雙斜率特性高阻抗零序差流的幾種形式？P631/632/633/634零序差動AgeneralguideforoperatingmodeselectionBalancedEFprotectioniswidelyacceptedtermforDeltaorisolatedstarwindingprotection低阻抗模式與高阻抗模式的比較 低阻抗模式 高阻抗模式

CT特性要求低 CT特性要求高(因為采用制動) 允許CT變比存在誤差 CT變比必須一樣

動作時間相對較慢 動作時間較快可應用于“Balancedearth 經常用于“BalancedFaultprotection” EFprotection”applicationsP631/632/633/634零序差動低阻抗模式:單斜率 (s/w601/602/603)

低阻抗模式:雙斜率 (s/w603)

高阻抗模式: (s/w603)

可以根據具體應用選擇具體的模式零序差流的幾種形式的選擇P631/632/633/634零序差動特性方程式: Id,G=Id,G>+m-IR,GId,G和IR,G計算 Id,G=|kamp,N-{I-A,I-B,I-C}+kamp,Y-I-Y| IR,G=|kamp,N-{I-A,I-B,I-C}|Kamp,N&Kamp,y用來修正CT不同變比.R,GrefId,G>/Iref=0.2Id,G/Irefm=1.00511.520.50.511.5I/Iforsinglesidefeedonly2nooperationoperationFaultcurrentcharacteristicIdiff=(INDERIVED+IyMEASURED);Ibias=INDERIVED單斜率特性P631/632/633/634零序差動特性方程式: Id,G=Id,G>+m1×IR,G－－IR,G<IR,m2

Id,G=Id,G>+m2×IR,G-(m2-m1)×IR,m2－－IR,G<IR,m2

Id,G和IR,G計算:Id=|kamp,P-{I-A,I-B,I-C}+kamp,Y-I-Y|IR=1/2-(kamp,P-max{|I-A|,|I-B|,|I-C|}+kamp,Y-I-Y|Kamp,N&Kamp,y用來修正CT不同變比.Idiff>Id/Irefm

211.520.50.511.5IR/Iref2m

1IR,m2Faultcurrentcharacteristicforsingle-end,single-phaseinfeednooperationoperationIdiff=(INDERIVED+IyMEASURED);Ibias=1/2IphMAX+IyMEASURED雙斜率特性P631/632/633/634零序差動

Usedfor87+INderived&Iphmaxcalc.abIBIAICIYREF_2P630IBIAICREF_1P630RBalancedEFUsedfor87+INderived&Iphmaxcalc.NoneutralconnectionIy=0StarwindingEF雙斜率特性兩者都適應，即繞組三角接線或星型不接地和繞組星型接地情況單斜率特性僅適用繞組星型接地的情況P631/632/633/634保護功能介紹f<>過頻/欠頻保護f<>P631/632/633/634頻率保護主要特點:獨立的四段式過/欠頻率保護動作模式:簡單的過/欠頻率檢測帶滑差（df/dt）閉鎖的過/欠頻率檢測，用于系統解耦帶平均變化率（Df/Dt）閉鎖的過/欠頻率檢測，用于低周減載動作延時可設所有動作延時的順序都可以閉鎖通過適當分配的開入量通過可編程邏輯P631/632/633/634保護功能介紹DTOC1定時限過流保護DTOCDTOC2DTOC3P631/632/633/634定時限過流保護主要特點:分相的三段式過流保護每一個功能組(DTOC1,DTOC2,DTOC3)可以自由的分配到各側可以把某兩個電流合成一個虛擬的電流

(應用于一個半斷路器接線和環形接線的情況)對于相電流、負序電流和零序電流，各有三段獨立的元件每一段的動作門檻可以設為自適應，動態的所有動作延時的順序都可以閉鎖通過適當分配的開入量通過可編程邏輯P631/632/633/634保護功能介紹IDMT1反時限過流保護IDMTIDMT2IDMT3P631/632/633/634反時限過流保護主要特點:分相的一段式反時限過流保護每一個功能組(IDMT1,IDMT2,IDMT3)可以自由的分配到各側可以把某兩個電流合成一個虛擬的電流

(應用于一個半斷路器接線和環形接線的情況)對于相電流、負序電流和零序電流，各有三段獨立的元件每一段的動作門檻可以設為自適應，動態的P631/632/633/634反時限過流保護主要特點可以選擇12種不同的反時限曲線通過保持邏輯（hold-timelogic）可以累計間歇性啟動的效應所有動作延時的順序都可以閉鎖通過適當分配的開入量通過可編程邏輯RI-typeinverseRXIDG-typeinverse100101I/IB110t/sLongtimeinverseNormallyinverse1001010.1100t/sVeryinverseExtremelyinverse101I/IBTrippingCharacteristicsperIEC255-3AdditionalTrippingCharacteristicsP631/632/633/634反時限過流保護跳閘特性(1/2)TrippingCharacteristicsperANSI/IEEEC37.112TrippingCharacteristicsperANSILongtimeinverseShorttimeinverse10010.1I/IB0.01100t/s1010.110NormallyinverseModeratelyinverseExtremelyinverse10010.1I/IB0.1100t/s10110VeryinverseP631/632/633/634反時限過流保護跳閘特性(2/2)P631/632/633/634保護功能介紹THRM1熱過負荷保護THRMTHRM2I/Iref0.80.4t/min100%t/min64%16%DJ(t)03060900306090t=30minStep-Response:P631/632/633/634熱過負荷保護特性曲線Q(t)QaQfeedQdissipation()[]()()[]0dttkdtIatdw0dQdQtdwEQdUa2ndissipatiofeed+×Q-Q×-××=Q×+-=Q×d+d=1stPrincipleofThermodynamics

(能量守恒定律):with

: temperatureoftheprotectedobject

U: internalenergy a: ambienttemperature

Q: heat w: thermalcapacity

E: energy k: coefficientofthermalconductivity

a: proportionalconstant熱能量模型P631/632/633/634熱過負荷保護P631/632/633/634保護功能介紹V/F過勵磁V/FP631/632/633/634過勵磁保護主要特點:電壓/頻率的比值兩段定時限和一段反時限，其中反時限曲線更靈活所有動作延時的順序都可以閉鎖通過適當分配的開入量通過可編程邏輯P631/632/633/634保護功能介紹LIMIT極限值監視LIMITP631/632/633/634極限值監視極限值監視功能（LIMIT）監視如下量是否越限:直流PT100溫度繞組相電流

每一個監視功能都提供2段定值，包括極大值和極小值，每一段有獨立的延時用于告警。LIMITIDC,lin>Blocked(0.100...1.100)LIMITIDC,lin>>Blocked(0.100...1.100)LIMITtIDC,lin>Blocked(0.00...20.00)LIMITtIDC,lin>>Blocked(0.00...20.00)LIMITIDC,lin<Blocked(0.100...1.100)LIMITIDC,lin<<Blocked(0.100...1.100)LIMITtIDC,lin<Blocked(0.00...20.00)LIMITtIDC,lin<<Blocked(0.00...20.00)

LIMITT>200°C(-20...+200)LIMITT>>200°C(-20...+200)LIMITtT>Blocked(0...1000)LIMITtT>>Blocked(0...1000)LIMITT<-20°C(-20...+200)LIMITT<<-20°C(-20...+200)LIMITtT<Blocked(0...1000)LIMITtT<<Blocked(0...1000)P631/632/633/634極