Q/GDNZ.JB42.004-2003標準備案號：126-2004數字式變壓器保護技術說明書國電南京自動化股份有限公司GUODIANNANJINGAUTOMATIONCO.,LTD數字式變壓器保護技術說明書批準國電南京自動化股份有限公司2005年2月版本聲明本說明書適用于SGT756數字式變壓器保護V1.3版本本說明書為SGT756數字式變壓器保護V1.3版本軟件的說明書，其中包含變壓器常規差動保護，斷線告警過負荷告警等功能。其保護功能可以滿足220kV及以下電壓等級變壓器保護的要求。2.硬件體運算速度快。產品說明書版本修改記錄表9876543山西220kV版V1.32正式第一版V1.22004.121初始版V1.12004.10序號說明書版本號軟件版本號修改日期*本說明書可能會被修改，請注意核對實際產品與說明書的版本是否相符*2005年5月第3版第2次印刷版本聲明1概述………………………錯誤!未定義書簽。1.1適用范圍………………錯誤!未定義書簽。1.2基本功能及技術特點…………………錯誤!未定義書簽。1.3型號及使用范圍、配置情況………錯誤!未定義書簽。2技術性能及指標………………………錯誤!未定義書簽。2.1工作環境………………錯誤!未定義書簽。2.2額定參數………………錯誤!未定義書簽。2.3主要技術指標………………………錯誤!未定義書簽。2.3.1功率消耗……………錯誤!未定義書簽。2.3.2過載能力……………錯誤!未定義書簽。2.3.3電流電壓回路精確測量范圍……………………錯誤!未定義書簽。2.4保護動作精度………………………錯誤!未定義書簽。2.4.1測量元件精度……………………錯誤!未定義書簽。2.4.2分相差動保護、零序差動保護…………………錯誤!未定義書簽。2.4.3后備保護……………錯誤!未定義書簽。2.5絕緣性能………………錯誤!未定義書簽。2.5.1絕緣電阻……………錯誤!未定義書簽。2.5.2介質強度……………錯誤!未定義書簽。2.5.3沖擊電壓……………錯誤!未定義書簽。2.5.4耐濕熱性能…………錯誤!未定義書簽。2.6抗電磁干擾……………錯誤!未定義書簽。3系統/裝置構成…………錯誤!未定義書簽。3.1裝置的構成特點……………………錯誤!未定義書簽。3.2結構、外觀及安裝尺時……………錯誤!未定義書簽。3.3背板布置………………錯誤!未定義書簽。4裝置工作原理…………錯誤!未定義書簽。4.1產品硬件構成原理說明………………錯誤!未定義書簽。4.2軟件工作原理………………………錯誤!未定義書簽。4.3裝置起動………………錯誤!未定義書簽。4.4差動保護………………錯誤!未定義書簽。4.5后備保護………………錯誤!未定義書簽。4.6告警功能及其它輔助功能…………錯誤!未定義書簽。4.7通信及通信規約………………………錯誤!未定義書簽。5訂貨須知及其他…………錯誤!未定義書簽。附錄A山西220KV主變保護配置和定值說明…………錯誤!未定義書簽。1.保護配置…………………錯誤!未定義書簽。2,定值及說明……………錯誤!未定義書簽。2.1差動保護………………錯誤!未定義書簽。2.2高后備保護………………錯誤!未定義書簽。2.3中后備保護……………錯誤!未定義書簽。2.4低后備保護……………錯誤!未定義書簽。31.1適用范圍SGT756系列數字式變壓器保護裝置是以差動保護、后備保護和瓦斯保護為基本配置的成套變壓器保護裝置，適用于750Kv、500kV、330kV、220kV等大型電力變壓器。本系列保完成變壓器所有的電量保護功能。后備保護可以用邏輯圖靈活配置。1.2基本功能及技術特點單裝置可實現全套電氣量保護，各保護功能由軟件實現。裝置包括多種原理的差動保護，裝置含有全套后備保護功能模塊庫，可根據需要靈活配置，功能調整方便。1.差動保護：差動速斷二次諧波制動穩態比率差動：波形分析制動穩態比率差動：故障分量差動；2.零序差動保護零序差動速斷零序差動3.后備保護：相間阻抗保護；接地阻抗保護；復壓閉鎖方向過流保護(可選擇是否經復壓閉鎖、帶方向);零序方向過流保護(可選擇零序電流電壓TA、TV取自產或專用通道；是否經零序間隙保護(零序過流、零序過壓)非全相保護;4過激磁保護;過負荷告警;TA、TV斷線告警；啟動通風功能。1高性能硬件速度大于100MIPS的32位CPU+DSP系統采樣速率為%點(可為144點)的16位的模數轉換系統接口顯示器采用10.4寸大屏幕真彩液晶，操作方式采用高可靠性的觸摸屏，并具有USB接口。2高可靠性在單層機箱內可采用雙CPU板同時工作，實現雙套電氣量保護與門保護出口。即實現雙AD采樣、雙DSP并行邏輯判斷處理，出口回路實行雙CPU出口互鎖，3強電磁兼容性裝置采用背插式和特殊的屏蔽措施，裝置能承受GB/T17626-1998等級為5級的工頻磁場抗擾度試驗、5級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗、4級的靜電放電抗擾度試驗、4級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、4級的振蕩波抗擾度試驗3級的射頻電磁場輻射抗擾度試驗、3級的浪涌(沖擊)抗擾度試驗、3級的射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗。4單裝置完成所有電氣量功能裝置可以提供一臺變壓器所需要的全部電氣量，適用于各種變壓器TA接線型式。5邏輯圖編程設計各保護功能模塊化設計，各類工程配置不同的邏輯圖即可實現各種保護配置。6保護裝置對變壓器進行運行狀態識別，并采用多種差動原理判別變壓器是否發生 5a.故障分量差動：不受負荷電汰小的影響，濾取故障特征量，進行差動判斷，保護動作快速，動作靈敏性高b.二次諧波穩態比率差動：正常的比率差動,保證區內快速動作，區外故障不誤c.波形分析穩態比率差動：實現分相制動保證變壓器在空投到故障情況下，保護快7豐富、實用的界面設計操作系統采用VxWoiks,操作簡單易掌握。界面可隨時顯示各側電流、電壓及其相位；差流情況；壓板狀態等運行相關量。8完善的事件記錄和故障錄波功能保護故障波形記錄周波所有電流電壓量，可以波形的形式顯示，同時顯示差動保護記錄的差流，諧波等相關量、后備保護記錄的的電流、電壓向量圖等。9強大的通信功能保護具有兩個以太網接口，兩個通信串口RS485/RS232/RS422可選擇，一個RS22打印接口，一個USB口。通信規約采用南自94規約、IEC60870-5-103規約。1.3型號及使用范圍、配置情況SGT756A、SGT756B、SGT756C適用于330kV及以上電壓等級的變壓器保護。SGT756D、SGT756E、SGT756F、SGT756G、SGT756GA適用于2200kV電壓等級的變壓器保護。具體軟件版本和保護配置和定值見附錄2技術性能及指標2.1工作環境1.環境溫度：-15℃~+55℃2.相對濕度：3.大氣壓力：62.2額定參數1.額定直流電源電壓：220V或110V(訂貨注明)。2.交流額定電壓：相電壓100/√3V,開口三角形100V。3.交流額定電流：4.交流額定頻率：2.3主要技術指標2.3.1功率消耗1.直流回路：正常工作時≤30W保護動作時≤60W2.交流電流回路：3.交流電壓回路：≤0.2VA/相1.直流電源回路：80%～115%額定電壓，連續工作。2.交流電流回路：2倍額定電流,連續工作10倍額定電流，工作10s20倍額定電流，工作1s3.交流電壓回路：1.5倍額定電壓,連續工作2.3.3電流電壓回路精確測量范圍1.電流精確測量范圍：0.15A～100A(TA=5A)0.05A～20A(TA=1A)2.電壓精確測量范圍：0.15V～100V(相電壓)72.4保護動作精度2.4.1測量元件精度刻度誤差溫度變差在工作環境溫度范圍內,≤2%綜合誤差2.4.2分相差動保護、零序差動保護整組動作時間：差動速斷≤20ms(1.5Io)差動、零差≤30ms(1.3Iop)2.4.3后備保護動作時間整定范圍：50ms—1000s2.5絕緣性能2.5.1絕緣電阻正常環境下,裝置的帶電部分和非帶電部分以及對外殼之間電氣上無聯系的各電路之間絕緣電阻值(用500V的搖表測量),不小于10OMQ。2.5.2介質強度在正常環境下，裝置能承受OHz、2000V歷時1min的工頻耐壓試驗，無擊穿閃絡及元件損壞現象(試驗過程中，任一被試驗回路施加電壓時其余回路應互聯接地)。在正常環境下，裝置的電源輸入回路、交流輸入回路、輸出回路觸點對地，及回路之間,能承受1.2/50μs的標準電波沖擊電壓試驗(試驗電壓5kV)。82.5.4耐濕熱性能裝置能承受B/2423.9第21章規定的濕熱試驗。最高試驗溫度+40℃±2℃,最大濕度(93±3)%,試驗時間為Bh。每一周期歷時24h的交變濕熱試驗，在試驗結束前2h內根據2.5.1的要求，測量各導電電路對非帶電金屬部分及外殼之間電氣上無聯系的各回路之間的絕緣電阻不小于15MQ,介質耐壓強度不低于2.3.2規定的介質強度的試驗電壓幅值2.6抗電磁干擾靜電放電抗干擾度通過GB/T176262—1998標準、靜電放電抗干擾4級試驗。射頻電磁場輻射抗干擾度通過GB/T176263—1998標準、射頻電磁場輻射抗干擾度3級試驗電快速瞬變脈沖群抗擾度通過GB/T176264—1998標準、電快速瞬變脈沖群抗擾度4級試驗。浪涌(沖擊)抗擾度通過GB/T17626.5標準、浪涌(沖擊)抗擾度3級試驗。射頻場感應的傳導騷擾度通過GB/T17626.6—1998標準、射頻場感應的傳導騷擾度3級試驗c工頻磁場抗擾度通過GB/T17626.8—1998標準、工頻磁場抗擾度5級試驗脈沖磁場抗擾度通過GB/T176269—1998標準、脈沖磁場抗擾度5級試驗。阻尼振蕩磁場抗擾度通過GB/T17626.10—1998標準、阻尼振蕩磁場抗擾度5級試驗。振蕩波抗擾度通過GB/T17626.12—1998標準、振蕩波抗擾度4級試驗。 輻射發射限值試驗 93系統/裝置構成3.1裝置的構成特點裝置為標準6U機箱，基本結構為整面板、背插式結構。整面板包括可觸摸操作的彩色液晶顯示器，信號指示燈。一個鼠標或鍵盤的串行接口，一個USB接口。本裝置各插件自帶拔插端子，各插件之間的聯系采用母板總板，母板上只有內部試驗的5V、24V電壓等級的回路連線，減少了電磁干擾，增強裝置抗干擾能力，提高其可靠性和安全性。母板連線采用單元插槽式，出口跳閘和信號指示可靈活配置。3.2結構、外觀及安裝尺寸 圖3.2.2開孔尺寸圖3.3背板布置裝置的背面布置如圖33.1所示。23456789電源指示電源開關23456789SING123456789TRIP3TRIP223456789TRIP123456789MMI23456789網口1光纖接口網口2CPU2234CAC2NO1NO2NO3U7’U9’AC11IA’2IA’3IA’4IA’5IA’7IA’8IA’9IA’12IAl12IA'AC14IA’1IA’4IA’1IA’3IA’9IA’223344AD及IC擴展光纖接口調試網口56789AD及IC擴展光纖接口調試網口打印串口 圖3.3.1裝置的背板布置圖啟動控制USB4裝置工作原理4.1產品硬件構成原理說明4.1.1硬件系統框圖及說明整個裝置硬件結構框圖如圖:模擬量輸入AT模件數據采集和I0擴展模擬量輸入AT模件主控模件4-光纖接口一主控模件4←采樣同步-4-光纖接口-1采樣同步4-光纖接口-1采樣同步--擴展GPS對時——IRAG-B—至后臺監控EtherNet2→至打印機—RS232-主控模件監控及通信模件—MMI—MMI通信示燈)輸入I/0模件至PC機輸入I/0模件圖裝置硬件結構圖交流模件AC采入電流、電壓量將其轉換為小電壓信號并經低通濾波后分別進入主控模件1的CPU1和主控模件2的CPU2。經AD轉換后，進入主控模件進行保護邏輯運算及出口跳閘，同時完成事件記錄、與人機對話模件MMI的通信。主控模件1和主控模件是完全相同的模件，均具有獨立的AD轉換通道、定值程序儲存區，可單獨進行保護計算。通過跳線選擇，主控模件1和主控模件2可分別進行差動、后備保護計算，或將主控模件1和主控模件2設置成雙機主后一體并行工作。出口跳閘板設有互鎖回路，當主控模件1和主控模件2并行工作時，只有主控模件1和主控模件2同時出口發跳閘命令，跳閘繼電器才能起動。A/DA/DCPU1保CPU2保CPU1發K1跳令CPU1發DSP2低通交流濾量濾波輸入圖雙CPU并行工作時出口互鎖回路4.1.2主要部件(插件)或功能模塊工作原理圖電壓輸入元件由電壓變換器構成，其輸入為交流50V時輸出交流為1167V左右。線電流輸入元件由電流變換器和并聯電阻構成：a)In=5A,輸入In時輸出為0.166V,線性范圍0.10～100A;b)In=1A,輸入In時輸出為0.166V,線性范圍0.04A~20A;裝置可接受2路強電開關量輸入。CPU插件由以下幾部分構成1)CPU系統裝置采用32位高速數字信號處理器(TMS320VC33),可擴展512K×32位片外高速RAM存貯器，512K×8位fash存儲器，存儲固化程序，512k×16位flash存貯器可存儲大量的錄波數據。裝置具有實現各種復雜的故障處理及記錄能力。2)數據采集系統模擬量輸入信號首先經一階RC濾波器及采樣保持器，再經多路模擬開關和運放比例衰減,連接到A/D轉換器的輸入端上，采用六片AD7665進行A/D轉換，片內自帶采樣/保持器，分辨率為16位。信號輸出(SINGNAL)裝置信號板可輸出三組每組6個信號，一組帶保持，兩組不帶保持。圖為裝置信號輸出接點圖，端子定義見圖。9SX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X14X17X19X20X21X22X24X25X26X27X28X30 X32X33X34 X33X34圖裝置信號輸出接點圖裝置跳閘板提供16組跳閘繼電器,共計16付無源跳閘接點。通過跳閘出口的整定來定義各繼電器所對應的斷路器跳閘及閉鎖重合、啟動失靈等功能。圖為裝置跳閘輸0Un?OT11OUT14X1X2X3X4X5X6X7X8X9X13X14X15X21X22X25X26X27X28X29X30X31X32圖裝置跳閘輸出接點圖本插件為直流逆變電源插件。直流220V或110V電壓輸入后，經抗干擾濾波回路后，利用逆變原理輸出本裝置需要的五組直流，即3.3V,5V,15V,24V,五組電壓均不共地，且采用浮地方式，同外殼不相連。4.1.3插件外接端子說明裝置背視從右向左插件依次為交流、CPU、人機對話、跳閘、信號、開入量及電源模件。在裝置原理圖中，以1X、2X表示裝置插件號，次序以背視從右向左，數字表示端子如8X1,表示8號板,1表示板上部端子頭的第一個端子。裝置具有獨力的MMI模件用來控制觸摸屏與保護CPU,保護與監控系統之間的信息交換。MMI模件采用VxWorks操作系統。具有兩個串口和兩個網口。通過數據總線和控制總線與液晶和觸摸屏相連接，同時通過HDLC將相關保護信息在CPU1、CPU2和液晶和觸摸屏之間傳遞。裝置界面的USB接口與PC機相連，對人機界面進行操作。4.1.5故障錄波裝置具有錄波功能，保護CPU可錄10次啟動后500ms差動保護故障波形?？梢砸圆ㄐ蔚男问皆诤笈_分析軟件Sgview上顯示。狀態位錄波可以記錄差動保護差流，諧波等相關量，后備保護顯示相應的電流、電壓向量圖，還可記錄并顯示故障時相應的定值、壓板狀態。裝置還可以記錄100次故障或告警事件。裝置MMI模件提供串口與打印機相連，可直接從裝置打印，也可通過通訊到后臺工程師站打印。4.1.7通信聯絡裝置具有兩個以太網口,兩個串口(RS422/RS232/RS485可選)用于與后臺工程師站、監控系統通訊。4.2軟件工作原理4.2.1保護功能程序裝置在運行狀態下主程序按固定采樣中斷頻率進行采樣，正常采樣采集電流、電壓量、開關量。根據電流、電壓、開關量是否滿足起動條件決定程序是進入故障計算，還是正常運行。在故障計算進行差動及后備保護的判別。4.3裝置起動保護程序采用檢測擾動的方式決定是進入故障處理還是進行正常的運行，自檢等工作。啟動元件同時還用來開放跳閘出口繼電器的正電源，只有在啟動狀態下保護動作元件動作后才能出口，否則無法跳閘。1)差流瞬時值起動保護啟動元件用于開放保護跳閘出口繼電器的電源及啟動該保護故障處理程序。各保護CPU的啟動元件相互獨立，且基本相同。啟動元件包括差流啟動元件、差流突變量啟動元件。任一啟動元件動作則保護啟動。a)差電流啟動元件的判據為：當任一差動電流瞬時值連續三次大于啟動門坎時，保護啟動。b)差流突變量起動元件判據/[id(k)-id(k-n)]-[id(k-n)-id(k-2n)]/≥0.15Ink為當前采樣點，(k-n)為當前采樣點前推一周波的對應采樣點，id(k)為當前差動瞬時2)間隙零序電流、零序電壓起動當接地系統中變壓器中性點不接地運行時，此元件用來開放相應的間隙過電流、過電壓保護。啟動量：接地系統中間隙電流量和開口三角零序電壓量起動條件：間隙零序電流大于“間隙過流啟動倍數×本側額定電流(二次值)”,零序電壓開口三角形零序電壓大于間隙零序電壓整定值的075倍。3)相電流突變增量起動利用系統擾動時，相電流會發生突變的變化特征使保護進入故障處理程序。啟動量：所有電流量。起動條件：相應側的突變增量|適用保護：相間阻抗保護、接地阻抗保護、復壓(方向)過流保護、零序(方向)過流保護、間隙保護、公共繞組零序過流、非全相保護。4)自產零序電流起動針對變壓器接地故障，也為防止轉換性故障，多條線路相繼故障及小匝間故障等情況下，相電流突變量啟動可能失去重新啟動能力。啟動量：接地系統三相電流量，由軟件自產零序電流。起動條件：零序電流大于相應側的零序電流起動值適用保護：相間阻抗保護、接地阻抗保護、復壓(方向)過流保護、零序(方向)過流保護、間隙保護、公共繞組零序過流、非全相保護。5)專用零序TA電流起動啟動量：接地系統專用零序電流量起動條件：零序電流大于相應側的零序電流起動值適用保護：零序過流保護。6)過激磁起動啟動量：大型變壓器高壓側電壓通道起動條件：三相相電壓最大值大于過激磁起動值適用保護：過激磁保護。7)開關量起動啟動量：指定的開關量。起動條件：指定的開關量的開關量被置“1”。適用保護：非全相保護、失靈(接受母線保護失靈接點跳主變三側),及聯切等。電力變壓器在運行時，由于聯接組別和變比不同，各側電流大小及相位也不同。需通過數字方法對TA聯接和變比進行補償。其消除電流大小和相位差異。4.4.1差動算法穩態比率差動比率制動曲線動作判據為：三側差動：Ia=|I?+I?+I?|;五側差動：Ia=|I?+I?+I?+I?+Is|;差動動作條件：(1)Ia≥lop,I?<0.8I?(2)Ia≥(I?-0.8I?)*K?+lop,0.8In<Ir<3InI,=(I?|+|I?|+|I?|+|I?|+|Is|)/2;(3)Ia≥(Is-3I?)*K?+(3I?-0.8L?)*K?+lop,3I?<I?I3為三側電流；lop為差動保護電流定值；Id為變壓器差動電流;圖穩態比率差動制動曲線Is為變壓器差動保護制動電流，K?,K2為比率制動的制動系數，軟件設定為K=0.5,K?=0.7。故障增量(采樣值)差動故障增量電流是由從故障后電流中減去負荷分量而得到，用△計故障增量△il=i1一ill;△i2=i2-i21;下標L表示正常負荷分量，取當前采樣點的前一個周波對應的采樣點。在故障增量差動中，△id為故障增量差動電流和△ir為故障增量制動電流,即差動電流：△id=|Z△in|;圖故障量差動制動曲線△id>△iop.min+(△ir-△Ir.0)*k,當△ir>=△Ir.0與傳統比率差動繼電器相比忽略變壓器各側負荷電流誤差之后，故障分量原理與傳統原理的差動電流相同，主要不同表現在制動量上，發生內部輕微故障(如單相高阻抗接地或小匝間短路)時，這時制動電流主要由Iu決定，從而使傳統差動保護中制動量大而降低了靈敏度。發生外部故障時，制動電流主要取決于△I,因此故障分量與傳統原理的制動電流相當，不會引起誤動。在實際差動計算時，還可以采用采樣值故障分量，即逐點計算故障量是否滿足故障分量差動條件,在一個周波內有S個點滿足差動條件，故障分量采樣值差動差動保護動作。4.4.2勵磁涌流鑒別變壓器在空投或區外故障切除電壓恢復過程中，變壓器內部會產生勵磁涌流，而變壓器在空投前后各通道狀態量變化非常明顯，裝置采用了狀態識別方式來提高判別的可靠性二次諧波制動二次諧波制動是利用變壓器勵磁涌流時波形的前半周與后半周不對稱，因而含有豐富的二次諧波這一波形特征來鑒別勵磁涌流的。計算三相中的最大二次諧波與最大基波的比4.4.2輕微過激磁閉鎖由于大型變壓器工作磁密接近飽和磁密，故很容易過激磁。一旦過激磁，可能引起差動保護誤動。變壓器過激磁時，將產生很大的差流。差流中通常含有大量的五次諧波。為此本裝置采用五次諧波閉鎖差動保護，濾取五次諧波，采用分相“或”門閉鎖方式，即三相差流中有一相五次次諧波含量達到閉鎖定值就關閉差動保護。一旦系統嚴重過激磁(即過激磁倍數超過1.4倍)即解除五次諧波閉鎖差動保護。4.4.3TA斷線閉鎖TA斷線報警及判據見46.3,可通過控制字選擇TA是否閉鎖差動保護，當差流大于1.2倍高壓側額定電流時,解除TA斷線閉鎖差動功能。4.4.4差動保護動作邏輯差動保護動作判別，將上述差動原理及閉鎖條件等綜合運用，并利用各側電壓量有效的識別變壓器各種工況，根據變壓器不同運行狀態分別進行差動判別。差動速斷保護采用采樣值故障分量差動速斷和傅氏算法差動速斷進行差流計算。大于定值出口，無其他閉鎖條件。差動保護上述差動保護原理考慮變壓器工作狀態進行綜合運用，不同原理的差動保護采用不同空投的閉鎖條件，并經輕微過激磁閉鎖，及TA斷線及飽和閉鎖。No啟動開始時間t=10msNoYes10ms<t<20msNoNoYesNoYesYesNoYesNoNoYesYes圖差動保護流程4.5后備保護4.5.1相間阻抗保護相間阻抗保護通常用于30～500kV變壓器高中壓側，作為變壓器內部及引線、母線、相鄰線路相間故障后備保護。阻抗特性為具有偏移特性的阻抗圓，偏移阻抗圓方向可整定。當將反向偏移整定值整定為100時，阻抗保護為全阻抗保護。本保護最多可配置三段，每段三時限，跳閘邏輯可在線整定。TV斷線時，相間阻抗保護被閉鎖，TV斷線后若電壓恢復正常，相間阻抗保護也隨之恢復正常。接入裝置的電流、電壓均取自本側，TV、TA如圖13.1所示，TA正極性在母線側，定值中的指向均以此極性為基準。阻抗元件動作特性如圖45.1.1所示，阻抗方向指向變壓器。Zp為阻抗元件正向阻抗，Zn為阻抗反向阻抗，φ為阻抗角。圖阻抗元件動作特性相間阻抗動作條件：1)相間阻抗ZAB、ZBc、ZCA中任一阻抗值落在阻抗圓中。2)符合動作阻抗條件相的相電流大于相間阻抗相電流門檻值。(相間阻抗相電流門檻值為內部設定參數)。如AB相間阻抗滿足動作條件，那么A或B相電流要達保護啟動保護啟動AB相間阻抗滿足動作條件ANDBC相間阻抗滿足動作條件ANDCA相間阻抗滿足動作條件ANDANDT2TV斷線第二時限控AND制字投入第三時限控制字投入相間阻抗保護壓板投入第一時限控制字投入TV斷線控制字投入保護動作信號出口2出口3出口1T3T1ANDANDANDANDANDAND圖相間阻抗保護邏輯框圖4.5.2接地阻抗保護接地阻抗保護通常用于30～550kV變壓器高中壓側，作為變壓器內部及引線、母線、相鄰線路接地故障后備保護。為具有偏移特性的阻抗圓，并經零序電流閉鎖，偏移阻抗圓方向可整定。當將反向偏移整定值整定為100%時，阻抗保護為全阻抗保護。本保護最多可配置三段，每段三時限，跳閘邏輯可在線整定。TV斷線時，接地阻抗保護被閉鎖，TV斷線后若電壓恢復正常，接地阻抗保護也隨之恢復正常。接入裝置的電流、電壓均取自本側，TV、TA如圖13.1所示，TA正極性在母線側，定值中的指向均以此極性為基準。阻抗元件動作特性如圖45.1.1所示，阻抗方向指向變壓器。Zp為阻抗元件正向阻抗，Zn為阻抗反向阻抗，φ為阻抗角。接地阻抗動作條件1)接地阻抗ZA、Zg、ZC中任一阻抗值落在阻抗圓中。2)符合動作阻抗條件的那相相電流大于接地阻抗相電流門檻值。(接地阻抗相電流門檻值為內部設定參數)。如A接地阻抗滿足動作條件，那么A相電流也要3)自產零序電流310大于零序電流閉鎖定值。保護啟動A接地阻抗滿足動作條件ANDA相電流大于動作門檻B接地阻抗滿足動作條件B相電流大于動作門檻AND保護動作信號C接地阻抗滿足動作條件C相電流大于動作門檻零序電流3I0大于定值TV斷線TV斷線控制字投入ANDANDOR第一時限控制字投入AND第二時限控第三時限控ANDANDANDT2T3ANDANDAND出口1出口2出口3圖.1接地阻抗保護邏輯框圖4.5.3復合電壓閉鎖(方向)過流保護過流保護作為外部相間短路和變壓器內部相間短路的后備保護。一般采用復合電壓閉鎖防止誤動。對雙電源端網絡的三繞組變壓器和聯絡變壓器，為盡可能縮小事故范圍，滿足選擇性要求，在高、中壓側加裝相間功率方向來選擇過流保護的動作側。提供控制字選擇是否經復壓閉鎖，是否帶功率方向選擇，及其指向。本保護最多可配置三段，每段三時限，跳閘邏輯可在線整定。接入裝置的電壓均取自本側或對側(可選擇),TV、TA如圖13.2、1.3.3所示，TA正極性在母線側，定值中的指向均以此極性為基準。1)過流元件2)復合電壓元件復合電壓指相間低電壓或負序電壓。其動作判據為(U?<UrLxe)或(3U?>3U?sel)。3U2為負序電壓，3U?set序電壓定值。對于變壓器某側的各段過流保護均可經復合電壓標志控制字來決定保護是否要經過復合電壓閉鎖。當復合電壓標志投入時,此段過流保護經過復合電壓閉鎖。同時，可以通過復合電壓閉鎖控制字來選擇是經過本側復壓閉鎖還是引入其它側電壓作為閉鎖電壓，或是使用幾側復壓的“或”邏輯作為閉鎖條件。例如：對于高壓側過流保護，在復合電壓閉鎖控制字中，如“高壓側復合電壓閉鎖投退”投入；“中壓側復合電壓閉鎖投退”投入；“低壓側復合電壓閉鎖投退”退出。則此段過流保護經過高、中壓側復合電壓“或”邏輯3)TV斷線對復合電壓元件影響：選擇一：置為0時，當判斷出本側TV異常時，本側復壓元件不會滿足條件，本側復合電壓過流保護可經其它側復合電壓閉鎖過流保護經過其它側復合電壓閉鎖投入情況)。選擇二：置為1時，當判斷出本側TV異常時，復壓元件滿足條件，這樣復合電壓過流保護就變成單純的過流保護。ANDTV斷線滿足OR復合電壓條件滿足負序電壓條件滿足圖TV斷線時對復合電壓影響的邏輯相冬4)功率方向元件方向元件采用正序電壓，帶有記憶性，近處三相短路時方向元件無死區。電流電壓回路采用90度接線。以下圖例是以電流為參考相位，固定在0度角，改變電壓的角度，當方向指向指向變壓器時，最大靈敏角-45°。其動作判據為：a～Upc,Io～Uca,Ie～Uab三個夾角(電流落后電壓時為正),其中任一夾角滿足一135°<φ<45°,且與之對應的相電流大于過流定當方向指向指向母線(系統)時，靈敏角135。其動作特性見圖。a)方向指向變壓器b)方向指向母線(系統)圖功率方向元件動作特性各段過流保護保護均可經方向控制控制字來決定保護是否經方向閉鎖，如方向控制設為“退出”,則此段保護為過流保護不帶方向。A相電流大于定值AND、U,功率方向滿足B相電流大于定值ANDC相電流大于定值方向過流條件滿足、U功率方向滿足過流條件滿足AND圖(方向)過流保護邏輯框圖5)TV斷線對方向元件的影響：裝置設TV斷線影響方向控制字，用于TV斷線時方向元件的處理。斷線時，保護仍按原方向過流保護邏輯進行判別，因電壓元件不正確，方向元件可能會誤判。選擇二：“閉鎖保護”,將斷線側方向過流保護閉鎖，此時方向過流保護暫時退出運行，直至TV電壓恢復正常。選擇三：:“方向轉移”TV斷線時方向元件電壓取原方向元件電壓的對側電壓，作為方向閉鎖元件的電壓，直至TV電壓恢復正常。選擇四：“退出方向”將斷線側方向過流保護的方向退出，保護變為純過流保護。保護啟動復壓閉鎖投入高壓側復壓投入中壓側復壓滿足條件中壓側復壓投入低壓側復壓滿足條件低壓側復壓投入不處理ANDAND第一時限控制字投入保護動作信號出口1TV斷線控制字(四選一)退出方向OR方向轉移閉鎖保護AND第二時限控制字投入第三時限控字投入T2T3出口3保護帶方向控制字本側電壓r(1,t)方向過流滿足條件本側電流過流滿足條件對側電電壓方向過流滿足條保護壓板投入圖復合電壓(方向)過流保護邏輯框圖4.5.4零序(方向)過流保護零序(方向)過流保護作為變壓器中性點接地運行時，變壓器繞組、弓線及相鄰元件接地故障的后備保護。本保護最多可配置三段，每段三時限，跳閘邏輯可在線整定?？赏ㄟ^控制字選擇各段零序過流是否經過方向閉鎖，零序電壓閉鎖及二次諧波閉鎖。1)零序過流元件零序過流通過“零序電流值選取”控制字來選擇零序過流元件的電流取自自產零序TA或中性點零序TA。如選擇自產零序310=1?+l?+Ie,其動作判據為：31o>loLsro其中為Ia、b、Ic三相電流IoLs序過流定值。2)方向元件各段零序過流保護保護坷經方向控制控制字來決定保護是否經方向閉鎖，如方向控制設為“退出”,則此段保護為零序過流保護不帶方向。方向元件所采用的零序電流、零序電壓。如圖1.3.2、1.3.3所示，保護零序電流可以采用各側自產零序電流或采用中性點零序電流，零序電壓也可使用各側自產零序電壓或采用開口三角零序電壓。共有四種方式：①TA、TV均采用自產零序；②TA取中性點零序電流,TV取開口三角零序電壓；③TA采用自產零序電流,TV取開口三角零序電壓；④TV采用自產零序電壓,TA取中性點專用零序。通過控制字方向類型進行選擇。其TA極性如如圖1.3.2、1.3.3所示，自產零序電流TA正極性在母線側，中性點零序電流TA的正極性在變壓器側，定值中的指向均以此極性為基準。當方向指向指向變壓器時，最大靈敏角一80°。其動作判據為：3Uo～3I0的夾角(電流落后電壓時為正),其中任一夾角滿足190°<φ<10°,且與之對應的相電流大于過流定值當方向指向指向母線(系統)時，靈敏角100。其動作特性見圖。a)方向指向變壓器b)方向指向母線(系統)圖零序方向元件動作特性3)零序電壓閉鎖元件各段零序過流保護設有零序電壓閉鎖控制字，“零序電壓閉鎖”投入時，本段零序過流保護經零序電壓閉鎖。閉鎖電壓設置為5v。保護動作信號保護動作信號保護啟動AND零序電流條件滿足出口2T2零序電壓閉鎖條件滿，第二時限控字投入方向控制字投入第三時限控制字投入零序電流電壓方向滿方向過流保護壓板投出口3ANDANDT3圖零序(方向)過流保護邏輯框圖4)TV斷線對零序電壓閉鎖、零序方向元件的影響。零序電壓閉鎖采用自產零序電壓，當TV斷線時零序方向元件電壓采用自產零序電壓時，TV斷線對零序方向元件的影響：裝置設TV斷線影響方向控制字，用于TV斷線時零序方向元件的處理。選擇二：“閉鎖保護”,將斷線側零序方向過流保護閉鎖，此時零序方向過流保護暫時退出運行，直至TV電壓恢復正常。選擇三：:“方向轉移”TV斷線時零序方向元件電壓取開口三角形零序電壓作為方向閉鎖元件的電壓。選擇四：“退出方向”將斷線側零序方向過流保護的方向退出保護變為零序過流保護。4.5.5過激磁保護過激磁保護裝設在不帶分接頭調壓的那一側，反應大型變壓器因為電壓升高或頻率低，而使變壓器工作在磁密飽和段，使變壓器勵磁電流增大，變壓器發熱嚴重而損壞。過激磁程度可以用過激磁倍數來表示：B,B,——變壓器鐵芯磁通密度的實際值和額定值；U,U,——加在變壓器繞組的實際電壓和額定電壓；f,fn——實際頻率和額定頻率。裝置設定時限告警和反時限跳閘，反時限動作特性為七段式折線易于過激磁動作特性曲線圖反時限過激磁定值示意圖4.5.6間隙零序過流過壓保護間隙零序過流、過壓保護作為變壓器中性點經間隙接地運行時的接地故障后備保護。保護可選擇是否經中性點刀閘位置接點閉鎖。當間隙被擊穿，經間隙的電流大于整定值時，保護延時跳閘。當間隙未被擊穿而間隙零序電壓大于整定值時，保護延時跳閘。保護判據為1)電流電壓元件判據：(3lo>logset)或(3Uo>Uogsei)。2)刀閘位置判據：中性點間隙接地刀閘合。其中：3I?——間隙零序電流，取自保護裝設側中性點間隙TA;Iog——間隙零序的過流定值；3U?——間隙零序電壓，取自保護裝設側開口三角形電壓；Uog——間隙零序的過壓定值。保護啟動保護啟動AND保護動作信號接地刀閘條件投；第一時限控制字投入AND出口1接地刀閘未閉合間隙保護壓板投入間隙零序電流條件滿足零序電壓條件滿足ANDT1OR圖間隙零序過流、過壓保護邏輯框圖4.5.7中性點零序過流保護作為自耦變壓器接地故障的后備保護，其動作判據36>Iom。其中：3Io——中性點零序電流，電流取自公共繞組TA;Ion——中性點零序的過流定值;4.5.8非全相保護當某側分相斷路器某相拒跳(檢測到斷路器位置不對應)時，再檢測到同時相應側有一定的零序電流或負序電流，保護動作出口跳本側斷路器或變壓器各側斷路器。(本保護僅適用于分相跳閘的斷路器)。1)電流元件判據312)斷路器位置判據：三相位置不對應的空接點。其中：3I?——零序電流，由三相電流在軟件中自產31o=Ia+I?+Ic;Ino——非全相零序過流定值；I?——負序電流，由三相電流在軟件中自產3I=(la+αlo+a2Ie);I??——非全相負序過流定值。保護啟動保護啟動OR電流閉鎖條件投入零序電流條件滿足負序電流條件滿足非全相保護壓板投第一時限控制字投入保護動作信號OR4.6告警功能及其它輔助功能4.6.1零序過壓保護由于220kV～500kV變壓器低壓側繞組通常為三角形接法，不接地系統。當發生一點接地時系統電流無變化，系統仍然可以運行，但已對系統構成潛在的威脅。本保護通過對低壓側3UO的監視，對這種故障給予提示告警。4.6.2過負荷保護過負荷保護可裝設在高、中、低側及公共繞組側。它主要起告警作用，提醒運行人員及時調整變壓器運行方式。保護有控制字可進行保護的投退。4.6.3TA異常判別TA斷線判據：以下條件均滿足判TA斷線。a)有電流變化量△I>0.Ib)有差流產生Ia>0.15I(內部設定，為高壓側額定電流)c)斷線相單相電流小于定值<0.04I(I為TA的交流額定電流d)有零序電流3Io>0.1I(內部定值設定)4.6.4TV異常判別。單相電壓Min(Ua,Ub,Uc)<20V,零序電壓大于20V。(其設定值程序內定不可調整)。TV斷線判據二：判三相斷線。如在不啟動條件下滿足a)、b)則判TV斷線。a.三相電壓均小于12V;b.單相電流大于0.05A;4.6.5其它輔助功能裝置配有過流閉鎖調壓、起動冷卻器通風等異常保護，可分別通過定值來整定。其中閉鎖調壓可通過插件跳線來選擇常開或常閉接點。起動冷卻器通風輸出四付常開接點，且為了防止電機頻繁啟動其返回系數為85%。4.7通信及通信規約裝置可上傳保護動作信息、告警信息及擾動數據；支持遠方修改定值、切換定值區，投切軟壓板；同時可召喚當前采樣值。通訊規約采用EC60870-5-103規約、南自94規約。5訂貨須知及其他a)產品型號、名稱、訂貨數量；b)交流電流、電壓、頻率額定值，變壓器容量及接線形式,TA、TV變比；c)直流電源額定值；d)由保護或自動裝置起動的跳、合閘回路額定電流；e)收貨地址及時間；f)組屏要求及屏的尺寸及色標；g)用戶要求配合事項，h)特別聲明事項附錄山西220kV主變保護配置和定值說明水間隙過壓TA1復壓過流方向零序過流零序過流差動速斷*TV4TA4TA535kV水*TA6TA7間隙零序過流復壓過流TV6TA3水復壓方向過流復壓過流方向零序過流零序過流220kVTV3TV1山西版本保護啟動FcYh20XB保護啟動FcYh20XB1.2保護邏輯及配置發保護動作信號發保護動作信號調各側開關Idc發保護動作信號波形分析制動比率差動調各側開關Ide發保護動作信號突變量差動保護調各側開關Idte發保護動作信號差動速斷Idqb調各側開關IdncTA斷線發TA斷線信號二次諧波制動比率差動保護啟動IdtaIdneIdtbIdbIdaIdb主保護邏輯圖高壓側復合電壓中壓側復合電壓低壓側復合電壓三側復合電壓保護啟動保護啟動三側復合電壓三側復合電壓控制字uct1lt1lt1lt1l高壓側后備保護邏輯圖發保護動作信號2XB跳本側母聯2XB跳本側開關發保護動作信號跳各側開關發保護動作信號8XB跳本側母聯跳本側開關發保護動作信號跳本側母聯跳本側開關跳各側開關發保護動作信號跳各側開關跳本側母聯跳本側開關發保護動作信號12XB跳各側開關方向過流一段一時限方向過流一段二時限過流一段一時限方向零序過流一段一時限方向零序過流一段二時限方向零序過流二段一時限方向零序過流二段二時限方向零序過流二段三時限方向零序過流一段一時限間隙零序過流一段一時限間隙零序過流一段二時限零序過壓一段一時限保護啟動保護啟動控制字控制字LGFIGl!LGFLGFLGFLGLGFbcmt1lt1lGFcamGFahmt1lt1l中壓側后備保護邏輯圖發保護動作信號方向過流一段一時限2XB2方向過流一段一時限2XB2XB跳本側開關方向過流一段二時限發保護動作信號過流一段一時限跳各側開關過流一段一時限發保護動作信號方向零序過流一段一時限跳本側母聯跳本側開關方向零序過流一跳本側母聯跳本側開關發保護動作信號方向零序過流二段一時限方向零序過流二段二時限方向零序過流二段三時限9XB9XB9XB跳本側母聯跳本側開關跳各側開關發保護動作信號10XB跳各側開關發保護動作信號11XB跳本側母聯11XB跳本側開關發保護動作信號12XB跳各側開關方向零序過流一段一時限間隙零序過流一段一時限間隙零序過流一段二時限零序過壓一段一時限發保護動作信號過流一段一時限跳本側母聯過流一段二時限FGV!6XB跳各側開關過流一段三時限發保護動作信號跳本側母聯跳本側開關跳各側開關過流二段一時限過流二段二時限過流二段三時限跳本側開關保護啟動控制字DY1DY11.2保護功能壓板配置壓板號壓板功能差動保護高壓側復壓方向過流I段高壓側復壓過流I段中壓側復壓方向過流I段中壓側復壓過流I段壓板號壓板功能低壓側時限速斷低壓側復壓過流I段高壓側零序方向過流I段高壓側零序方向過流II段高壓側零序過流I壓板號壓板功能高壓側間隙過流高壓側零序過壓中壓側零序方向過流I段中壓側零序方向過流II段中壓側間隙過流壓板號壓板功能中壓側零序過壓高壓側非全相高壓側復合電壓中壓側復合電壓低壓側復合電壓2,定值及說明2.1差動保護定值名稱整定范圍1變壓器額定容量A2高壓側額定電壓3中壓側額定電壓4低壓側額定電壓5高壓側TA變比6中壓側TA變比7低壓側TA變比8差動速斷定值倍數倍數是指以高壓側為基準側的額定電流的倍數,見【注1】9差動定值倍數0.050～50.000同上一折段制動電流定值倍數0.050～50.000同上二折段制動電流定值倍數0.050～50.000同上一折段斜率0.010～1.000二折段斜率0.010～1.000二次諧波制動系數0.050～0.500五次諧波制動系數0.050～0.500比例差動控制字差動保護退出O):差動保護投入(1)見【注2】TA斷線閉鎖差動控制字TA斷線開放差動(0)TA斷線閉鎖差動(1)見【注3】五次諧波閉鎖差動控制字五次諧波開放差動(0)五次諧波閉鎖差動(1)【注1】:額定電流計算公式為：設某三卷變壓器，其一次接線為Y/Y/△-11,容量為S,高壓側運行額定電壓為[e,TA變比為N,則高壓側二次額定電流Ie計算如下式：如果這時候第12號定值整定為8,實際上這時候差動速斷電流=8×Ie。同時制動電流取的是電流向量模之和的一半。【注2】:在投退控制字時，在裝置的定值項條目下可以看到“0:差動保護退出”字樣，而不再是置“0”或置“1”,以免引起不必要的誤解。【注3】:置為“0:TA斷線開放差動”,這時候即使發生TA斷線，也不會閉鎖差動保護；置為“1:TA斷線閉鎖差動”時，如果此時的差流小于1.2Ie,此時TA斷線分相閉鎖；如果差流大于1.2Ie,程序自動解除TA斷線閉鎖，此時不再閉鎖差動保護。2.2高壓側后備保護運行方式控制字整定“1”表示投入，“0”表示退出。定值名稱整定范圍1高壓側低電壓定值2高壓側負序電壓(3U2)定值3高壓側方向過流I段定值4方向過流I段一時限5方向過流I段二時限6方向過流I段一時限跳閘跳高壓母聯;跳中壓母聯跳高壓側；跳中壓側；跳各側見【注4】7方向過流I段二時限跳閘見【注4】8方向過流I段一時限控制字退出~投入9方向過流I段二時限控制字退出~投入方向過流I段方向指向指向變壓器;指向母線；不帶方向見【注5】方向過流經復壓閉鎖投退退出~投入見【注6】高側復壓閉鎖高側方向過流退出~投入中側復壓閉鎖高側方向過流退出~投入低側復壓閉鎖高側方向過流退出~投入高壓側過流I段定值過流I段一時限過流I段一時限跳閘見【注4】過流I段一時限控制字退出~投入過流經復壓閉鎖投退退出~投入見【注6】高側復壓閉鎖高壓過流I段退出~投入中側復壓閉鎖高壓過流I段退出~投入低側復壓閉鎖高壓過流I段退出~投入高壓側零序方向I段定值零序方向過流I段一時限零序方向過流I段二時限零序方向I段一時限跳閘見【注4】零序方向I段二時限跳閘見【注4】零序方向I段一時限控制字退出~投入零序方向I段二時限控制字退出~投入零序方向過流I段方向指向指向變壓器(0)指向母線(1);不帶方向(2)見【注5】高壓側零序方向Ⅱ段定值零序方向過流Ⅱ段一時限零序方向過流Ⅱ段二時限零序方向過流Ⅱ段三時限零序方向Ⅱ段一時限跳閘見【注4】零序方向Ⅱ段二時限跳閘見【注4】零序方向Ⅱ段三時限跳閘見【注4】零序方向Ⅱ段一時限控制字退出~投入零序方向Ⅱ段二時限控制字退出~投入零序方向Ⅱ段三時限控制字退出~投入零序方向過流Ⅱ段方向指向指向變壓器(0):指向母線(1):不帶方向(2)見【注5】高壓側零序過流I段定值零序過流I段一時限零序過流一時限跳閘方式見【注4】零序過流I段一時限控制字退出~投入高壓側間隙過流定值間隙過流一時限間隙過流二時限間隙過流一時限跳閘方式見【注4】間隙過流二時限跳閘方式見【注4】間隙過流一時限控制字退出～投入間隙過流二時限控制字退出~投入高壓側間隙過壓定值零序過壓一時限零序過壓一時限跳閘方式見【注4】零序過壓一時限控制字退出~投入【注4】:高壓側和中壓側所有的跳閘方式均按如下所設置：跳高壓母聯；跳中壓母聯；跳高壓側；跳中壓側；跳各側。客戶可以根據需要進行相應的整定。通訊時該值分別為“4”表示跳高壓母聯；跳中壓母聯;跳高壓側；跳中壓側；跳各側?！咀?】:本裝置所有保護默認系統電流電壓按變壓器三側電流TA正極性在母線側，三卷變中性點零序電流TA正極性端在變壓器側，自耦變公共繞組電流TA正極性端在接地側。在此前提下才有置：指向變壓器;指向母線；不帶方向。通訊時該值分別為“0”、“1”、“2”表示跳高壓母聯；指向變壓器;指向母線；不帶方向?！咀?】置“退出”,表示此段(方向)過流不經復壓閉鎖；置“投入”,表示此段(方向)過流經復壓閉鎖。接下來的三個控制字“高側復壓閉鎖高側方向過流”和“中側復壓閉鎖高側方向過流”及“低側復壓閉鎖高側方向過流”設