DSA232X主变差动.doc

DSA2320/DSA2321/DSA2322/DSA2323变压器差动保护装置说明书1、 基本配置及特点1.1 基本配置装置为由大规模可编程逻辑电路和intel 80296为主CPU实现的变压器差动保护，适用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器，可接入四侧电流量，各侧电流采样回路完全独立，从而具备真正意义上的四侧差动保护。 本装置包括差动速断保护、二次谐波制动的比率差动保护、CT断线判别、差流越限告警装置型号及保护配置如下表：装置型号保护配置测控功能DSA2320（三圈变高中低桥四侧差动主保护）1、 差动速断保护2、 二次谐波制动的比率差动保护3、 CT断线告警并闭锁保护4、 差流越限告警5、 故障录波14路遥信8路保护转遥信DSA2321（三圈变高中低三侧差动主保护）1、 差动速断保护2、 二次谐波制动的比率差动保护3、 CT断线告警并闭锁保护4、 差流越限告警5、 故障录波14路遥信8路保护转遥信DSA2322（二圈变高低桥三侧差动主保护）1、 差动速断保护2、 二次谐波制动的比率差动保护3、 CT断线告警并闭锁保护4、 差流越限告警5、 故障录波14路遥信8路保护转遥信DSA2323（二圈变高低二侧差动主保护）1、 差动速断保护2、 二次谐波制动的比率差动保护3、 CT断线告警并闭锁保护4、 差流越限告警5、 故障录波14路遥信8路保护转遥信1.2技术特点1、 硬件结构单元化、全密封、单元内各模件独立金属腔体、自检和冗余措施完善，抗干扰性能好；2、 软件面向控制对象开放式设计，实现模块化，可查询CPU状态及保护中间过程；3、 人机接口由宽温大屏幕液晶显示器和薄膜按键组成，信息显示汉化；4、 详尽的大容量的事件记录功能，便于分析事故及观察运行工况；5、 保护动作信息及预告信息可由单元转化为遥信上送，提高动作及返回信息实时性；6、 保护投退状态可转化为遥信上送，并可远方遥控投退保护，无障碍适用于各种调度规约；7、 交流量开关量录波功能、录波波形就地显示及后台软件分析相结合；8、 通讯双CAN网标配，多ID号2.0B协议，通讯波特率在线修改、自动双网切换，保证通讯的可靠性，通讯介质简单，并可扩展为光纤网；9、 14位AD宽幅模数转换，24点/周波采样，提高了保护精度、灵敏度；10、 测量精度系数单独存放在交流采样模件带SPI接口的独立E2PROM中，独立性好；11、 保护定值多区域相对独立的E2PROM/DSRAM中存放，自动互相校验，自行修复，完全避免运行中定值缺损或丢失；12、 单元自带蜂鸣器件，故障告警；13、 电流互感器星角转换可由外部接线完成或由软件移相完成，用户自行选择；14、 二次谐波制动采取交叉闭锁原理，最大相二次谐波和各相基波进行比较，可靠性和灵敏性得到完美统一；15、 网络通讯方式闭锁VQC调节主变分接头。2、 技术参数2.1额定参数交流电压：100V、57.7V交流电流：5A、1A频 率：50HZ直流电源：220V、110V，允许偏差15，20直流电压：5V、12V2.2功率消耗交流电流回路：额定电流5A时，每相不大于1.0VA 额定电流1A时，每相不大于0.5VA交流电压回路：额定电压时，每相不大于0.5VA直流电源回路：正常工作，每个保护单元不大于20W 保护动作，每个保护单元不大于30W2.3 直流工作电压+5V，允许偏差0.15V12V，允许偏差0.2V装置突然上电、掉电，电源缓慢上升或下降，装置均不误动作或误发信号2.4 过载能力交流电流回路： 2倍额定电流 连续工作10倍额定电流 允许工作10s40倍额定电流 允许工作1s交流电压回路：1.4倍额定电压 连续工作直流电源回路：80%110%额定电压 连续工作2.5 测量元件精度刻度误差： 不大于2%温度误差： 在工作环境温度范围内不大于3%综合误差： 不大于5%2.6 允许环境温度正常工作温度： -1055极限工作温度： -2560运输和贮存温度： -40702.7 电磁兼容性能高频电气干扰 通过IEC255-22-IMH脉冲群干扰试验及GB6162 100kHz脉冲干扰试验。静电放电通过 IEC255-22-2中严酷等级为级的静电放电试验。辐射电磁场干扰 通过GB/T14598-1996规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰试验。快速瞬变干扰 通过IEC255-22-4标准规定的级(4kV10%)快速瞬变干扰试验。2.8 绝缘耐压满足电力行业标准：DL4782.9 保护技术指标变压器差动保护差动速断保护 电流整定范围：5120A2倍动作电流下，动作时间不大于30ms二次谐波制动的比率差动保护起动电流整定范围：1.252.5A二次谐波制动比：0.10.15可调2倍动作电流下，动作时间不大于40ms返回系数 0.8 3、 装置原理3.1模拟量输入装置最大可输入高压侧、中压侧、低压侧、桥开关侧电流I1、I2 、I3 、I4，由矢量和构成差动电流作为差动继电器的动作量，本装置内变压器各侧电流可能存在的相位差可选择由软件自动进行校正，变压器各侧的电流互感器可以接成全星形，接线时各侧电流正方向均指向变压器，电流输入具体定义见背板端子图。3.2开关量输入 装置最大可输入15路开关量，各路开关量装置已经做了明确定义，主要做为各种非电量保护的信号开入，具体定义见背板端子图。3.3继电器开出装置最多可输出11路空接点，用以保护跳闸及闭锁备自投等，具体定义见背板端子图。3.4保护功能3.4.1比率差动元件 装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下 Id Iset2 当Imax（Iset/K+1.5）A时Id K(Imax1.5)A 当Imax （Iset/K+1.5）A时Id 0.8Imax 当Imax 15A时其中Id为差动电流 Imax为最大侧电流（最大侧电流即变压器各侧二次电流中最大的一个）Iset2为比率差动门槛电流K为比率制动系数，本装置恒定为0.5采用上述特性方程的优点在于：在变压器轻微故障时（如匝间短路的匝数很少时），不带制动量，使比率差动元件在变压器轻微故障时具有较高灵敏度，在较严重的的区外故障时，制动量较大，提高比率差动元件的可靠性。3.4.2二次谐波制动装置比率差动采用二次谐波制动原理，动作方程如下：IdzmaxKHZ*Id1其中 Idzmax为三相差动电流二次谐波最大值；Id1为三相差动电流基波；KHZ为二次谐波制动系数；二次谐波闭锁比率差动保护遵照先交叉后按相闭锁的综合原则，用比较出的三相差流二次谐波的最大值与某相差动电流中的基波相比，超过二次谐波制动比则闭锁该相比率差动元件。采用该动作方程优点在于当变压器正常空投时能可靠闭锁比率差动，空投于故障时比率差动能快速可靠动作。3.4.3 CT断线闭锁及告警装置具备CT断线闭锁比率差动保护功能，CT断线判据如下：（逻辑与）a.最大侧电流小于5Ab.变压器一侧负序电流小于0.4Ac.变压器其余各侧负序电流小于0.3Ad.负序电流大于0.4A侧三相电流之和呈下降趋势e.变压器至少两侧有电流3.4.4 差动速断保护差动速断动作方程为：Id Iset3 其中 Id 为差流 Iset3为差动速断定值3.4.5差流越限告警装置始终具备差流越限告警功能不可投退，具体判据如下：Id Iset1其中Iset1为差流越限定值，本装置恒定为0.5A，当差流大于0.5A时，装置立即启动录波并延时5s发出差流越限告警信号。3.4.6差流保护动作曲线,如图3.1 Id 差动速断动作区Iset3 比率差动动作区Iset2 差流越限告警区Iset1 IMAX Izd1 Izd2 图3.1其中Iset1为差流越限定值Iset2为比率差动门槛值Iset3为差动速断定值Izd1为（Iset/k+1.5）A,其中k恒定为0.5Izd2恒定为15AId为差动电流Imax为二次最大相电流3.5其他功能3.5.1信息记录装置可顺序存放32条保护信息、256条SOE、32条自检诊断信息、32条电流越限信息、8条录波信息、32条单元事件记录，信息存储采用先进先出原则。保护事件记录记录装置的保护事件，每条保护事件包括保护类型、测量类型、故障类型、动作值、动作时间等。自检事件记录记录装置的自检信息，包括A/D出错、定值出错、E2PROM出错、电流回路异常等。遥信事件记录记录装置的遥信变化及时间。差流越限记录记录差流越限的启动和返回时间。单元信息记录记录装置的各种人工操作的时间，包括投直流时间、退直流时间、保护定值整定时间、保护启动返回时间等。3.5.2录波功能录波数据存放在非易失性RAM中，存储容量64K，可顺序存放8个录波事件，每个事件中可对12个交流量进行录波，录波启动方式为差流越限启动。 差流越限启动录波的记录方式分为连续和断续两种。录波启动后如果在规定的时间（96个采样点）内返回则采用连续记录方式，即启动时刻前32点，启动时刻后32X点（X点为录波返回时刻，1X64），然后再连续记录32点，总计录波96+X点。见下图3.2。32点 32点 X点 32点 录波启动时刻 录波返回时刻 图3.2 录波启动后如果在规定的时间（96个采样点）仍未返回则采用断续记录方式，即启动时刻前后各32点，再连续记录64点后暂时停止，然后在录波返回时刻前后再各记录32点，总计录波192点。见图3.3。32点 32点 64点 32点 32点 录波启动时刻 录波返回时刻 图3.3关于调用录波波形操作步骤：按“ENT”键依次进入信息记录及录波事件记录菜单；按“+”、“-”键用于调节同一录波事件的不同交流量；按“”、“” 键用于调节不同的录波事件共8个；按“”、“”键用于显示完整波形。3.5.3 通讯功能装置采用双CAN网与上位机进行数据交换，原则上采用主备工作方式，即一般情况下，A网工作，当某一网络发生故障时，自动切换至备用B网通讯，非常情况下，当某一时刻需要上送的信息量十分大时，A网固定上送SOE、保护事件COS变化遥测等重要信息，B网上送全遥测、全遥信、全遥脉等一般信息。3.5.4遥信功能装置共有14个遥信，另有8个保护事件转遥信，可通过开关投退是否转发.保护转遥信顺序表（COS0、COS1、COS2）遥信号端子号遥信位定义遥信号端子号遥信位定义0P3I-3COS0.0本体重瓦斯12P3I-15COS1.4跳合闸闭锁1P3I-4COS0.1有载重瓦斯13P3I-16COS1.5手跳2P3I-5COS0.2压力释放14P3I-17COS1.6禁用3P3I-6COS0.3冷控失电15COS1.7备用4P3I-7COS0.4本体轻瓦斯16COS2.0差动速断动作5P3I-8COS0.5有载轻瓦斯17COS2.1比率差动动作6P3I-9COS0.6主变超温18COS2.2高压侧CT断线7P3I-10COS0.7本体油位异常19COS2.3中压侧CT断线8P3I-11COS1.0有载油位异常20COS2.4低压侧CT断线9P3I-12COS1.1跳闸闭锁21COS2.5桥压侧CT断线10P3I-13COS1.2合闸闭锁22COS2.6空11P3I-14COS1.3压力异常23COS2.7差流越限3.5.5交流量精度调节系数用于各交流量精度微调，该系数独立存放于交流采样模样E2PROM中，一般不用现场整定。4.定值整定4.1变压器电流互感器二次接线方式整定单元定值整定菜单中可以整定变压器类型，从而决定CT的接线方式，装置内共有七种变压器类型，变压器类型和CT接线方式对照表如下：保护类型变压器类型CT接线方式DSA2320四侧差Y/Y-12/Y-12/Y-12Y/Y-12/Y-12/Y-12型变压器为全星型接线；其余各类型变压器由外部CT接线转角度时可选此方式；Y/Y-12/Y-12/-11全星型接线Y/Y-12/-11/-11全星型接线Y/-11/-11/-11全星型接线Y/Y-12/Y-12/-1全星型接线Y/Y-12/-1/-1全星型接线Y/-1/-1/-1全星型接线DSA2321/DSA2322三侧差Y/Y-12/Y-12Y/Y-12/Y-12型变压器为全星型接线；其余各类型变压器由外部CT外部转角度时可选此方式；Y/Y-12/-11全星型接线Y/-11/-11全星型接线Y/Y-12/-1全星型接线Y/-1/-1全星型接线DSA2323二侧差Y/Y-12Y/Y-12变压器为全星型接线；其余各类型变压器由CT外部转角度时可选此方式；Y/-11全星型接线Y/-1全星型接线4.2差动平衡调节整定为了消除因电流互感器不匹配而造成的正常运行时差流过大的问题，装置可以通过调整差动平衡调节系数使差流无限接近0A，高压侧差动平衡调节系数设为1，其余各侧差动平衡调节系数通过计算得到,当计算结果超出范围时，高压侧差动平衡调节系数也可调整。差动平衡调节系数计算步骤如下：1） 计算各侧电流互感器一次额定电流IN1=S/3U，其中S为变压器额定容量（kVA），若变压器各侧容量不等，取最大者，U为变压器各侧额定线电压（KV），对于设置调压分接头的相应侧一般采用中间抽头电压，如实际运行情况下不可能改变抽头，则可取实际抽头的电压。2） 计算各侧电流互感器二次额定电流IN2=Kjx IN1/KLH，其中KLH为电流互感器变比，Kjx为接线系数，变压器线圈为星形接线侧Kjx取3，否则取1；3） 计算各侧差动平衡调节系数KPHL= IN2H/ IN2L, KPHM= IN2H/ IN2M,KPHQ= IN2H/ IN2Q其中KPHL、KPHM、KPHQ分别为中压侧、低压侧、桥开关侧系数，IN2H、IN2L、IN2M、IN2Q分别为高压侧、中压侧、低压侧、桥开关侧二次额定电流。计算举例：某变电站一台3150kVA变压器，连接组别Y/-11，高压侧额定电压110kV，TA二次星形接线式或三角形接线，变比为100/5，低压侧10kV，TA二次全星形接线，变比为600/5。高压侧二次额定电流， 低压侧二次额定电流 低压侧差动平衡系数IpHL1.432/1.516=0.94。注意：上述计算得到的差动平衡系数只是理论值，在保护装置上整定好该系数后还应检查变压器带负荷后实际的差动电流，实际差动电流应小于负荷电流的5，否则应进一步微调差动平衡调节系数。4.3差动速断整定差动速断定值按躲避最大方式下穿越性故障引起的不平衡电流和变压器励磁涌流来整定，差动速断电流定值整定的范围是5120A，级差为0.1A，一般推荐大于10A。4.4比率差动整定比率差动门槛电流推荐采用0.25IN0.4IN，IN为CT二次额定电流。4.5二次谐波制动比二次谐波制动比推荐采用0.10.134、 装置使用5.1硬件结构DSA232X系列变压器差动保护装置采用标准单元机箱，高度6U正视图及后视图见附图。各板功能如下：1、 交流输入板DSA2320。功能：对交流信号进行隔离、转换。2、 电源板PWR功能：提供工作电源，事故总信号及装置故障信号输出。3、 开入开出Iob功能：出口继电器开出及开关量开入4、 CPU板功能：A/D转换，开关量采集，开出驱动，通信联络等。5、人机对话KEYA功能：用于输入参数及信息显示5.2装置操作 装置主要通过操作按键同时配合液晶显示的汉化树状，菜单内容进行操作，装置面板共有九个按键，分别说明如下：RES键：信号复归键，用于复归带保持的事件画面及事故总信号，作用同外部复归按钮。ESC键：退出键，用于返回上一级菜单。，键：用于修改参数和定值，其中定值包括数字定值和投退定值。，键：光标移动键，用于横向移动光标。，键：用于选择同一级别的不同菜单项目。ENT 键：确认键，按此键可进入下一级菜单或查阅菜单项目的详细内容，该键的另一作用是确认修改参数和定值有效。5.3装置特殊按键及设置打开装置前门，可以看到4S1拨码开关，1K1按键，W2电位器及E1跳线，其作用分别介绍如下：4S1拨码开关：用于设置通讯波特率及保护事件或保护投退控制字是否转为遥信信号，共有四个开关定义如下：拨码1 ：ON保护事件转遥信OFF保护事件不转遥信拨码2 ：ON保护投退控制字转遥信，可遥控投退保护控制字OFF保护投退控制字不转遥信，不可遥控投退保护控制字拨码3、4混和编码，如下表：拨码3开关位置拨码4开关位置通讯波特率OFFOFF125KONOFF50KOFFON20KONON10K1K1按键：用于装置硬件复位；W2电位器：用于调节液晶对比度；E1跳 线：用于选择是否投入蜂鸣器，跳线跳入时投入，此时当操作装置或有事件发生时，蜂鸣器启动发出鸣叫声。5.4装置内部跳线说明装置内部Iob板共有6个跳线，具体定义如下表所示跳线编号功能定义说明出厂设置E1TJ6是否经启动继电器闭锁1，2相连表示不经启动继电器闭锁。2，3相连表示经启动继电器闭锁2，3相连E2TJ7是否经启动继电器闭锁1，2相连表示不经启动继电器闭锁。2，3相连表示经启动继电器闭锁2，3相连E4XJ13是否经启动继电器闭锁1，2相连表示不经启动继电器闭锁。2，3相连表示经启动继电器闭锁1，2相连E5XJ12是否经启动继电器闭锁1，2相连表示不经启动继电器闭锁。2，3相连表示经启动继电器闭锁1，2相连E6XJ13输出常开、常闭选择1，2相连表示常开，2，3相连表示常闭1，2相连E7片选控制选择（CS B1与CS B2）1，2相连选择CB2，2，3相连选择CB12，3相连5.5 装置运行工况指示定义装置液晶最后一行显示6个标志，依次介绍如下：表示通讯正常，该标志在最左边时表示A网通信，在最右边时表示B网通信，消失时说明通讯退出。E 表示装置有事件需要上送，事件包括保护事件、SOE、COS和自检事件。A 表示装置正在等待上位机的应答。L 表示装置有录波装置事件需要上送。I 表示保护已投入。X 修改定值或参数但未确认时，该标志出现。按确认键后，该标志消失。5、 装置参数及定值表6.1单元定值表序号名称范围1通讯地址01992日期3时间4口令投退ON/OFF5定值投退口令09996定值整定口令09997变压器类型6.2保护定值表6.2.1 DSA2320定值表序号定值名称范围通讯代码1差动速断投退ON/OFF412比率差动投退ON/OFF403CT断线闭锁投退ON/OFF324差动速断电流定值5120A425比率差动起动电流定值1.02.5A456二次谐波制动电流定值0.10.2447高压侧差动平衡系数0.254不上送8中压侧差动平衡系数0.254不上送9低压侧差动平衡系数0.254不上送10桥开关侧差动平衡系数0.254不上送6.2.2 DSA2321定值表序号定值名称范围通讯代码1差动速断投退ON/OFF412比率差动投退ON/OFF403CT断线闭锁投退ON/OFF324差动速断电流定值5120A425比率差动起动电流定值1.02.5A456二次谐波制动电流定值0.10.2447高压侧差动平衡系数0.254不上送8中压侧差动平衡系数0.254不上送9低压侧差动平衡系数0.254不上送6.2.3 D