CST系列微机变压器保护技术中的交流

1、CST系列微机变压器保护技 术中的交流 概述概述 硬件构成硬件构成 保护原理保护原理 定值整定定值整定 装置调试装置调试 运行维护运行维护 事故处理事故处理 主要内容主要内容 装置型号及装置型号及适适 用用范围范围 CST 100B系列 220kV及以上系统 CST 141B：主保护（采用二次谐波制动原理） CST 143B：主保护（采用模糊识别制动原理） CST 140B：各侧后备保护 CST 200B系列 220kV及以下系统 CST 231B/233B（221B /223B）：主后一体 CST230B（220B）：各侧后备保护 CST31A/33A ：主保护（宽度为19/2in） CST

2、 210B ：单侧后备保护（宽度为19/2in） 主保护： CST 31A 后备保护： CST 230B 非电量保护：CSR 22B 操作箱：FCX11J（分相）和SCX11J（三相） 电压切换箱：YQX 电压切换及启动失灵装置：YQX/JSQ 断控单元：CSI301 成套保护及组成套保护及组 屏方案屏方案 主保护完全独立，自成一体 不同原理的主保护装置硬件统一 单独的AD采样的闭锁启动CPU 可接入三侧差动 配置故障录波插件和后台分析软件，消除不明原因误动作 先进的网络技术 设计思想设计思想 插件布置图插件布置图 交流插件 VFC插件 保护CPU 录波CPU 跳闸插件 信号插件 电源插件 人

3、机对话插件（MMI） 网络接口 硬件构成硬件构成 开入：11路 包括定值开入，压板位置，保护开入，复归 开出：9路 包括跳高、中、低、母联开关，保护启动，告警1，告警2等 模入：13路 内设两个串行通讯口：UART0及UART1 UART0用于同MMI通信，UART1备用 通用保护通用保护 CPU CPU5与CPU1间 的配合 情况1：AD回路、VFC回路均正常，AD启动开出光 耦，VFC差动动作。 情况2：AD回路损坏，VFC强制开出光耦，VFC差 动 动作。 情况3：VFC回路损坏，程序闭锁差动。 10路模入，16路开入，采样率20点/周 有模拟量启动和开入量启动两种方式启动录波 有Fla

4、sh RAM，可使保护跳闸等重要信息掉电不消失 可以选择连续录波和分段方式录波 分段方式记录启动前48ms，启动后十周数据AB段(20点/周)，然 后按C段（4点/周）记录 独立的网络接口，可以通过网络打印机打印，或上送工程师站 的PC机贮存 录波录波 CPU Analig（模拟量）： 1-4 （高压侧电流） 5-7（中压侧电流） 8-10（低压侧电流） Event（开关量）： 1-BHQD保护启动 2-CDTS差动跳三侧 3-CD_THM差动跳高母联 4-HB_TH高后备跳高 5-MLHB_TH中低后备跳高 6-HHB_THM高后备跳高母联 7-HLHB_TM高低后备跳中 8-MHB_TM中

5、后备跳中 9-MHB_TMM中后备跳中母联 10-HMHB_TL高中后备跳低 11-LHB_TL低后备跳低 12-LHB_TLM低后备跳低母联 13-BY0 录波开入1 14- BY1录波开入2（GPS对时） 15-BY2 备用开入 16- FJ 复归 录波录波CPU通 道定义 差动保护：保护起动、差流速断、比率制动、励磁涌流制动、 TA断线检测及差流越限告警等部分 过负荷告警、启动通风、闭锁调压 可选的分散式故障录波 保护跳闸给出相应的闭锁备自投及启动失灵接点 CST31A软件软件 设计设计 原理：比率制动原理 功能：差动速断、比率制动、 涌流闭锁、TA断线、差流越限 特点： （1）涌流闭锁

6、判据： 常规的二次谐波原理 模糊识别原理 变压器差变压器差 动保护动保护 变压器差动保护变压器差动保护 励磁涌流的特点： （a）尖顶波，偏于时间轴一侧，较大的直流分量 （b）比例较大的二次谐波和三次谐波分量 （c）波形成间断状态 （d）不对称，衰减的波形 励磁涌流的波形： 变压器差动保护变压器差动保护 模糊识别原理（涌流制动）：利用三相差电流导数的比值来 识别励磁涌流，采用按相闭锁差动 原理： X(K)=|I(k)+I(k+n)|/(|I(k)|+|I(k+n)|) I(k)为每点的差流导数， k=0,1,n：2n为采样点数 X(k)越小，故障信息越多，故障的可信度越大；X(k)越大，该 点所

7、包含的涌流信息越多，即涌流的可信度越大。 取隶属函数AX(k)，求得模糊贴近度N N=|AX(k)|/n 当Nk时，认为是故障；当Nk时，认为是励磁涌流。 变压器差动保护变压器差动保护 （2）TA断线判据： 正常情况：所有相别的电流中一相无流 且一相差流大于40ICD定值 电流突变：发生突变后的电流减少（而不是增大） 本侧三相电流中一相无流 且对侧三相电流均无变化 KG1.13=1 CT断线闭锁差动保护 KG1.13=0 CT断线不闭锁差动保护 变压器差动保护变压器差动保护 （3）差动保护比率制动曲线： 动作判据： 当IrICD 当IrIB时：IdICD+KID(IR-IB) IB=(0.81

8、.0)Ie Ie:变压器高压侧二次额定电流。因为在额定负荷 电 流下，CT传变误差很小，此时不平衡电流不会大 于 ICD，无比率制动作用保护也不会误动。 变压器差动保护变压器差动保护 差动电流与制动电流的选取 对双圈变保护： Id=Ih+Il Ir= Ih-Il/2 三圈变保护： Id=Ih+Im+Il Ir= max Ih , Im , Il 变压器差动保护变压器差动保护 （4）定值整定： a) 速断电流ISD：（612)Ie b) 差动电流ICD：一般整定为（0.3 0.6）Ie c) 拐点电流IB：一般整定为（0.81.0）Ie d) KID：一般整定为0.30.7 e) 二次谐波制动比

9、KXB：一般整定为0.150.2，应经过主变 投运前的数次空投试验，建议整定为0.15 变压器差动保护变压器差动保护 Y/-11接线矫正方式： 变压器差动保护变压器差动保护 KMD 变 压 器 接 线 型 式： 0000 无校正 0001 Y/Y、Y0/Y/Y、Y0/Y0/Y 0002 Y/11、Y0/11 0004 Y/1、Y0/1 0008 Y0/Y0/1211 0020 Y/-1、Y0/Y/-12-1 变压器差动保护变压器差动保护 平衡补偿系数： KPM、KPL分 别 为 中 压 及 低 压 侧 平 衡 补 偿 系 数 设 变 压 器 高 中 低 压 侧 二 次 额 定 电 流 分 别

10、为 I H e、 I M e、I l e ，补 偿 时 以 高 压 侧 二 次 电 流 不 变 为 基 准， 则 平 衡 系 数 为： KPMIHe / Ime KPLIHe / I l e 变压器差动保护变压器差动保护 定值项ICT ： 当控制字整定为TA断线后闭锁差动保护时，若任意一相电 流大于定值ICT，则故障时都将开放差动保护 该功能计算所用的电流已折算至变压器高压侧。定值整定 范围一般为1.0 1.5Ihe，建议按1.5 Ihe整定（Ihe为变压器高压侧 二次额定电流） 电流互感器 极性： 后备保护采用配置表 1) 满足后备保护配置灵活的需要，同时，将不需要的定值 屏蔽起来，方便整定

11、； 2) 开入可以灵活配置； 3) 跳闸设置可以放在定值中，也可以放在配置表中； 4) 软件功能上做了改进； 5) 出厂前通过专用软件设置 设计思想设计思想 插件布置图插件布置图 串行通讯口UART1： 用作装置内各侧后备保护中复合电压的传送 由于取本侧电压判复压灵敏度可能不够，因此取其它侧电压来判 复压。 备用出口一及备用出口二： 装置的背板端子上只接了高后备的出口 硬件上需注意的硬件上需注意的 几个问题几个问题 目前保护标准配置： 三段复合电压闭锁（方向）过电流保护 三段零序电压闭锁零序（方向）过电流保护 一段间隙零序过流保护和一段零序过电压保护 PT断线检测 母充保护 非全相保护 CST

12、230B后备后备 保护保护 复合电压闭锁（方向）过电流： 一段 复压闭锁方向过流2时限 二段复压闭锁方向过流3时限 三段 过流 1时限 复合电压 低压或负序 复压的引入 可选三侧电压 PT断线对复压的影响 方向元件 为了消除保护安装处附近三相短路的电压死区，通过KG1.3来选 择判方向电压取本侧或对侧。 高压侧中压侧；中压侧高压侧；低压侧高压侧. CST230B后备后备 保护保护 相间方向元件动作特性(方向指向变压器) CST230B后备保护后备保护 复合电压闭锁（方向）过电流： 1时限跳低压侧分段(高、中母联)开关，缩小故障范围 2时限跳本侧开关 3时限全跳（防止低压侧开关跳不开） CST2

13、30B后备保护后备保护 零压闭锁零序（方向）过电流： 一段 零压闭锁零流方向过电流 2时限 二段 零压闭锁零流方向过电流 2时限 三段 零序过电流 1时限 默认配置是零流取自变压器中性点的零序CT。 闭锁用的零压采用外接3U0 判方向用的零流为自产3I0，零序电压为自产3U0。 CST230B后备保护后备保护 零序选跳： 接地变压器 零流动作= 选跳开出接点 不接地变压器 选跳开入+无零流+零压=跳闸 CST230B后备保护后备保护 间隙零流和（间隙）零压保护： 间隙零流: 一段二时限 间隙零压: 一段二时限 间隙零流零压：一段二时限 针对发生间隙间歇性放电的情况:零流与零压并联出口 CST2

14、30B后备保护后备保护 母线充电保护： 母充开入：预合位置或硬压板 母充开入如果只接入硬压板：只在充电时投入 CST230B后备保护后备保护 非全相保护： 有非全相开入 负序电流或零序电流条件 CST230B后备保护后备保护 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，并且存在二个相 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。 3)三个线电压都小于18V，且自产3U0大于100V。 CST230B后备保护后备保护 PT断线对保护的影响： 通过控制字

15、选择闭锁或开放相应的复压元件 取消零压闭锁方向零流的方向 低压侧闭锁零压保护 1.零漂、刻度的检查 零漂：-0.3+0.3范围内，如不满足，调整VFC插件 上相应通道的电位器RW2n 刻度：误差小于/-3%，如不满足，调整VFC插件 上相应通道的电位器RW1n 2.开出传动试验 根据说明书的开出定义表做开出传动，测量动作接点的通 断 状态。并观察相应的灯光信号。 3.开入检查 用装置的+24V电源点各个开入端子，包括：保护投切、信 号开入、定值开入，并观察相应的面板报文及开入菜单显 示 装置调试 4.模拟故障试验 差动保护：一般做KMD=0000即无校正的情况。方法：分 别 做单相试验，高、低

16、压侧通入反向的电流，变化某一侧的 电 流值使差动保护动作，并检查动作值是否在比率制动曲线 的 动作区范围内。 对于三卷变：中、低压侧通入反向的电流，作为制动电流， 高压侧通入与中压侧同相的电流作为动作电流，变化高压 侧 电流的大小，使差动保护动作。 复压闭锁方向过流保护：注意复合电压选取的是哪一侧， 应 在该侧加电压。注意方向元件选取的是本侧还是对侧电压 判 方向。 零压闭锁方向零流保护：判方向所用的3U0、3I0均为自产， 做方向试验为方便可只加单相电流和单相电压。 装置的I类告警（闭锁保护）： DACERR:数据采集错误。更换VFC板。 TZFAIL:跳闸失败。试验时保护动作后故障电流仍然

17、存 在，或运行时保护动作开关没有跳开。 SETERR:定值校验错。定值整定错误或超范围。 SZONERR:定值区指针错。定值开入错误。 BADDRV/BADDRV1:开出检测不响应或开出击穿。更换 CPU板。 A-V-WTB:CPU1与CPU5的定值不同或差动保护报数据 采 集错误闭锁差动保护。改正定值或更换VFC板。 运行维护 装置的II类告警： V-A-WTB:差动保护报AD回路误启动告警。保护CPU1 与 CPU5的定值不同或AD芯片损坏.改正定值或更换CPU 板. DIERR:硬压板开入变位时没有按复归按钮确认，时间 超 过30S报DIERR。按复归按钮确认。如果不起作用，则 是CPU板的开入击穿了，此时更换CPU板。 TX1h(m/l)ZD:高（中