SEL保护器的运用实例解读

1、sel587保护器在变电站的运用钟亢摘要：论述了 sel587保护器在总降压站的运用，对比分析了 sel和dvp保护的 优缺点，探讨了一些改进方法。关键词：sel保护器的运用，与dvp保护器的对比分析the application of sel587 protection equipmentin a transfer substationzhong kang（design and research center, yunnan copper co.ltd., kunming, china）abstract: through a comparison of the merits and defe

2、cts between sel and dvr this article expatiates upon the application of sel587 protection equipment in a transfer substation and brings forth suggestions on its improved use.key words: protection equipment, sel. dvp. application, comparisonsel系列保护器是美国sel某公司的产品，1996年国家电科院作型式认可，准入我国电网。 经调研论证后，我某公司于200

3、0年10月签约使用。运用在总降压站是某公司内的首次，现在 电炉，硅整流7, 8跨和锌厂总降压站等35kv级变配电装置上都得到了运用。dvp600系列保护 器是变电站综合自动化的现场装置，为北京德威特某公司的产品，某公司在硫酸四系列，艾萨 收尘，空压机和鼓风机等6kv变配电站中也大量使用，同属微机型保护装置（用作rtu-remote terminal unit远程终端设备）。在供用电系统中保护装置是不可或缺的部分，目前某公司内部的大部分保护装置还是传统 电磁型的，随着生产发展，自动化装置不断增加，管理信息化的需要，数字式，网络化的保护 装置必将得到广泛运用。因受篇幅所限，本文重点论述了 sel5

4、87保护器在总降压站的运用及设 定，并和dvp600系列作一些对比分析。一 sel587的保护设定1 sel保护器在总降压站的使用总降压站使用的sel保护器有sel587差动保护器（差动保护和电流保护为主），sel351a复合过流保护器（电流保护和电压保护），sel501-2双过流保护器（用于两个分路的电流保护） 和sel2020通讯器（可供15个sel保护器与上位机通讯）。整个保护系统由3个部分组成：（1） 35kv保护：1个sel2020通讯器，3个sel587差动保护器，3个sel351a复合过流 保护器,构成三台主变的保护。其中1个sel587为主变的主保护和1个sel351a的电 流

5、速断，复合电压过电流为后备保护，组成1台主变的保护装置。6kvl段母线分路保护：1个sel2020通讯器；1个sel351a复合过流保护器，用于 电容柜的电流，电压和不平衡保护；9台sel501-2双过流保护器，用于18个分路的 电流速断和过电流保护。6kwi段母线分路保护：1个sel2020通讯器，1个sel351a复合过流保护器，8台 sel501-2双过流保护器。用途与6kv i段母线分路保护相同。2 sel587的设置： 保护设置：sel587保护器的保护设定主要包括：差动速断，差动电流，谐波闭锁，比率 制动等项。谐波闭锁设定是为了防止变压器的励磁涌流过大引起差动误动，sel587有二

6、次和 五次谐波闭锁，dvp625只有二次谐波闭锁，较早的bch-2等型号是没有谐波闭锁的。变压器 的励磁涌流，虽然在不同的接线和合闸角下，谐波的百分含量有很大变化，经统计资料分析二 次谐波是最大的，最小含量约为15%,通常只有在发电机一变压器组中才增设五次谐波闭锁, 我们通过对总降压站的供用电系统谐波实测分析，由于整流装置等谐波源的影响，系统中的奇 次谐波含量也较大，sel587的五次谐波闭锁正好用上。定值计算：由于变压器的高低压侧的电流互感器（ct）变比是不一致的，sel587的差 动电流和差动电流速断的定值设定已经将这种误差考虑在内了，引入了 “电流调整变比”的概 念。（dvp625也有这

7、样的设计考虑允许在低压侧乘以平衡系数来消除这种误差）1）电流调整变比（tapitap2）使用标准方程来设置：高压侧:tap =mva*10008低压侧:tap2 =mv%*1000 *c27/3vwdg2ctr2式中：mva为变压器容量，ctr1为高压侧ct变比；ctr2为低压侧ct变比：vwdg1, vwdg2高低压额定电压（kv）,在可调压变压器中选中间值；cl, c2是个角度补偿参数，主变接线是yndll,对应设定是ydab,ct接线是dllyn,对应设定daby,得到c1=, c2= 1计算tapi和tap2应满足下面的条件：（若不满足,须更换合乎要求变比的ct）一tap整定值范围为0

8、,l*ins32*in0 （in为ct额定二次工作电流5a或1a）力4尸一比值”心 4,5 （tap1和tap2中，大值为tapmax,小值为tapmin）tapmin总降压站ct的变比选择为:高压侧600/5,低压侧3000/5,二次接线也作了相应安排。tap 1 = （20* 1000*1.732）/（1.732*35*120）=4.76tap2=（20* 1000* 1）/（1.732*6.3*600）=3.06经核算，满足上述要求。2）设定差动启动电流087p=0.3 （倍率）高压侧差动启动电流i0pl=0. 3*4. 76=1. 43a低压侧差动启动电流i0p2=0. 3*3. 06

9、=0. 918a;来躲开因电流互感器型式不同，变比误差和变压器分接头等引起的固有不平衡电流，差动 启动电流还要复核其值不得小于0. l*ino3）设定差动速断启动电流1187p=6. 3 （倍率）高压侧差动速断启动电流6. 3*4. 76=29. 98a低压侧差动速断启动电流6. 3*3. 06=19. 3a在变压器内部严重短路时，因短路电流很大，ct严重饱合，会使ct的二次侧基波电流很 小，高次谐波电流分量很大，受谐波闭锁和比率制的影响，差动保护可能拒绝动作，所以设置 差动速断保护，厂家推荐u87p=lsi6,在sel351a中35kv侧电流速断值设定为22a,故这里设 定为30a,作为se

10、l351a的电流速断的后备保护，也满足了不大于32*in的要求。4）比率制动slp可以设定为两段，分别为slp1和slp2,好处是可以提高在内部故障电流 较小时有较高的灵敏度，在外部故障时又不误动作，第二段比率制动系数在变压器容量较大时 有明显作用。如下图：从图中可看到irs1是第一折线率的极限，定义第二拐点，当设定slp2=0ff时，irs1是没有意 义的。第一拐点不通过参数定义，是由087p和slp1确定的。说明书中提供的测试制动系数与动作电流的计算公式：z4w1 = 2*o87p* -l + l tapiatslp 2jz4w2 = 2*o87p* l_slp 2式中a, b为不同ct接

11、法的调整系数，在变压器为yndll接法,ct二次为”接法时a=b=l, 利用上述两个公式，根据原理可以推导出下列计算式：irs0=(1+p)-slp1(1-p)/100/slp1(1+p)/100-(1-p)*087p其中p=tap1/tap2,得到的irso是tap的倍率。考虑到变压器的励磁电流，分接头位置，ct和继电器的测量误差，经综合计算为36. 18%, 厂家推荐0.4为拐点,我们整定为0.45。第一拐点irso与tap和087p相关连，没有通过设定，这样当拐点为给的整定值时，需与 tap联合考虑087p的设定，计算起来不方便。5)二次谐波闭锁(pct2):设定pct2r.15,对照资

12、料分析是可靠的。我某公司的谐波主 要来自整流系统，经测量，高奇次谐波的比率高些，二次谐波比率小，这个设定，可以完全避 开系统谐波。五次谐波闭锁(pct5):设定pct5r.5,针对我某公司供用电系统也是有益的。谐波闭锁设定不当，会导致送电故障。2#电炉降压变压器的sel587保护器由于有关人 员在设定时失误，导致变压器送不上电。6）其他保护设定：sel587除了提供差动保护外，还提供了完备的电流保护：变压器高压侧相过流保护，负序过流保护，零序过流保护：变压器低压侧相过流保护， 负序过流保护，零序过流保护。有定时限和反时限元件，多种反时限曲线可供选择。总降压 站的主变保护，包括有电压元素在内的复

13、合过流保护和非电量保护，sel587不提供电压保护， 我们采用了 sel351a来实现，sel587中的电流保护就没采用，这部分保护己经关闭。二sel587的逻辑设定逻辑设定：sel587保护器提供逻辑控制方程，包括：逻辑变量，跳闸逻辑方程，事件 报告触发条件逻辑方程，输出接点逻辑方程。其他的sel保护器也提供相似的逻辑方程编辑功 能，极大的发挥了保护元件使用的灵活性，使用户能方便的使用和组织各种保护元件。sel587 有4个输出接点，使用是这样的：0ut1用在35kv开关柜，0ut2用在6kv开关柜，0ut3空，0ut4 用于dcs系统作保护动作信号及报警用。输出接点逻辑方程：0仃1二trp

14、1, 0ut2;trp1, 0ut3;trp1, out4=trp1,其中 trp1 为跳闸逻辑：mtu1 二! 2hbi*87r-!2hb2*87r+! 2hb3*87r+87u 是差动及差动 速断。0ut3为空，所以0ut3=trp1是没什么意义的；0ut4的使用目的：总降压的保护系统的事 故报警是通过dcs来实现的：sel保护器一d20s板一d20m板一d20k板一d20kl板一电笛。报警 系统是dcs的一部分，没有独立出来。这里0ut4还有个用途是用来区分sel587是差动动作还 是差动速断动作，差动动作和差动速断动作信号从sel587-d20s板一d20m板，差动速断动作 信号sel

15、587-*sel2020-*d20m板两路信号比较来区分。总降压站sel501-2的用法也是类似的。 这样做不是一种简洁的方法。一种改进的做法：用out4;trp1直接送到一个独立报警装置作报警，与sel587的信号指示 灯结合判断故障类型，0ut4-报警，这是硬件判断：dcs上位机的信息可以用sel587的target 命令做个自动报文，通过串口送到上位机作，sel587-sel2020fd20m这是软件判断：这样做 的好处是，保护系统与dcs系统完全独立，在dcs的上位机或下位机有故障，进行维护时，并 不中断报警。三sel587的其他运用总降压站的sel587主要用途是保护，其实还有一些功

16、能在总降压中没有用到，如：合闸, 跳闸，信号，测量，记录功能，是靠上位机（dcs）实现。合闸功能：sel587的合闸功能是通过串口命令来实现的，串口命令close n可以控制继电 器字位cc1, cc2o可用selogic逻辑编程整定out14的某个输出接点等于cc1或cc2,即可在 上位机通过串口命令close实现遥控合闸。跳闸功能：sel587的合闸功能是通过selogic逻辑编程mtul-3来置位继电器字位trp1 s3来控制0ut1-4的某个输出接点，这在保护跳闸的设定中已经用到。信号功能:包括现场信号和串口信号，sel587的面板提供差动，瞬时定时限，反时限及相 指向的信号指示灯，串

17、口信号可以通过串口命令target编辑将继电器字位信息送到上位机，保 护元件，信号元件，指示元件都可以通过target用串口传送。测量功能：sel587前面板正常显示变压器高压侧和低压侧的一次电流量数值，可以通过选 择面板命令meter显示不同的测量参数，meter是串口命令，上位机也可以用它来取测量数据。记录功能：保护器存储最后20次事件摘要和最后10次完整报告。可使用前而板lcd显示 以及events）按钮或串行口 history命令来查看事件摘要。查看完整事件报告需要使用串行口 的event命令。完整事件报告提供非常详细的事故数据，对事故分析有很好的作用。1#主变在改造结束试投时，sel

18、587差动保护动作，通过对事件报告的数据的分析，判断是 二次相序不对，通过检查，发现35kvf则二次a接时，有一相的极性弄反了，及时找出问题来解 决了。四与dvp600系列的比较北京德威特某公司开发的dvp600系列保护监控装置，是针对电网和企业供用电系统相关 电气设备的保护和监控，分别对应不同电压等级和对保护装置的不同要求，有相应的规格种类。 与sel587相类似的有dvp625。主要比较如下：1 dvp625保护器只提供差动保护，不提供其他的电流保护，德威特某公司用dvp626主变 后备保护监控装置来提供其他保护，组成主变的完整保护。同样也采用比率制动原理提高保护 装置的灵敏度，但比率制动

19、特性只有1段。从保护功能上来说，sel系列的保护器有很大优势。2 dvp600系列的装置不提供出口的逻辑设定，出口接点的接法是内部程序固定的，德威 特提供图纸。信号输出有两路，既有接点类型的输出，可用于另外独立的信号报警装置，也有 通过串口传到can总线的信息，这是不用设定编辑的，dvp600系列内部的通讯模块的参数是固 定的。sel系列的可操控（编程）能力对于发挥它的最大功能有很大作用。3 dvp600系列具有的监控功能，在合闸，跳闸，信号和测量方面功能超过sel587,使用 方便，dvp625能记录100次事故记录，但它的事故记录相当于sel587事件摘要，没有非常详 细的事故数据，对于事

20、故分析帮助有限。sel系列在这方面表现不好也许正因为它是专业保护 器的原因，但从发展的方向看，保持专业性和综合功能才是发展的方向。五结语通过多次试验和近一年的使用，我们有以下几点：1 sel587在保护功能方而有稳定可靠的表现，具有良好操作性，在安装调试中没有出现 本体的误动和其他异常情况。在这方面性能超过dvp625保护器，dvp保护器的动作出口是通过 内装的继电器板输出，dvp已作防震措施，但由于开关柜的结构设计和安装质量问题，开关柜 在合闸，分闸时的震动引起dvp误动作，这样的原因已导致事故，现在通过对开关柜的改造处 理已经解决了这个问题。数字保护器对配合使用的设备的精度也有要求，3#主

21、变的高低压侧由 于安装位置与保护器柜距离长短差别大，由于线路差别，阻抗对保护器的影响必须加以考虑（与 ct容量也有关），所以在放3#主变电流线时放双线，以减小阻抗。相似的问题在硫酸风机上也 出现过。2在通讯方面：sel587只支持sel和lmd（有限多址）规约，须sel2020作通讯支持，sel 规约是sel某公司的标准通讯规约，lmd有限多址规约都不是很通用的规约，在接入系统时都 不是很方便，直接支持现场总线的一些规约对使用者将是很方便的，在小范围sel保护器时， 带上一个sel2020从费用上考虑也是不值的。dvp625保护器支持can总线。can总线属于国际 认可的现场总线，结构简洁，应用方便，接入别的系统也简单。现场总线近年得到巨大发展， 具有通用通讯协议的设备接入系统更方便。3 sel587只支持有限的模拟量信号，测量信息可以用meter类命令来得到，但这些信息 只能作为监视用。dvp625还有多组开关量输入和输出。在控制方面较方便。它的测量信息可作