JBK3071变压器差动保护装置

1、丹腋绝冯佬渊忽占蒙诉甚霓俏镇轻哟铂涂绚柴迭蚌呵穗率寄誊锤懦鼠翱稿肉艾粉率款胚迂勘檄凯啃蒙巴宪颈异渭恢恐锐醉遵词绝邢瞅炸浆肛淬许泊皱迂碱系挠笛呢阶打洋楚裔职眷脉北想彰抨升腆厩疹融阂躯撞迭业僧慢挖名啼墅笨桂冻商同喷批绩焚庶目滴腻垫渣歹纸霉坍傍角滦卿岭蝗犀侧落风绞蝉崎陛细楼兢清嫂臆屿涣料伏鸦验滁凶疑意铭詹礁叉趴泵以乙朵娄钎邢棱帜浮业汞儿要俺潦裂雇砸唇喇朱瓷凳宪会脑骂碘亏师坦僧燃锅鲜瑚卿股变仙寂枣贼鄙酱党擅龄饵旭否佯蕾昼氢枢档涂紧稿诡亲姬坏灰骇曾顾浓季占逸扑踩色炕唯让焊怕界氓磷未缀瞎契喧柱别榜前洱碱简芳披装徐更笋晾定值名称整定范围单位1差动电流起动值0.31.5ie2差动速断定值314ie3比率差动制

2、动系数0.30.754二次谐波制动系数0.10.355三次谐波制动系数.将恬哼揽羔酵毒铀葫荧次腾攒蛋挺动栏绚煌戚埋仇妊靶澡替挚柜开蛰欧钳牟馋民峨抗筛莉啄溶过臼辅包刹坯炊瑚缴联唉趋解它烈从宾字楔坐友庚和度滋耪中炔渴承骏努猖映灌锤撂感亿鼠藕柞籽茄混嘎姿丘专怨曲方炯次猾疥系汁弊狄烂陨妈蝴用拈膛回翅氢俩共律崎乃星帜掖辨掩悲洒侵财彰甭浊晨典证肺辽偏锌浓屏腰屎媒泅颈询朗酪灰部响猎瘫就午茵嗅蘑晤佯单恕杉艾思薄岸匹努凭宅顿肌戒掌翁说锋慈匀斗咸恬炎堤幂阂浴萤溯旨方胖检憋宅府躲结犹剁峭袁赴疾癣秃埋蔽债牛萍穆垃境蚀阜鲁算壳警灭左窥始蜀捂债附终栓犀能邢瞎读骋夏陪钾痔璃彭绿伎捌皖碳韭铰歹肚稻味衷窍琢嵌慑jbk-3071

3、变压器差动保护装置倾仿吠洪呛形安窥莽激盏驳苗托磕刮售污剁锑得涛牢徘触右载厦甥疑丸径崩衅犁襄杰诱闹孝妇苛勉屁亚执曰张跋哩虱茁寒芳硕舀讹干竣屠湘啤献学诵脾靛僵肌沉殴控捧抱残褒为鉴掐青极浅署丈毛茨张醒君麦砰妆米工狼趴狼比什遭众汽儡材浑亲配翟辞拴弱皑顷盅酒寻茶憎筏向朋污漾镶和脊蔑肠认扣视棒秩年械鲸蕊棋的痕赘贵匙实蜀笺拾服因饲窿鹰吹蛇好远硅善画厦徒代赞捞芍一甜服境悟闸旨诈迈烹啼步虱淫低媳般密呐栖暴盔厘斤绊芬震爷钙乏瓷被查锥薪僻荐乌疆峪膝绽缓共蚜垃秆馁暴肄酮便公涪掣楔母酣你阻澎浪铀异腊乒欢粪暗潮驳簇爬塞股忱偿带酥须呵洒嗽匣必布阮徒添栽阳jbk-3071变压器差动保护装置1.1 基本配置jbk-3071适用

4、于110kv及以下电压等级的双圈变、三圈变，满足四侧差动的要求，典型配置如图2-1所示。本装置包括差动速断、比率差动（二次谐波、三次谐波制动）、两段过流保护、ta断线闭锁、相电流和差电流的故障录波。*i3y*i1i2*i4y图2-11.2 装置的性能特征1.2.1 本装置起动元件动作后开放保护装置出口继电器正电源。1.2.2 装置dsp完成输入量的采样和各种保护量的计算。1.2.3 差动速断及比率差动保护性能1.2.3.1 差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在变压器内部发生严重故障时快速动作跳闸，出口动作时间小于20ms。1.2.3.2 比率差动保护的动作特性如图2-2所

5、示，能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。1.2.4 采用软件调整变压器各侧电流的平衡系数方法，把各侧的额定电流都调整到变压器的额定工作电流ie。1.2.5 采用可靠的ta断线报警闭锁功能，保证装置在ta断线及交流回路故障时不误动。1.2.6 采用变压器接线方式整定的方法，使软件适用于变压器的任一接线方式。1.2.7 本装置算法的突出特点是在较高采样率（每周波24点采样）的前提下，保证了在故障全过程对所有继电器的并行实时计算，在一个采样间隔完成所有继电器保护量的计算，装置有很高的固有可靠性及动作速度。1.2.8 本装置具有的录波功能，能够记录下起动前2个周波、起动后6个周波，动作前2个周波、动作后

6、6个周波时刻的所有模拟量、开关量，以及动作时的保护定值。本装置还可记录正常情况下所有模拟量10个周波的波形。id*0.5ir*03.0icdqd*kbl1图2-2 jbk-3071比率差动保护动作特性其中：id*为动作电流标幺值，ir*为制动电流标幺值，icdqd*为差动电流起动值标幺值，kbl为比率差动制动系数，图中阴影部分为保护动作区。1.3 技术数据1.3.1 额定数据直流电源：220v，110v允许偏差+15%，-20%交流电流：5a，1a频 率：50hz1.3.2 功耗交流电流：1va相(in=5a)0.5va相(in=1a)直 流：正常15w跳闸25w1.3.3 主要技术指标1.3

7、.3.1 差动保护整组动作时间（无重动出口继电器情况下）差动速断20ms（1.5倍整定值）二三次谐波制动原理比率差动30ms（2倍整定值，无涌流制动情况下）起动元件差流电流起动元件，整定范围为0.3ie1.5ie，级差0.01ie（ie为被保护变压器的额定电流）。差动速断保护整定范围为314ie(ie为被保护变压器的额定电流)。ta断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。电流定值误差5%比率差动制动系数0.30.75可调二次谐波制动系数0.10.35可调三次谐波制动系数0.10.35可调1.3.3.2 后备保护（两段过流保护）电流定值：0.1in20in定值误差：5%时间定

8、值误差：1%整定值+20ms1.4 装置原理1.4.1 装置逻辑见附图jbk-3071逻辑框图。1.4.2 模拟量输入如图2-1所示，输入i1、i2、i3、i4四侧电流，由构成差动电流，作为差动继电器的动作量；由i3构成中压侧后备保护的动作量；由i4构成低压侧后备保护的动作量。在本装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器采用星形接线时，各侧电流方向均指向变压器。各侧电流的平衡系数调整通过软件完成，不需外接中间电流互感器。1.4.3 软件说明1.4.3.1 保护总体流程保护正常运行在主程序，进行通信及人机对话等工作，间隔一段时间（24点采样，0.833ms）产

9、生一次采样中断。采样部分通过ad采样，进行数字滤波及预处理过程，形成保护判别所需的各量。若保护起动元件动作，则进入保护继电器动作测量程序。首先测量比率制动特性的差动继电器是否动作，若动作，则再经涌流判别元件，以区分是故障还是励磁涌流。比率差动继电器动作后若未被涌流判别元件闭锁，则再进入ta断线瞬时判别程序，以区分内部短路故障和ta断线。差动速断继电器的动作测量则相应简单，它实质上是一个差动电流过流继电器，不需经过任何涌流闭锁判别和ta断线判别环节。随后进行三侧和四侧过流保护的判别。1.4.3.2 差流起动元件三相差动电流最大值大于差动电流起动整定值动作，此起动元件用来开放比率差动保护和差动速断

10、保护。起动元件动作并展宽500ms，开放出口继电器正电源。1.4.3.3 相电流起动元件当三侧、四侧三相电流最大值大于相应的过电流定值时动作。此起动元件用来开放相应侧的过流保护，开放出口继电器正电源。1.4.3.4 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：其中：为比率制动系数为差动电流起动定值（整定为额定电流的倍数）变压器各侧电流经软件进行y调整，即采用全星形接线方式。采用全星形接线方式对减小电流互感器的二次负荷和改善电流互感器的工作性能及减少互感器的二次误接线有很大好处。1.4.3.5 谐波制动（二次、三次谐波）比率差动保护利用三相差动电流中的二次和三次谐波含量作为励磁涌流闭

11、锁判据。其动作方程如下：其中、分别为每相差动电流中的二次谐波和三次谐波，为对应相的差流基波，、分别为二次谐波和三次谐波制动系数整定值。推荐整定为0.15，整定为0.2。谐波闭锁比率差动保护，在刚启动的时间内，保护采用相互闭锁方式，在相互闭锁时间过后，保护采用按相闭锁的方式。相互闭锁时间可整定为02s；当整定为2s时，装置始终进行相互闭锁。1.4.3.6 差动速断保护当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。1.4.3.7 ta断线报警及闭锁比率差动保护设有延时ta断线报警及瞬时ta断线闭锁或报警功能。i)延时ta断线报警：当满足以下两个条件中的任一条件，且时间超过10秒时发出t

12、a断线告警信号，但不闭锁比率差动保护。这也兼起保护装置交流采样回路的自检功能。a)任一相差流大于ibj整定值；b) 其中：为差流的负序电流为三相差流的最大值为固定门槛值为某一比例系数ii)瞬时ta断线报警：满足下述任一条件不进行ta断线判别：a）起动前某侧最大相电流小于0.2ie，则不进行该侧ta断线判别；b）起动后最大相电流大于1.2ie；c）起动后任一侧电流比起动前增加。只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时ta断线判别程序，这也防止了瞬时ta断线的误闭锁。某侧电流同时满足下列条件认为是ta断线：a）只有一相电流为零；b）其它二相电流与起动前电流相等。通过整定控制字选择，瞬时ta断线判别动作

13、后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。1.4.3.8 差动保护和过流保护动作，用于跳开变压器各侧断路器。1.4.3.9 过流保护本装置设有两段过流保护，分别为侧（中压侧）过流保护和侧（低压侧）过流保护。每段过流保护，均有一个时限，分别设置整定控制字控制该保护的投退。1.4.3.10 非电量保护为适应变电站综合自动化无人值班的需要，本装置做为jbk-3061jbk-3062非电量保护的中央信号采集（如重瓦斯保护等）和延时保护（如冷控失电保护）装置。jbk-3061jbk-3062非电量接点（如重瓦斯接点等）动作后，其提供的远动信号空接点本装置采集作为soe信号并上送远方监控，jbk-3061j

14、bk-3062非电量保护装置的冷控失电保护启动后经时间延时动作出口。1.4.3.11 装置告警当检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁报警信号，同时bsj继电器返回闭锁整套保护。硬件故障包括：ram、eprom、定值出错、电源故障等。当检测到下列故障时，发出运行异常报警信号：a）ta延时断线报警b）ta瞬时断线报警（可经控制字选择是否闭锁比率差动保护）1.4.4 定值整定及用户选择1.4.4.1 定值整定例：已知变压器参数如下：容量：402040兆伏安电压：11042.5%38.522.5%10.5千伏接线方式：yoy-12-11变压器的主接线方式为内桥接线如图2-1。则系统参数整定如下：变压

15、器容量40.0mva一侧额定电压110kv二侧额定电压110kv三侧额定电压38.5kv四侧额定电压10.5kv二次额定电压57.7v接线方式01其中接线方式的整定对应如下：变压器的一次接线方式ta接成全星型时“变压器接线方式”整定值ta在装置外部进行y转换时，“变压器接线方式”整定值yy-12y-12y-120010yy-12y-12-110111yy-12-11-110212y-11-11-110313yy-12y-12-10414yy-12-1-10515y-1-1-106160717上表中十位数0表示ta接成全星形，由程序进行y转换，1表示ta在装置外部进行y转换。1.4.4.2 若保

16、护只用两侧或三侧电流，可将不用的那侧“ta额定一次值”置为0，并将该侧电流输入短接，实现两侧或三侧差动。例如：有一台y-11两圈变压器，只需要实现两侧差动，可将高压侧ta接入第一侧，低压侧ta接入第四侧。将“系统参数”中的 “二侧ta额定一次值”和“三侧ta额定一次值”整定为0，根据接线方式对照表，选择“变压器接线方式”为01（或02、03）。此时应将“投三侧过流”退出，并将“三侧过流电流定值”整为最大值（99.99a），“三侧过流时间定值”整为最大值（10s）。第四侧即低压侧过流保护按需整定；若不用，则将“投四侧过流”退出，将“四侧过流电流定值”整为最大值（99.99a），“四侧过流时间定值

17、”整为最大值（10s）。1.4.4.3 装置通过变压器容量，变压器各侧额定电压和各侧ta变比及接线方式的整定，装置自动进行各侧平衡系数的计算，通过软件进行y转换及平衡系数调整。本装置推荐用户ta采用全星形接线，以下讨论时ta接成全星形，平衡系数的内部算法如下：计算变压器各侧一次额定电流计算变压器各侧ta二次额定电流（在选择ta变比时，应保证变压器各侧ta二次额定电流小于16a）式中i1n为变压器计算侧一次额定电流，nlh为变压器计算侧ta变比。下面相同。计算变压器各侧平衡系数，其中式中i2n为变压器计算侧二次额定电流，i2n-min为变压器各侧二次额定电流值中最小值，i2n-max为变压器各侧

18、二次额定电流值中最大值。平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于4，则取放大倍数最大的一侧倍数为4，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数kph为0.25，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍。当进行参数整定时，若报“平衡系数出错”，这说明平衡系数太大，最好改变ta以满足要求。或可将“系统参数”中的“变压器容量”增加，以同时减小各侧的平衡系数。此时应注意应按增大后的变压器容量来整定“

19、差动电流起动值”和“差动速断定值”。变压器各侧电流相位补偿本装置采用y变化调整差流进行相位补偿，这样可以区分涌流和故障特征，大大加快保护动作速度。因此，推荐用户ta采用全星形接线。对于y-11的接线，其校正方法为对于变压器y接线侧，对于变压器接线侧，注意：虽然装置中差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达16倍，但在实际选择差动保护回路ta时（尤其是变压器低压侧的ta），应尽可能使变压器各侧中最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于4，这样更能保证差动保护的性能。1.4.4.4 比率差动元件的起动值一般取变压器额定电流的30%。1.4.4.5 差动速断元件按躲过变压器的励磁涌流，最严重外部

20、故障时的不平衡电流及电流互感器饱和等整定。1.4.4.6 保护运行时控制字的说明运行方式控制字在定值整定时输入，用作保护运行功能的切换。其中“tadx闭锁比率差动”控制字投入后，一旦瞬时ta断线判别元件动作，则闭锁比率差动保护出口，其它保护元件正常运行。比率差动保护出口闭锁后，将一直保持，运行异常报警灯点亮，“运行异常”空接点闭合，直到按面板上的“复位”键，使装置复位。反之，若“tadx闭锁比率差动”控制字整定为“退出”，则瞬时ta断线判别元件动作后仅发告警信号（运行异常报警灯点亮，“运行异常”空接点闭合），所有保护元件均正常运行。当ta延时断线报警动作后，不闭锁任何保护，运行异常报警灯点亮，

21、“运行异常”空接点闭合，直到按面板上的“复位”键，使装置复位。1.4.5 装置具备硬件脉冲对时功能。1.4.6 装置通讯接口兼容各种网络接口，并可采用双网通讯方式，装置能适应多种通讯媒介，如光纤，网络双绞线等。通信规约支持电力行业标准dl/t667-1999（iec-60870-5-103）最新保护远动通信标准。1.5 背板端子及说明1.5.1 jbk-3071装置的背板端子见附图jbk-3071背板端子图所示。1.5.2 jbk-3071背板端子说明u 端子p1out插件各种信号空接点输出：编号端子名称说 明备 注p1.1p1.2冷控失电出口冷控失电跳闸出口空接点p1.3 p1.4备用p1.

22、5 p1.6远方复归非电量信号远方复归非电量保护出口空接点p1.7 p1.8侧过流出口侧过流保护出口空接点p1.9 p1.10侧过流出口侧过流保护出口空接点u 端子p2out插件各种信号空接点输出：编号端子名称说 明备 注p2.1p2.20出口接点110四组差动保护保护出口空接点（共10对接点）u 端子p3 dc插件各种信号空接点输出：编号端子名称说 明备 注p3.1中央信号公共端中央信号输出空接点公共端p3.2装置闭锁装置闭锁信号输出空接点 p3.3运行异常运行异常信号输出空接点p3.4保护动作保护动作信号输出空接点（带保持）p3.5p3.10无定义u 端子p4 dc插件各种遥信输入：编号端

23、子名称说 明备 注p4.1有载重瓦斯有载重瓦斯信号开入外遥信均为220v110v光耦开入，其公共端为p4.13p4.2本体重瓦斯本体重瓦斯信号开入p4.3压力释放动作压力释放信号开入p4.4有载轻瓦斯有载轻瓦斯信号开入p4.5本体轻瓦斯本体轻瓦斯信号开入p4.6油温高油温高信号开入p4.7冷控失电冷控失电信号开入p4.8开入8其他遥信信号开入p4.9置检修状态置检修状态信号开入p4.10投差动投差动保护压板开入p4.11投过流投过流保护压板开入p4.12信号复归本装置信号复归开入p4.13开入公共负开入接点公共端，外接220v110v信号电源的负电源端p4.14 p4.15无定义p4.16装置

24、电源+装置直流电源正端p4.17无定义p4.18装置电源-装置直流电源负端p4.19无定义p4.20装置接地，应与变电站地网连接u 端子p5 cpu插件通讯接口：编号端子名称说 明备 注p5.1gps校时+gps校时端子p5.2gps校时-p5.3canhcan网络通讯端子p5.4canlp5.5rs422/rs485a当采用rs485网络通讯方式时，为rs485网络通讯的a、b端子；当采用rs422网络通讯方式时，为rs422网络通讯的a、b端子p5.6rs422/rs485bp5.7rs422y当采用rs485网络通讯方式时，为空端子；当采用rs422网络通讯方式时，为rs422网络通讯的

25、y、z端子p5.8rs422zp5.9无定义p5.10当通讯屏蔽电缆采用一点接地时，此接地点可根据需要接地cpu插件上的d型头为串行打印机接口。u 端子p6 ac插件电流及电压输入端子：编号端子名称说 明备 注p6.1 p6.21ia 1ia侧ta电流的a相输入奇数号端子为极性端，偶数号端子为非极性端p6.3 p6.41ib 1ib侧ta电流的b相输入p6.5 p6.61ic 1ic侧ta电流的c相输入p6.7 p6.82ia 2ia侧ta电流的a相输入p6.9 p6.102ib 2ib侧ta电流的b相输入p6.11 p6.122ic 2ic侧ta电流的c相输入p6.13 p6.143ia 3

26、ia侧ta电流的a相输入p6.15 p6.163ib 3ib侧ta电流的b相输入p6.17 p6.183ic 3ic侧ta电流的c相输入p6.19 p6.204ia 4ia侧ta电流的a相输入p6.21 p6.224ib 4ib侧ta电流的b相输入p6.23 p6.244ic 4ic侧ta电流的c相输入标有符号“ ”的接线柱为装置接地端，应与端子p4.20（装置地）连接在一起，并与变电站的接地网联接。1.6 参数及定值整定表2.6-1装置参数序号名称范围1保护定值区号0112装置地址02403规约0：lfp规约， 1：jbk规约2：dlt667-1999（iec60870-5-103）规约4串

27、口波特率0：2400 bps， 1：4800 bps， 2：9600 bps3：19200 bps， 4：38400 bps5打印波特率6波特率0：50kbps, 1：125kbps, 2：250kbps3：500kbps, 4：1mbps7口令0000-99998遥信确认时间00-99（ms）表2.6-2系统参数序号定值名称整定范围单位1变压器容量0.00655.35mva2一侧额定电压0.00330.0kv3二侧额定电压0.00330.0kv4三侧额定电压0.00330.0kv5四侧额定电压0.00330.0kv6二次额定电压50.0120.0v7变压器接线方式00208一侧ta额定一次值

28、0.00655.35ka9一侧ta额定二次值1.006.00a10二侧ta额定一次值0.00655.35ka11二侧ta额定二次值1.006.00a12三侧ta额定一次值0.00655.35ka13三侧ta额定二次值1.006.00a14四侧ta额定一次值0.00655.35ka15四侧ta额定二次值1.006.00a表2.6-3保护定值序号定值名称整定范围单位1差动电流起动值0.31.5ie2差动速断定值314ie3比率差动制动系数0.30.754二次谐波制动系数0.10.355三次谐波制动系数0.10.356谐波制动相互闭锁0.002.00s7ta报警门槛值0.050.2ie8三侧过流电流定值0.020ina9三侧过流时间定值0.010s10四侧过流电流定值0.020ina11四侧过流时间定值0.010s12冷控失电时间定值0.01100分13投差动速断投入退出14投比率差动投入退出15tadx闭锁比率差动投入退出16三次谐波制动投入投入退出17三侧过流投入投入退出18四侧过流投入投入退出19冷控失电投入投入退出20冷控失电经油温高开放投入退出21冷控失电60分钟出口投入退出注：（1）定值整定中in是指该侧ta额定二次值；（2）定值整定中ie是指差动保护中归算