cat200系列装置说明书

1、CAT200系列变压器测控保护装置技术使用说明书版权所有：山东积成电子股份有限公司版本编号：T200-2005-01岀版时间：2005年1月本说明书适用于 CAT200系列以下型号的装置:装置型号装置名称软件版本CAT231变压器主保护装置CAT221变压器主保护装置CAT211变压器测控保护装置CAT212变压器测控保护装置CAT213变压器测控保护装置 请注意本说明书适用的软件版本，版本不同，装置功能略有差异。本说明书包含以下内容：1 . CAT200系列概述该系列装置的功能配置2 . CAT231变压器主保护装置CAT231装置的功能使用说明3 . CAT221变压器主保护装置CAT22

2、1装置的功能使用说明4 . CAT211变压器测控保护装置CAT211装置的功能使用说明5 . CAT212变压器测控保护装置CAT212装置的功能使用说明6 . CAT213变压器测控保护装置CAT213装置的功能使用说明概述一、功能简介CAT200系列变压器测控保护装置适用于110kV及以下电压等级的变压器。采用保护、测控一体化设计，双CPU并行工作模式，保护与测控功能相对独立，测控及通讯网故障均不影响保护功能运行， 可满足保护及远动双重标准的要求。CAT200系列各型号装置的功能配置如下：装置型号功能CAT231CAT221CAT211CAT212CAT213三圈变差动保护两圈变差动保护

3、二次谐波制动CT断线判别及闭锁非电量保护三段式过流保护母线充电保护过流保护带复压闭锁过流保护带低压闭锁过流保护带方向过负荷过负荷启动风冷过负荷闭锁调压零序过流保护间隙零序过流保护零序过压保护低电压保护负序过流保护小电流接地选线母线PT断线判别控制断线判别故障录波变压器单侧测控断路器三相操作注：表示该型号装置具备此功能、技术数据1 额定参数装置电源：直流220V或110V （订货时请注明）;交流电压：100/ , 3 V、100V ;交流电流：5A或1A （订货时请注明）；额定频率：50Hz ；2 .性能参数交流量测量误差：电压、电流不大于;有功、无功、功率因数一一不大于;频率一一不大于；功率消

4、耗：交流电流回路额定5A时每相不大于1VA ;交流电压回路一一每相不大于1VA;过载能力：交流电流回路2倍额定电流时，连续工作；10倍额定电流时，允许 10s ;交流电压回路一一倍额定电压时，连续工作；倍额定电压时，允许10s ;装置经受过载电流/电压后，绝缘性能不下降直流电压测量范围：-5V+5V ;开关量：信号电平直流 220V或110V ;SOE分辨率一一2ms ;脉冲电度量： 信号电平直流 24V ;脉冲宽度一一不小于 5ms ;零时限电流保护动作时间：不大于35ms ;保护动作返回系数：过量保护;欠量保护；出口接点容量： 直流250V , 5A ;绝缘性能：符合DL478-92中条和

5、GB/T13729-92 中条的规定；符合DL478-92中类和GB/T13729-92 中条的规定；符合DL478-92中条和DL/T630-1997 中条的规定；电磁兼容性：高频干扰符合 DL478-92中条和DL/T630-1997中条的规定。静电放电符合 GB/T中严酷等级III的规定。辐射电磁场符合GB/中严酷等级III的规定。快速瞬变符合GB/中严酷等级III的规定。III的规定。浪涌符合GB/中严酷等级工作环境温度：-10 C+55 C;CAT231变压器主保护装置CAT231变压器主保护装置适用于 110kV及以下电压等级的三圈变压器的主保护。CAT231装置不提供三相操作，故

6、机箱内没有操作回路板，而是装有一块非电量重动板，可完成非电量保护。、CAT231 测控1 开关量采集开关量采集中，装置内部使用了05路，第0、1、2、3路分别用于采集非电量重动板的本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷控失电等信号。外部输入共有10路（615 ）,第6、7、8 9路分别用于本体轻瓦斯、调压轻瓦斯、温度高、油位低信号的采集，1015路可以任意定义。信号输入方式为无源空接点。定义定义定义定义00本体重瓦斯04备用08温度咼12YX1201调压重瓦斯05备用09油位低13YX1302压力释放06本体轻瓦斯10YX1014YX1403冷控失电07调压轻瓦斯11YX1115YX152 .脉

7、冲量采集两路脉冲量输入接口，可以采集有功电度和无功电度。脉冲信号的电平为+24V DC，可由本装置提供，也可由电度表提供。3 .控制输出装置提供一路遥控分合控制功能，可用于主变中性点接地刀闸的遥控。二、CAT231保护功能装置的保护功能配置如下：差动电流速断保护二次谐波制动的比率差动保护CT断线判别及闭锁差流越限报警非电量保护故障录波1 .变压器接线组别CAT231装置适用于以下接线组别的变压器：Y/Y/Y-12 ;Y/Y/ -11 ;Y/ / -11 ;Y/Y/ -1 : Y/ / -1。2 . CT接线及平衡补偿本装置要求变压器各侧的差动电流互感器均为Y形接线，并要求各侧均按同极性接入，即

8、各侧电流均以指向变压器为正方向。如下图所示：对变压器各侧电流存在的相位差，装置软件根据变压器接线组别自动完成校正，即对Y形侧的电流进行校正，方法如下：Y/Y/Y-12 接线Y/Y/ -11 接线Y/Y/ -1 接线la' Iala' (la lb” 巧la' (la Ic")I b' lblb' (lb Ic)M/3lb' (lb Ia)/V3Ic' IcIc' (Ic Ia”V3Ic' (Ic lb”"其中：la、lb、Ic为变压器Y侧的CT二次电流，la'、lb'、I c'为

9、校正后的各相电流。各侧电流的平衡调整由装置软件自动完成，不需要外接中间电流互感器。装置根据变压器容量、变 压器各侧额定电压、各侧CT变比等参数，自动计算变压器高、中、低三侧的二次额定电流及各侧平衡系数。平衡补偿时，均以高压侧电流为基准，即高压侧平衡系数恒为1，中压侧和低压侧的平衡系数的算法如下：中压侧：Km I e1 / I e2低压侧： 心 I e1 / I e3式中：Ie1、Ie2、I e3分别为变压器高、中、低三侧的二次额定电流。经过相位较正和平衡补偿以后，变压器各相差流的算法如下：daIaH'Kml aM 'KiIaL'dbl bH 'Kml bM &#

10、39;KiIbL'dcI cH'KmI cM 'KiI cL'式中：IaH'、I aM'、IaL'分别为变压器高、中、低三侧校正后的A相电流。3 差动保护的动作特性本装置差动保护由差动电流速断保护和比率差动保护组成，动作特性见下图。图中阴影部分为动作IdzgIr4 .差动速断保护由于差动速断保护不经过比率制动、涌流闭锁及 故障时快速切除变压器。动作判据如下：CT断线闭锁，因此能在变压器差动区内发生严重1 dzsdIdzsd为差动速断电流定值，三相差流中任一相满足上式即动作出口。逻辑图如下:差动速断投入lda>ldzsdldb>

11、ldzsd > 1Idc>Idzsd差动速断的跳闸出口共有五路：H1-H2、H3-H4、H7-H8、H9-H10、H11-H12，保护动作时五路出口接点同时闭合。5. 比率差动保护装置采用三段折线式比率制动特性，以提高变压器内部轻微故障的灵敏度以及抗区外故障时CT饱和的能力。动作方程如下：IdI dzqd(IrI dzqd / K b1 )IdKbJr(I dzqd/ K b1I rI dzg )IdK b1 I dzgK b2 ( I rI dzg )(IrI dzg )式中：Idzqd为差动启动电流定值，Idzg为差动拐点电流定值，Kb1、Kb2分别为第一、第二斜率（即比率制动

12、系数），| d为差动电流值，I r为制动电流值。各相制动电流的算法如下:ra(I aH 'K m Irb(I bHrc(I cHaM' KlIaL' )/2 KmIbM' KlIbL' )/2 KmIcM' KlIcL' )/ 2比率差动的跳闸出口共有五路：H1-H2、H3-H4、H7-H8、H9-H10、H11-H12，保护动作时五路出口接点同时闭合。6二次谐波闭锁比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据：I d 2K xb I d式中，Id2为三相差动电流的二次谐波量，I d为对应相的差动电流， Kxb为二次谐波制

13、动比。二次谐波闭锁方式为：任一相满足闭锁判据时，三相的比率差动都将被闭锁。二次谐波对比率差动的闭锁可以通过整定控制字选择投退。7CT 断线判别及闭锁装置具备 CT 断线判别功能，分为瞬时判别和延时判别两种。瞬时判别： 在差流由接近零变化到大于 CT 断线电流定值的情况下，若某一侧电流同时满足以下条 件，则认为是 CT 断线。 只有一相电流为零且启动前该相电流大于； 变压器各侧其余电流均没有变化。若任一相电流大于，则不进行瞬时 CT 断线的判别。瞬时 CT 断线的判据不考虑变压器单侧多相或多侧同时断线的可能，且要求变压器各侧的差动CT均为 Y 形接线。通过整定控制字可选择在瞬时 CT 断线动作后

14、，是否闭锁比率差动保护。延时判别 ：在差流大于 CT 断线电流定值并持续超过 10s 后，装置发差流越限报警信号，但不闭锁 比率差动保护。8非电量保护装置具备非电量保护功能，该保护的电源和跳闸出口与变压器差动保护完全独立。可以接入的非电量信号包括变压器本体重瓦斯、 本体轻瓦斯、 调压重瓦斯、 调压轻瓦斯、 压力释放、 冷却消失、温度高、油位低等。其中本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷却消失信号可以接到装置 的非电量重动板，经重动继电器直接跳闸出口，同时测控CPU 进行信号的采集；其余非电量信号可以接到遥信输入端子，由测控 CPU 进行信号的采集。同时，本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷却消

15、失四种信号可以生成保护事项和启动录波，本体轻瓦斯、调压轻瓦斯、温度高、油位低四种信号可以生成事项。（注：生成事项后可以在装置液晶上显示动作信息）。这些功能需要设定内部控制字实现，设定方法如下：在主菜单下选择“装置调试”，输入“调试密码”后进入，选择“保护调试”，输入“保护密码”后进入，这时依次按键“55 - 0 ”（按键时间要稍长一点）即可进入内部定值菜单，选择“开关量”，进入后可以看到“事项”、“录波”控制字，分别对应生成保护事项和启动录波。两个控制字的设置方法类似（只是对应的信号不同），每个控制字对应一二进制数，每一二进制位对应一种非电量信号，二进制位置“1 ”表示此信号需要生成事项或启动

16、录波，置“ 0”表示此信号不需要，而后将设定的二进制转换成十进制，在对应控制字中输入该十进 制数即可。对“事项”控制字，各二进制位与信号的对应关系如下:装置遥信YX9YX8YX7YX6YX3YX2YX1YX0非电量信号（保护事项）油位低温度高调 压 轻 瓦 斯本 体 轻 瓦 斯冷 控 失 电压 力 释 放调 压 重 瓦 斯本 体 重 瓦 斯二进制对应位9876543210（二进制）咼位T低位对应十进制5122561286432168421注：中间两位未用，置“0”置“ 1 ”均可对“录波”控制字，各二进制位与信号的对应关系如下:装置遥信YX3YX2YX1YX0冷压调本控力压体非电量信号失释重重

17、电放瓦瓦斯斯二进制对应位3210（二进制）高位T低位对应十进制8421请注意：设定完成并存储后，应进入“保护定值”菜单执行一次“存储”才可使设定有效。9 .故障录波在“故障录波”功能投入的情况下，CAT231装置可以通过以下方式启动录波： 差动保护，差流大于启动电流定值时将进行录波。 非电量保护，“录波”控制字设定的对应遥信由分到合时将进行录波。 人工启动录波，即通过菜单选择“控制命令”宀“强制录波”（要求输入正确的“保护密码”）。录波启动后，将对高、中、低三侧电流lai、Ib1、Ic1、Ia2、Ib2、Ic2、Ia3、Ib3、Ic3共9路交流量，记录20个周波的采样数据（12点/周波）。同时

18、进行记录的还有保护动作状态及相关的时间。装置 可保存最新的10次故障录波（组号 09, 0为最新组）。故障录波记录可通过装置液晶进行查看。具体说明请参见产品手册中的“操作说明”。10 .频率跟踪当电力系统频率发生变化时，微机保护用固定的采样频率采样将产生误差，降低保护灵敏度，严重时会影响保护的正常运行。为此，本装置通过接入高压侧和中压侧各一相（或线）电压，跟踪系统频率,实时调整采样频率。三、CAT231定值整定1.定值表定值种类定值名称整定范围整定步长系统参数变压器容量600 MVAMVA变压器联接组别11 151变压器高压侧额定电压PT11 600 kVkV变压器中压侧额定电压PT21 60

19、0 kVkV变压器低压侧额定电压 PT31 600 kVkV变压器高压侧CT 一次额定值CT110 10000 A1 A变压器中压侧CT 一次额定值CT210 10000 A1 A变压器低压侧CT 一次额定值CT310 10000 A1 A变压器高压侧二次额定电流lei1 20 A装置自行计算，不 能直接输入整定。变压器中压侧二次额定电流Ie21 20 A变压器低压侧二次额定电流Ie31 20 A差动速断差动速断投入/退出ON/OFF差动速断电流定值1 12 leIe比率差动比率差动投入/退出ON/OFF二次谐波闭锁投入/退出ON/OFF比率差动启动电流定值2 leIe二次谐波制动系数比率制动

20、第一斜率（制动系数Kbi）比率制动第二斜率（制动系数Kb2）比率差动拐点电流定值9 leIeCT断线CT断线投入/退出ON/OFFCT断线闭锁比率差动投入/退出ON/OFFCT断线电流定值1 lele故障录波故障录波功能投入/退出ON/OFF存储保存定值修改结果注1 :保护功能投入/退出控制字设为“ ON ”时，此项保护功能投入；设为“OFF ”时，此项保护功能退出。注2 :整定操作时，按键“ 1 ”代表“ ON ”（功能投入），按键“ 0”代表“ OFF ”（功能退出）。注3 :定值表中，Ie为变压器额定电流（取高压侧二次额定电流lei），差动保护及 CT断线的电流定值均以该额定电流的倍数表

21、示。2 系统参数及平衡系数装置根据“系统参数”自动进行各侧平衡系数及二次额定电流的计算，通过软件进行 Y/转换和平衡补偿。“系统参数”的整定包括：变压器容量S:若变压器各侧容量不一致，取其中的最大容量。变压器联接组别：整定值对应的接线组别11Y/Y/Y-1212Y/Y/ -1113Y/ / -1114Y/Y/ -115Y/ / -1变压器各侧额定电压 PTn :对有调压分接点的相应侧一般取中间抽头电压，若实际情况不可能改变抽头位置，则应取实际使用的抽头电压。变压器各侧CT 一次额定值CTn。变压器各侧二次额定电流 len ：该值由装置自动计算得到，不能直接输入。计算方法如下：l S1 en :

22、3 PTn （CTn/5）装置取高压侧的二次额定电流lei作为变压器的额定电流le,差动保护及CT断线的电流定值均以该额定电流的倍数表示，请注意！装置软件在平衡补偿时，高压侧平衡系数恒为1，中压侧和低压侧的平衡系数的算法如下：中压侧：Km l el / l e2低压侧：Q l el / l e3装置以软件方式调整 CT 变比， 效果与 CT 二次侧增加变流器相同， 且不存在变流器易饱和的问题。 但是，中、低压两侧的平衡系数Km、Kl 的大小应控制在一定范围之内，取得过大，将放大装置的测量噪声，降低装置的可靠性；取得过小，又会降低差动保护的灵敏度。一般Km、Kl应在4范围之内，若超出此范围，建议

23、改变 CT 变比来满足应用要求。3差动速断保护整定差动速断定值 Idzsd 按以下原则选取：首先要躲过变压器空投时可能产生的最大励磁涌流，其次要躲过变压器差动区外故障时的最大不平衡电流。由于励磁涌流一般大于最大不平衡电流，故Idzsd可按下式整定：I dzsdKkIrush max式中I rush max为最大励磁涌流的基波值；K k为可靠系数，一般取。Idzsd 一般取为48倍的变压器额定电流。4比率差动保护的整定（1）比率差动启动定值Idzqd比率差动保护启动定值I dzqd 应按躲过最大负荷下有载调压分接头处于最大范围时的最大不平衡电流整定。I dzqdK k I bpmaxK k (2

24、f ieU )I e式中：Kk为可靠系数，一般取；I bpmax为正常运行时的最大不平衡电流；fie为正常运行时的电流互感器的最大误差： （10P ）， （5P）； U 为变压器分接头调节引起的误差，取分接头范围的一半；I dzqd 一般取倍的I e，为保证变压器差动保护有足够的灵敏度，I dzqd取值不宜小于1A。（2）比率制动系数 Kb1 、 Kb2Kb1 Kk(2fi U )f i 为电流互感器的最大误差，取；U 为变压器分接头调节引式中：Kk为可靠系数，一般取;起的误差，取分接头范围的一半；CT 饱和的能力，可K bi 一般可取。为保证装置在严重区外故障时的可靠性及提高抗区外故障时 将

25、比率制动的第二系数 Kb2整定大一些，建议取。若整定 Kb2 Kbi，则比率差动将变为两折线的比 率制动特性。（3）比率差动的拐点电流定值 |dzg建议取31 e（ 4）二次谐波制动系数二次谐波制动系数定值 K xb ，根据运行经验，典型值取。若变压器励磁涌流中二次谐波含量过小， 取时空投不能可靠躲过涌流，可适当取得小一些，如。5CT 断线判别的整定 通过整定控制字，用户可根据现场需要，选择 CT 断线是否闭锁比率差动保护。 CT 断线电流定值 建议取 | dzqd （即比率差动启动电流定值的一半） 。四、CAT231 保护调试1数值采样校验通过装置的液晶，在“实时数据” T “保护模拟量”界

26、面中可查看变压器各侧相电流的大小和相位， 以及变压器的差动电流、制动电流和差动电流中二次谐波的数值。（ 1）单相通流校验对于Y/Y/Y-12接线：单侧通入单相大小为本侧二次额定值的电流，可看到对应相有：1倍| e大小的差动电流，倍I e大小的制动电流。对于Y/Y/ -11或Y/ / -11接线：Y侧通入单相大小为本侧二次额定值倍的电流，可看到对应的两相（At A/C, B t B/A ,C/B ）有：1倍人大小的差动电流，倍le大小的制动电流；侧通入单相大小为本侧二次额定值的电流，可看到对应相有：1倍I e大小的差动电流，倍I e大小的制动电流。对于Y/Y/ -1或Y/ / -1接线：Y侧通入

27、单相大小为本侧二次额定值倍的电流，可看到对应的两相（At A/B , B t B/C , Ct C/A ）有：1倍le大小的差动电流，倍le大小的制动电流；侧通入单相大小为本侧二次额定值的电流，可看到对应相有：1倍I e大小的差动电流，倍le大小的制动电流。（ 2）三相通流校验 在变压器高压侧（或低压侧）通入对称的三相大小为本侧二次额定值的电流,可看到三相均有：1倍I e大小的差动电流，倍Ie大小的制动电流。在变压器高压侧（或低压侧）通入对称的三相大小为本侧二次额定值的二次谐波电流（基波为零） 可看到有三相的差动电流均为 0 ，三相的制动电流均为 0 ，三相差动电流的二次谐波值大小为 1 倍

28、I e 2差动速断校验投入差动速断并整定差动速断电流定值 I dzsd ，退出其它保护功能。对于 Y/Y/Y-12 接线： 单侧通入单相大小为倍 I dzsd 的电流，差动速断应可靠不动作；当通入大小为倍 I dzsd 的电流时，差动速断应可靠动作。对于Y/Y/ 或Y/ /接线：在侧通入单相大小为倍 “逊的电流，差动速断应可靠不动作；当通 入大小为倍Idzsd的电流时，差动速断应可靠动作。在丫侧通入单相大小为（X）倍 Idzsd的电流，差动速断应可靠不动作；当通入大小为（X）倍Idzsd的电流时，差动速断应可靠动作。3比率差动启动定值校验投入比率差动并整定比率差动启动电流定值 Idzqd ，退

29、出其它保护功能。对于Y/Y/Y-12接线：单侧通入单相大小为倍I dzqd的电流，比率差动应可靠不动作；当通入大小为倍 I dzqd 的电流时，比率差动应可靠动作。对于Y/Y/ 或Y/ / 接线：在侧通入单相大小为倍 I dzqd的电流，比率差动应可靠不动作；当通 入大小为倍Idzqd的电流时，比率差动应可靠动作。在Y侧通入单相大小为（X）倍 Idzqd的电流，比率差动应可靠不动作；当通入大小为（X）倍I dzqd的电流时，比率差动应可靠动作。4比率制动系数校验以Y/Y/ -11接线的变压器为例。投入比率差动并整定比率差动启动电流定值I dzqd 0.31 e ,第一斜率 Kb1 0.4，第二

30、斜率 Kb2 0.7，拐点电流定值 I dzg 2Ie ，退出其它保护功能。在高压侧A相通入大小为倍的电流，侧A相通入大小为2倍Ie3且方向与高压侧 A相相差180 ° 的电流，侧C相通入大小为2倍|e3且方向与高压侧 A相同相的电流。此时三相差动电流应接近于零。A相电逐渐减小高压侧 A相电流，保持侧电流不变，直至比率差动保护动作。记录下动作时高压侧 流值I H，按下式计算出差动、制动电流：Id 2 Ie IhIr (2 Ie Ih )/2则即为实际测出的比率制动系数Kbi。以上操作可重复多次，取其平均值Kbi，该数值应接近Ir整定值。在高压侧A相通入大小为倍Ie的电流，侧A相通入大

31、小为3倍Ie3且方向与高压侧A相相差180 °的电流，侧C相通入大小为3倍|e3且方向与高压侧 A相同相的电流。此时三相差动电流应接近于零。逐渐减小高压侧 A相电流，保持侧电流不变，直至比率差动保护动作。记录下动作时高压侧A相电流值I H，按下式计算出差动、制动电流：I d 3 I e I HIr (3 Ie Ih )/2I dbi I dzg则一一 即为实际测出的比率制动系数Kb2。以上操作可重复多次，取其平均值Kb2，该I r I dzg数值应接近整定值。5二次谐波制动系数校验投入比率差动及二次谐波闭锁并整定二次谐波制动比Kxb。在变压器单侧通入单相电流，使差流大于启动电流定值，

32、调整电流中的二次谐波含量，若含量小于Kxb，则比率差动可靠动作；当含量大于Kxb时，比率差动被闭锁，应可靠不动作。附图：CAT231装置背板端子接线示意图hUmUmUh ah ah bhhhmm ammJm cL aL aLLLL咼压侧中压三侧J低G丿三侧23456718904 134 5I678 9227油位低温度高报警调压轻瓦斯Y本体轻瓦斯7装置电源+遥信地装置电源-装置地51XY 641XY531XY421XY311XY：201XY190XY080XY：970XY；860XY7 1MK+：65GXY4MK-：32f1侧压低侧压低侧压低侧压中侧压中侧压中侧压高相B侧压高 相A侧压高 b相A

33、侧压中 _Ar相A侧压高置装护保主器压、变1002IAC+源电作操 出闸跳控遥 出闸合控遥 5 口出闸跳动差 4 口出闸跳动差 3 口出闸跳动差 警告常异置装 2 口出闸跳动差 1 口出闸跳动差Dtn765A4:GV42A3P PQ42PPft-1+V42脉冲电度地无功电度脉冲 有功电度脉冲 脉冲电度电源1 23 |45 |6 1I8TT3rTTZZZZZHMTMM K +T QTQTQTQ1 123 45 | 67 |8口出变主跳全 口出变主跳全 口出变主跳全 口出变主跳全口出变主跳全出变主跳全2入输变主跳全1入输变主跳全 出输电失控冷 zr 出输放释力压 出输斯瓦重压调 出输斯瓦重体本+源

34、电量电非 入输电失控冷 入输放释力压 入输斯瓦重压调 入输斯瓦重体本 -源电量电非附图：CAT231装置接线原理图口出变主跳全oer口出变主跳全C64 口出变主跳全口出变主跳全1QQ434bA2F dt 口出变主跳全514 口出变主跳全41t 001入 输 信 遥斯瓦轻体本斯瓦轻压调警报高度温低位油O0KY1tay04ay3XAY4XXY5XAY地共公信遥地置装源电置装一 MK+ 0*壬_jwn r c OOK - +&K源电作操-J 乂刖斤 一 L人输斯瓦重压调入输放释力压入输电失控冷jsd. 匚出输斯瓦重压调出输放释力压出输电失控冷，器电继闸跳动重厶器电继闸跳动重器电继闸跳动重r器

35、电继闸跳动重器电继闸跳动重器电继闸跳动重CAT221变压器主保护装置CAT221变压器主保护装置适用于 110kV及以下电压等级的两圈变压器的主保护。CAT221装置不提供三相操作，故机箱内没有操作回路板，而是装有一块非电量重动板，可完成非电量保护。一、CAT221 测控1 开关量采集开关量采集中，装置内部使用了05路，第0、1、2、3路分别用于采集非电量重动板的本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷控失电等信号。外部输入共有10路（615 ）,第6、7、8 9路分别用于本体轻瓦斯、调压轻瓦斯、温度高、油位低信号的采集，1015路可以任意定义。信号输入方式为无源空接点。定义定义定义定义00本体重

36、瓦斯04备用08温度咼12YX1201调压重瓦斯05备用09油位低13YX1302压力释放06本体轻瓦斯10YX1014YX1403冷控失电07调压轻瓦斯11YX1115YX152 .脉冲量采集两路脉冲量输入接口，可以采集有功电度和无功电度。脉冲信号的电平为+24V DC，可由本装置提供，也可由电度表提供。3 .控制输出装置提供一路遥控分合控制功能，可用于主变中性点接地刀闸的遥控。二、CAT221保护功能装置的保护功能配置如下：差动电流速断保护二次谐波制动的比率差动保护CT断线判别及闭锁差流越限报警非电量保护故障录波1 .变压器接线组别CAT221装置适用于以下接线组别的变压器：Y/Y-12

37、: Y/ -11 : Y/ -1。2 . CT接线及平衡补偿本装置要求变压器各侧的差动电流互感器均为 Y形接线，并要求各侧均按同极性接入， 即各侧电流 均以指向变压器为正方向。如下图所示：pn*对变压器各侧电流存在的相位差， 装置软件根据变压器接线组别自动完成校正， 即对Y形侧的电流 进行校正，方法如下：Y/Y-12接线Y/ -11接线Y/ -1接线la' IaIa' (Ia Ib)M/3I a'(Ialc"J3lb' IbIb' (Ib Ic” 巧Ib' (Ib la)/V3Ic' IcIc' (Ic la”V3Ic&

38、#39; (Ic lb”"其中：la、I b、lc为变压器Y侧的CT二次电流，la'、lb'、I c'为校正后的各相电流。各侧电流的平衡调整由装置软件自动完成，不需要外接中间电流互感器。装置根据变压器容量、变 压器各侧额定电压、 各侧CT变比等参数，自动计算变压器高、 低压侧的二次额定电流及各侧平衡系数。 平衡补偿时，均以高压侧电流为基准，即高压侧平衡系数恒为1，低压侧的平衡系数的算法如下：K I e1 / I e2式中：I e1、Ie2分别为变压器高、低压侧的二次额定电流。经过相位较正和平衡补偿以后，变压器各相差流的算法如下：IdaI aH'KiIa

39、L'IdbIbH'KiIbL'IdcI cH'KiIcl'式中：I aH'、I aL'分别为变压器高、低压侧校正后的A相电流。3 差动保护的动作特性本装置差动保护由差动电流速断保护和比率差动保护组成，动作特性见下图。图中阴影部分为动作 区，Idzsd以上为差动速断保护动作区，其它为比率差动保护动作区。两种保护使用相同的跳闸出口。IdIdzsdIdzqdIdzgIr4 .差动速断保护由于差动速断保护不经过比率制动、涌流闭锁及 故障时快速切除变压器。动作判据如下：CT断线闭锁，因此能在变压器差动区内发生严重I d I dzsdIdzsd为差动

40、速断电流定值，三相差流中任一相满足上式即动作出口。逻辑图如下:差动速断的跳闸出口共有五路：H1-H2、H3-H4、H7-H8、H9-H10、H11-H12，保护动作时五路出口接点同时闭合。5.比率差动保护装置采用三段折线式比率制动特性，以提高变压器内部轻微故障的灵敏度以及抗区外故障时CT饱和的能力。动作方程如下:ddzqdI d Kb1I r(I r I dzcd / K bi )(I dzqd / K bi I r I dzg )I d K bl I dzgK b2 ( I r I dzg )(I r I dzg )第二斜率（即式中：I dzqd为差动启动电流定值，I dzg为差动拐点电流定

41、值，K bi、Kb2分别为第比率制动系数）,I d为差动电流值，I r为制动电流值。各相制动电流的算法如下:Ira (IaH' KlIaL' )/2Irb (IbH' KlIbL' )/ 2Irc (IcH' KlIcL' ) / 26二次谐波闭锁比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据：I d 2 K xb I d式中，Id2为三相差动电流的二次谐波量，I d为对应相的差动电流，Kxb为二次谐波制动比。二次谐波闭锁方式为：任一相满足闭锁判据时，三相的比率差动都将被闭锁。 二次谐波对比率差动的闭锁可以通过整定控制字选择投退。7

42、CT 断线判别及闭锁装置具备 CT 断线判别功能，分为瞬时判别和延时判别两种。瞬时判别： 在差流由接近零变化到大于 CT 断线电流定值的情况下，若某一侧电流同时满足以下条 件，则认为是 CT 断线。 只有一相电流为零且启动前该相电流大于； 变压器各侧其余电流均没有变化。若任一相电流大于，则不进行瞬时 CT 断线的判别。瞬时 CT 断线的判据不考虑变压器单侧多相或两侧同时断线的可能，且要求变压器各侧的差动CT均为 Y 形接线。通过整定控制字可选择在瞬时 CT 断线动作后，是否闭锁比率差动保护。延时判别 ：在差流大于 CT 断线电流定值并持续超过 10s 后，装置发差流越限报警信号，但不闭锁 比率

43、差动保护。8非电量保护装置具备非电量保护功能，该保护的电源和跳闸出口与变压器差动保护完全独立。可以接入的非电量信号包括变压器本体重瓦斯、 本体轻瓦斯、 调压重瓦斯、 调压轻瓦斯、 压力释放、 冷却消失、温度高、油位低等。其中本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷却消失信号可以接到装置 的非电量重动板，经重动继电器直接跳闸出口，同时测控CPU 进行信号的采集；其余非电量信号可以接到遥信输入端子，由测控 CPU 进行信号的采集。同时，本体重瓦斯、调压重瓦斯、压力释放、冷却消失四种信号可以生成保护事项和启动录波，本 体轻瓦斯、调压轻瓦斯、温度高、油位低四种信号可以生成事项。 (注：生成事项后可以在装置

44、液晶上 显示动作信息) 。这些功能需要设定内部控制字实现，设定方法如下：在主菜单下选择“装置调试”，输入“调试密码”后进入，选择“保护调试”，输入“保护密码”后进入，这时依次按键“55 - 0 ”(按键时间要稍长一点）即可进入内部定值菜单，选择“开关量”，进入后可以看到“事项”、“录波”控制字，分别对应生成保护事项和启动录波。两个控制字的设置方法类似（只是对应的信号不同），每个控制字对应一二进制数，每一二进制位对应一种非电量信号，二进制位置“1 ”表示此信号需要生成事项或启动录波，置“ 0”表示此信号不需要，而后将设定的二进制转换成十进制，在对应控制字中输入该十进 制数即可。对“事项”控制字，

45、各二进制位与信号的对应关系如下:装置遥信YX9YX8YX7YX6YX3YX2YX1YX0非电量信号（保护事项）油位低温度高调 压 轻 瓦 斯本体 轻 瓦 斯冷 控 失 电压 力 释 放调 压 重 瓦 斯本 体 重 瓦 斯二进制对应位9876543210（二进制）咼位T低位对应十进制5122561286432168421注：中间两位未用，置“0”置“ 1 ”均可对“录波”控制字，各二进制位与信号的对应关系如下:装置遥信YX3YX2YX1YX0冷压调本控力压体非电量信号失释重重电放瓦瓦斯斯二进制对应位3210（二进制）咼位T低位对应十进制8421请注意：设定完成并存储后，应进入“保护定值”菜单执行

46、一次“存储”才可使设定有效。9 .故障录波在“故障录波”功能投入的情况下，CAT221装置可以通过以下方式启动录波： 差动保护，差流大于启动电流定值时将进行录波。 非电量保护，“录波”控制字设定的对应遥信由分到合时将进行录波。 人工启动录波，即通过菜单选择“控制命令”宀“强制录波”（要求输入正确的“保护密码”）。录波启动后，将对高、低压侧电流 lai、Ib1、Ic1、Ia2、Ib2、Ic2共6路交流量，记录 20个周波 的采样数据（12点/周波）。同时进行记录的还有保护动作状态及相关的时间。装置可保存最新的10次故障录波（组号 09， 0为最新组）。故障录波记录可通过装置液晶进行查看。具体说明

47、请参见产品手册中的“操作说明”10 .频率跟踪当电力系统频率发生变化时，微机保护用固定的采样频率采样将产生误差，降低保护灵敏度，严重 时会影响保护的正常运行。 为此，本装置通过接入高压侧和低压侧各一相（或线）电压，跟踪系统频率,实时调整采样频率。三、CAT221定值整定1.定值表定值种类定值名称整定范围整定步长系统参数变压器容量600 MVAMVA变压器联接组别131变压器高压侧额定电压PT11 600 kVkV变压器低压侧额定电压PT21 600 kVkV变压器高压侧CT 一次额定值CT110 10000 A1 A变压器低压侧CT 一次额定值CT210 10000 A1 A变压器高压侧二次额

48、定电流lei1 20 A装置自行计算，不 能直接输入整定。变压器低压侧二次额定电流Ie21 20 A差动速断差动速断投入/退出ON/OFF差动速断电流定值1 12 lele比率差动比率差动投入/退出ON/OFF二次谐波闭锁投入/退出ON/OFF比率差动启动电流定值2 lele二次谐波制动系数比率制动第一斜率（制动系数Kbi）比率制动第二斜率（制动系数Kb2）比率差动拐点电流定值9 leleCT断线CT断线投入/退出ON/OFFCT断线闭锁比率差动投入/退出ON/OFFCT断线电流定值1 lele故障录波故障录波功能投入/退出ON/OFF存储保存定值修改结果注1 :保护功能投入/退出控制字设为“

49、 ON ”时，此项保护功能投入；设为“OFF ”时，此项保护功能退出。注2 :整定操作时，按键“ 1 ”代表“ ON ”（功能投入），按键“ 0”代表“ OFF ”（功能退出）。注3 :定值表中，Ie为变压器额定电流（取高压侧二次额定电流lei），差动保护及 CT断线的电流定值均以该额定电流的倍数表示。2 系统参数及平衡系数装置根据“系统参数”自动进行各侧平衡系数及二次额定电流的计算，通过软件进行 Y/转换和平衡补偿。“系统参数”的整定包括:变压器容量S:若变压器各侧容量不一致，取其中的最大容量。变压器联接组别：整定值对应的接线组别1Y/Y-122Y/ -113Y/ -1变压器各侧额定电压 P

50、Tn :对有调压分接点的相应侧一般取中间抽头电压，若实际情况不可能改变抽头位置，则应取实际使用的抽头电压。变压器各侧CT 一次额定值CTn。变压器各侧二次额定电流 len ：该值由装置自动计算得到，不能直接输入。计算方法如下：enS3 PTn (CTn/5)装置取高压侧的二次额定电流lei作为变压器的额定电流le,差动保护及CT断线的电流定值均以该额定电流的倍数表示，请注意！装置软件在平衡补偿时，高压侧平衡系数恒为1，低压侧的平衡系数的算法如下：Ki lei / Ie3装置以软件方式调整 CT变比，效果与CT二次侧增加变流器相同， 且不存在变流器易饱和的问题。 但是，低压侧的平衡系数 Ki的大小应控制在一定范围之内，取得过大，将放大装置的测量噪声，降低装置的可靠性；取得过小，又会降低差动保护的灵敏度。一般Kl应在4范围之内，若超出此范围，建议改变CT变比来满足应用要求。3 .差动速断保护整定差动速断定值Idzsd按以下原则选取：首先要躲过变压器空