数字式变压器保护装置说明书

1、CSC-316M数字式变压器保护装置说 明 书CSC-316M数字式变压器保护装置说明书CD2013381编制：邓 琳 校 核：李树峰标准化审查：李连昌 审 定：聂娟红出 版 号：V1.12MY文件代号：0SF.450.028出版日期：2014年1月版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果装置与说明书有不符之处，请您及时和我公司联系，我们将为您提供相应的服务。技术支持 电话传真 要 提 示感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：1)

2、 本说明书仅适用于CSC-316M数字式变压器保护装置，软件版本为V1.13MY及以上。2) 请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定调整、测试和操作。如有随机资料，请以随机资料为准。3) 为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板上的芯片和器件。4) 请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。5) 装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系。6) 本装置的操作密码是：8888。目 录第1篇 装置的技术说明11概述11.1适用范围11.2装置主要特点11.3保护配置31.4装置型号命名41.5典型组屏方式41.6装置执行标准52技术条件62.1环境条件62.2电气绝缘性

3、能62.3机械性能62.4电磁兼容性62.5安全性能72.6装置主要技术参数72.7主要技术性能指标83保护原理和逻辑框图113.1差动保护（包括主变、发变组差动）113.2阻抗保护153.3经发电机出口断路器辅助触点闭锁的过电流保护163.4复合电压闭锁（方向）过流保护163.5零序（方向）过流保护183.6间隙零流零压保护193.7低压侧零压保护213.8零序选跳213.9过激磁保护223.10过负荷、启动通风、有载闭锁调压保护243.11断路器非全相保护253.12断路器失灵启动263.13断口闪络保护273.14高压侧失灵联跳变压器保护（高断路器失灵经变压器保护跳闸）273.15TA异

4、常、TV异常28第2篇 装置的使用说明294装置硬件294.1装置结构294.2装置功能组件概述304.3功能插件说明315装置各规格的说明326定值清单327开箱检查328人机接口及其操作338.1概述338.2菜单结构图348.3操作说明359维护运行注意事项369.1装置投运前检查369.2运行情况下注意事项369.3常见异常情况及对策369.4保护动作后处理369.5部分定期检验项目379.6装置维护指南3710典型保护报告分析3811运输、贮存注意事项3812订货须知38附录A 装置显示或打印信息说明40IICSC-316M数字式变压器保护装置 说明书第1篇 装置的技术说明1 概述1

5、.1 适用范围CSC-316数字式变压器保护装置是针对电厂各种类型变压器的特点，基于DSP和MCU合一的32位单片机，适用于电厂各种电压等级的主变压器、高压厂用变压器、起动/备用变压器的数字式继电保护装置。其中CSC-316M为主变压器保护装置，CSC-316A为高压厂用变压器保护装置，CSC-316B为起动/备用变压器保护装置。本说明书为CSC-316M数字式变压器保护装置（以下简称装置或产品）的说明书，装置可适用于电厂综合自动化系统（可以直接与后台系统进行通信）。1.2 装置主要特点1) 符合最新版继电保护和安全自动装置技术规程要求装置保护的配置和实现方式完全符合最新版继电保护和安全自动装

6、置技术规程中对变压器保护的要求，简化了继电保护装置的定值及运行方式的控制字，同时整定方法简单清晰。装置体现了“加强主保护、简化后备保护”的原则。自动设置的辅助定值，自动整定部分定值，使用户需要整定的保护定值减到最少，发挥微机继电保护的优越性，减少定值整定计算量。装置的软件模块化设计，各功能可灵活配置，以满足用户的多种需求。2) 高性能、高可靠、大资源的硬件系统装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算。装置保持了总线不出芯片的优点，有利于保护装置的高可靠性。装置保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维

7、护和使用。装置具有大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte，全过程的故障记录数据可以保存不少于24次。完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，并且掉电不丢失。装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级试验。3) 硬件自检智能化装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。装置的继电器检测采用新方法，可以检测继电器励磁回路线圈完好性和监视出口触点的状

8、态，实现了继电器状态的检测与异常告警。装置的开入回路检测采用新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断。装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。装置可对机箱内温度进行实时监测。4) 用户界面人性化采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。装置良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。装置面板8个指示灯，清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低

9、，安装方便，操作简单等特点。该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：实用新型03207169.8和外观设计03356024.2。5) 全新的前插拔组合结构装置采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰模件。6) 组合式交流电流/电压连接器装置的交流回路采用组合型的交流电流/电压连接器，具有交流电流连接器和交流电压连接器混装、可按需要组合及互换的优点。该连接器有防误插、防触电、交流回路短接等功能。接触簧片为双指形，提高了接触的可靠性。该连接器已申请专利，申请号为：实用新型03209402.7。

10、7) 可选择的励磁涌流判别原理对于变压器保护装置，提供两种识别励磁涌流的方法，即二次谐波原理和基于模糊识别的波形判别原理。可方便地构成不同原理的双套主保护。8) 等效两侧电流的制动电流计算方法变压器差动保护制动电流采用新的计算方法，将多侧差动等效为两侧电流的制动电流计算方法，保证区外故障时有较大的制动量，变压器区内故障时制动量最小，提高了保护的灵敏度和可靠性。9) 新型可靠的比率制动变压器差动保护对于变压器差动保护，软件自动调整因Y/联结方式带来的各侧二次电流相位差异和差动各侧二次电流间的幅值差异，使得因电流互感器变比规格化产生的不平衡电流接近为零。差动特性采用新型的三段折线比率差动特性，提高

11、了区外故障大电流导致TA饱和时的制动能力。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转换，并根据故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地防止变压器外部故障及其切除过程中保护的误动。完善的抗TA饱和算法和差动方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出口。10) 综合的间隙性TA二次回路断线判据综合采用相电流突变量、稳态量和差动电流变化量，可靠检测出TA二次回路间隙性断线，保证在TA似断非断的情况下差动保护不误动。11) 独立的起动元件装置采用起动加保护动作“与”门出口跳闸方式，杜绝因

12、单一的硬件故障引起的装置误动。12) 独立的硬件测频通道装置提供有独立的硬件测频通道，可以满足变压器保护的硬件测频需求。13) 现场调试自动化装置提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。14) 动作过程透明化装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果，结合CSPC后台分析软件，可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。15) 通信接口

13、多样化装置配备高速可靠的LonWorks现场总线接口、RS-485 通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667-1999（idt IEC60870-5-103）的通信规约和四方公司CSC2000规约，并可共享网络打印机。装置提供GPS对时接口，提供的对时方式有：秒脉冲对时方式、分脉冲对时方式、IRIG-B对时方式；另外也可提供网络对时方式。16) 软件设计标准化、模块化装置软件设计结合变压器保护的特点采用标准化、模块化设计，针对不同场合的需求，可实现不必改变程序，对软件功能进行重新配置，定值项自适应改变，即真正的软件功能可配置。17) 功能齐全的后备保护后备保护功能多样，提供有

14、各种过流保护（包括复压过流、低压过流、纯过流）、阻抗保护、零序过流保护、间隙零流零压保护等，可根据用户的不同需求进行灵活配置。18) 灵活的出口配置跳闸出口采用灵活的跳闸矩阵配置方式，满足各种变压器保护出口要求。出口配置可在出厂时一次性完成。1.3 保护配置1.3.1 电气量保护装置可提供一台变压器所需的全部电气量保护，主保护和后备保护可共用同一组TA，也可选择不同TA。对于主变压器，装置配置有如下保护：1) 纵联差动保护；2) 发变组差动保护（用于电厂发电机出口不带断路器时的差动主保护）；3) 复合电压闭锁过电流保护；4) 方向过电流保护；5) 经发电机出口断路器辅助触点闭锁的过电流保护；6

15、) 阻抗保护；7) 零序过流保护；8) 零序方向过流保护；9) 间隙零流零压保护；10) 零序电压保护；11) 零序选跳保护；12) 过激磁保护； 13) 过负荷告警、有载闭锁调压、启动通风；14) 低压侧零序电压保护；15) 差流越限告警；16) TA异常告警和TV异常告警。1.3.2 断路器辅助保护断路器辅助保护有：非全相保护、失灵启动、断口闪络保护等。CSC-316M变压器保护中提供有断路器辅助保护功能。另外断路器辅助保护也可由专门的断路器辅助保护装置实现，相关内容请参阅四方公司CSC-122G数字式断路器辅助保护装置说明书。1.3.3 非电量保护变压器的非电量即本体保护有：变压器轻瓦斯

16、、重瓦斯、油位、油温、绕组温度、压力释放、冷却器故障、冷却器电源消失等。非电量保护由专门的非电量保护装置实现。因此，此部分内容不在本说明书中介绍，相关内容请参阅四方公司本体保护装置说明书。1.4 装置型号命名装置型号的命名意义如图1所示。本说明书为CSC-316M主变压器保护装置说明。图1 装置型号命名意义1.5 典型组屏方式1.5.1 发电机出口不带断路器时1） 对于100MW及以上机组保护，考虑完全双重化，按三面屏布置（a） 第1面屏：CSC-306（第1套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、CSC-316M（第1套主变电气量保护）、CSC-316A（第1套高厂变电气量保护，若有两台高厂变

17、则需配置两台CSC-316A机箱）；（b） 第2面屏：CSC-306（第2套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、CSC-316M（第2套主变电气量保护）、CSC-316A（第2套高厂变电气量保护，若有两台高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；（c） 第3面屏：本体保护机箱（包括发电机、励磁变、主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。2） 对于100MW以下容量的机组保护，考虑单重化，按两面屏布置（a） 第1面屏：CSC-306（发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、本体保护机箱（发电机、励磁变的本体保护）；（b） 第2面屏：CSC-316M（主变电

18、气量保护）、CSC-316A（高厂变电气量保护）、本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。3） 按照CSC-300数字式发电机变压器保护装置（一体化装置）进行组屏设计，详细内容参见“CSC-300数字式发电机变压器组保护装置说明书”。1.5.2 发电机出口带断路器1） 对于100MW及以上机组保护，考虑完全双重化，按六面屏布置（a） 第1面屏：CSC-306（第1套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）；（b） 第2面屏：CSC-306（第2套发电机和励磁机/励磁变电气量保护）；（c） 第3面屏：发电机/励磁变本体保护机箱、三相操作箱、

19、打印机；（d） 第4面屏：CSC-316M（第1套主变电气量保护）、CSC-316A（第1套高厂变电气量保护，若有两台高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；（e） 第5面屏：CSC-316M（第2套主变电气量保护）、CSC-316A（第2套高厂变电气量保护，若有两台高厂变则需配置两台CSC-316A机箱）；（f） 第6面屏：本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机。若现场屏柜安装位置紧张时，可按4面屏布置，即将第3面屏的机箱分散至第1、2面屏，将第6面屏的机箱分散至第4、5面屏。2） 对于100MW以下容量的机组保护，考虑单重化，

20、按两面屏布置（a） 第1面屏：CSC-306（发电机和励磁机/励磁变电气量保护）、发电机本体保护机箱、三相操作箱、打印机；（b） 第2面屏：CSC-316M（主变电气量保护）、CSC-316A（高厂变电气量保护）、本体保护机箱（包括主变、高厂变的本体保护）、电压切换箱（双母线系统时作为电压切换用）、操作箱、打印机；1.6 装置执行标准装置执行的标准为：企业标准Q/HDSFJ013-2004CSC-316数字式变压器保护装置。52 技术条件2.1 环境条件装置在以下环境条件下能正常工作：a) 工作环境温度：-10 +55。运输过程的环境温度极限值为：-25和 +70。在此极限值下不施加激励量，装

21、置不出现不可逆的变化。当温度恢复后，装置应能正常工作；b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25且表面无凝露；c) 大气压力：80kPa 110kPa；d) 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险以及超出本说明书规定的振动、冲击和碰撞。2.2 电气绝缘性能2.2.1 介质强度装置能承受GB/T14598.3（eqv IEC60255-5）规定的交流电压为2kV（强电回路）或500V（弱电回路）、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。2.2.2 绝缘电阻用开路电压为500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100M，

22、符合IEC60255-5：2000的规定。2.2.3 冲击电压装置能承受GB/T14598.3（eqv IEC60255-5）规定的峰值为5kV（强电回路）或1kV（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。2.3 机械性能2.3.1 振动装置能承受GB/T 11287（idt IEC60255-21-1）规定的I级振动响应和振动耐受试验。2.3.2 冲击和碰撞装置能承受GB/T 14537（idt IEC60255-21-2）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。2.4 电磁兼容性2.4.1 脉冲群干扰装置能承受GB/T 14598.13（eqv IEC60255-22-1）规定的

23、级1MHz和100kHz脉冲群干扰试验（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）。2.4.2 静电放电干扰装置能承受GB/T 14598.14（idt IEC60255-22-2）规定的级（接触放电8kV）静电放电干扰试验。2.4.3 辐射电磁场干扰装置能承受GB/T 14598.9（idt IEC60255-22-3）规定的级（10V/m）的辐射电磁场干扰试验。2.4.4 快速瞬变干扰装置能承受GB/T 14598.10（idt IEC60255-22-4）规定的级（通信端口2kV，其他端口4kV）的快速瞬变干扰试验。2.5 安全性能装置符合GB/T 14598.27的外壳防护等级不

24、低于IP20、安全类别为I类。2.6 装置主要技术参数2.6.1 额定直流电源电压220V或110V（订货时注明）。2.6.2 额定交流参数a) 交流电流：5A或1A（订货时注明）； b) 相电压：100/V；c) 高/中压侧开口三角电压：300V；d) 低压侧开口三角电压：100V；e) 频率：50Hz。2.6.3 功耗a) 直流电源回路：当正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W；b) 交流电流回路：当二次额定电流为5A时，不大于1VA/相；当二次额定电流为1A时，不大于0.5VA/相；c) 交流电压回路：在额定电压下不大于0.5VA/相。2.6.4 过载能力a） 交流电流回路

25、：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，50倍额定电流下允许1s；b） 交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s；c） 直流电源回路：80%120%额定电压，连续工作。2.6.5 输出触点容量a) 跳闸触点容量：在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数L/R为（5±0.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；b) 其它触点容量：在电压不大于250V、电流不大于0.5A、时间常数L/R为（5±0.75）ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。2.

26、7 主要技术性能指标2.7.1 交流回路精确工作范围交流回路精确工作范围为：a) 相电流变换器：线性范围为0.0820；b) 相电压变换器：线性范围为0.4V100V；c) 100V零序电压变换器：线性范围为0.4100V；d) 300V零序电压变换器：线性范围为3300V。注：为装置TA的额定电流，以下同。2.7.2 差动保护差动保护的主要性能为：变压器差动保护的主要性能为：a) 差动速断电流整定范围：，整定值允差±2.5%；b) 比率制动动作电流整定范围：，整定值允差±5%或±0.02；c) 比率制动斜率整定范围：；d) 二次谐波制动比整定范围：0.10.5；

27、e) 差动速断动作时间（1.5倍整定电流时）不大于20ms；比率差动动作时间（2倍整定电流时）不大于30ms。注：为变压器二次额定电流，以下同。2.7.3 过电流保护过电流保护的主要性能为：a) 电流整定范围：，整定值允差±2.5%或；b) 返回系数不小于0.95；c) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.4 复合电压闭锁过流保护复合电压闭锁过流保护的主要性能为：a) 电流整定范围：，整定值允差±2.5%或；b) 低电压整定范围：10V100V，整定值允差±2.5%；c) 负序电压整定范

28、围：2V40V，整定值允差±2.5%或±0.05V；d) 延时整定范围：0.1s30s，允差（电流、负序电压为1.2倍整定值或低电压为0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；e) 返回系数不小于0.95。2.7.5 阻抗保护阻抗保护的主要性能为：a) 整定范围：当为1A时，整定范围为1100；当为5A时，整定范围为0.220，整定值允差±5%；b) 阻抗反向偏移比整定范围：0100；c) 精确工作电流不大于0.1倍额定电流；d) 延时整定范围：0.1s30s，允差（0.8倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。

29、2.7.6 零序过电流保护零序过电流保护的主要性能为：a) 零序电流整定范围：，整定值允差±3%或；b) 返回系数不小于0.95；c) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.7 间隙零序过电流保护间隙零序过电流保护的主要性能为：a) 间隙零流整定范围：，整定值允差±3%或；b) 返回系数不小于0.95；c) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.8 高压侧零序过电压保护高压侧零序过电压保护的主要性能为：a) 零序电压整定范围

30、：150V300V（外接3U0），整定值允差±5%或±0.1V；b) 返回系数不小于0.95；c) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.9 低压侧零序过电压保护低压侧零序过电压保护的主要性能为：a) 零序电压整定范围：5V100V，整定值允差±5%或±0.1V；b) 返回系数不小于0.95；c) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.10 过负荷、启动通风、闭锁调压保护过负荷、启动通风、闭锁调压保护的主

31、要性能为： a) 电流整定范围：，整定值允差±3%或；b) 启动通风返回系数整定范围：0.70.9；c) 过负荷、闭锁调压返回系数不小于0.95；d) 延时整定范围：0s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms。2.7.11 非全相保护非全相保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 延时整定范围：0.1s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；c) 返回系数大于0.95；d) 定值误差：不大于±3%或。2.7.12 失灵启动失灵启动的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 延时整定范围

32、：0s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；c) 返回系数大于0.95；d) 定值误差：不大于±3%或。2.7.13 断口闪络保护断口闪络保护的主要性能为：a) 电流整定范围：；b) 返回系数大于0.95；c) 延时整定范围：0s30s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±40ms；d) 定值误差：不大于±3%或。2.7.14 过激磁保护过激磁保护的主要性能为：l 定时限部分a) 频率适用范围：20Hz65Hz；b) 基准电压整定范围：50V70V；c) 过激磁倍数整定范围：1.01.6，整定值允差

33、±2.5%；d) 返回系数不小于0.96； e) 延时整定范围：0.1s6000s，允差（1.2倍整定值时）不超过±1%整定值或±70ms。l 反时限部分a) 频率适用范围：20Hz65Hz；b) 基准相电压整定范围：50V70V；c) 长延时可整定到6000s；d) 反时限各点过激磁倍数整定范围：1.01.6，整定值允差±2.5%；e) 返回系数不小于0.96；f) 反时限动作时间：动作值与计算值误差不大于±5%或±70ms。2.7.15 相间方向元件相间方向元件的主要性能为：a) 最大灵敏角：-30°或-45°

34、，误差±2°；b) 门槛电压：1V；c) 动作区：170°±2°； 2.7.16 零序方向元件零序方向元件的主要性能为：a) 门槛电压：1V；b) 动作区：160°±2°； 103 保护原理和逻辑框图3.1 差动保护（包括主变、发变组差动）变压器差动保护提供有差动电流速断保护、比率差动保护、励磁涌流鉴别、过激磁鉴别、TA二次回路断线/异常检测、TA饱和检测等功能。装置提供二次谐波制动和模糊识别原理的涌流闭锁方案可选。TA断线后可发出告警信号，TA断线后是否闭锁差动保护可由用户通过整定定值单中功能位实现。3.1.1

35、比率差动原理差动保护最大反应六侧的电流，采用比率制动特性。比率制动差动动作特性如图2所示。图2 比率制动的差动保护特性差动速断的动作方程如式（1）所示。 （1）式中：和分别为动作电流和差动速断电流定值。比率制动差动保护的动作方程如式（2）所示。 （2）式中：为制动电流；、分别为各段的比率制动斜率，其中装置内部固定为0.2，装置内部固定为0.7，由用户整定；为拐点电流，内部固定为5（为基准侧的二次额定电流，即高压侧二次额定电流）；为差动起动电流定值。对每相采用上述的差动特性，当任一相满足式（1）或式（2）时，差动速断或比率差动保护动作。三段式比率差动保护经TA饱和闭锁和TA异常闭锁，其中TA饱和

36、闭锁固定投入，TA异常闭锁由用户通过定值的功能位选择。和因被保护元件的差动保护反应的电流多少而异，均以流入被保护对象的电流方向为正方向。对应的差流和制动电流的取法如式（3）所示。 （3）无论被保护元件为几侧元件，都有为各侧同相的最大电流，为其它侧同相电流之和。通过识别差动电流和制动电流的变化轨迹，自动识别故障点的转换，并根据故障的严重情况，智能地调整保护的出口时间，同时将采样值差动和稳态量差动相结合，提高了保护可靠性，有效地防止变压器外部故障及其切除过程中保护的误动。完善的抗TA饱和算法和差动方案，使得区外故障引起的饱和能可靠闭锁差动保护，同时区内严重故障时又能使保护快速出口。3.1.2 励磁

37、涌流闭锁原理（1）二次谐波闭锁原理采用三相差动电流中二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据： （4）式中：、分别为各相差动电流中的基波和二次谐波分量，为二次谐波制动系数。采用“或”门闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁整个比率差动保护。（2）模糊识别闭锁原理设差流导数为，每周的采样点数是2n点，对数列： （5）可认为越小，该点所含的故障信息越多，即故障的可信度越大；反之，越大，该点所包含的涌流的信息越多，即涌流的可信度越大。取一个隶度函数，设为，综合全周信息，对，求得模糊贴近度N为： （6）取门槛值K（内部固定），当N>K时，认为是故障，当N<K时，认为是励磁涌流。采用按

38、相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，仅闭锁该相比率差动保护。3.1.3 变压器各侧电流相位差与平衡补偿（1）TA接线方法变压器各侧电流互感器采用星形接线（也可采用常规接线），二次电流直接接入本装置，均以母线侧为极性端。（2）平衡系数的计算基准侧的选取及非基准侧的平衡系数计算均由软件完成，用户免整定。平衡系数的计算方法如下。计算变压器各侧一次额定电流：式中：为变压器最大额定容量，为变压器各侧额定电压（应以运行的实际电压为准）。计算变压器各侧二次额定电流：式中：为变压器各侧一次额定电流，为变压器各侧TA变比。以高压侧为基准，计算变压器中、低压侧平衡系数：将中、低压侧各相电流与相应的平衡系数相

39、乘，即得补偿后的各相电流。（3）各侧电流相位补偿变压器各侧TA二次电流相位由软件自校正，采用在Y侧进行校正相位。以Y0/-11接线为例，其校正方法如下：Y0侧： 式中，、为Y侧TA二次电流，、为Y侧校正后的各相电流。其它接线方式可以类推。装置中可通过变压器接线方式整定控制字选择接线方式。差动电流和制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿基础上进行。3.1.4 变压器过激磁闭锁差动保护由于在变压器过激磁时，励磁电流将激增，可能引起差动保护误动。采用差动电流的五次谐波与基波的比值作为闭锁判据。 （7）式中：为各相差动电流中的五次谐波分量，为五次谐波制动系数。3.1.5 异常检测和一些判别（

40、1）整组复归判别启动元件返回后，连续5s内差流均不越限，则差动保护整组复归。（2）差流越限告警正常情况下，监视各相差流异常，延时5s发告警信号，判据为：。式中，为各相差动电流，为装置内部固定的系数。 3.1.6 逻辑框图变压器差动保护逻辑框图如图3所示。当选择二次谐波涌流识别原理时，涌流开放元件采用一相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，闭锁整个比率差动保护；当选择模糊识别原理时，涌流开放元件采用相闭锁方式，即三相差流中某相判为励磁涌流，仅闭锁该相的比率差动保护。图3 变压器差动保护逻辑图（二次谐波原理）3.1.7 整定内容和取值建议1） 差流速断定值：差流速断定值应按躲过变压器初始励磁涌

41、流或外部短路最大不平衡电流整定。一般取（48）。其中，为变压器基准侧的额定电流，即变压器高压侧额定电流。2） 差动起动电流定值：。其中，为可靠系数，通常取2.0；为变压器调压引起的误差，取调压范围中偏离额定值的最大值（百分数）；为电流互感器变比未完全匹配产生的误差，初设时取0.05。为躲过区外故障电流较小及区外故障切除后的暂态过程中产生的最大不平衡差动电流，一般取0.4。3） 比率制动斜率：。其中，为可靠系数，通常取1.5；为非周期分量系数，两侧同为P级TA时取2.0；为电流互感器的同型系数，；为电流互感器比误差，。按照上述方式整定，均能满足选择性和灵敏系数，不需要校验灵敏系数。4） 二次谐波

42、制动比：当用户选择模糊识别原理的涌流鉴别方法时，二次谐波制动比不用整定。当选用二次谐波制动原理时，推荐二次谐波制动比整定为0.15。5） 五次谐波制动比：220kV及以下电压等级的变压器一般不投5次谐波制动，远离负荷中心的大型水电站，在其附近的220kV、110kV变压器，有可能导致变压器过激磁，则为防止误动，可投入5次谐波制动。通常五次谐波制动比整定为0.35。3.2 阻抗保护3.2.1 保护原理阻抗保护反应相间测量阻抗的大小，当阻抗保护装于主变高压侧时，电流取自主变高压侧TA，电压取自主变高压侧TV；当阻抗保护装于主变中压侧时，电流取自主变中压侧TA，电压取自主变中压侧TV。为防止TV断线

43、引起阻抗元件误动，增设TV断线闭锁元件。阻抗保护由电流启动元件、相间阻抗测量元件、延时和TV回路断线闭锁元件等部分组成。电流启动元件采用相电流突变量启动和负序电流启动，其中相电流突变量启动和负序电流启动定值都为20%。阻抗元件计算用电压和电流采用零度接线，即和、和、和分别组成三个阻抗元件以“或”门输出。用户可以通过设定电阻分量定值RZ、电抗分量定值XZ和反向偏移比NZ来实现方向阻抗圆、偏移阻抗圆或全阻抗圆特性。阻抗元件的动作特性如图4所示。图4 阻抗特性图3.2.2 逻辑框图各时限的阻抗保护逻辑图如图5。图5 阻抗保护逻辑图3.2.3 整定内容和取值建议1） 升压变压器220500kV侧全阻抗

44、继电器的整定计算：在220500kV变压器高压侧装设全阻抗继电器时，阻抗继电器的动作值与母线上与之配合的引出线阻抗保护段相配合，即。其中，为可靠系数，取0.8；为助增系数，取各种运行方式下的最小值；Z为与之配合的引出线路距离保护段动作阻抗。2） 阻抗动作时间：阻抗保护延时的整定要依据具体定值配合关系和相应的出口方式来定。具体的延时整定根据配合关系，考虑配合的延时基础上增加一定的即可。3.3 经发电机出口断路器辅助触点闭锁的过电流保护3.3.1 保护原理当发电机出口断路器处于断开位置，主变倒送电时，可投入一段过电流保护。保护取自主变高压侧三相最大电流。3.3.2 逻辑框图经发电机出口断路器辅助触

45、点闭锁的过电流保护的逻辑框图如图6。图6 经发电机出口断路器辅助触点闭锁的过电流保护逻辑图3.3.3 整定内容和取值建议经发电机出口断路器辅助触点闭锁的过电流保护定值：通常按与主变倒送电时连接于主变高压侧母线上对侧线路的后备保护定值相配合整定。3.4 复合电压闭锁（方向）过流保护3.4.1 保护原理复合电压闭锁（方向）过流保护作为主变压器相间短路后备保护。其中复合电压元件由相间低电压和负序电压“或”门构成，方向过流保护各段是否投入方向可通过控制字选择。当TV断线时，根据控制字“TV断线退出/不退出相应段保护”选择有不同的处理方式。当“TV断线退出相应段保护”置1时，即退出复压过流保护；反之，复

46、压过流为纯过流保护。当复压过流需要考虑方向性时，需采用方向元件，方向元件采用接线，最大灵敏角为（方向指向变压器）或135°（方向指向系统），动作范围为。为了消除保护安装处附近三相短路的电压死区，方向元件带记忆，当复压元件返回时，取消记忆。为了减少TV断线对复压元件和方向元件的影响，选择TV断线后退出相应的复压元件及方向。 a)方向指向变压器 b)方向指向系统图7 变压器相间方向元件动作特性3.4.2 逻辑框图复合电压闭锁过电流保护逻辑框图如图8，方向过电流保护逻辑框图如图9。图8 复合电压闭锁过电流保护逻辑图图9 方向过流保护逻辑图3.4.3 整定内容和取值建议1） 复合电压闭锁过电

47、流保护整定：电流元件整定。按照能躲过可能流过变压器的最大负荷电流整定，计算公式为：。其中，为可靠系数，为返回系数，为最大负荷电流，为保护安装处TA变比。低电压定值。方法1按照正常运行时可能出现的最低电压整定，公式为：。其中，（折算至TV二次侧）为正常运行时可能出现的最低电压，为可靠系数，取1.11.2，为返回系数，取1.051.25。方法2按躲过电动机启动时的电压整定：。其中，为所用TV装设侧的变压器二次额定电压。负序电压定值。如果用户仅想实现低电压过流，不需要负序电压元件时，整定为定值上限即100V。负序电压按照躲过正常运行时出现的不平衡电压整定，不平衡电压可通过实测得到，如果条件不允许，可

48、根据规程整定：。其中，为所用TV装设侧的变压器二次额定电压。动作时间与相邻线路距离段最长的动作时间相配合增加一个t。2） 方向过电流保护整定：过电流定值按照出口母线故障有足够的灵敏度整定，动作时间在伸到相配合的线路的距离段时间基础上，增加一个t。3.5 零序（方向）过流保护3.5.1 保护原理主变零序（方向）过流保护反应大电流接地系统的接地故障，作为变压器和相邻元件的后备保护，可根据用户的要求指定段数。零序过流保护中的零序电流元件可通过控制字选择采用自产零序电流或变压器中性点专用零序TA电流。可通过控制字设定经零序电压元件闭锁。当主变零序过流有选择性要求时，应增设零序方向元件，零序方向元件中的

49、零序电压和零序电流均采用自产零序。方向元件的动作方向指向可由控制字选择。当方向指向变压器时，其动作判据为： （灵敏角=-100°）当方向指向系统时，其动作判据为： （灵敏角=80°）当方向元件投入或者经零压闭锁（且闭锁零压取自产）时，TV断线后退出零流方向元件还是退出零流保护可通过控制字选择。 a）方向指向变压器 b）方向指向系统图10 变压器零序方向元件动作特性3.5.2 逻辑框图零序（方向）过流保护的逻辑框图如图11。图11 主变高压侧零序过流保护逻辑图3.5.3 整定内容和取值建议1） 零序过流I段定值及动作时间：一般考虑与相邻线路零序过电流保护II段相配合，整定公式

50、为：。其中，为可靠系数，取1.1；为零序电流的分支系数，其值等于相配合的线路末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过线路的零序电流之比，并取各种运行方式的最大值；为与之相配合的线路保护相关段的动作电流。动作时间在伸到相配合的线路的零序电流段或接地距离段的时间基础上，增加一个t。2）零序过流II段定值及动作时间：零序电流定值应考虑与相邻线路零序过电流的后备段相配合，整定公式：。其中，为可靠系数，取1.1；为零序电流的分支系数，其值等于线路零序电流保护后备段保护范围末端发生接地短路时，流过本保护的零序电流与流过线路的零序电流之比，并取各种运行方式的最大值；为与之相配合的线路零序过电流保护后备

51、段的动作电流。动作时间与相邻线路接地距离后备段或零序III段最长动作时间相配合，增加一个t。3）闭锁零序电压定值：当自产零序电流保护在零序方向元件失效时，需要零序电压闭锁。注：零序电流保护必须满足母线接地故障并带有适当弧光电阻时的要求。3.6 间隙零流零压保护3.6.1 保护原理主变间隙零流零压元件是专用于经间隙接地或者分级绝缘的变压器。间隙零序电流电压保护由间隙零序过电流元件和零序过电压元件“或”门输出，经短延时跳闸。或者间隙零流和零压起动各自延时出口。间隙零序电流元件和零序电压元件都设有一段。3.6.2 逻辑框图间隙零流零压保护的逻辑框图如图12。图12 变压器间隙零流零压保护逻辑图3.6

52、.3 整定内容和取值建议间隙零序电流电压保护用于变压器不接地或者经间隙接地的情况。它的整定与变压器的中性点绝缘水平、过电压保护方式以及并联运行的变压器台数有关。1） 间隙零序电流：对中性点经放电间隙的变压器需要配置间隙零序电流保护。间隙零流IJ的动作电流与变压器的零序阻抗、间隙放电的电弧电阻等因素有关，难以准确计算。根据经验，保护的一次动作电流取100A。用户根据采用中性点经放电间隙的专用零序电流互感器TA的变比计算可得二次电流定值。当间隙接地受接地刀闸控制的控制位置1时，间隙零流保护选用中性点零序TA。2） 间隙零流动作时间：中性点经放电间隙接地的零序电流保护动作延时按照躲过暂态过电压时间整

53、定，通常整定为0.3s0.5s。3） 零序电压定值UJ： 中性点全绝缘变压器、分级绝缘且中性点装放电间隙的变压器需要配置零序电压保护。零序电压定值UJ的整定需满足：。其中：为在部分中性点接地的电网发生单相接地时，保护安装处可能出现的最大零序电压；用于中性点直接接地系统的电压互感器，在失去中性点时发生单相接地，开口三角绕组可能出现的最低电压。考虑到中性点直接接地系统，建议UJ180V（高压系统电压互感器开口三角绕组每相额定电压100V）。4） 零序电压动作时间：当电网发生单相接地，中性点接地的变压器已全部断开的情况下，零序过电压保护不需再与其他接地保护配合，对应的动作时间只需躲过暂态过电压的时间

54、，通常取0.3s0.5s。3.7 低压侧零压保护3.7.1 保护原理对于发电机出口带断路器的发电机变压器组单元，当发电机出口断路器断开时，通过主变低压侧的零序电压继电器以保护主变低压侧系统单相接地故障。该零序电压保护经发电机出口断路器常闭触点开放，即当发电机出口断路器处于断开状态时，才投入该保护。零序电压保护可通过控制字选择为发信或跳闸。3.7.2 逻辑框图低压侧零压保护逻辑框图如图13。图13 低压侧零压保护逻辑图3.7.3 整定内容和取值建议低压侧零压保护定值：零序电压通常整定为，为发电机二次额定电压。3.8 零序选跳3.8.1 保护原理当有两组以上变压器并联运行，且为分级绝缘且中性点不装

55、放电间隙的变压器时，需要装设零序选跳保护。接地变通过零序过流段动作给出选跳开出触点。不接地变压器收到外部的选跳开入，同时判别本变压器中性线无零序电流且零序电压大于闭锁零压定值时，跳开本变压器。3.8.2 逻辑框图零序选跳逻辑框图如图14。图14 变压器零序选跳逻辑图3.9 过激磁保护3.9.1 保护原理变压器会由于电压升高或者频率降低而出现过激磁，过激磁保护能有效地防止变压器因过励磁造成的损坏，过激磁保护反应过激磁倍数而动作，定义过激磁倍数N如下： （8）式中：、Be磁通量、额定磁通量；U、f分别为电压、频率；Ue、fe分别为基准电压、额定频率；、分别为电压标么值、频率标么值。过激磁保护包括两种