WDZ-5242变压器保护测控装置

1、WDZ-5242变压器保护测控装置（V1.05）WDZ-5242变压器保护测控装置1 装置功能WDZ-5242变压器保护测控装置主要用于10KV及以下低压变压器的保护和测控，对于容量为6300KVA以上或2000KVA以上电流速断保护灵敏性不满足要求的大容量低压变压器须和WDZ-5241变压器差动保护装置或WDZ-5244三卷变差动保护装置配合使用。2 保护功能及原理2.1 过流一段保护2.1.1 保护动作逻辑框图2.1.2 保护动作判据式中，Igl1：过流一段保护动作电流整定值（A）tgl1：过流一段保护动作时间整定值（s）2.2 过流二段保护2.2.1 保护动作逻辑框图2.2.2 保护动作

2、判据式中，Igl2：过流二段保护动作电流整定值（A）tgl2：过流二段保护动作时间整定值（s）2.3 负序一段保护装置设有CT断线瞬时闭锁负序保护，以防止CT断线引起的负序保护误动作。2.3.1 保护动作逻辑框图2.3.2 保护动作判据式中，I21dz：负序过流一段保护动作电流整定值（A）t21dz：负序过流一段保护动作时间整定值（s）2.4 负序二段保护负序二段保护可以作为灵敏的不平衡电流保护使用，可以选择告警或跳闸。2.4.1 保护动作逻辑框图2.4.2 保护动作判据式中，I22dz：负序过流二段保护动作电流整定值（A）t22dz：负序过流二段保护动作时间整定值（s）2.5 过负荷保护过负

3、荷保护提供定时限、正常反时限、非常反时限、超常反时限供选择。反时限曲线符合IEC 60255-3标准。2.5.1 保护动作逻辑框图2.5.2 定时限保护动作判据式中，Igfh：过负荷保护动作电流整定值（A）tgfh：过负荷保护动作时间整定值（s）2.5.3 正常反时限保护动作判据2.5.4 非常反时限保护动作判据2.5.5 超常反时限保护动作判据2.6 接地保护一段零序电流通过专用零序电流互感器得到，利用二段零序过流保护来达到接地保护的目的。装置外接零序电流测量范围为10mA6A。如果无外部专用零序电流互感器，装置可以软件自产零序，。装置设有CT断线瞬时闭锁自产零序，以防止CT断线引起的自产零

4、序误动作。为防止三相电流互感器特性不一致产生的不平衡电流引起接地保护误动作，采用了最大相电流Imax作制动量。保护动作曲线如下图所示。带相电流制动的接地保护动作曲线2.6.1 保护动作逻辑框图零序过流逻辑，适用于零序电流外接场合：带相电流制动逻辑，适用于零序电流自产场合：2.6.2 保护动作判据零序过流：相电流制动：式中，I01dz：零序保护一段动作电流整定值（A）t01dz：零序保护一段动作时间整定值（s）Ie：变压器额定电流二次值（A）2.7 接地保护二段2.7.1 保护动作逻辑框图零序过流逻辑，适用于零序电流外接场合：带相电流制动逻辑，适用于零序电流自产场合：2.7.2 保护动作判据零序

5、过流：相电流制动：式中，I02dz：零序保护二段动作电流整定值（A）t02dz：零序保护二段动作时间整定值（s）Ie：变压器额定电流二次值（A）2.8 瞬时CT断线闭锁功能CT断线判别是基于以下假设的：(1) CT断线不是所有相同时发生的；(2) CT断线与故障不是同时发生的。满足下述任一条件不进行CT断线判别：(1) 起动前最大相电流小于0.2Ie，则不进行CT断线判别；(2) 起动后最大相电流大于1.2Ie；(3) 起动后电流比起动前增加；只有在负序元件、自产零序元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序。电流同时满足下列条件认为是CT断线：(1) 只有一相或二相电流为零；(2) 其它二相或一

6、相电流与起动前电流相等；2.9 延时CT断线告警功能延时CT断线判别逻辑为：三个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流，且其它二个电流均大于0.125倍额定电流，且连续超过2秒满足此条件，则发出CT断线告警信号，但不闭锁任何保护。2.10 低侧零序一段保护发电厂厂用电变压器低压侧一般为400V直接接地系统，装置利用低压侧零序电流提供二段低压侧零序保护，可作为400V的后备保护。可以选择告警或跳闸。2.10.1 保护动作逻辑框图2.10.2 保护动作判据式中，I0L1dz：低侧零序一段保护动作电流整定值（A）t0L1dz：低侧零序一段保护动作时间整定值（s）2.11 低侧零序二段保护为了和4

7、00V保护更好的配合，低侧零序二段提供定时限、正常反时限、非常反时限、超常反时限供选择。反时限曲线符合IEC 60255-3标准。2.11.1 保护动作逻辑框图2.11.2 定时限保护动作判据式中，I0L2dz：低侧零序二段保护动作电流整定值（A）t0L2dz：低侧零序二段保护动作时间整定值（s）2.11.3 正常反时限保护动作判据2.11.4 非常反时限保护动作判据2.11.5 超常反时限保护动作判据2.12 FC过流闭锁在FC（熔断器-接触器）回路中，如果任意一相故障电流大于接触器额定开断电流，如果通过接触器跳闸，则可能烧毁接触器，此时应通过熔断器熔断来切除大电流，闭锁跳闸出口。2.12.

8、1 保护动作逻辑框图2.13 熔断器保护在FC回路中，如果电流大于接触器额定开关电流，即FC过流闭锁电流值，则熔丝开始熔断，当电流无流，则认为熔丝完全熔断。将接触器跳开，以供后续更换熔丝。为了防止单相熔丝熔断，其余相仍然有大电流，判断三相熔丝完全熔断才跳开接触器。如果是单相故障，引起单相熔丝熔断，需要人工跳开接触器。一般熔断器有指示熔丝正常工作的接点，当熔丝熔断，相应接点会发生变化，也可以利用此接点，接入装置的开入，利用开关量保护来跳开接触器或告警指示以人工跳开接触器。2.13.1 保护动作逻辑框图2.14 开关量保护装置提供非电量板，可将从变压器本体来的非电量信号（如重瓦斯等）直接驱动2路非

9、电量出口继电器跳闸，同时给出2组非电量信号（一组为不保持信号输出，一组为保持信号输出），同时装置本身的CPU记录非电量动作情况。非电量板1、2、3为3路非电量输入，非电量出口1、2为非电量信号直接起动的出口输出，硬件无延时。非电量跳闸回路的起动电压为额定电压的50%70%（50%以下可靠不动作，70%以上可靠动作），启动功率大于5W。非电量原理可分别如下图：2.14.1 保护动作逻辑框图需要延时出口的开关量保护，需要在开入中关联为开关量保护。出口方式可以选择告警和跳闸。2.15 PT断线装置设有延时PT断线报警功能。PT断线分三相PT断线和单相或者二相PT断线。三相PT断线主要特征是有流无压；

10、单相或者二相PT断线主要特征是较大的不平衡电压，利用负序电压来判断。2.15.1 保护动作逻辑框图2.15.2 保护动作判据2.16 保护定值序号名称及含义符号单位整定范围1变压器额定电流IeA0.20In-1.20In2过流一段保护电流Igl1A0.20In-20.00In3过流一段动作时间tgl1s0.00-10.004过流二段保护电流Igl2A0.20In-20.00In5过流二段动作时间tgl2s0.10-100.006负序过流一段电流I21dzA0.05In-4.00In7负序过流一段时间t21dzs0.10-20.008负序过流二段电流I22dzA0.05In-4.00In9负序过

11、流二段时间t22dzs0.10-100.0010负序过流二段出口方式告警、跳闸11过负荷保护电流IgfhA0.20In-20.00In12过负荷动作时间tgfhs0.10-650.0013过负荷动作曲线定时限/正常反时限/非常反时限/超常反时限14过负荷保护出口方式告警、跳闸15零序动作一段电流I01dzA0.010-6.00016零序保护一段时间t01dzs0.00-10.0017接地一段出口方式告警、跳闸18零序动作二段电流I02dzA0.010-6.00019零序保护二段时间t02dzs0.10-100.0020接地二段出口方式告警、跳闸21低侧零序一段动作电流I0L1dzA0.20In

12、-20.00In22低侧零序一段动作时间t0L1dzs0.10-100.0023低侧零序一段出口方式告警、跳闸24低侧零序二段动作电流I0L2dzA0.20In-20.00In25低侧零序二段动作时间t0L2dzs0.10-100.0026低侧零序二段动作曲线定时限/正常反时限/非常反时限/超常反时限27低侧零序二段出口方式告警、跳闸28FC过流闭锁电流值IfcbsA1.00In-20.00In29开关量保护一动作时间tKI1S0.10-650.0030开关量保护一出口方式告警、跳闸31开关量保护二动作时间tKI2S0.10-650.0032开关量保护二出口方式告警、跳闸33开关量保护三动作时

13、间tKI3S0.10-650.0034开关量保护三出口方式告警、跳闸注：零序动作一段电流和零序动作二段电流定值的范围：在零序电流外接情况下为0.0106.000A；在零序电流自产情况下为0.20In20.00In。零序电流的接入方式选择在“装置菜单->定值设置->系统设置->工程参数->零序电流接入方式”中进行配置。2.17 软压板装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。序号名称及含义符号整定范围1过流一段保护退出、投入2过流二段保护退出、投入3负序一段保护退出、投入4负序二段保护退出、投入5过负荷保护退出、投入6接地保护一段退出、投入

14、7接地保护二段退出、投入8低侧零序一段保护退出、投入9低侧零序二段保护退出、投入10FC过流闭锁退出、投入11熔断器保护退出、投入12开关量保护一退出、投入13开关量保护二退出、投入14开关量保护三退出、投入15CT断线告警退出、投入16PT断线告警退出、投入3 测控功能3.1 测量功能提供三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率。3.2 开入提供标准24路开入。3.3 开出提供标准5路继电器输出，有7个开出接点。3.4 遥控提供断路器开关的遥控跳合闸操作。3.5 计量功能提供硬件正向有功、正向无功、反向有功、反向无功电能计量功能，同时提供正向有功、正向无功电能脉冲输出功能。同时

15、可以利用装置计算出的有功、无功，进行有功电能、无功电能累计。3.6 操作回路操作回路功能包括跳圈、合圈、跳位监视、合位监视、跳位信号输出、合位信号输出、控制回路断线输出、保护跳闸输出、遥控跳闸输出、遥控合闸输出、手动跳闸输入、手动合闸输入、DCS跳闸输入、保护跳闸输入 、2路位置联跳或保护联跳输出等。3.7 420mA输出装置提供1路420mA输出，可选配2路420mA输出，可以任意整定所对应的测量量和倍数。4 背板端子和接线原理图4.1 模拟量输入Ua、Ub、Uc为变压器电压，装置中作为保护和测量电压共同输入，一般为线电压接入，额定电压为100V。IA、IB、IC为测量电流，需从专

16、用测量CT输入。测量电流有额定5A和1A之分。Ia、Ib、Ic为三相保护电流。保护电流有额定5A和1A之分。3I0为高压侧零序电流，从专用零序电流互感器接入。零序电流二次值有效测量范围为10mA6A。如无专用零序电流互感器，装置也可自产零序3I0l为低压侧零序电流，由于低压侧一般为直接接地系统，该电流为大电流，有额定5A和1A之分。4.2 背板端子从装置前面看，背板端子最左边为插槽1，最右边为插槽5，中间分别为插槽2、插槽3、插槽4。从装置背面看，最右边为插槽1，最左边为插槽5。端子编号为3位数，如“ABC”，第一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子的序号。如插槽2的第1个端子，编号为2

17、01。4.2.1 操作板基本配置端子插槽1：模入板端子101、103、105为线电压输入。端子107108为低压侧零序电流3I0l输入。端子109110为测量A相电流输入。端子111112为测量B相电流输入。端子113114为测量C相电流输入。端子115116为保护A相电流输入。端子117118为保护B相电流输入。端子119120为保护C相电流输入。端子121122为高压侧零序电流3I0输入。插槽2：非电量板端子201为控制负电源输入端子。端子203为控制正电源输入端子。端子205207为3路非电量输入。端子210为非电量板的3路非电量的不保持信号输出公共端。端子211213为3路非电量不保持

18、信号输出。端子216为非电量板的3路非电量的中央信号（自保持）输出公共端。端子217219为3路非电量中央信号输出。端子222223为非电量动作出口1。端子224225为非电量动作出口2。插槽3：操作板端子301303为位置状态输出。302301为跳位状态输出；303301为合位状态输出。端子304305为控制回路断线输出。端子306为合位监视继电器负端。端子307为跳位监视继电器负端。端子308为保护跳闸出口（BTJ），可经压板或直接接至端子318。端子309为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳和遥合功能投入。端子310为遥控合闸出口（YHJ），可经压板或直接接至端子317

19、。端子311为遥控跳闸出口(YTJ)，可经压板或直接接至端子319。端子312为控制正电源输入端子。端子313为控制负电源输入端子。端子314接外部合闸机构，即断路器合闸线圈。端子315接外部跳闸机构，即断路器跳闸线圈。端子317为手动合闸输入端子。端子318为保护跳闸输入端子。端子319为手动跳闸输入端子。端子320为DCS跳闸输入端子。端子321322为开出4，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。端子323324为开出5，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。端子325326为装置故障告警信号输出。端子327328为保护跳闸信号输出。端子329330为保护告警信号输出

20、。端子331332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。插槽4：接口板端子401402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。可选择CAN、ProfiBus网络接口。端子403为信号地。端子404405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。可选择CAN、ProfiBus网络接口。端子406407为GPS对时输入端口，接485差分电平。端子408为信号地。端子410411为有功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。410为正端，411为负端。端子412413为无功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。412为正端，413为负端。端子414416为2路420mA

21、输出。4144165为第1路输出，414为正端，416为负端；415416为第2路输出，415为正端，416为负端。装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。插槽5：电源板端子503504为装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或直流110V。503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。端子506530为24路强电直流110V或220V开入。506为开入公共负端，507530为24路开入输入。507、508、509默认定义为3路开关量保护。端子531532为装置闭锁输出，常闭接点。装置24V失电或内部CPU不正常工作，接点闭合。4.2.2 不配置操作板基本配置端子插槽1：模入板同操作板

22、配置下模入板端子说明。插槽2：非电量板同操作板配置下非电量板端子说明。插槽3：出口板端子301304为保护联跳输出。301302为其中一副接点输出；303304为其中另一幅接点输出。端子305308为开出2出口。305306为其中一副接点输出；307308为其中另一幅接点输出。端子309310为保护跳闸出口。端子311312为遥合继电器出口。端子313314为遥跳继电器出口。端子325326为装置故障告警信号输出。端子327328为保护跳闸信号输出。端子329330为保护告警信号输出。端子331332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。插槽4：接口板同操作板配置下接口板端子

23、说明。插槽5：电源板510默认定义为远方位置，511、512默认定义为断路器跳位、合位接入。其余同操作板配置下电源板端子说明。4.3 端子接线原理图4.3.1 模拟量输入接线原理图4.3.2 开入、中央信号、网络、模出、电能脉冲输出回路接线原理图4.3.3 操作板操作回路原理图4.3.4 不配置操作板开出回路接线原理图4.3.5 非电量板接线原理图5 装置选型（1） 装置网络通讯接口可选配CAN、ProfiBus，均为双网配置；如果需要选配RS485接口，请特殊说明；（2） 装置可选配硬件电能板；（3） 装置可选配操作回路，防跳功能可选择取消；联跳继电器默认为保护联跳，如果联跳继电器需要为位置

24、联跳，请特殊说明；操作回路跳合闸电流默认为0.34A自适应，如果跳合闸电流为0.050.3A或410A，请特殊说明。也可不选配操作回路；（4） 装置操作回路电源和开入电源有直流110V和直流220V之分；装置电源不区分110V和220V，也不区分交流和直流；（5） 装置二次额定电流有1A和5A之分，此电流为保护电流和测量电流，且保护电流和测量电流同为1A或5A；（6） 装置默认配置1路420mA输出，如果不需要420mA输出或需要2路420mA输出，请特殊说明；（7） 装置零序CT精确工作范围为10mA6A，如果零序电流不在此范围，请特殊说明；（8） 装置二次额定电压为100V、50Hz，线电

25、压接入；6 整定说明6.1 重要提示本整定说明仅供参考。6.2 过流一段保护6.2.1 过流一段保护电流Igl1（1） 按躲过厂变低压母线三相短路电流计算，即式中，Krel：可靠系数，取1.3：厂变低压母线三相最大短路电流，折算到高压侧（A）nTA：电流互感器变比（2） 按躲过变压器空载合闸时励磁涌流计算式中，K：励磁涌流倍数，可取612Ie：厂变高压侧额定电流，二次值（A）过流一段保护电流Igl1取2者的计算大者，一般前者较大，取前者。6.2.2 过流一段动作时间tgl1一般取tgl1=0；如果用在FC回路场合，由于本装置具有大电流闭锁接触器功能，可以不考虑和高压熔断器时间的配合，取tgl1

26、=0。6.3 过流二段保护6.3.1 过流二段保护电流Igl2过流二段作为过流一段（短路故障）的后备保护，按躲过变压器所带负荷中需要自起动电动机的自起动电流计算（1） 电动机自起动电流Ist.all式中，Ist.all：电动机群总自起动电流（A）Ie：厂变高压侧额定电流（A）XS：系统至6KV/10KV厂用母线阻抗相对值（以变压器额定容量为基准）uK%：变压器短路电压的百分值S：变压器额定容量（KVA）Kst：电动机群自起动电流倍数，一般取44.5Sm：参加自起动电动机额定容量之和（KVA）UT.N：变压器低压侧额定电压（如400V）UM.N：电动机额定电压（如380V）XT：变压器电抗的相对

27、值Xst.all：电动机群自起动等效电抗相对值（以变压器额定容量为基准）（2） 按躲过自起动电流计算式中，Krel：可靠系数，取1.11.2一般Igl2=（3.54.5）Ie6.3.2 过流二段动作时间tgl2与400V低压侧馈线保护最长动作时间配合计算，即式中，top.max：低压侧馈线保护最长动作时间（s）：时间级差6.4 负序一段保护一般使用负序一段保护作为两相短路后备保护6.4.1 负序一段动作电流I21dz按厂变低压侧出口两相短路计算 式中，Krel：可靠系数，取1.11.15：厂变低压母线两相短路电流，折算到高压侧（A）6.4.2 负序一段动作时间t21dz与400V低压侧馈线保护

28、最长动作时间配合计算，即式中，top.max：低压侧馈线过电流保护最长动作时间（s）：时间级差6.5 负序二段保护6.5.1 负序二段动作电流I22dz作为灵敏的不平衡保护使用，以保证厂变内部故障时的灵敏度，可选择告警。可取I22dz=（0.40.45）Ie。6.5.2 负序二段动作时间t22dz与厂变高压侧相间短路故障后备保护配合计算，即式中，topH：厂变高压侧相间短路故障后备保护最长动作时间（s）：时间级差6.6 接地保护6.6.1 中性点不接地系统（1） 零序动作电流I0dz按躲过区外单相接地时流过保护安装处单相接地电流计算：式中，Krel：可靠系数，保护动作于信号时取22.5，保护动

29、作于跳闸时取2.53：单相接地时被保护设备供给短路点的单相接地电流（A）Ic：被保护设备的单相电容电流（A）（2） 零序动作时间t0dza) 当6KV/10KV接地电流大于10A时，保护动作于跳闸方式，动作时间可整定为t0dz=0.51s。b) 当6KV/10KV接地电流小于10A时，对于300MW及以上机组，如果满足选择性和灵敏度要求时，建议动作于跳闸方式，动作时间可整定为t0dz=0.51s。c) 当6KV/10KV接地电流小于10A时，如果不能满足选择性和灵敏度要求时，建议动作于信号方式，动作时间可整定为t0dz=00.5s。（3） 注意的问题接地保护的零序动作电流整定计算给出的为一次动

30、作电流整定值I0dz，装置接地保护动作判据和装置的整定值都是以二次电流为基础的，由于零序电流互感器TA0和零序电流回路的特殊性，即TA0的变比与零序电流回路阻抗有关，且TA0一、二次电流是非线性关系。所以现场调试时，应以通入一次动作电流，二次电流显示值为准。6.6.2 中性点经电阻接地系统（1） 零序动作电流I0dza) 按躲过区外单相接地时流过保护安装处单相接地电流计算：式中，Krel：可靠系数，保护动作于信号时取22.5，保护动作于跳闸时取2.53：单相接地时被保护设备供给短路点的单相接地电流（A）b) 按躲过低压母线三相短路时最大不平衡电流计算：式中，Krel：可靠系数，取1.5Kunb：三相磁不平衡误差，取0.5%XT：低压厂变阻抗相对值，一般为0.0450.06，取0.06可取I0dz=（0.10.2）Ie零序动作电流取a）和b）的大值。（2） 零序动作时间t0dz可取t0dz=0.30.5s6.7 过负荷