ISA-387F V2.0技术使用说明书

1、CYG深瑞ISA387F型微机变压器差动保护装置技术说明书Ver 2.00编写：揭萍审核：李延新批准：徐成斌长园深瑞提保自动化有限公司（原深圳南瑞科技有限公司）二。三年五月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 1装置概述1 HYPERLINK l bookmark23 o Current Document 2装置名称和软件版本定义2 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 3主要技术指标3 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 4双

2、CPU插件工作方式4 HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 5差动保护接线4CT接线原则及其平衡45.2差动电流、制动电流计算和交流量显示名称5 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 6保护原理66.1差流起动元件（MCPU）66.2差动电流速断保护（PCPU）76.3复式比率差动保护（PCPU）7CT断线判别元件（PCPU）86.5差流越限监视元件（MCPU、PCPU） 96.6断路器拒动告警元件（MCPU）10 HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 7辅

3、助功能107.1信号系统107.2事故分析108装置整定13CT变比调整系数定值138.2差动电流速断保护整定148.3复式比率差动保护整定15CT断线判别元件整定158.5其它定值16 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 9装置使用169.1键盘说明169.2菜单操作与显示169.3信号灯22PCPU定值数据、中央信号定义刷新和保护动作事件复归 22 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document 10装置接线与安装2311订货须知24【附图1】ISA-387F装置端子排接线图（一）【附图2】ISA-387

4、F装置端子排接线图（二）【附图3】ISA-387F微机变压器差动保护装置保护原理展开图【附图4】ISA-387F装置操作板端子排接线图【附图5】ISA-387F正面布置及柜上安装开孔图1装置概述ISA-387F型微机变压器差动保护装置为标准6U（半层）机箱，由交流/电源 （WB310）、管理 CPU（WB320AMCPU）、保护 CPU（WB320BPCPU）、开入开出信 号（WB330A）、操作（WB340）等6个插件组成。装置内部无扎线，使用WB300 总线背板。本装置适用于各种电压等级双卷/三卷变压器差动保护。本装置采用改进的二次谐波制动原理一一二次谐波复合逻辑制动。该原理积 ISA千余

5、套变压器差动保护装置的运行经验，并经理论分析而得到，既保证空投 或电压恢复时能可靠制动比率差动，又保证空投于故障变压器时比率差动灵敏动 作。装置采用ISA独创的全新算法计算二次谐波量，具有极高精度。与基波量一 样，二次谐波量可调整幅值测量精度。本装置采用电自院深圳所独创的复式比率差动原理，比常规比率差动原理具 有更好的性能。本装置CT断线判别元件能检测CT二次侧的全部故障，包括断线、 端子排接触不良、相对地或相间短路击穿等。本装置接入三侧电流量，以软件方 式对三侧电流调整平衡（相当于调整CT变比）。本装置采用双CPU插件工作方式，两个CPU插件的数据采集回路完全独立， 通过串行通信和数根开入开

6、出线交换信息，通信中断不影响保护动作行为MCPU 装设差流起动元件，动作后开放出口继电器正电源 PCPU完成保护计算功能， 保护动作起动出口继电器。任一插件损坏均闭锁出口并发信报警，保护不会误动, 装置可靠性高。本装置与变压器本体保护和后备保护完全独立，出口直接引出6付出口接点， 配置有如下保护和告警功能，每项功能均可通过整定或投退压板分别投退。差动电流速断保护，带投退压板复式比率差动保护，带投返压板CT断线闭锁复式比率差动并告警两个CPU插件分别装设的差流越限监视元件断路器拒跳告警本装置虽然具有两个CPU插件，但PCPU的整定、调试等操作以及工况查看、 保护动作和自诊断信息显示，均通过串行通

7、信由MCPU完成。MCPU除有关显示灯 外，带有320 x 240点阵汉字液晶显示屏，以16x16点阵汉字和16鬲点阵字符 显示详细信息，操作界面友好简捷。装置充分发挥微机保护的优越性，具有如下 丰富的辅助功能。在线查看两个CPU插件的全部输入交流量和开关量，以及整定值、预设值、 事故记录和两个CPU插件的瞬时采样数据。装置状态行还显示装置编号、当前工 作状态、当前MCPU与上位机和PCPU的通信状态。两个CPU插件的基波量和二次谐波量幅值测量精度调整以软件方式完成， 其调试和开入/开出量试验均由装置通过显示界面和键盘操作完成，维护方便。完善的事故分析功能。包括保护动作事件记录、差流越限记录、

8、故障录波 和保护投退一装置运行一开入记录等。完善的数字信号和接点信号系统。装置提供3付中央信号接点，接点定义 可编程，满足变电站传统控制要求。掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机监控 系统的校时。提供一个并行打印接口，可就地打印事件记录，定值单，录波记录等信 息。本装置为实现变电站综合自动化及变电站无人值班设计，具有完善的通信功 能，提供两种通信接口： CAN网络接口，两个RS-422/485接口和一个差分GPS 校时接口。CAN网络接口使用ISA通信规约，RS 422/485接口为装置使用其它 厂家或有关标准通信规约提供了可能性。前几代ISA保护装置已投运于近千座变电

9、站，积累了丰富的设计和运行经验, ISA300型变电站成套微机保护系列装置总结这些经验，采取完善的软、硬件 措施提高装置的可靠性和保护动作性能，并扩展装置功能以利于事故分析。2装置名称和软件版本定义装置名称：ISA-3 87 F-X X X.X XX厂家产品代号丁 产品设计序列号一差动继电器IE C序号产品序列号变压器接线钟点数变压器接线方式：A-单A侧B-双A侧C-无A侧直流电源电压:2-DC220V,1-DC110V额定频率：5-50Hz,6-60Hz额定交流电流：5-5A,1-1A其中，变压器接线钟点数：11 11点钟，此时“11”可省略不写；01 1点 钟；12 12点钟。变压器接线钟

10、点数和接线方式由保护软件处理，与装置硬件 无关。用户订货时应注明上述有关项目。装置使用的插件情况见表2.1。表2.1装置使用的插件情况交流/电源插件：WB310In=5AVdc=220VWB310-5-2Vdc=110VWB310-5-1In=1AVdc=220VWB310-1-2Vdc=110VWB310-1-1查看菜单中能看到两个CPU插件使用的保护软件名称及其版本号。适用各种 变压器的保护软件名称见表2.2,软件版本号为V4.00或以上。软件名称：X 387F.3 A-XX-X X X对MCPU,X=M 对PCPU,X=PJTT通信接口 ： C-CAN网络，S-RS485/422 额定频

11、率：5-50Hz,6-60Hz额定交流电流：5-5A,1-1A软件总名称，在查看菜单中省略不写变压器接线钟点数：同装置名称变压器接线方式：A-单a侧B-双a侧c-无a侧差动保护接入交流量：3-三侧表2.2装置使用的保护软件CPU插件软件名称适用接线软件名称适用接线软件名称适用接线MCPUM387F.3AY/A-11Y/Y/A-11M387F.3A-01Y/A-1Y/Y/A-1M387F.3C-12Y/YY/Y/YPCPUP387F.3AP387F.3A-01P387F.3C-12MCPUM387F.3BY/A/A-11M387F.3B-01Y/A/A-1PCPUP387F.3BP387F.3B

12、-013主要技术指标额定数据交流电压：100V或100/BV交流电流：5A或1A频率：50Hz或60Hz直流工作电源：220V/110V,允许偏差：-20%+15% 数字系统工作电压：+5V,允许偏差：0.15V 继电器回路工作电压：15V，允许偏差：2V功耗交流电流回路：In=5A，每相不大于1VA In=1A,每相不大于0.5VA直流电源回路：正常工作时，全装置不大于20W 跳闸动作时，全装置不大于25W保护回路过载能力交流电流回路：2倍额定电流，连续工作（大于1min） 10倍额定电源，允许10s 40倍额定电流，允许2s直流电源回路：80115%额定电压，连续工作 装置经受上述的过载电

13、压/电流后，绝缘性能不下降定值精度复式比率差动比率定值误差：不大于0.05。二次谐波制动系数定值误差：不大于0.01。激励量大于等于2倍整定值时，差动速断保护整组出口时间不大于 25ms。差流大于等于2倍差流门槛、差流与制动电流之比大于比率制动系数 定值时，复式比率差动保护整组出口时间典型值为30ms （不超过 35ms）。空投于轻微匝间故障时，复式比率差动保护整组出口时间不大 于 50ms。装置定值整定范围和步长见表8.1和8.2。装置内部实时时钟在装置掉电时自动切换由时钟芯片内部锂电池供电，在电 池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于10年。PCPU时钟严格与MCPU同步，误差不

14、超过5ms。装置出口和信号接点单接点时最大允许接通功率为150W或1250VA,最大允 许长期接通电流5A，多付接点并联时接通功率和电流可以适当提高。两种 方式下接点均不允许断弧。允许环境温度：正常工作温度：-20C+60C贮存、运输极限环境温度：-40C+70C抗干扰性能抗高频电气干扰性能符合国标GB6162的有关规定抗辐射电磁场干扰性能符合国标GB/T14598严酷等级为III级的规定 抗快速瞬变干扰性能符合国标GB/T14598严酷等级为I级的规定 装置能承受IEC-255-22-2规定的严酷等级为I级的静电放电试验j.装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能符合国际GB7261

15、-87 的有关标准。4双CPU插件工作方式本装置采用双CPU插件工作方式，MCPU为保护/管理CPU插件（WB320A），PCPU 为保护CPU插件（WB320B）。除共用交流输入和工作电源外，两个CPU插件的数 据采集回路和数字逻辑回路均相互独立，为提高数据采集回路的可靠性，MCPU 的数据采集回路的土 15V工作电压由主电源提供的+5V电压经DC/DC变换得到， PCPU的数据采集回路的土 15V工作电压直接由主电源提供。两个CPU插件采用同 一套定值和同一种中央信号可编程定义，但分别独立存放，可相互校验。两个CPU插件发出的采样/保持脉冲分别经各自的检波电路后，输入逻辑与 门，起动装置异

16、常继电器ZYLMCPU中的差流起动元件动作起动装置起动继电器 QDJ，ZYJ，QDJ和电源电压监测继电器PDJ的常开接点串联后，接通出口继电器 正电源，由PCPU起动出口继电器。任一个插件损坏或电源电压不稳定均闭锁出 口并发出告警信号，本装置可靠性高。两个CPU的功能分配见表4.1，相互间信息交换通过串行通信和数根开入/ 开出线完成 PCPU的整定、调试和预设等所有操作通过串行通信由MCPU完成， 用户可在MCPU显示界面上观察到PCPU的所有工况，包括输入和计算交流量、输 入开关量、保护动作数字信号、自诊断信息和+2.5V采样自检基准的采样值，以 及全部9个通道的瞬时采样值等，这些工况也通过

17、串行通信由MCPU予以显示。 数根开入/开出线用于两个CPU间快速交换信息。表4.1 MCPU和PCPU插件功能分配插件MCPUPCPU功能差流起动元件 差流越限告警及记录 断路器拒动检查 显示和操作界面 与上位机通讯差动速断保护复式比率差动保护及其涌流制动 CT断线及闭锁复式比率差动保护 差流越限告警另外，两个CPU插件通过串行通信检查差流、工作方式和开入状态是否对应, 不对应时装置延时约68s发“差流不对应”、“工作方式不对应”和“开入不对 应”自诊断信息，装置停役并发告警信号，参见表9.1。MCPU装设的保护元件动作时，直接由MCPU发出数字信号和中央信号PCPU 装设的保护元件动作时，

18、直接由PCPU发出中央信号，其数字信号由PCPU通过串 行通信发给MCPU，由MCPU发出。就地或远方复归信号时，MCPU的保护动作事件 直接复归，PCPU的保护动作事件由MCPU进行串行通信报文交换后予以复归。两 个CPU插件均有掉电不丢失的保护动作事件存贮器。5差动保护接线CT接线原则及其平衡为简化现场接线，改善涌流制动特性（相电流涌流制动特性），本装置要求 变压器各侧均按Y形接线，并要求各侧CT均按同极性接入，即各侧电流均以流 入（或流出）变压器为正方向。装置内部对变压器Y形侧的电流进行相位校正， 见表5.1，其效果与将CT按形接线完全相同，相量图见图5.1。表5.1 CT二次电流Y-A

19、转换方程11点钟接线1点钟接线Iab=Ia-IbIac=Ia-IcIbc=Ib-IcIba=Ib-IaIca=Ic-IaIcb=Ic-Ib11点钟接线1点钟接线图5.1 CT二次侧Y-转换本装置对变压器三侧CT变比不一致进行调整，即每侧设置一个CT变比调整 系数定值，装置采集的电流量乘以该定值即为CT变比调整后量，无需外接辅助 CT,与使用硬件回路调整相比，可靠性更高CT变比调整系数定值对变压器各 侧以第一侧、第二侧和第三侧来命名。d220、d221 和 d222的整定范围为0.254,。三侧CT变比调整系数定值的 整定一般以高压侧为基准，即置d220=1，d221和d222按本侧与高压侧具有

20、相同 的二次额定电流值整定，这与ISA前几代变压器差动保护装置的整定一致。只有 在高压侧CT变比极不合理时，才考虑d220按需要取值，以保证差动保护的灵敏 性和安全性。表5.2三侧CT变比调整系数命名定义定值 代号CT变比调 整系数定值输入 端子 P12-P11变压器各侧绕组Y/A Y/Y/A接线方式Y/A/A接线方式Y/Y、Y/Y/Y接线方式D220第一侧定值35高压侧（Y形）高压侧（Y形）高压侧（Y形）D221第二侧定值68低压侧（A形）低压侧第一个CT（A形）低压侧（Y形）D222第三侧定值911中压（或内桥）侧（Y形）低压侧第二个CT（A形）中压侧（Y形）如果是双绕组变压器且差动保护只

21、有两个引出线（两侧差动），可将不用一 侧的CT回路在装置端子排上短接。本说明书均按三侧差动分析，对两侧差动只 需将不用一侧的电流置为0,分析同样适用。5.2差动电流、制动电流计算和交流量显示名称本装置MCPU和PCPU两个插件独立采集三侧共9个电流量，均经CT变比调 整后参与保护计算。装置显示菜单中对经CT变比调整前后的交流量分别称为“输 入交流量”和“交流量计算值”（以下分析时，不特别注明者均指“交流量计算 值”）。除涌流制动使用二次谐波量外，本装置保护计算均使用基波量，故下面所提 交流量不特别注明者均指基波量MCPU需计算三相差流，PCPU需计算三相差流 和制动电流、三侧负序电流以及三相差

22、流和三侧各三相电流中的二次谐波量。 MCPU计算差流和PCPU计算差流、三相差流中的二次谐波分量计算均使用同一公式，见表5.3PCPU采用的三侧负序电流由CT变比调整后的相电流计算得到。 装置显示和表5.3中，高压侧、低压侧和中压（或内桥）侧分别以下标H、L 和M表达；对两侧为形接线变压器（如低压侧双分支均引入差动保护）的两个 低压侧分别以下标L1和L2表达。表5.3三相差流和制动电流计算公式接线方式及 其软件名称差动电流制动电流Y/Y/A-11Ida=IHab+IMab+IlaIRa=|Ida|-|Ihab|-|IMab|-|ILa|Idb=IHbc+IMbc+IlbIRb=|Idb|-|I

23、hbc|-|IMbc|-|ILb|Idc=IHca+IMca+IlcIRc=|Idc|-|Ihca|-|IMca|-|ILc|Y/A/A-11387F.3BIda=IHab+IL1a+IL2aIRa=|Ida|-|IHab|-|IL1a|-|IL2a|Idb=IHbc+IL1b+IL2bIRb=|Idb|-|IHbc|-|IL1b|-|IL2b|Idc=IHca+IL1c+IL2cIRc=|Idc|-|IHca|-|IL1c|-|IL2c|Y/Y/A-1387F.3A-01Ida=IHac+IMac+IlaIRa=|Ida|-|IHac|-|IMac|-|ILa|Idb=IHba+IMba+I

24、lbIRb=|Idb|-|IHba|-|IMba|-|ILb|Idc=IHcb+IMcb+IlcIRc=|Idc|-|IHcb|-|IMcb|-|ILc|Y/A/A-1387F.3B-01Ida=IHac+IL1a+IL2aIRa=|Ida|-|IHac|-|IL1a|-|IL2a|Idb=IHba+IL1b+IL2bIRb=|Idb|-|IHba|-|IL1b|-|IL2b|Idc=IHcb+IL1c+IL2cIRc=|Idc|-|IHcb|-|IL1c|-|IL2c|Y/Y/Y-12387F.3C-12Ida=IHa+IMa+IlaIRa=|Ida|-|IHa|-|IMa|-|ILa|Id

25、b=IHb+IMb+IlbIRb=|Idb|-|IHb|-|IMb|-|ILb|Idc=IHc+IMc+IlcIRc=|Idc|-|IHc|-|IMc|-|ILc|6保护原理本装置差动保护由差动电流速断保护和复式比率差动保护组成，动作特性见 图6.1。图中阴影区为动作区，d042以上为差动电流速断保护动作区，d045和 d043以上为复式比率差动保护动作区。两个保护使用一组出口接点，但分别有 投退压板。本装置具有两个CPU插件，只有MCPU插件中的差流起动元件动作开放出口 继电器正电源后，PCPU插件中的差动保护才有可能出口。逻辑框图中定值代号 dXXX见表8.1，数字信号中保护动作类型FXX

26、X见表7.1。数字信号是指除装置 显示外，还经通信口发给上位机。中央信号见7. 1节。6.1差流起动元件（MCPU）该元件装设于MCPU插件中，定值取d045，返回系数取0.8，其固有动作时 限小于PCPU中差动保护的固有动作时限。该元件动作时展宽7ms开放出口继电 器正电源。该元件还用于起动/返回录波控制，但录波返回控制不展宽7ms。6.2差动电流速断保护（PCPU）该保护安装于PCPU插件中，任一相差流大于整定值d042时，该保护瞬时动 作切除变压器。定值按躲过最大涌流整定，返回系数取0.95，作为差动保护范 围内严重故障的保护CT断线不闭锁该保护。6.3复式比率差动保护（PCPU）该保护

27、安装于PCPU插件中，经涌流判别制动。本装置涌流制动采用独创的 二次谐波复合逻辑制动原理，主要在以下两个方面有重大改进。该原理已为大量 的运行经验所证实。对Y/接线变压器，差流反映Y形接线侧两相电流相量差，见表5.3。变压 器在Y形接线侧空投时，单相电流中较强的涌流特征（二次谐波含量或间断角） 在两相电流相减后，差流中的涌流特征可能减弱。这种情况下，从差流提取二次 谐波分量实现制动的传统方法可能失效。本装置变压器Y侧的CT也按Y形接入， 故当差流二次谐波未能制动时，可进一步用两个相电流中的二次谐波进行制动， 这就大大提高了涌流制动的可靠性。常规二次谐波涌流制动原理在任一相差流涌流制动时，闭锁全

28、部三相比 率差动保护一一称为“或”制动逻辑。本装置则根据涌流和故障电流在三相差流 中的反映，在变压器无故障时采用“或”逻辑制动方式可靠地避开涌流，空投于 故障变压器时自动转换为分相制动方式，保证了空投于故障变压器时比率差动保 护仍能快速灵敏动作。差动电流门槛定值d045用以躲过变压器正常运行时的不平衡电流，返回系 数取0.8。复式比率特性Id/IRdO43用以躲外部故障。由表5. 3中Id和IR的计算公 式可见，在CT未饱和情况下，外部故障时，Id/IR=0；内部故障时，Id/IR为无 穷大。可见复式比率差动扩大了制动系数的整定范围，允许的误差也扩大了。当投入CT断线闭锁比率差动（d033=o

29、n ）而任一侧CT断线时，比率差动将 被瞬时闭锁。CT断线判别元件（PCPU）该元件安装于PCPU插件中，充分考虑了各种因素，动作十分可靠，能检查 出CT二次侧全都故障，包括CT回路单纯断线，端子排接触不良，端子排相对地 或相间击穿、短路或爬电等，总称CT断线。下面的原理图针对Y/Y/A接线变压器画出，H、L、M分别表示高、低及中压 侧，若为Y/A/A接线，则以H、L1、L2表示。由于本装置负序电流自Y/A转换前 相电流计算得出，故负序电流和负荷电流判据对Y形侧应取d033/整，对A形侧 取dO33。图中逻辑门G仅在只有一侧出现负序电流时输出“1”态，其它所有情 况均输出“0”态。不考虑两侧或

30、一侧三相CT同时断线的情况，原理说明如下。变压器内外部发生不对称故障时，至少有两侧会出现负序电流（312大于 d033/用或d033 ）,故CT断线以仅一侧出现负序电流为主判据。为防止变压器空投和空载时发生故障、仅电源侧出现负序电流的情况，要 求未出现负序电流的任一侧最大相电流大于d033/ J或d033 （有一定的负荷电 流）。三相短路时可能因CT误差仅一侧出现负序电流，但考虑CT的10%误差特 性，三相电流的不平衡度不会大于 很2为此，要求出现负序电流的那一侧三 相电流不平衡度大于 处，即三相电流中最小值与最大值之比小于 0本装置要求d033小于d045,这样负荷电流过小或CT回路轻微故障

31、三相 电流不平衡度小于$/2时，因CT断线产生的负序电流小于d033/集或d033, 同时产生的差流也小于d045，不致导致比率差动误动。同时要求d033应小于d045 一定数值，以保证CT断线时负序电流先超过d033,差流后达到d045,可靠闭锁 比率差动。负荷电流过小时（小于d033 ）,该变压器在系统中的地位已不重要。 CT回路轻微故障、三相电流不平衡小于 /2、时，据分析负荷电流需大于7.5A 或11.3A，由CT断线产生的差流才可能达到1A或1.5A。实际上CT回路轻微故 障一般是端子爬电，这种故障会继续发展，三相电流不平衡度最终会大于 /2。6.5差流越限监视元件（MCPU、PCP

32、U）为防止装置交流输入和数据采集系统故障，以及防止变压器运行时出现较大 差流（如差流门槛定值d045未考虑最大有载调压范围），本装置两个CPU插件均 装设了该元件。发生上述情况时，该元件发出告警信号，以有利于及时处理。该 元件对差动保护无任何影响，但差动保护动作时，该元件被闭锁，以免发出告警 信号。F095（数字信号）中央信号原理框图中每相差流越限的第二个判据，如A相差流大于0.4A且大于 |IHab+IMab|/4,针对丫/丫/白-11接线变压器而言，是为防止变压器有载调压导致 差流过大误发差流越限信号而设。参见表5.3,各种接线方式这个判据见表6.2。表6.2差流越限监视元件第二个判据接线

33、方式判据接线方式判据Y/Y/A-11Ida|ZHab+IMab|/4Idb|lhbc+IMbc|/4Idc|lhca+IMca|/4Y/A/A-1Ida|Iac|/4Idb|Iba|/4Idc|Icb|/4Y/A/A-11Ida|Iab|/4Idb|Ibc|/4Idc|Ica|/4Y/Y/YIda|IHa+IMa|/4Idb|IHb+IMb|/4Idc|IHc+IMc|/4Y/Y/A-1Ida|Ihac+IMac|/4Idb|Ihba+IMba|/4Idc|Ihcb+IMcb|/46.6断路器拒动告警元件（MCPU）本元件装设于MCPU插件中MCPU差流起动元件动作，且检测到PCPU差动保 护

34、已动作，说明装置已起动出口，如5s后故障未消失保护未返回，若整定d099=on 则装置发出F045断路器拒跳告警信号。7辅助功能7.1信号系统本装置具备详尽完备的信号接点，见附图3。装置特别提供两付装置异常信 号接点，装置掉电、硬件故障或软件运行异常时，该接点闭合，同时出口继电器 正电源断开。装置异常信号接点对有人值班变电站应接入站内中央信号系统，对 无人值班变电站应作为遥信量送至远方控制中心。远方控制中心不应将通信中断 作为保护装置退出工作的判据。装置有自诊断信息或保护事件时，面板上的“告警”灯和显示屏背光点亮， 当保护元件跳闸时，还会点亮面板上的“跳闸”灯，液晶显示屏显示详细动作内 容并经

35、通信口上送一一简称数字信号，详见7.2节事故分析PCPU的动作事件 通过串行通信发给MCPU，由MCPU显示并上传。装置还在保护动作的同一时刻经 可编程逻辑起动相应的中央信号继电器，发出接点信号。MCPU和PCPU均可独立 发出接点信号。本说明书中所说装置发出保护动作信号均指同时发出数字信号和 中央信号，两种信号均掉电不丢失。数字信号和中央信号可以就地或通过通信由 远方复归。装置提供三个自保持中央信号继电器，每个继电器有两付接点，一付接入站 内中央信号系统，由于本装置具有远方复归功能，另一付可作为远动信号接点。 如远动信号必须为瞬动接点，可使用装置的备用出口接点。见附图3。本装置具有中央信号可

36、编程功能，每段保护和辅助功能均可以改变中央信号 定义，有4种定义可选：不发/发中央信号1/发中央信号2/发中央信号3,用户 可根据实际情况改变各段保护的中央信号定义，两个CPU插件采用同一种中央信 号定义。整定退出的保护段将不发相应的中央信号。装置出厂时将三个中央信号 缺省定义为：差动保护动作/CT断线/告警。各保护段的缺省定义见表7.1。7.2 事故分析本装置具有表7.2所示的4种记录，用于分析本装置保护及后续元件或其它 后备保护的动作行为，了解变压器运行情况，掌握装置工况及操作记录。前三种 记录均采用先进先出的存储方式，装置中保存足够数量的最新记录，上位机则可 以保存全部保护动作事件和故障

37、录波记录。故发生这些记录事件时，上位机应尽 快取走。表7.1装置保护动作信息及其中央信号缺省定义类型代码动作内容显示参数中央信号 缺省定义何CPU插件发出F110差动速断保护动作差动保护动作相、最大 差流及其相别。信号1PCPUF007复式比率差动动作F111CT断线告警断线侧。信号2F045断路器拒动告警拒跳。信号3MCPUF095差流越限告警差流越限相、最大差流 值及其相别。MCPU 和 PCPU说明：差动保护和差流越限告警数字信号中的相别不是指故障相别，而是指动作或告警的差流相别。如Y/A接线变压器，Y型接线侧一相故障或越限，将有两相差流反映出故障或越限，参见表5.3。存储于E2PROM

38、的记录保证掉电可靠不丢失，存于带后备电池RAM的记录在电 池无短路、无强干扰等异常情况时也可以掉电不丢失。查看地点“上位机”是指 装置通过通信口将该记录送给上位机，由上位机予以显示。装置带序号显示这些 记录，1为新记录，2为次最新记录，32（或16）为最旧记录。PCPU的保护 动作事件经串行通信发给MCPU，由MCPU显示并存储，其余记录均由MCPU完成。表7.2用于事故分析的4种记录序号记录内容存储查看地点记录次数时间 分辨率清除情况1保护动作事件记录E2PROM装置/上位机325/3ms在预设2差流越限记录E2PROM装置3210ms菜单中3故障录波记录带后备电池RAM装置/上位机165/

39、3ms可清除4保护投退 装置运行 开入记录E2PROM装置见 7.2.4s不可清除7.2.1保护动作事件记录装置每段保护动作时均发出数字信号，并存于本记录。数字信号/动作事件 记录显示及上传均包括如下内容。动作类型及其累计动作次数，见表7.1。该累计数最大为255次，可在清 除事件记录时清零。故障类型，见表7.1 “显示内容”。保护起动至出口或延时到时段内装置记录到的最大故障差流值。F111、 F045和F095无，见表7.1 “显示内容”。动作发生时刻，由年至毫秒。即出口或延时到的时刻。装置显示还包括该动作记录是否被复归及是否上传的状态。当保护动作已返 回且有复归操作时，才能复归相应的动作记

40、录。保护动作事件记录中提供的保护累计动作次数是按各保护段（即动作类型） 统计的，该数和出口时最大故障差流可作为断路器检修的参考。7.2.2差流越限记录MCPU任一相差流大于d045时，装置记录由年至毫秒的当前时刻。三相差流 均小于0.8倍d045时，一次差流越限记录结束，其记录和显示包括以下内容， 供分析保护动作行为和系统故障情况用。越限发生时刻，由年至毫秒越限持续时间。最大计时为23小时，步长为10ms越限的差流相别越限持续时间内最大差流幅值及其相别7.2.3故障录波记录本装置的故障录波主要用于分析装置的保护动作行为，由MCPU的差流起动 元件起动，差流起动元件返回后（不展宽）再录一周波数据

41、，录波过程结束。装置共录9个通道的交流量，IHa、IHb、IHc、ILa、ILb、ILc和IMa、IMb、 IMc，采样速率与保护同为1周波12点。录波数据有两种格式：一段连续数据格 式和两段非连续数据格式。一段连续数据格式包括录波起动绝对时标，由年至毫 秒，为差流起动元件动作后的下一个采样点时刻，动作前2周波数据，动作后至 返回时段的数据，返回后一周波采样点数据。差流起动元件动作至返回时段的数 据长度最多可录17个周波，即340ms，本装置差动保护动作时间典型值为30ms， 断路器动作时间一般不超过100ms，故这种录波数据格式足以涵盖故障发生至切 除的全过程。对未导致差动保护动作的故障扰动

42、，如空投或电压恢复时的涌流、区外故障 等，扰动时间超过340ms时，录波数据采用两段非连续数据格式，第一段数据带 绝对时标，同前述一段连续数据格式，差流起动元件动作前2周波、动作后15 周波数据，然后断续；第二段数据带相对于录波起动时刻的相对时标，差流起动 元件返回后一周波采样点数据。上述两种录波数据格式中，如差动保护出口，则录波数据中带有保护出口相 对于录波起动时刻的相对时标。差动保护出口由PCPU通过开入/开出线通知 MCPU，故障录波数据中的差动保护动作时间比真正的保护动作时间会短数毫秒， 仅供参考。除了 9个通道的交流采集量以外，本装置还计算显示三个差流Ida, Idb和Idc的波形。

43、在装置端或上位计算机屏幕上可观察录波数据波形、录波起动时刻，保护出 口时间，返回时间和交流瞬时值及其刻度。装置记录到新的录波数据后，在上位 机未取走前，状态行中有波形标志显示，以作提示。7.2.4保护投退一装置运行一开入记录该记录有三部分内容，见表7.3。本记录不能被清除，所有时间均为由年至 秒。保护投退记录本装置除掉电外，在就地整定和装置调试两种工作状态下保护是退出的，本 记录反映保护投退的历史和当前情况。本记录为先进先出的循环存贮方式，容量 为32次，有6项内容，记录最新32次保护投退和装置掉电/上电情况。注意不 要频繁开关装置电源，除对装置硬件不利外，还会占满本记录空间。装置保护运 行状

44、态下一次开关电源或复位将产生三项记录：装置掉电、装置上电和保护投入 运行。装置的复位可按装置面板上的“复位”按钮实现。表7.3保护投退一装置运行一开入记录保护投退记录装置运行记录开入记录保护投入运行 整定退出保护 调试退出保护 掉电退出保护 装置上电 装置掉电1.保护投入运行2.整定退出保护3.配置退出保护4.调试退出保护5.掉电退出保护6.装置掉电7.装置上电8.就地信号复归9.远方信号复归10.就地修改定值11.远方修改定值12.通信：断13.通信：通14.主控通信：断15.主控通信：通16.交流量调试17.保护配置18.事件记录清除19.复位记录清除20.录波记录清除21.信号类型改变

45、22.开出试验23.越限记录清除差动速断压板： 投/退比率差动压板： 投/退装置运行记录本记录有23个项目，每项仅记录时间，记录装置最新的各种操作和运行工 况时间，其中“配置退出保护”和“保护配置”两项无意义。开入记录本记录包括差动速断和复式比率差动保护投退压板两个项目，均为先进先出 的循环存贮方式，容量为16次，记录最新16次这两个投退压板的投退时间。本记录主要用于分析保护动作行为，故装置只有在保护运行状态下才记录两 个投退压板的投退时间；保护退出状态下两个投退压板的投退不记录。8装置整定本装置有两种定值类型：投退型（或开关型）和数值型。将相应投退型定值 整定为“退出”，与断开差动保护压板的

46、效果相同，保护软件中将不调用相应的 保护模块，对其它投入的保护功能无影响。表8. 1和8.2列出了本装置全部定值, 其中定值代号除用于显示外，还用于与上位机通信识别，可作为助记符，带*者 为投退型定值。8.1 CT变比调整系数定值本装置对三侧CT均能进行CT变比调整，见5.1节。CT变比调整系数定值的 整定原则是：变压器各侧流过相同功率时，各侧流入保护装置的二次电流值乘以 相应的CT变比调整系数定值后相等。CT变比调整与变压器侧接线钟点数无关， Y/Y/A和Y/A/A两种接线方式变压器应分别满足（8.1）、（8.3）和（8.2）、（8.4） 式。注意Y侧二次电流经Y/A变换后，幅值相应增加 倍

47、。式中3Uh、Ul（Ul1、Ul2） 和Um为相应侧额定电压，对有调压分接点的相应侧一般取中间抽头电压，如实 际情况不可能改变抽头位置，则应取实际使用的抽头电压。Kh、Kl（Kl1、Kl2） 和Km为相应侧CT实际变比。 TOC o 1-5 h z 73 *H=/KH）*d220 = （-/KL）*d221 = 73*（ ； /KM）*d222（8.1）V3UhV3UlV3Um右 * （-/ Kh） * d220 =/ Kli） *d221 = （/Kl2）* d222（8.2）V3UhV3UliV3Ul2（8.1）和（8.2 ）可分别简化为（8.3）和（8.4 ）式：(8.3)T3*d220

48、 _ d221 _T3*d222Uh*Kh = Ul*Kl = Um* Kmd220、d221和d222的整定一般以高压侧CT变比为基准，即取d220=l, d22173* d220d 221d 222（8.4）Uh * KhUli* Kli Ul 2* Kl 2和d222按（8.3 ）和（8.4 ）两式取值。在极少数情况下，如果高压侧CT变比不 合理，取d220=1时，将使d045过大或过小，导致差动保护灵敏性和安全性受到 影响，可以以其它侧为基准。特殊情况下，d220、d221和d222允许按需要取值, 不必硬取一个定值为1。虽然以软件方式调整CT变比，效果与CT二次侧增加变 流器相同，且

49、不存在交流器易饱和的问题，但其定值取得过大，将放大装置测量 噪声，同时d045相应放大，可能不满足比率差动保护灵敏度要求；取得过小， 又存在不满足8.3节对d045整定要求的问题。d220、d221和d222实际取值范围为0.254,修正误差非常小。根据上述 说明计算得出三个定值后，按1位整数4位小数的格式输入，输毕后按确认 键。表8.1装置定值一览（ln=5A）定值种类序号定值 代号含义整定范围及步长出厂 定值1.CT变比的 调整系数1.1d220第一侧CT变比调整系数0.254.0,0.00011.01.2d221第二侧CT变比调整系数1.3d222第三侧CT变比调整系数2.差动电流 速断

50、保护2.1*d041差动电流速断保护投退退出/投入退出2.2d042差动电流速断保护定值599.9A,0.1A99.9A3.复式比率 差动保护3.1*d040复式比率差动保护投退退出/投入退出3.2d045复式比率差动差流门槛定值19.9A,0.1A9.9A3.3d043复式比率差动比率定值0.10.9,d044二次谐波制动系数定值0.120.30,0.010.304.CT断线告警或 闭锁比率差动4.1d033CT断线负序电流门槛定值0.499.9A,0.1A99.9A4.2*d032CT断线闭锁比率差动投退退出/投入退出5.差流越限监视元 件一断路器拒动5.1*d224差流越限监视元件投退退

51、出/投入退出5.2*d099断路器拒动检查投退退出/投入退出表8.2装置定值一览（ln=1A）序号定值 代号含义整定范围及步长出厂 定值2.2d042差动电流速断保护定值119.9A,0.01A19.9A3.2d045复式比率差动差流门槛定值0.21.99A,0.01A1.99A4.1d033CT断线负序电流门槛定值0.0819.99A,0.01A19.99A8.2差动电流速断保护整定差动电流速断保护定值d042应躲过各种情况下的最大不平衡电流和躲过变 压器励磁涌流，励磁涌流一般大于最大不平衡电流，故d042按（8.5 ）式整定。d042=1.2*Iinrush max（8.5）式中linru

52、sh max：最大励磁涌流的基波值。本装置具备完善的模拟和数字滤 波措施，故d042按48倍变压器额定电流le取值，Ie的计算见8.3节。8.3复式比率差动保护整定本装置采用改进的二次谐波复合逻辑进行涌流制动，能非常可靠地避开涌 流。本装置的CT断线检测也十分可靠。这两项已为运行经验所证实，均不对比 率差动保护的定值提出要求，从而最大限度地提高了比率差动保护的灵敏度。比 率差动保护差流门槛定值d045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，建议取(8.6 )和(8.7 )两式的大值。d045= (0.20. 3) Ie(8.6)d0451A 或 0.2A(分别对应

53、In=5A/1A)(8.7)(8.6 )式中Ie为变压器额定电流，一般按高压侧计算，见(8.8 )式。Ie = V3*(-/Kh)=V3UhP * d220Uh * Kh(8.8)(8.8 )式中Uh的取值见8.1节说明，P为变压器的额定容量，如各侧容量 不等，应取最大容量。Kh为经CT变比调整后的高压侧CT变比，即K=KH/d220。 CT变比调整一般以高压侧为基准，此时d220=1，从而Kh=Kh。(8.7)式用来防止比率差动保护中躲外部故障的复式比率判据计算误差过 大的情况。根据运行经验，建议用户整定d045=1.5A/0.3A(In=5A/lA),足以避开正常 运行时的不平衡电流，包括

54、满载下有载调压分接头处于最大范围下的不平衡电 流。根据动模试验和现场事故证明，按此整定的复式比率差动保护在发生轻微匝 间短路(短路匝约占总匝数的12% )时能可靠动作，甚至比瓦斯保护更灵敏。复式比率差动保护比率定值d043按躲过外部故障时的最大误差整定。本 装置CT变比调整精度极高，不需考虑变比不匹配的误差，只需考虑CT误差和调 压分接头的误差。仅考虑CT误差时，在差动CT保证10%误差特性情况下，据分 析计算，d043取0.3或0.4时能保证3到4倍的可靠系数。考虑调压分接头误 差时，d043应适当提高。二次谐波制动系数定值d044根据运行经验，典型值取0.15。如变压器励 磁涌流中二次谐波

55、含量过小，取0.15时空投不能可靠躲过涌流，d044可适当取 更小值，如0.12。CT断线判别元件整定CT断线负序电流门槛定值d033按躲过正常运行时最大负荷情况下，由三相 不平衡产生的最大负序电流(按3倍负序电流312)整定，同时应小于差动电流 门槛定值d045,建议d045与d033之差不小于0.3A/0.06A(In=5A/lA),参见节。d033=1.2*3I2max(8. 9)由于本装置电流输入回路和数据采集系统按20In(100A/20A，In=5A/lA )范围 内保证测量精度和线性度设计，对小电流的测量度有舍弃，故建议d033取值不 小于 0.5A/0.1A ( In=5A/l

56、A )，8.3 节中建议 d045 取值不小于 1A/0.2A (In=5A/0.1A )也同理。如CT故障（断线，CT端子排接触不良、相地/相间击穿、短路和爬电等）发 生几率较大，建议d032整定为投入，CT断线闭锁比率差动保护。但CT故障是 一种一次设备故障情况，应及时处理，且此时发生区外故障，比率差动保护仍可 能误动，故d032也可整定为退出，以使CT故障时变压器及时跳开。用户可权衡 利弊得失，选择相应的d032定值。8.5其它定值由于差流越限告警能及时反映装置和变压器运行的异常情况，断路器拒动告 警能及时反映装置出口至断路器操作全回路的异常情况，故建议相应的两个投退 型定值d042和d

57、099整定为投入，以投入这两项辅助功能。9装置使用装置面板配有一块320 x 240点阵汉字液晶显示器、9个按键的小键盘及9 个LED指示灯。9.1键盘说明Tl键：用于增减数字、上下移动光标和移动显示信息。这两个键移动 显示信息的一项内容，如按行显示交流量时，上下移动一行；显示定值时，移动 一组定值中的一个定值；显示保护动作事件时，移动上一个或下一个事件。-键：用于左右移动光标、移动显示信息和在装置处于正常轮流显示 交流量状态时，关、开液晶显示背景光。这两个键移动显示信息的一组内容，如 显示定值时，移动一组定值显示。确认键：确认当前修改或执行当前选择。取消键：退出某项菜单或取消某项修改。复位键

58、：CPU复位，正常操作请勿按此键。备用键：预留将来扩展。F1键：预留将来扩展。装置面板上无复归按键，复归功能在菜单中实现。9.2菜单操作与显示9.2.1装置正常运行时显示 显示四部分内容:主接线图，输入交流量巡检，时钟，状态条。主接线图由一个独立的软件描绘，与具体工程的实际接线对应，基本可以满足各种工程的不同要求。实时显示各种开关和刀闸状态。输入交流量巡检包括MCPU和PCPU采集并经CT变比调整后的9个相电流。 两个CPU间通讯间断时，PCP U的交流量不再刷新。交流相位基准缺省以MCP U的 IHa为基准，用户可以根据需要选择相位基准。时钟以秒计时，显示当前装置的时间。状态行位于巡检状态界

59、面的右下部。如下图所示。AX马贤转金贤篷aHIb c a H H LIIIb LIIL001. 23Z030 001. 23Z030 001. 23Z030 001. 23Z030 001. 23Z030 001. 23Z0302000/08/08 13:20:31005令国投装置编号一一005表示装置编号为005。显示占一个半汉字的显示位置。 装置编号用于通信识别，编号范围为1255。通信状态一一标志令，右边的天线标志指示MCPU与上位机的当前通信状 态，左边的天线标志指示MCPU与PCPU的当前通信状态，通信正常时天线有闪烁, 通信中断时闪烁消失。录波标志标志 S 表示有新的录波(即没有上

60、传)产生，否则此标 记消失。工作状态一一“投入”表示保护处于投入运行状态。装置共有两种工作状 态：保护投入或退出。在巡检状态下，按“确认”键，将进入菜单界面。新事件或各种异常自检信 息都会在巡检时自动弹出显示。例如定值出错，A/D采样出错，2.5V采样基准电 压异常，波形自检出错，起动继电器出错等。如果定值或幅值调节系数自检出错, 弹出出错信息框后，按”确认”键，将进入定值或调试菜单。其他情况下，由于由 于硬件出错，装置停止运行，等待工程人员检修。图9.2菜单内容9.2.2装置的菜单界面本装置采用中文下拉式菜单，通过菜单提示的信息，可完成装置的全部操作。总共有六个主菜单:查看、整定、预设、参数