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文档简介
UYG深瑞
PRS-778S微机变压器成套保护装置
技术说明书
Ver1.00(220kV版)
编写:陈锐石磊
审核:侯林陈远生
批准:徐成斌
■K园深瑞提保自动化有阳公司
(原深圳南瑞科技有限公司)
二。。九年四月
本说明书为PRS-778s装置用于220kV系统主变时的技术说明书,适用于PRS-
778S-2A/2B/2C/2D/2EVI.00及以上版本。
说明:PRS-778S装置应用于220kV电压等级系统的标准版本软件分类如下:
序号软件名称备注
适用于220kV电压等级三卷变,低压侧保护按双分支配置。完
1PRS-778S-2A全满足Q/GDW175-2008《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅
助装置标准化设计规范》。
适用于220kV电压等级三卷变,低压侧保护按双分支配置。在
2PRS-778S-2BPRS-778S-2A软件基础上,高、中压侧增加相间阻抗保护。
适用于220kV电压等级三卷变,低压侧保护按双分支配置。在
3PRS-778S-2C
PRS-778S-2A软件基础上,低压侧过流保护改为复压过流保护(2段
各3时限),并且增加零序过压告警功能,各侧告警信号接点分开。
适用于220kV电压等级三卷变,低压侧保护按双分支配置。在
4PRS-778S-2DPRS-778S-2A软件基础上,高、中压侧增加相间阻抗保护,中压侧
增加失灵跳三侧保护。
适用于220kV电压等级三卷变,低压侧保护按单分支配置。在
5PRS-778S-2E
PRS-778S-2A软件基础上,将低压侧改为按单分支配置。
目录
1装置概述.....................................................1
1.1应用范围..........................................................1
1.2保护配置..........................................................1
1.3典型应用配置......................................................6
1.4主要性能特点......................................................8
2技术参数....................................................9
2.1机械及环境参数....................................................9
2.2额定电气参数......................................................9
2.3主要技术指标......................................................9
2.4通讯接口.......................................................10
3保护接线....................................................11
3.1CT接线原则及其平衡............................................11
3.2差流计算公式.....................................................11
4保护原理....................................................13
4.1启动元件.........................................................13
4.2差动速断.........................................................13
4.3比率差动保护.....................................................13
4.4采样值差动保护...................................................15
4.5差动保护的其他相关元件...........................................16
4.6过流保护.........................................................17
4.7零序方向过流保护(中性点接地保护)...............................19
4.8间隙零序保护(中性点不接地保护).................................20
4.9过负荷保护.......................................................21
4.10失灵跳三侧元件...................................................21
4.11PT断线判别元件..................................................22
4.12CT断线判别元件..................................................22
4.13阻抗保护.......................................................23
5辅助功能...................................................25
5.1信号系统.........................................................25
5.2事故分析与过程记录...............................................25
6定值清单及整定说明...........................................29
6.1PRS-778S-2A版本定值清单.......................................29
6.2PRS-778s-2B版本定值清单.........................................39
6.3PRS-778S-2C版本定值清单..........................................49
6.4PRS-778s-2D版本定值清单.........................................59
6.5PRS-778S-2E版本定值清单..........................................69
7硬件说明....................................................77
7.1装置整体结构(硬件原理图)........................................77
7.2动作出口.........................................................78
7.3输入开关量........................................................80
7.4信号接点..........................................................80
7.5装置接线与安装....................................................82
附录A装置使用................................................83
A.1面板布置与显示
83
A.2菜单界面操作说明.................................................85
附录B装置调试与投运..........................................97
B.1调试资料准备.....................................................97
B.......................................................................2
通电前检查..............................................................97
B.3上电检查.........................................................97
B.4整机调试.........................................................97
B.5定值整定说明.....................................................98
B.6装置投入运行操作步骤.............................................98
B.7注意事项.........................................................98
附录C装置通讯说明(IEC60870-5-103规约).....................100
C.1定值和交流量....................................................100
C2
保护加乍董A............................................................100
C.3保护告警记录......................................................101
C.4自检信息..........................................................102
C.5保护开关量和启动信息..............................................102
C.6故障录波实际通道序号表(ACC)..................................103
附录D差动保护整定计算.......................................104
D.1比率差动........................................................104
D.2差动速断........................................................105
附录E后备保护整定计算.......................................106
E.1复压闭锁过流....................................................106
E.......................................................................2
变压器接地运行后备保护..................................................107
E.3变压器不接地运行后备保护..........................................108
E.4阻抗保护..........................................................109
【附图1】装置背视图..................................................iii
[附图2]装置开入开出端子排接线图(PRS-778S-2A/2B/2D/2E)........................112
【附图3】装置开入开出端子排接线图(PRS-778s-2C)..........................................113
【附图4】装置交流端子接线图.........................................114
【附图5】装置正面布置及安装开孔图...................................115
1装置概述
1.1应用范围
本说明书针对PRS-778S微机变压器成套保护装置适用于220kV电压等级的变压器。它集成了一台
变压器的全套电量保护,主保护和后备保护共用一组CT,可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双
套后备保护完全独立配置的要求,满足变电站综合自动化系统的要求,适用于各种接线方式的变压器。
本说明书适用于Q/GDW175-2008《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规
范》规定要求的220kV系统变压器。
L2保护配置
PRS-778S装置集成了一台变压器的全套电量保护,每项保护功能均可通过整定或压板设置分别
选择投退。后备保护中各项(段)保护出口均可通过跳闸矩阵来选择,适用于各种跳闸方式。
表1-1PRS-778S-2A220kV保护配置
保护元件配置方式备注
差动速断保护
比率差动保护
采样值差动保护
主保护
差流越限告警今只发信
CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动
CT饱和闭锁-闭锁比率差动
复压过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
I段2时限
n段1时限
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向
I段2时限川段不带方向
11段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
高压侧后备出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
过负荷启动风冷1段1时限
过负荷闭锁有载调压1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
复压过流(方向)保护2段:
中压侧后备I段3时限-I段1、2时限带方向,3时限不带方向
II段2时限-n段为限时速断保护
零序过流(方向)保护2段:-I段带方向今H段不带方向
I段2时限
n段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
过流保护1段:
I段3时限
复压过流保护1段:
低压侧后备
段时限
(双分支)I3
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁
器后备CT断线告警
表1-2PRS-778S-2B220kV保护配置
保护元件配置方式备注
差动速断保护
比率差动保护
采样值差动保护
主保护
差流越限告警今只发信
CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动
CT饱和闭锁-闭锁比率差动
相间阻抗保护1段2时限
复压过流(方向)保护2段:-1段带方向今II段不带方向
I段2时限
11段1时限
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
1段2时限
n段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
高压侧后备间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
过负荷启动风冷1段1时限
过负荷闭锁有我调压1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
相间阻抗保护2段:
中压侧后备I段2时限
II段2时限
复压过流(方向)保护2段:
I段3时限-I段1、2时限带方向,3时限不带方向
n段2时限今II段为限时速断保护
零序过流(方向)保护2段:-I段带方向今H段不带方向
I段2时限
11段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
过流保护1段:
I段3时限
复压过流保护1段:
低压侧后备
段时限
(双分支)I3
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁
器后备CT断线告警
表1-3PRS-778S-2C220kV保护配置
保护元件配置方式备注
差动速断保护
比率差动保护
采样值差动保护
主保护
差流越限告警今只发信
CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动
CT饱和闭锁-闭锁比率差动
复压过流(方向)保护2段:-1段带方向
I段2时限-n段不带方向
n段1时限
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
I段2时限
n段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
高压侧后备出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
过负荷启动风冷1段1时限
过负荷闭锁有载调压1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
复压过流(方向)保护2段:
中压侧后备I段3时限-I段1、2时限带方向,3时限不带方向
n段2时限-II段为限时速断保护
零序过流(方向)保护2段:-I段带方向今H段不带方向
I段2时限
n段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
复压过流保护2段:
1段3时限
II段3时限
低压侧后备
零序过压告警
(双分支)
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁
器后备CT断线告警
表1-4PRS-778S-2D220kV保护配置
保护元件配置方式备注
差动速断保护
比率差动保护
采样值差动保护
主保护
差流越限告警今只发信
CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动
CT饱和闭锁-闭锁比率差动
相间阻抗保护1段2时限
复压过流(方向)保护2段:-1段带方向今II段不带方向
I段2时限
11段1时限
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
1段2时限
n段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
高压侧后备间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
过负荷启动风冷1段1时限
过负荷闭锁有我调压1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
相间阻抗保护2段:
中压侧后备I段2时限
II段2时限
复压过流(方向)保护2段:
I段3时限-I段1、2时限带方向,3时限不带方向
n段2时限今II段为限时速断保护
零序过流(方向)保护2段:-I段带方向今H段不带方向
I段2时限
11段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护中压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
过流保护1段:
1段3时限
复压过流保护1段:
低压侧后备
段时•限
(双分支)I3
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁
器后备CT断线告警
表1-5PRS-778S-2E220kV保护配置
保护元件配置方式备注
差动速断保护
比率差动保护
采样值差动保护
主保护
差流越限告警今只发信
CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动
CT饱和闭锁-闭锁比率差动
复压过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
I段2时限
II段1时限
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向今n段不带方向
I段2时限
II段1时限
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
高压侧后备出口
零序过压保护1段1时限
失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧
过负荷告警1段1时限
过负荷启动风冷1段1时限
过负荷闭锁有载调压1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
复压过流(方向)保护2段:
I段3时限-I段1、2时限带方向,3时限不带方向
H段2时限今11段为限时速断保护
零序过流(方向)保护2段:-1段带方向今II段不带方向
I段2时限
II段1时限
中压侧后备
,零序过压、间隙过流经“或”门方式
间隙过流保护1段1时限
出口
零序过压保护1段1时限
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
过流保护1段:
I段3时限
复压过流保护1段:
低压侧后备
段时限
(单分支)I3
过负荷告警1段1时限
PT断线告警
CT断线告警
低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁
器后备CT断线告警
1.3典型应用配置
图1-1为PRS-778s在220kV系统三卷变中的典型应用配置,其具体接线方式应参考实际应用。
高压侧
i母
TT母
中压侧
I母
TT母
□差动速断比率
差动采样
值乍动
QP「2
[复压][方向]
过流
序[方向]过
间隙保护
[复压:]过CT5
流
零序过压
注:
1图中所示保护在一套装置中实现,
所有量只接入装置一次。
2利用第二组CT和第二套装置完成
第二套保护功能;
3:]内的选项可投退。
4复合电压元件可取各侧复合电压。
低压侧2分
支
图1-1PRS-778S在220kV系统三卷变中的典型应用配置
1.4主要性能特点
•高性能的数字滤波算法:装置采样率为每周波24点,采用全周傅氏算法,在较高采样率的前提下,保
证在故障全过程对所有继电器的实时计算,使装置具有很高的固有可靠性和及时动作速度。
•二次谐波复合逻辑制动:励磁涌流判据不仅仅检测差流的涌流特征,在差流涌流特征不明显的情况下还
要进一步检查原始电流的涌流特征,大大提高了涌流制动的可靠性。
•独立的启动元件:装置的两个DSP板互为启动和闭锁;同时每种保护均有各自不同的启动元件,各保护
元件只有在其相应的启动元件动作后才能出口跳闸。
•变压器差动各侧电流的自动平衡补偿:变压器各侧CT二次电流相位由软件自动调整,各侧电流平衡系
数调整范围为0.25〜4倍。装置采用Y—△变换调整差流平衡,便于明确区分涌流和故障的特征,大
大加快保护的动作速度。
•完备的CT断线、短路闭锁与告警功能:采用可靠的CT断线和短路闭锁功能,保证装置在CT断线、短
路及交流采样回路故障时不误动。
•先进的CT饱和闭锁技术:采用可靠的CT饱和闭锁功能,可有效防止在CT深度饱和时差动保护不误
动。
•灵活完善的后备保护:各侧后备保护考虑最大配置要求,其动作元件跳闸出口可以整定,适用于各种跳
闸方式。PT断线时阻抗保护自动退出。
•完善的事故分析功能:装置具有完善的记录包括保护事件记录、启动记录、录波记录、保护投退记录、
装置运行记录、开入记录、自检记录和闭锁记录等,装置还具有保护逻辑透明化分析功能。
•完美的人机界面:正常时,液晶显示时间,变压器的主接线,各侧电流、电压大小,以及差流大小。键
盘操作简单,采用菜单方式,仅有六个按键,易于学习掌握。人机对话中所有的菜单均为简体汉字,
打印的报告也为简体汉字,使用方便。
•强大的通信功能:装置内部数据交换采用电流环接口,不同功能模块隔离供电,保证装置部分模块发生
故障时不会影响其他模块的正常工作。装置对外提供的通信接口有:装置对外提供的通信接口有:三
个TCP/IP以太网接口,三个RS485口,一个串行打印口,一路GPS接口(差分输入或空节点输入,
对秒、分脉冲及1RIG-B串行编码三种校时方式自适应)。通信规约采用电力行业标准IEC60870-5-
103规约或IEC61850规约。
2技术参数
2.1机械及环境参数
机箱结构尺寸:482.6mmX266mmX306.5mm(宽x高x深)
正常工作温度:-5℃--45℃
极限工作温度:T0℃-55C
贮存及运输:-25°C〜70C
相对湿度:5%〜95%
大气压力:86〜106KPa
2.2额定电气参数
频率:50Hz
交流电压:I00V或100/J3V(额定电压Un)
交流电流:5A或1A(额定电流IN)
直流工作电源:220V/110V,允许偏差数字系统-20%-+15%
工作电压:+5V,允许偏差继电器回路工作电+0.15V
压:+24V,允许偏差+2V
装置精确电流范围0.1〜40IN功耗:
交流电压回路每相不大于0.5VA
交流电流回路每相不大于0.5VA
直流电源回路正常工作时,全装置不大于35W跳闸动作时
全装置不大于50W保护回路过载能力:
交流电压回路:1.2倍额定电压,连续工作
交流电流回路:2倍额定电流,连续工作(大于Imin)10
倍额定电流,允许10s
40倍额定电流,允许Is
直流电源回路:80〜115%额定电压,连续工作
装置经受上述的过载电流/电压后,绝缘性能不下降。
2.3主要技术指标
2.3.1动作时间
差动速断:比20ms(2倍整定值)
率差动:采样30ms(2倍整定值)
值差动:25ms(2倍整定值)
232定值精度
差动速断误差:W5%
差动及后备保护动作误差:W3%
阻抗保护动作精度:〈1。时误差W5%;
>10时误差W3%;
其余保护动作误差:W3%
时间定值的动作精度误差:W最大整定值的1%或土40ms-
2.3.3实时时钟
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。装置内部实
时时钟在装置掉电时自动切换为由时钟芯片内部锂电池供甩,在电池无短路及其它异常情况下,后备甩池
工作时间不少于10年。BCPU和PCPU时钟严格与MCPU同步,误差不超过±5ms。
2.3.4电磁兼容
静电放电性能符合:GB/T14598.14T998(IV级)
快速瞬变干扰性能符合:GB/T14598.10-2007(IV级)
浪涌(冲击)抗扰度性能符合:GB/T14598.18-2007(W级)
高频电气干扰(1MHz脉冲群)性能符合:GB/T14598.13T998(IH级)
辐射电磁场干扰性能符合:GB/T14598.9-2002(III级)
2.3.5绝缘试验
绝缘试验符合:GB/T14598.3-936.0
冲击电压试验符合:GB/T14598.3-938.0
2.4通讯接口
装置对外提供的通信接口有:三个TCP/IP以太网接口,三个RS485口,一个串行打印口。一个GPS
脉冲接入口(差分输入或空接点输入,自动适应秒脉冲、分脉冲和IRIG-B直流码方式)。通信规约采用
电力行业标准:IEC60870-5-103或IEC61850规约。
3保护接线
3.1CT接线原则及其平衡
为了简化现场接线,改善(相电流)涌流制动特性,本装置要求变压器各侧CT均按丫形接线,并
要求各侧CT均按相同极性接入,都以母线侧为极性端,参见第1章应用配置图。装置内部对变压器丫
形侧的电流进行相位校正,其效果与将CT按A形接线完全相同。
CT二次侧电流的Y-A转换示意图如下所示:
11点钟接线1点钟接线
lab=Ia-IbIac=Ia-Ic
lbc=Ib-IcIba=Ib-Ia
Ica=Ic-IaIcb=Ic-Ib
另外,装置还对变压器各侧CT变比不一致进行调整,即每侧设置一个CT变比调整系数,装置采
集的电流量乘以该系数即为CT变比调整后得到的量。装置只需要将变压器相关参数输入(参见定值表)
就可以自动得到各侧CT调节系数,无需外接辅助CT,与使用硬件回路调整相比,可靠性更高。各差动
保护平衡系数计算见附录D。
3.2差流计算公式
本装置只对Y侧电流进行相位校正。如果△侧为11点钟接线,则Y侧相位校正方法如下:
i'A=(A-iB)/V3(3-1)
B-ic/3(3-2)
Zc=(,;—,4)/V3(3-3)
如果△侧为1点钟接线,则Y侧相位校正方法如下:
M=(Z4-Ze)A/3(3-4)
%=(J,)/V3(3-5)
%=(,c-%)/V3(3-6)
【注意】:对于各侧都为Y接线的变压
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