SGT756变压器技术说明书

Q/GDNZ.JB42.004-2003标准备案号：126-2004数字式变压器保护技术说明书国电南京自动化股份有限公司GUODIANNANJINGAUTOMATIONCO.,LTD数字式变压器保护技术说明书批准国电南京自动化股份有限公司2005年2月版本声明本说明书适用于SGT756数字式变压器保护V1.3版本本说明书为SGT756数字式变压器保护V1.3版本软件的说明书，其中包含变压器常规差动保护，断线告警过负荷告警等功能。其保护功能可以满足220kV及以下电压等级变压器保护的要求。2.硬件体运算速度快。产品说明书版本修改记录表9876543山西220kV版V1.32正式第一版V1.22004.121初始版V1.12004.10序号说明书版本号软件版本号修改日期*本说明书可能会被修改，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符*2005年5月第3版第2次印刷版本声明1概述………………………错误!未定义书签。1.1适用范围………………错误!未定义书签。1.2基本功能及技术特点…………………错误!未定义书签。1.3型号及使用范围、配置情况………错误!未定义书签。2技术性能及指标………………………错误!未定义书签。2.1工作环境………………错误!未定义书签。2.2额定参数………………错误!未定义书签。2.3主要技术指标………………………错误!未定义书签。2.3.1功率消耗……………错误!未定义书签。2.3.2过载能力……………错误!未定义书签。2.3.3电流电压回路精确测量范围……………………错误!未定义书签。2.4保护动作精度………………………错误!未定义书签。2.4.1测量元件精度……………………错误!未定义书签。2.4.2分相差动保护、零序差动保护…………………错误!未定义书签。2.4.3后备保护……………错误!未定义书签。2.5绝缘性能………………错误!未定义书签。2.5.1绝缘电阻……………错误!未定义书签。2.5.2介质强度……………错误!未定义书签。2.5.3冲击电压……………错误!未定义书签。2.5.4耐湿热性能…………错误!未定义书签。2.6抗电磁干扰……………错误!未定义书签。3系统/装置构成…………错误!未定义书签。3.1装置的构成特点……………………错误!未定义书签。3.2结构、外观及安装尺时……………错误!未定义书签。3.3背板布置………………错误!未定义书签。4装置工作原理…………错误!未定义书签。4.1产品硬件构成原理说明………………错误!未定义书签。4.2软件工作原理………………………错误!未定义书签。4.3装置起动………………错误!未定义书签。4.4差动保护………………错误!未定义书签。4.5后备保护………………错误!未定义书签。4.6告警功能及其它辅助功能…………错误!未定义书签。4.7通信及通信规约………………………错误!未定义书签。5订货须知及其他…………错误!未定义书签。附录A山西220KV主变保护配置和定值说明…………错误!未定义书签。1.保护配置…………………错误!未定义书签。2,定值及说明……………错误!未定义书签。2.1差动保护………………错误!未定义书签。2.2高后备保护………………错误!未定义书签。2.3中后备保护……………错误!未定义书签。2.4低后备保护……………错误!未定义书签。31.1适用范围SGT756系列数字式变压器保护装置是以差动保护、后备保护和瓦斯保护为基本配置的成套变压器保护装置，适用于750Kv、500kV、330kV、220kV等大型电力变压器。本系列保完成变压器所有的电量保护功能。后备保护可以用逻辑图灵活配置。1.2基本功能及技术特点单装置可实现全套电气量保护，各保护功能由软件实现。装置包括多种原理的差动保护，装置含有全套后备保护功能模块库，可根据需要灵活配置，功能调整方便。1.差动保护：差动速断二次谐波制动稳态比率差动：波形分析制动稳态比率差动：故障分量差动；2.零序差动保护零序差动速断零序差动3.后备保护：相间阻抗保护；接地阻抗保护；复压闭锁方向过流保护(可选择是否经复压闭锁、带方向);零序方向过流保护(可选择零序电流电压TA、TV取自产或专用通道；是否经零序间隙保护(零序过流、零序过压)非全相保护;4过激磁保护;过负荷告警;TA、TV断线告警；启动通风功能。1高性能硬件速度大于100MIPS的32位CPU+DSP系统采样速率为%点(可为144点)的16位的模数转换系统接口显示器采用10.4寸大屏幕真彩液晶，操作方式采用高可靠性的触摸屏，并具有USB接口。2高可靠性在单层机箱内可采用双CPU板同时工作，实现双套电气量保护与门保护出口。即实现双AD采样、双DSP并行逻辑判断处理，出口回路实行双CPU出口互锁，3强电磁兼容性装置采用背插式和特殊的屏蔽措施，装置能承受GB/T17626-1998等级为5级的工频磁场抗扰度试验、5级的阻尼振荡磁场抗扰度试验、4级的静电放电抗扰度试验、4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、4级的振荡波抗扰度试验3级的射频电磁场辐射抗扰度试验、3级的浪涌(冲击)抗扰度试验、3级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。4单装置完成所有电气量功能装置可以提供一台变压器所需要的全部电气量，适用于各种变压器TA接线型式。5逻辑图编程设计各保护功能模块化设计，各类工程配置不同的逻辑图即可实现各种保护配置。6保护装置对变压器进行运行状态识别，并采用多种差动原理判别变压器是否发生 5a.故障分量差动：不受负荷电汰小的影响，滤取故障特征量，进行差动判断，保护动作快速，动作灵敏性高b.二次谐波稳态比率差动：正常的比率差动,保证区内快速动作，区外故障不误c.波形分析稳态比率差动：实现分相制动保证变压器在空投到故障情况下，保护快7丰富、实用的界面设计操作系统采用VxWoiks,操作简单易掌握。界面可随时显示各侧电流、电压及其相位；差流情况；压板状态等运行相关量。8完善的事件记录和故障录波功能保护故障波形记录周波所有电流电压量，可以波形的形式显示，同时显示差动保护记录的差流，谐波等相关量、后备保护记录的的电流、电压向量图等。9强大的通信功能保护具有两个以太网接口，两个通信串口RS485/RS232/RS422可选择，一个RS22打印接口，一个USB口。通信规约采用南自94规约、IEC60870-5-103规约。1.3型号及使用范围、配置情况SGT756A、SGT756B、SGT756C适用于330kV及以上电压等级的变压器保护。SGT756D、SGT756E、SGT756F、SGT756G、SGT756GA适用于2200kV电压等级的变压器保护。具体软件版本和保护配置和定值见附录2技术性能及指标2.1工作环境1.环境温度：-15℃~+55℃2.相对湿度：3.大气压力：62.2额定参数1.额定直流电源电压：220V或110V(订货注明)。2.交流额定电压：相电压100/√3V,开口三角形100V。3.交流额定电流：4.交流额定频率：2.3主要技术指标2.3.1功率消耗1.直流回路：正常工作时≤30W保护动作时≤60W2.交流电流回路：3.交流电压回路：≤0.2VA/相1.直流电源回路：80%～115%额定电压，连续工作。2.交流电流回路：2倍额定电流,连续工作10倍额定电流，工作10s20倍额定电流，工作1s3.交流电压回路：1.5倍额定电压,连续工作2.3.3电流电压回路精确测量范围1.电流精确测量范围：0.15A～100A(TA=5A)0.05A～20A(TA=1A)2.电压精确测量范围：0.15V～100V(相电压)72.4保护动作精度2.4.1测量元件精度刻度误差温度变差在工作环境温度范围内,≤2%综合误差2.4.2分相差动保护、零序差动保护整组动作时间：差动速断≤20ms(1.5Io)差动、零差≤30ms(1.3Iop)2.4.3后备保护动作时间整定范围：50ms—1000s2.5绝缘性能2.5.1绝缘电阻正常环境下,装置的带电部分和非带电部分以及对外壳之间电气上无联系的各电路之间绝缘电阻值(用500V的摇表测量),不小于10OMQ。2.5.2介质强度在正常环境下，装置能承受OHz、2000V历时1min的工频耐压试验，无击穿闪络及元件损坏现象(试验过程中，任一被试验回路施加电压时其余回路应互联接地)。在正常环境下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出回路触点对地，及回路之间,能承受1.2/50μs的标准电波冲击电压试验(试验电压5kV)。82.5.4耐湿热性能装置能承受B/2423.9第21章规定的湿热试验。最高试验温度+40℃±2℃,最大湿度(93±3)%,试验时间为Bh。每一周期历时24h的交变湿热试验，在试验结束前2h内根据2.5.1的要求，测量各导电电路对非带电金属部分及外壳之间电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻不小于15MQ,介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度的试验电压幅值2.6抗电磁干扰静电放电抗干扰度通过GB/T176262—1998标准、静电放电抗干扰4级试验。射频电磁场辐射抗干扰度通过GB/T176263—1998标准、射频电磁场辐射抗干扰度3级试验电快速瞬变脉冲群抗扰度通过GB/T176264—1998标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。浪涌(冲击)抗扰度通过GB/T17626.5标准、浪涌(冲击)抗扰度3级试验。射频场感应的传导骚扰度通过GB/T17626.6—1998标准、射频场感应的传导骚扰度3级试验c工频磁场抗扰度通过GB/T17626.8—1998标准、工频磁场抗扰度5级试验脉冲磁场抗扰度通过GB/T176269—1998标准、脉冲磁场抗扰度5级试验。阻尼振荡磁场抗扰度通过GB/T17626.10—1998标准、阻尼振荡磁场抗扰度5级试验。振荡波抗扰度通过GB/T17626.12—1998标准、振荡波抗扰度4级试验。 辐射发射限值试验 93系统/装置构成3.1装置的构成特点装置为标准6U机箱，基本结构为整面板、背插式结构。整面板包括可触摸操作的彩色液晶显示器，信号指示灯。一个鼠标或键盘的串行接口，一个USB接口。本装置各插件自带拔插端子，各插件之间的联系采用母板总板，母板上只有内部试验的5V、24V电压等级的回路连线，减少了电磁干扰，增强装置抗干扰能力，提高其可靠性和安全性。母板连线采用单元插槽式，出口跳闸和信号指示可灵活配置。3.2结构、外观及安装尺寸 图3.2.2开孔尺寸图3.3背板布置装置的背面布置如图33.1所示。23456789电源指示电源开关23456789SING123456789TRIP3TRIP223456789TRIP123456789MMI23456789网口1光纤接口网口2CPU2234CAC2NO1NO2NO3U7’U9’AC11IA’2IA’3IA’4IA’5IA’7IA’8IA’9IA’12IAl12IA'AC14IA’1IA’4IA’1IA’3IA’9IA’223344AD及IC扩展光纤接口调试网口56789AD及IC扩展光纤接口调试网口打印串口 图3.3.1装置的背板布置图启动控制USB4装置工作原理4.1产品硬件构成原理说明4.1.1硬件系统框图及说明整个装置硬件结构框图如图:模拟量输入AT模件数据采集和I0扩展模拟量输入AT模件主控模件4-光纤接口一主控模件4←采样同步-4-光纤接口-1采样同步4-光纤接口-1采样同步--扩展GPS对时——IRAG-B—至后台监控EtherNet2→至打印机—RS232-主控模件监控及通信模件—MMI—MMI通信示灯)输入I/0模件至PC机输入I/0模件图装置硬件结构图交流模件AC采入电流、电压量将其转换为小电压信号并经低通滤波后分别进入主控模件1的CPU1和主控模件2的CPU2。经AD转换后，进入主控模件进行保护逻辑运算及出口跳闸，同时完成事件记录、与人机对话模件MMI的通信。主控模件1和主控模件是完全相同的模件，均具有独立的AD转换通道、定值程序储存区，可单独进行保护计算。通过跳线选择，主控模件1和主控模件2可分别进行差动、后备保护计算，或将主控模件1和主控模件2设置成双机主后一体并行工作。出口跳闸板设有互锁回路，当主控模件1和主控模件2并行工作时，只有主控模件1和主控模件2同时出口发跳闸命令，跳闸继电器才能起动。A/DA/DCPU1保CPU2保CPU1发K1跳令CPU1发DSP2低通交流滤量滤波输入图双CPU并行工作时出口互锁回路4.1.2主要部件(插件)或功能模块工作原理图电压输入元件由电压变换器构成，其输入为交流50V时输出交流为1167V左右。线电流输入元件由电流变换器和并联电阻构成：a)In=5A,输入In时输出为0.166V,线性范围0.10～100A;b)In=1A,输入In时输出为0.166V,线性范围0.04A~20A;装置可接受2路强电开关量输入。CPU插件由以下几部分构成1)CPU系统装置采用32位高速数字信号处理器(TMS320VC33),可扩展512K×32位片外高速RAM存贮器，512K×8位fash存储器，存储固化程序，512k×16位flash存贮器可存储大量的录波数据。装置具有实现各种复杂的故障处理及记录能力。2)数据采集系统模拟量输入信号首先经一阶RC滤波器及采样保持器，再经多路模拟开关和运放比例衰减,连接到A/D转换器的输入端上，采用六片AD7665进行A/D转换，片内自带采样/保持器，分辨率为16位。信号输出(SINGNAL)装置信号板可输出三组每组6个信号，一组带保持，两组不带保持。图为装置信号输出接点图，端子定义见图。9SX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X14X17X19X20X21X22X24X25X26X27X28X30 X32X33X34 X33X34图装置信号输出接点图装置跳闸板提供16组跳闸继电器,共计16付无源跳闸接点。通过跳闸出口的整定来定义各继电器所对应的断路器跳闸及闭锁重合、启动失灵等功能。图为装置跳闸输0Un⁵OT11OUT14X1X2X3X4X5X6X7X8X9X13X14X15X21X22X25X26X27X28X29X30X31X32图装置跳闸输出接点图本插件为直流逆变电源插件。直流220V或110V电压输入后，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的五组直流，即3.3V,5V,15V,24V,五组电压均不共地，且采用浮地方式，同外壳不相连。4.1.3插件外接端子说明装置背视从右向左插件依次为交流、CPU、人机对话、跳闸、信号、开入量及电源模件。在装置原理图中，以1X、2X表示装置插件号，次序以背视从右向左，数字表示端子如8X1,表示8号板,1表示板上部端子头的第一个端子。装置具有独力的MMI模件用来控制触摸屏与保护CPU,保护与监控系统之间的信息交换。MMI模件采用VxWorks操作系统。具有两个串口和两个网口。通过数据总线和控制总线与液晶和触摸屏相连接，同时通过HDLC将相关保护信息在CPU1、CPU2和液晶和触摸屏之间传递。装置界面的USB接口与PC机相连，对人机界面进行操作。4.1.5故障录波装置具有录波功能，保护CPU可录10次启动后500ms差动保护故障波形。可以以波形的形式在后台分析软件Sgview上显示。状态位录波可以记录差动保护差流，谐波等相关量，后备保护显示相应的电流、电压向量图，还可记录并显示故障时相应的定值、压板状态。装置还可以记录100次故障或告警事件。装置MMI模件提供串口与打印机相连，可直接从装置打印，也可通过通讯到后台工程师站打印。4.1.7通信联络装置具有两个以太网口,两个串口(RS422/RS232/RS485可选)用于与后台工程师站、监控系统通讯。4.2软件工作原理4.2.1保护功能程序装置在运行状态下主程序按固定采样中断频率进行采样，正常采样采集电流、电压量、开关量。根据电流、电压、开关量是否满足起动条件决定程序是进入故障计算，还是正常运行。在故障计算进行差动及后备保护的判别。4.3装置起动保护程序采用检测扰动的方式决定是进入故障处理还是进行正常的运行，自检等工作。启动元件同时还用来开放跳闸出口继电器的正电源，只有在启动状态下保护动作元件动作后才能出口，否则无法跳闸。1)差流瞬时值起动保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。各保护CPU的启动元件相互独立，且基本相同。启动元件包括差流启动元件、差流突变量启动元件。任一启动元件动作则保护启动。a)差电流启动元件的判据为：当任一差动电流瞬时值连续三次大于启动门坎时，保护启动。b)差流突变量起动元件判据/[id(k)-id(k-n)]-[id(k-n)-id(k-2n)]/≥0.15Ink为当前采样点，(k-n)为当前采样点前推一周波的对应采样点，id(k)为当前差动瞬时2)间隙零序电流、零序电压起动当接地系统中变压器中性点不接地运行时，此元件用来开放相应的间隙过电流、过电压保护。启动量：接地系统中间隙电流量和开口三角零序电压量起动条件：间隙零序电流大于“间隙过流启动倍数×本侧额定电流(二次值)”,零序电压开口三角形零序电压大于间隙零序电压整定值的075倍。3)相电流突变增量起动利用系统扰动时，相电流会发生突变的变化特征使保护进入故障处理程序。启动量：所有电流量。起动条件：相应侧的突变增量|适用保护：相间阻抗保护、接地阻抗保护、复压(方向)过流保护、零序(方向)过流保护、间隙保护、公共绕组零序过流、非全相保护。4)自产零序电流起动针对变压器接地故障，也为防止转换性故障，多条线路相继故障及小匝间故障等情况下，相电流突变量启动可能失去重新启动能力。启动量：接地系统三相电流量，由软件自产零序电流。起动条件：零序电流大于相应侧的零序电流起动值适用保护：相间阻抗保护、接地阻抗保护、复压(方向)过流保护、零序(方向)过流保护、间隙保护、公共绕组零序过流、非全相保护。5)专用零序TA电流起动启动量：接地系统专用零序电流量起动条件：零序电流大于相应侧的零序电流起动值适用保护：零序过流保护。6)过激磁起动启动量：大型变压器高压侧电压通道起动条件：三相相电压最大值大于过激磁起动值适用保护：过激磁保护。7)开关量起动启动量：指定的开关量。起动条件：指定的开关量的开关量被置“1”。适用保护：非全相保护、失灵(接受母线保护失灵接点跳主变三侧),及联切等。电力变压器在运行时，由于联接组别和变比不同，各侧电流大小及相位也不同。需通过数字方法对TA联接和变比进行补偿。其消除电流大小和相位差异。4.4.1差动算法稳态比率差动比率制动曲线动作判据为：三侧差动：Ia=|I₁+I₂+I₃|;五侧差动：Ia=|I₁+I₂+I₃+I₄+Is|;差动动作条件：(1)Ia≥lop,I₁<0.8I₁(2)Ia≥(I₃-0.8I₁)*K₁+lop,0.8In<Ir<3InI,=(I₁|+|I₂|+|I₃|+|I₄|+|Is|)/2;(3)Ia≥(Is-3I₁)*K₂+(3I₁-0.8L₁)*K₁+lop,3I₁<I₃I3为三侧电流；lop为差动保护电流定值；Id为变压器差动电流;图稳态比率差动制动曲线Is为变压器差动保护制动电流，K₁,K2为比率制动的制动系数，软件设定为K=0.5,K₂=0.7。故障增量(采样值)差动故障增量电流是由从故障后电流中减去负荷分量而得到，用△计故障增量△il=i1一ill;△i2=i2-i21;下标L表示正常负荷分量，取当前采样点的前一个周波对应的采样点。在故障增量差动中，△id为故障增量差动电流和△ir为故障增量制动电流,即差动电流：△id=|Z△in|;图故障量差动制动曲线△id>△iop.min+(△ir-△Ir.0)*k,当△ir>=△Ir.0与传统比率差动继电器相比忽略变压器各侧负荷电流误差之后，故障分量原理与传统原理的差动电流相同，主要不同表现在制动量上，发生内部轻微故障(如单相高阻抗接地或小匝间短路)时，这时制动电流主要由Iu决定，从而使传统差动保护中制动量大而降低了灵敏度。发生外部故障时，制动电流主要取决于△I,因此故障分量与传统原理的制动电流相当，不会引起误动。在实际差动计算时，还可以采用采样值故障分量，即逐点计算故障量是否满足故障分量差动条件,在一个周波内有S个点满足差动条件，故障分量采样值差动差动保护动作。4.4.2励磁涌流鉴别变压器在空投或区外故障切除电压恢复过程中，变压器内部会产生励磁涌流，而变压器在空投前后各通道状态量变化非常明显，装置采用了状态识别方式来提高判别的可靠性二次谐波制动二次谐波制动是利用变压器励磁涌流时波形的前半周与后半周不对称，因而含有丰富的二次谐波这一波形特征来鉴别励磁涌流的。计算三相中的最大二次谐波与最大基波的比4.4.2轻微过激磁闭锁由于大型变压器工作磁密接近饱和磁密，故很容易过激磁。一旦过激磁，可能引起差动保护误动。变压器过激磁时，将产生很大的差流。差流中通常含有大量的五次谐波。为此本装置采用五次谐波闭锁差动保护，滤取五次谐波，采用分相“或”门闭锁方式，即三相差流中有一相五次次谐波含量达到闭锁定值就关闭差动保护。一旦系统严重过激磁(即过激磁倍数超过1.4倍)即解除五次谐波闭锁差动保护。4.4.3TA断线闭锁TA断线报警及判据见46.3,可通过控制字选择TA是否闭锁差动保护，当差流大于1.2倍高压侧额定电流时,解除TA断线闭锁差动功能。4.4.4差动保护动作逻辑差动保护动作判别，将上述差动原理及闭锁条件等综合运用，并利用各侧电压量有效的识别变压器各种工况，根据变压器不同运行状态分别进行差动判别。差动速断保护采用采样值故障分量差动速断和傅氏算法差动速断进行差流计算。大于定值出口，无其他闭锁条件。差动保护上述差动保护原理考虑变压器工作状态进行综合运用，不同原理的差动保护采用不同空投的闭锁条件，并经轻微过激磁闭锁，及TA断线及饱和闭锁。No启动开始时间t=10msNoYes10ms<t<20msNoNoYesNoYesYesNoYesNoNoYesYes图差动保护流程4.5后备保护4.5.1相间阻抗保护相间阻抗保护通常用于30～500kV变压器高中压侧，作为变压器内部及引线、母线、相邻线路相间故障后备保护。阻抗特性为具有偏移特性的阻抗圆，偏移阻抗圆方向可整定。当将反向偏移整定值整定为100时，阻抗保护为全阻抗保护。本保护最多可配置三段，每段三时限，跳闸逻辑可在线整定。TV断线时，相间阻抗保护被闭锁，TV断线后若电压恢复正常，相间阻抗保护也随之恢复正常。接入装置的电流、电压均取自本侧，TV、TA如图13.1所示，TA正极性在母线侧，定值中的指向均以此极性为基准。阻抗元件动作特性如图45.1.1所示，阻抗方向指向变压器。Zp为阻抗元件正向阻抗，Zn为阻抗反向阻抗，φ为阻抗角。图阻抗元件动作特性相间阻抗动作条件：1)相间阻抗ZAB、ZBc、ZCA中任一阻抗值落在阻抗圆中。2)符合动作阻抗条件相的相电流大于相间阻抗相电流门槛值。(相间阻抗相电流门槛值为内部设定参数)。如AB相间阻抗满足动作条件，那么A或B相电流要达保护启动保护启动AB相间阻抗满足动作条件ANDBC相间阻抗满足动作条件ANDCA相间阻抗满足动作条件ANDANDT2TV断线第二时限控AND制字投入第三时限控制字投入相间阻抗保护压板投入第一时限控制字投入TV断线控制字投入保护动作信号出口2出口3出口1T3T1ANDANDANDANDANDAND图相间阻抗保护逻辑框图4.5.2接地阻抗保护接地阻抗保护通常用于30～550kV变压器高中压侧，作为变压器内部及引线、母线、相邻线路接地故障后备保护。为具有偏移特性的阻抗圆，并经零序电流闭锁，偏移阻抗圆方向可整定。当将反向偏移整定值整定为100%时，阻抗保护为全阻抗保护。本保护最多可配置三段，每段三时限，跳闸逻辑可在线整定。TV断线时，接地阻抗保护被闭锁，TV断线后若电压恢复正常，接地阻抗保护也随之恢复正常。接入装置的电流、电压均取自本侧，TV、TA如图13.1所示，TA正极性在母线侧，定值中的指向均以此极性为基准。阻抗元件动作特性如图45.1.1所示，阻抗方向指向变压器。Zp为阻抗元件正向阻抗，Zn为阻抗反向阻抗，φ为阻抗角。接地阻抗动作条件1)接地阻抗ZA、Zg、ZC中任一阻抗值落在阻抗圆中。2)符合动作阻抗条件的那相相电流大于接地阻抗相电流门槛值。(接地阻抗相电流门槛值为内部设定参数)。如A接地阻抗满足动作条件，那么A相电流也要3)自产零序电流310大于零序电流闭锁定值。保护启动A接地阻抗满足动作条件ANDA相电流大于动作门槛B接地阻抗满足动作条件B相电流大于动作门槛AND保护动作信号C接地阻抗满足动作条件C相电流大于动作门槛零序电流3I0大于定值TV断线TV断线控制字投入ANDANDOR第一时限控制字投入AND第二时限控第三时限控ANDANDANDT2T3ANDANDAND出口1出口2出口3图.1接地阻抗保护逻辑框图4.5.3复合电压闭锁(方向)过流保护过流保护作为外部相间短路和变压器内部相间短路的后备保护。一般采用复合电压闭锁防止误动。对双电源端网络的三绕组变压器和联络变压器，为尽可能缩小事故范围，满足选择性要求，在高、中压侧加装相间功率方向来选择过流保护的动作侧。提供控制字选择是否经复压闭锁，是否带功率方向选择，及其指向。本保护最多可配置三段，每段三时限，跳闸逻辑可在线整定。接入装置的电压均取自本侧或对侧(可选择),TV、TA如图13.2、1.3.3所示，TA正极性在母线侧，定值中的指向均以此极性为基准。1)过流元件2)复合电压元件复合电压指相间低电压或负序电压。其动作判据为(U₁<UrLxe)或(3U₂>3U₂sel)。3U2为负序电压，3U₂set序电压定值。对于变压器某侧的各段过流保护均可经复合电压标志控制字来决定保护是否要经过复合电压闭锁。当复合电压标志投入时,此段过流保护经过复合电压闭锁。同时，可以通过复合电压闭锁控制字来选择是经过本侧复压闭锁还是引入其它侧电压作为闭锁电压，或是使用几侧复压的“或”逻辑作为闭锁条件。例如：对于高压侧过流保护，在复合电压闭锁控制字中，如“高压侧复合电压闭锁投退”投入；“中压侧复合电压闭锁投退”投入；“低压侧复合电压闭锁投退”退出。则此段过流保护经过高、中压侧复合电压“或”逻辑3)TV断线对复合电压元件影响：选择一：置为0时，当判断出本侧TV异常时，本侧复压元件不会满足条件，本侧复合电压过流保护可经其它侧复合电压闭锁过流保护经过其它侧复合电压闭锁投入情况)。选择二：置为1时，当判断出本侧TV异常时，复压元件满足条件，这样复合电压过流保护就变成单纯的过流保护。ANDTV断线满足OR复合电压条件满足负序电压条件满足图TV断线时对复合电压影响的逻辑相冬4)功率方向元件方向元件采用正序电压，带有记忆性，近处三相短路时方向元件无死区。电流电压回路采用90度接线。以下图例是以电流为参考相位，固定在0度角，改变电压的角度，当方向指向指向变压器时，最大灵敏角-45°。其动作判据为：a～Upc,Io～Uca,Ie～Uab三个夹角(电流落后电压时为正),其中任一夹角满足一135°<φ<45°,且与之对应的相电流大于过流定当方向指向指向母线(系统)时，灵敏角135。其动作特性见图。a)方向指向变压器b)方向指向母线(系统)图功率方向元件动作特性各段过流保护保护均可经方向控制控制字来决定保护是否经方向闭锁，如方向控制设为“退出”,则此段保护为过流保护不带方向。A相电流大于定值AND、U,功率方向满足B相电流大于定值ANDC相电流大于定值方向过流条件满足、U功率方向满足过流条件满足AND图(方向)过流保护逻辑框图5)TV断线对方向元件的影响：装置设TV断线影响方向控制字，用于TV断线时方向元件的处理。断线时，保护仍按原方向过流保护逻辑进行判别，因电压元件不正确，方向元件可能会误判。选择二：“闭锁保护”,将断线侧方向过流保护闭锁，此时方向过流保护暂时退出运行，直至TV电压恢复正常。选择三：:“方向转移”TV断线时方向元件电压取原方向元件电压的对侧电压，作为方向闭锁元件的电压，直至TV电压恢复正常。选择四：“退出方向”将断线侧方向过流保护的方向退出，保护变为纯过流保护。保护启动复压闭锁投入高压侧复压投入中压侧复压满足条件中压侧复压投入低压侧复压满足条件低压侧复压投入不处理ANDAND第一时限控制字投入保护动作信号出口1TV断线控制字(四选一)退出方向OR方向转移闭锁保护AND第二时限控制字投入第三时限控字投入T2T3出口3保护带方向控制字本侧电压r(1,t)方向过流满足条件本侧电流过流满足条件对侧电电压方向过流满足条保护压板投入图复合电压(方向)过流保护逻辑框图4.5.4零序(方向)过流保护零序(方向)过流保护作为变压器中性点接地运行时，变压器绕组、弓线及相邻元件接地故障的后备保护。本保护最多可配置三段，每段三时限，跳闸逻辑可在线整定。可通过控制字选择各段零序过流是否经过方向闭锁，零序电压闭锁及二次谐波闭锁。1)零序过流元件零序过流通过“零序电流值选取”控制字来选择零序过流元件的电流取自自产零序TA或中性点零序TA。如选择自产零序310=1₂+l₂+Ie,其动作判据为：31o>loLsro其中为Ia、b、Ic三相电流IoLs序过流定值。2)方向元件各段零序过流保护保护坷经方向控制控制字来决定保护是否经方向闭锁，如方向控制设为“退出”,则此段保护为零序过流保护不带方向。方向元件所采用的零序电流、零序电压。如图1.3.2、1.3.3所示，保护零序电流可以采用各侧自产零序电流或采用中性点零序电流，零序电压也可使用各侧自产零序电压或采用开口三角零序电压。共有四种方式：①TA、TV均采用自产零序；②TA取中性点零序电流,TV取开口三角零序电压；③TA采用自产零序电流,TV取开口三角零序电压；④TV采用自产零序电压,TA取中性点专用零序。通过控制字方向类型进行选择。其TA极性如如图1.3.2、1.3.3所示，自产零序电流TA正极性在母线侧，中性点零序电流TA的正极性在变压器侧，定值中的指向均以此极性为基准。当方向指向指向变压器时，最大灵敏角一80°。其动作判据为：3Uo～3I0的夹角(电流落后电压时为正),其中任一夹角满足190°<φ<10°,且与之对应的相电流大于过流定值当方向指向指向母线(系统)时，灵敏角100。其动作特性见图。a)方向指向变压器b)方向指向母线(系统)图零序方向元件动作特性3)零序电压闭锁元件各段零序过流保护设有零序电压闭锁控制字，“零序电压闭锁”投入时，本段零序过流保护经零序电压闭锁。闭锁电压设置为5v。保护动作信号保护动作信号保护启动AND零序电流条件满足出口2T2零序电压闭锁条件满，第二时限控字投入方向控制字投入第三时限控制字投入零序电流电压方向满方向过流保护压板投出口3ANDANDT3图零序(方向)过流保护逻辑框图4)TV断线对零序电压闭锁、零序方向元件的影响。零序电压闭锁采用自产零序电压，当TV断线时零序方向元件电压采用自产零序电压时，TV断线对零序方向元件的影响：装置设TV断线影响方向控制字，用于TV断线时零序方向元件的处理。选择二：“闭锁保护”,将断线侧零序方向过流保护闭锁，此时零序方向过流保护暂时退出运行，直至TV电压恢复正常。选择三：:“方向转移”TV断线时零序方向元件电压取开口三角形零序电压作为方向闭锁元件的电压。选择四：“退出方向”将断线侧零序方向过流保护的方向退出保护变为零序过流保护。4.5.5过激磁保护过激磁保护装设在不带分接头调压的那一侧，反应大型变压器因为电压升高或频率低，而使变压器工作在磁密饱和段，使变压器励磁电流增大，变压器发热严重而损坏。过激磁程度可以用过激磁倍数来表示：B,B,——变压器铁芯磁通密度的实际值和额定值；U,U,——加在变压器绕组的实际电压和额定电压；f,fn——实际频率和额定频率。装置设定时限告警和反时限跳闸，反时限动作特性为七段式折线易于过激磁动作特性曲线图反时限过激磁定值示意图4.5.6间隙零序过流过压保护间隙零序过流、过压保护作为变压器中性点经间隙接地运行时的接地故障后备保护。保护可选择是否经中性点刀闸位置接点闭锁。当间隙被击穿，经间隙的电流大于整定值时，保护延时跳闸。当间隙未被击穿而间隙零序电压大于整定值时，保护延时跳闸。保护判据为1)电流电压元件判据：(3lo>logset)或(3Uo>Uogsei)。2)刀闸位置判据：中性点间隙接地刀闸合。其中：3I₀——间隙零序电流，取自保护装设侧中性点间隙TA;Iog——间隙零序的过流定值；3U₀——间隙零序电压，取自保护装设侧开口三角形电压；Uog——间隙零序的过压定值。保护启动保护启动AND保护动作信号接地刀闸条件投；第一时限控制字投入AND出口1接地刀闸未闭合间隙保护压板投入间隙零序电流条件满足零序电压条件满足ANDT1OR图间隙零序过流、过压保护逻辑框图4.5.7中性点零序过流保护作为自耦变压器接地故障的后备保护，其动作判据36>Iom。其中：3Io——中性点零序电流，电流取自公共绕组TA;Ion——中性点零序的过流定值;4.5.8非全相保护当某侧分相断路器某相拒跳(检测到断路器位置不对应)时，再检测到同时相应侧有一定的零序电流或负序电流，保护动作出口跳本侧断路器或变压器各侧断路器。(本保护仅适用于分相跳闸的断路器)。1)电流元件判据312)断路器位置判据：三相位置不对应的空接点。其中：3I₀——零序电流，由三相电流在软件中自产31o=Ia+I₀+Ic;Ino——非全相零序过流定值；I₂——负序电流，由三相电流在软件中自产3I=(la+αlo+a²Ie);I₁₂——非全相负序过流定值。保护启动保护启动OR电流闭锁条件投入零序电流条件满足负序电流条件满足非全相保护压板投第一时限控制字投入保护动作信号OR4.6告警功能及其它辅助功能4.6.1零序过压保护由于220kV～500kV变压器低压侧绕组通常为三角形接法，不接地系统。当发生一点接地时系统电流无变化，系统仍然可以运行，但已对系统构成潜在的威胁。本保护通过对低压侧3UO的监视，对这种故障给予提示告警。4.6.2过负荷保护过负荷保护可装设在高、中、低侧及公共绕组侧。它主要起告警作用，提醒运行人员及时调整变压器运行方式。保护有控制字可进行保护的投退。4.6.3TA异常判别TA断线判据：以下条件均满足判TA断线。a)有电流变化量△I>0.Ib)有差流产生Ia>0.15I(内部设定，为高压侧额定电流)c)断线相单相电流小于定值<0.04I(I为TA的交流额定电流d)有零序电流3Io>0.1I(内部定值设定)4.6.4TV异常判别。单相电压Min(Ua,Ub,Uc)<20V,零序电压大于20V。(其设定值程序内定不可调整)。TV断线判据二：判三相断线。如在不启动条件下满足a)、b)则判TV断线。a.三相电压均小于12V;b.单相电流大于0.05A;4.6.5其它辅助功能装置配有过流闭锁调压、起动冷却器通风等异常保护，可分别通过定值来整定。其中闭锁调压可通过插件跳线来选择常开或常闭接点。起动冷却器通风输出四付常开接点，且为了防止电机频繁启动其返回系数为85%。4.7通信及通信规约装置可上传保护动作信息、告警信息及扰动数据；支持远方修改定值、切换定值区，投切软压板；同时可召唤当前采样值。通讯规约采用EC60870-5-103规约、南自94规约。5订货须知及其他a)产品型号、名称、订货数量；b)交流电流、电压、频率额定值，变压器容量及接线形式,TA、TV变比；c)直流电源额定值；d)由保护或自动装置起动的跳、合闸回路额定电流；e)收货地址及时间；f)组屏要求及屏的尺寸及色标；g)用户要求配合事项，h)特别声明事项附录山西220kV主变保护配置和定值说明水间隙过压TA1复压过流方向零序过流零序过流差动速断*TV4TA4TA535kV水*TA6TA7间隙零序过流复压过流TV6TA3水复压方向过流复压过流方向零序过流零序过流220kVTV3TV1山西版本保护启动FcYh20XB保护启动FcYh20XB1.2保护逻辑及配置发保护动作信号发保护动作信号调各侧开关Idc发保护动作信号波形分析制动比率差动调各侧开关Ide发保护动作信号突变量差动保护调各侧开关Idte发保护动作信号差动速断Idqb调各侧开关IdncTA断线发TA断线信号二次谐波制动比率差动保护启动IdtaIdneIdtbIdbIdaIdb主保护逻辑图高压侧复合电压中压侧复合电压低压侧复合电压三侧复合电压保护启动保护启动三侧复合电压三侧复合电压控制字uct1lt1lt1lt1l高压侧后备保护逻辑图发保护动作信号2XB跳本侧母联2XB跳本侧开关发保护动作信号跳各侧开关发保护动作信号8XB跳本侧母联跳本侧开关发保护动作信号跳本侧母联跳本侧开关跳各侧开关发保护动作信号跳各侧开关跳本侧母联跳本侧开关发保护动作信号12XB跳各侧开关方向过流一段一时限方向过流一段二时限过流一段一时限方向零序过流一段一时限方向零序过流一段二时限方向零序过流二段一时限方向零序过流二段二时限方向零序过流二段三时限方向零序过流一段一时限间隙零序过流一段一时限间隙零序过流一段二时限零序过压一段一时限保护启动保护启动控制字控制字LGFIGl!LGFLGFLGFLGLGFbcmt1lt1lGFcamGFahmt1lt1l中压侧后备保护逻辑图发保护动作信号方向过流一段一时限2XB2方向过流一段一时限2XB2XB跳本侧开关方向过流一段二时限发保护动作信号过流一段一时限跳各侧开关过流一段一时限发保护动作信号方向零序过流一段一时限跳本侧母联跳本侧开关方向零序过流一跳本侧母联跳本侧开关发保护动作信号方向零序过流二段一时限方向零序过流二段二时限方向零序过流二段三时限9XB9XB9XB跳本侧母联跳本侧开关跳各侧开关发保护动作信号10XB跳各侧开关发保护动作信号11XB跳本侧母联11XB跳本侧开关发保护动作信号12XB跳各侧开关方向零序过流一段一时限间隙零序过流一段一时限间隙零序过流一段二时限零序过压一段一时限发保护动作信号过流一段一时限跳本侧母联过流一段二时限FGV!6XB跳各侧开关过流一段三时限发保护动作信号跳本侧母联跳本侧开关跳各侧开关过流二段一时限过流二段二时限过流二段三时限跳本侧开关保护启动控制字DY1DY11.2保护功能压板配置压板号压板功能差动保护高压侧复压方向过流I段高压侧复压过流I段中压侧复压方向过流I段中压侧复压过流I段压板号压板功能低压侧时限速断低压侧复压过流I段高压侧零序方向过流I段高压侧零序方向过流II段高压侧零序过流I压板号压板功能高压侧间隙过流高压侧零序过压中压侧零序方向过流I段中压侧零序方向过流II段中压侧间隙过流压板号压板功能中压侧零序过压高压侧非全相高压侧复合电压中压侧复合电压低压侧复合电压2,定值及说明2.1差动保护定值名称整定范围1变压器额定容量A2高压侧额定电压3中压侧额定电压4低压侧额定电压5高压侧TA变比6中压侧TA变比7低压侧TA变比8差动速断定值倍数倍数是指以高压侧为基准侧的额定电流的倍数,见【注1】9差动定值倍数0.050～50.000同上一折段制动电流定值倍数0.050～50.000同上二折段制动电流定值倍数0.050～50.000同上一折段斜率0.010～1.000二折段斜率0.010～1.000二次谐波制动系数0.050～0.500五次谐波制动系数0.050～0.500比例差动控制字差动保护退出O):差动保护投入(1)见【注2】TA断线闭锁差动控制字TA断线开放差动(0)TA断线闭锁差动(1)见【注3】五次谐波闭锁差动控制字五次谐波开放差动(0)五次谐波闭锁差动(1)【注1】:额定电流计算公式为：设某三卷变压器，其一次接线为Y/Y/△-11,容量为S,高压侧运行额定电压为[e,TA变比为N,则高压侧二次额定电流Ie计算如下式：如果这时候第12号定值整定为8,实际上这时候差动速断电流=8×Ie。同时制动电流取的是电流向量模之和的一半。【注2】:在投退控制字时，在装置的定值项条目下可以看到“0:差动保护退出”字样，而不再是置“0”或置“1”,以免引起不必要的误解。【注3】:置为“0:TA断线开放差动”,这时候即使发生TA断线，也不会闭锁差动保护；置为“1:TA断线闭锁差动”时，如果此时的差流小于1.2Ie,此时TA断线分相闭锁；如果差流大于1.2Ie,程序自动解除TA断线闭锁，此时不再闭锁差动保护。2.2高压侧后备保护运行方式控制字整定“1”表示投入，“0”表示退出。定值名称整定范围1高压侧低电压定值2高压侧负序电压(3U2)定值3高压侧方向过流I段定值4方向过流I段一时限5方向过流I段二时限6方向过流I段一时限跳闸跳高压母联;跳中压母联跳高压侧；跳中压侧；跳各侧见【注4】7方向过流I段二时限跳闸见【注4】8方向过流I段一时限控制字退出~投入9方向过流I段二时限控制字退出~投入方向过流I段方向指向指向变压器;指向母线；不带方向见【注5】方向过流经复压闭锁投退退出~投入见【注6】高侧复压闭锁高侧方向过流退出~投入中侧复压闭锁高侧方向过流退出~投入低侧复压闭锁高侧方向过流退出~投入高压侧过流I段定值过流I段一时限过流I段一时限跳闸见【注4】过流I段一时限控制字退出~投入过流经复压闭锁投退退出~投入见【注6】高侧复压闭锁高压过流I段退出~投入中侧复压闭锁高压过流I段退出~投入低侧复压闭锁高压过流I段退出~投入高压侧零序方向I段定值零序方向过流I段一时限零序方向过流I段二时限零序方向I段一时限跳闸见【注4】零序方向I段二时限跳闸见【注4】零序方向I段一时限控制字退出~投入零序方向I段二时限控制字退出~投入零序方向过流I段方向指向指向变压器(0)指向母线(1);不带方向(2)见【注5】高压侧零序方向Ⅱ段定值零序方向过流Ⅱ段一时限零序方向过流Ⅱ段二时限零序方向过流Ⅱ段三时限零序方向Ⅱ段一时限跳闸见【注4】零序方向Ⅱ段二时限跳闸见【注4】零序方向Ⅱ段三时限跳闸见【注4】零序方向Ⅱ段一时限控制字退出~投入零序方向Ⅱ段二时限控制字退出~投入零序方向Ⅱ段三时限控制字退出~投入零序方向过流Ⅱ段方向指向指向变压器(0):指向母线(1):不带方向(2)见【注5】高压侧零序过流I段定值零序过流I段一时限零序过流一时限跳闸方式见【注4】零序过流I段一时限控制字退出~投入高压侧间隙过流定值间隙过流一时限间隙过流二时限间隙过流一时限跳闸方式见【注4】间隙过流二时限跳闸方式见【注4】间隙过流一时限控制字退出～投入间隙过流二时限控制字退出~投入高压侧间隙过压定值零序过压一时限零序过压一时限跳闸方式见【注4】零序过压一时限控制字退出~投入【注4】:高压侧和中压侧所有的跳闸方式均按如下所设置：跳高压母联；跳中压母联；跳高压侧；跳中压侧；跳各侧。客户可以根据需要进行相应的整定。通讯时该值分别为“4”表示跳高压母联；跳中压母联;跳高压侧；跳中压侧；跳各侧。【注5】:本装置所有保护默认系统电流电压按变压器三侧电流TA正极性在母线侧，三卷变中性点零序电流TA正极性端在变压器侧，自耦变公共绕组电流TA正极性端在接地侧。在此前提下才有置：指向变压器;指向母线；不带方向。通讯时该值分别为“0”、“1”、“2”表示跳高压母联；指向变压器;指向母线；不带方向。【注6】置“退出”,表示此段(方向)过流不经复压闭锁；置“投入”,表示此段(方向)过流经复压闭锁。接下来的三个控制字“高侧复压闭锁高侧方向过流”和“中侧复压闭锁高侧方向过流”及“低侧复压闭锁高侧方向过流”设