国电南瑞变压器差动保护装置Word文件下载.docx
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4.4比率差动整定1-13
4.5二次谐波制动比1-13
4.6交流量精度调节系数1-13
5装置使用1-14
5.1装置内部跳线说明1-14
6装置定值表1-15
6.1保护定值表1-15
6.1.1DSA2320定值表1-15
6.1.2DSA2321定值表1-15
6.1.3DSA2322定值表1-15
6.1.4DSA2323定值表1-16
附录1-1DSA2320背板端子图1-17
附录1-2DSA2321背板端子图1-17
附录1-3DSA2322背板端子图1-18
附录1-4DSA2323背板端子图1-19
附录1-5DSA2320原理图1-20
附录1-6DSA2321原理图1-21
附录1-7DSA2322原理图1-22
附录1-8DSA2323原理图1-23
1基本配置及特点
1.1基本配置
装置为由大规模可编程逻辑电路和Intel80296为主CPU实现的变压器差动保护，适用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器，可接入四侧电流量，各侧电流采样回路完全独立，从而具备真正意义上的四侧差动保护。
本装置包括差动速断保护、二次谐波制动的比率差动保护、TA断线判别、差流越限告警装置型号及保护配置如下表：
装置型号
保护配置
测控功能
通讯接口
DSA2320
（三圈变高中低桥
四侧差动主保护）
1、差动速断保护
2、二次谐波制动的比率差动保护
3、TA断线告警并闭锁保护
4、差流越限告警
5、故障录波
14路遥信
8路保护转遥信
标配：
双CAN网
选配：
双以太网及光纤介质，独立的485校时总线
DSA2321
（三圈变高中低
三侧差动主保护）
DSA2322
（二圈变高低桥
2、二次谐波制动的比率差动保护3、TA断线告警并闭锁保护
DSA2323
（二圈变高低二侧差动主保护）
14路遥信
1.2技术特点
1．硬件结构单元化、全密封、单元内各模件独立金属腔体、自检和冗余措施完善，抗干扰性能好；
2．软件面向控制对象开放式设计，实现模块化，可查询CPU状态及保护中间过程；
3．人机接口由宽温大屏幕液晶显示器和薄膜按键组成，信息显示汉化；
4．详尽的大容量的事件记录功能，便于分析事故及观察运行工况；
5．保护动作信息及预告信息可由单元转化为遥信上送，提高动作及返回信息实时性；
6．保护投退状态可转化为遥信上送，并可远方遥控投退保护，无障碍适用于各种调度规约；
7．交流量开关量录波功能、录波波形就地显示及后台软件分析相结合；
8．通讯双CAN网标配，多ID号2.0B协议，通讯波特率在线修改、自动双网切换，保证通讯的可靠性，通讯介质简单，并可扩展为光纤网；
同时可选配双光纤以太网及独立的485校时总线；
9．14位AD宽幅模数转换，24点/周波采样，提高了保护精度、灵敏度；
10．测量精度系数单独存放在交流采样模件带SPI接口的独立E2PROM中，独立性好；
11．保护定值多区域相对独立的E2PROM/DSRAM中存放，自动互相校验，自行修复，完全避免运行中定值缺损或丢失；
12．单元自带蜂鸣器件，故障告警；
13．电流互感器星角转换可由外部接线完成或由软件移相完成，用户自行选择；
14．二次谐波制动采取交叉闭锁原理，最大相二次谐波和各相基波进行比较，可靠性和灵敏性得到完美统一；
15．网络通讯方式闭锁VQC调节主变分接头。
2技术参数
2.1额定参数
●交流电压：
100V、57.7V
●交流电流：
5A、1A
●频率：
50Hz
●直流电源：
220V、110V，允许偏差＋15％，－20％
●直流电压：
＋5V、±
12V
2.2功率消耗
●交流电流回路：
额定电流5A时，每相不大于1.0VA
额定电流1A时，每相不大于0.5VA
●交流电压回路：
额定电压时，每相不大于0.5VA
●直流电源回路：
正常工作，每个保护单元不大于20W
保护动作，每个保护单元不大于30W
2.3直流工作电压
●+5V，允许偏差±
0.15V
●±
12V，允许偏差±
0.2V
●装置突然上电、掉电，电源缓慢上升或下降，装置均不误动作或误发信号
2.4过载能力
2倍额定电流连续工作
10倍额定电流允许工作10s
40倍额定电流允许工作1s
1.4倍额定电压连续工作
80%～110%额定电压连续工作
2.5测量元件精度
●刻度误差：
不大于±
2%
●温度误差：
在工作环境温度范围内不大于±
3%
●综合误差：
5%
2.6允许环境温度
●正常工作温度：
-10℃～55℃
●极限工作温度：
-25℃～60℃
●运输和贮存温度：
-40℃～70℃
2.7电磁兼容性能
●高频电气干扰通过IEC255-22-IMH脉冲群干扰试验及GB6162100kHz脉冲干扰试验。
●静电放电通过IEC255-22-2中严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。
●辐射电磁场干扰通过GB/T14598-1996规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
●快速瞬变干扰通过IEC255-22-4标准规定的Ⅳ级（4kV±
10%）快速瞬变干扰试验。
2.8绝缘耐压
●满足电力行业标准：
DL478
2.9保护技术指标
●变压器差动保护
差动速断保护电流整定范围：
5～120A
2倍动作电流下，动作时间不大于30ms
二次谐波制动的比率差动保护
起动电流整定范围：
0.5～5.0A
二次谐波制动比：
0.1～0.20可调
2倍动作电流下，动作时间不大于40ms
返回系数0.8
3装置原理
3.1模拟量输入
装置最大可输入高压侧、中压侧、低压侧、桥开关侧电流I1、I2、I3、I4，由I1+I2+I3+I4矢和构成差动电流作为差动继电器的动作量，本装置内变压器各侧电流可能存在的相位差可选择由软件自动进行校正，变压器各侧的电流互感器可以接成全星形，接线时各侧电流正方向均指向变压器，电流输入具体定义见背板端子图。
3.2开关量输入
装置最大可输入15路开关量，各路开关量装置已经做了明确定义，主要做为各种非电量保护的信号开入，具体定义见背板端子图。
3.3继电器开出
装置最多可输出11路空接点，用以保护跳闸及闭锁备自投等，具体定义见背板端子图。
3.4保护功能
3.4.1比率差动元件
装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下
Id＞Iset2当Imax≤（Iset2/K+1.5）A时
Id＞K（Imax－1.5）A当Imax＞（Iset2/K+1.5）A时
Id＞0.8Imax当Imax＞15A时
其中Id为差动电流
Imax为最大侧电流（最大侧电流即变压器各侧二次电流中最大的一个）
Iset2为比率差动门槛电流
K为比率制动系数，本装置恒定为0.5
采用上述特性方程的优点在于：
在变压器轻微故障时（如匝间短路的匝数很少时），不带制动量，使比率差动元件在变压器轻微故障时具有较高灵敏度，在较严重的的区外故障时，制动量较大，提高比率差动元件的可靠性。
3.4.2二次谐波制动
装置比率差动采用二次谐波制动原理，动作方程如下：
Id2max.＞KHZ×
Id1
其中Id2max为三相差动电流二次谐波最大值；
Id1为三相差动电流基波；
KHZ为二次谐波制动系数；
二次谐波闭锁比率差动保护遵照先交叉后按相闭锁的综合原则，用比较出的三相差流二次谐波的最大值与某相差动电流中的基波相比，超过二次谐波制动比则闭锁该相比率差动元件。
采用该动作方程优点在于当变压器正常空投时能可靠闭锁比率差动，空投于故障时比率差动能快速可靠动作。
3.4.3TA断线闭锁及告警
装置具备TA断线闭锁比率差动保护功能，TA断线判据如下：
（逻辑与）
a.最大侧电流小于5A
b.变压器一侧负序电流大于0.4A
c.变压器其余各侧负序电流小于0.3A
d.负序电流大于0.4A侧三相电流之和呈下降趋势
e.变压器至少两侧有电流
3.4.4差动速断保护
差动速断动作方程为：
Id>
Iset3
其中Id为差流
Iset3为差动速断定值
3.4.5差流越限告警
装置始终具备差流越限告警功能不可投退，具体判据如下：
Id＞Iset1
其中Iset1为差流越限定值，本装置恒定为0.5A，当差流大于0.5A时，装置立即启动录波并延时5s发出差流越限告警信号。
Id
差动速断动作区
比率差动动作区
Iset2
差流越限告警区
Iset1
IMAX
3.4.6差流保护动作曲线
Izd1Izd2
图1-1差流保护动作曲线
其中Iset1为差流越限定值，恒定为0.5A
Iset2为比率差动门槛值
Izd1为（Iset2/k+1.5）A,其中k恒定为0.5
Izd2恒定为15A
Id为差动电流
Imax为二次最大相电流
3.5其他功能
3.5.1信息记录
装置可顺序存放32条保护信息、256条SOE、32条自检诊断信息、32条电流越限信息、8条录波信息、32条单元事件记录，信息存储采用先进先出原则。
保护事件记录
记录装置的保护事件，每条保护事件包括保护类型、测量类型、故障类型、动作值、动作时间等。
自检事件记录
记录装置的自检信息，包括A/D出错、定值出错、E2PROM出错、电流回路异常等。
遥信事件记录
记录装置的遥信变化及时间。
差流越限记录
记录差流越限的启动和返回时间。
单元信息记录
记录装置的各种人工操作的时间，包括投直流时间、退直流时间、保护定值整定时间、保护启动返回时间等。
3.5.2录波功能
录波数据存放在非易失性RAM中，存储容量64k，可顺序存放8个录波事件，每个事件中可对12个交流量进行录波，录波启动方式为差流越限启动。
差流越限启动录波的记录方式分为连续和断续两种。
录波启动后如果在规定的时间（96个采样点）内返回则采用连续记录方式，即启动时刻前32点，启动时刻后32＋X点（X点为录波返回时刻，1≤X≤64），然后再连续记录32点，总计录波96+X点。
见下图1-2。
录波启动后如果在规定的时间（96个采样点）仍未返回则采用断续记录方式，即启动时刻前后各32点，再连续记录64点后暂时停止，然后在录波返回时刻前后再各记录32点，总计录波192点。
见图1-3。
关于调用录波波形操作步骤：
按“ENT”键依次进入信息记录及录波事件记录菜单；
按“+”、“-”键用于调节同一录波事件的不同交流量；
按“↑”、“↓”键用于调节不同的录波事件共8个；
按“←”、“→”键用于显示完整波形。
3.5.3通讯功能
装置采用双CAN网与上位机进行数据交换，原则上采用主备工作方式，即一般情况下，A网工作，当某一网络发生故障时，自动切换至备用B网通讯，非常情况下，当某一时刻需要上送的信息量十分大时，A网固定上送SOE、保护事件COS变化遥测等重要信息，B网上送全遥测、全遥信、全遥脉等一般信息。
3.5.4遥信功能
装置共有14个遥信，另有8个保护事件转遥信，可通过开关投退是否转发保护转遥信顺序表（COS0、COS1、COS2）
遥信号
端子号
遥信位
定义
P3I-3
COS0.0
本体重瓦斯
12
P3I-15
COS1.4
跳合闸闭锁
1
P3I-4
COS0.1
有载重瓦斯
13
P3I-16
COS1.5
手跳
2
P3I-5
COS0.2
压力释放
14
P3I-17
COS1.6
禁用
3
P3I-6
COS0.3
冷控失电
15
COS1.7
备用
4
P3I-7
COS0.4
本体轻瓦斯
16
COS2.0
差动速断动作
5
P3I-8
COS0.5
有载轻瓦斯
17
COS2.1
比率差动动作
6
P3I-9
COS0.6
主变超温
18
COS2.2
高压侧TA断线
7
P3I-10
COS0.7
本体油位异常
19
COS2.3
中压侧TA断线
8
P3I-11
COS1.0
有载油位异常
20
COS2.4
低压侧TA断线
9
P3I-12
COS1.1
跳闸闭锁
21
COS2.5
桥压侧TA断线
10
P3I-13
COS1.2
合闸闭锁
22
COS2.6
空
11
P3I-14
COS1.3
压力异常
23
COS2.7
差流越限
4定值整定
4.1变压器电流互感器二次接线方式整定
单元定值整定菜单中可以整定变压器类型，从而决定TA的接线方式，装置内共有七种变压器类型，变压器类型和TA接线方式对照表如下：
保护类型
变压器类型
TA接线方式
DSA2320四侧差
Y/Y-12/Y-12/Y-12
①Y/Y-12/Y-12/Y-12型变压器为全星型接线；
②其余各类型变压器由外部TA接线转角度时可选此方式；
Y/Y-12/Y-12/△-11
全星型接线
Y/Y-12/△-11/△-11
Y/△-11/△-11/△-11
Y/Y-12/Y-12/△-1
Y/Y-12/△-1/△-1
Y/△-1/△-1/△-1
DSA2321/DSA2322
三侧差
Y/Y-12/Y-12
①Y/Y-12/Y-12型变压器为全星型接线；
②其余各类型变压器由外部外部转角度时可选此方式；
Y/Y-12/△-11
Y/△-11/△-11
Y/Y-12/△-1
Y/△-1/△-1
DSA2323
二侧差
Y/Y-12
①Y/Y-12变压器为全星型接线；
②其余各类型变压器由外部转角度时可选此方式；
Y/△-11
Y/△-1
4.2差动平衡调节整定
为了消除因电流互感器不匹配而造成的正常运行时差流过大的问题，装置可以通过调整差动平衡调节系数使差流无限接近0A，高压侧差动平衡调节系数设为1，其余各侧差动平衡调节系数通过计算得到,当计算结果超出范围时，高压侧差动平衡调节系数也可调整。
差动平衡调节系数计算步骤如下：
1）计算各侧电流互感器一次额定电流IN1=S/
，其中S为变压器额定容量（kVA），若变压器各侧容量不等，取最大者，U为变压器各侧额定线电压（KV），对于设置调压分接头的相应侧一般采用中间抽头电压，如实际运行情况下不可能改变抽头，则可取实际抽头的电压。
2）计算各侧电流互感器二次额定电流IN2=KjxIN1/KLH，其中KLH为电流互感器变比，Kjx为接线系数，变压器线圈为星形侧Kjx取
，否则取1；
3）计算各侧差动平衡调节系数KPHL=IN2H/IN2L,KPHM=IN2H/IN2M,KPHQ=IN2H/IN2Q其中KPHL、KPHM、KPHQ分别为低压侧、中压侧、桥开关侧系数，IN2H、IN2L、IN2M、IN2Q分别为高压侧、低压侧、中压侧、桥开关侧二次额定电流。
计算举例：
某变电站一台3150kVA变压器，连接组别Y/△-11，高压侧额定电压110kV，TA二次星形接线式或三角形接线，变比为100/5，低压侧10kV，TA二次全星形接线，变比为600/5。
高压侧二次额定电流
ⅠM∑H=
=1.432
低压侧二次额定电流
低压侧差动平衡系数IpHL＝1.432/1.516=0.94。
注意：
上述计算得到的差动平衡系数只是理论值，在保护装置上整定好该系数后还应检查变压器带负荷后实际的差动电流，实际差动电流应小于负荷电流的5％，否则应进一步微调差动平衡调节系数。
4.3差动速断整定
差动速断定值按躲避最大方式下穿越性故障引起的不平衡电流和变压器励磁涌流来整定，差动速断电流定值整定的范围是5～120A，级差为0.1A，一般推荐大于10A。
4.4比率差动整定
比率差动门槛电流推荐采用0.25IN～0.4IN，IN为TA二次额定电流。
4.5二次谐波制动比
二次谐波制动比推荐采用0.1～0.13
4.6交流量精度调节系数
用于各交流量精度微调，该系数独立存放于交流采样模件E2PROM中，一般不用现场整定。
5装置使用
5.1装置内部跳线说明
装置内部Iob板共有6个跳线，具体定义如下表所示
跳线编号
功能定义
说明
出厂设置
E1
TJ6是否经启动继电器闭锁
1，2相连表示不经启动继电器闭锁。
2，3相连表示经启动继电器闭锁
2，3相连
E2
TJ7是否经启动继电器闭锁
E4
XJ13是否经启动继电器闭锁
1，2相连
E5
XJ12是否经启动继电器闭锁
E6
XJ13输出常开、常闭选择
1，2相连表示常开，
2，3相连表示常闭
E7
片选控制选择（CSB1与CSB2）
1，2相连选择CB2，
2，3相连选择CB1
6装置定值表
6.1保护定值表
6.1.1DSA2320定值表
序号
定值名称
范围
通讯代码
差动速断投退
ON/OFF
41
比率差动投退
40
断线闭锁投退
32
差动速断电流定值
42
比率差动起动电流定值
1.0～2.5A
45
二次谐波制动电流定值
0.1～0.2A
44
高压侧差动平衡系数
0.25～4
不上送
中压侧差动平衡系数
低压侧差动平衡系数
桥开关侧差动平衡系数
6.1.2DSA2321定值表
范围
6.1.3DSA2322定值表
桥侧差动平衡系数
6.1.4DSA2323定值表
0.1～0.2
附录1-1DSA2320背板端子图
附录1-2DSA2321背板端子图
附录1-3DSA2322背板端子图
附录1-4DSA2323背板端子图
附录1-5DSA2320原理图
附录1-6DSA2321原理图
附录1-7DSA2322原理图
附录1-8DSA2323原理图
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