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snp变压器成套保护装置

SNP-2000变压器成套保护测控单元使用说明书

一、概述

适用范围

SNP-2000变压器成套保护测控装置是用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器成套保护测控装置，其中SNP-2321/2322为三圈和两圈变压器差动保护装置，SNP-2323/2324为变压器高低后备保护测控装置，可集中组屏，也可在开关柜就地安装，全面支持变配电综合自动化系统。

功能及特点

1．SNP-2000变压器成套保护单元主要功能

◆差动速断保护

◆比率差动保护

◆二次谐波制动的差动保护

◆CT断线报警及闭锁差动

◆非电量保护

◆二段式复合电压闭锁方向过流保护（限时速断，过流）

◆三段式零序电压闭锁方向零序过流保护

◆间隙零序

◆零序过电压

◆过负荷告警

2．辅助功能

◆差流越限告警

◆装置故障告警

◆PT断线、PT失压告警

◆母线接地告警

◆故障录波

◆保护定值和时限的独立整定

◆自检和自诊断

3．测控功能

◆电量测量（遥测量）：

高、（中）、低侧电压、电流、差流、制动电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、电网频率等

◆遥信量：

每台装置都有14路开入量

4．通讯功能

◆CAN总线，以及标准的RS485多机通讯接口

5．特点

◆采用分层分布式设计，可组屏安装或直接安装于开关柜上运行

◆封闭、加强型单元机箱，抗强干扰设计，适用于恶劣环境，可靠性高、抗干扰能力强，符合IEC电磁兼容标准

◆可以实现远方定值整定与修改

◆事件顺序记录并上传SOE事件

◆汉字液晶显示，键盘操作

◆设有独立的起动元件用来开放继电器电源，提高装置的安全性

二、SNP-2321/2322差动保护基本原理

差动速断保护

差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在变压器内部发生严重故障时快速动作于跳闸。

保护动作判据为：

Id>Isdzd*高压侧额定电流

式中Id为差动电流，Isdzd为差动速断电流定值（定值中设置为高压侧额定电流倍数）。

三相差流中任一相满足Id>Isdzd*高压侧额定电流，保护即出口动作。

图1差动速断动作逻辑图

比率差动

采用常规比率差动保护，能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。

其动作方程如下：

Id＞Icdqd*高压侧额定电流

Id＞Kb1*Ir

式中：

Id为差动电流，Ir为制动电流，Kb1为比率制动系数。

Icdqd为差动电流启动定值（定值中设置为高压侧额定电流倍数）。

对于双圈变压器：

Id＝|Ih＋I1|,Ir＝|Ih一I1|／2

对于三圈变压器：

Id＝|Ih＋I1＋Im|

Ir=max{|Ih|.|I1|.|Im|｝

其中Ih、I1、Im为变压器高、低、中压侧电流。

比率制动动作区

速断动作区

Kb1

Isdzd

Icdqd

0Icdqd/Kb1

图2比率差动保护的动作特性

二次谐波制动的差动保护

为了躲过变压器合闸瞬间的励磁涌流，本装置利用二次谐波作为励磁涌流闭锁判据，动作方程如下：

式中

为A、B、C三相差动电流的二次谐波，

为对应的三相差动电流，Kxb为二次谐波制动系数。

只要有任一相满足上述条件，则闭锁三相比率差动保护。

图3比率差动动作逻辑图

变压器差动保护各侧电流相位差及平衡补偿

1）变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线，其二次电流直接接入装置，从而简化了CT二次接线，增加了电流回路可靠性，电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端。

2）变压器各侧CT二次电流相位由软件自校正，凡是Y0/Y/△（或Y/△）接线方式，其Y侧电流均须校正相位。

对于Y/Δ-11接线，校正方法如下：

式中

为Y侧CT二次电流，

为校正后的各相电流

3）各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成，中、低压侧平衡均以高压侧二次电流为基准。

对容量为Se，某侧额定电压为Ue的变压器，设CT变比为N,则相应二次额定电流为：

其中Ie2为二次额定电流；kjx为同型系数，这里kjx＝1。

则高、中、低差流平衡系数计算如下：

高压侧：

KPH=

中压侧：

KPM=

低压侧：

KPL=

CT断线报警及闭锁

为防止CT断线时，差动保护误动作，装置用软件设置了延时CT断线报警及瞬时CT断线闭锁保护功能。

*延时CT断线报警：

当任一相差流大于dxbj（0.15Ie）的时间超过10秒时发出CT断线告

警信号，但不闭锁差动保护。

这也兼起保护装置交流采样回路的自检功能。

*瞬时CT断线报警：

在故障测量程序中进行，满足下述任一条件不进行该CT断线判别：

启动前某侧最大相电流小于dxlset（0.2Ie）；

启动后最大相电流大于dxhset（1.2Ie）。

*某侧电流同时满足下列条件认为是瞬时CT断线：

只有一相电流为零（即小于dxminset（0.05Ie））；

其它相电流与起动前电流相等。

图4CT断线逻辑图

保护启动

差动保护采用突变量启动元件，其特点是快速灵敏。

非电量保护

非电量保护主要指从变压器本体引来的瓦斯信号、温度信号、油位信号、压力释放阀动作等现场信号经单元箱进行信号采集后，或动作于保护跳闸，或动作于报警，可通过控制字投退来控制。

图5非电量保护逻辑图

三、SNP-2323低后备保护基本原理

复合电压闭锁过流保护

本装置设二时限复合电压启动过流保护，各段过流定值及时间定值可独立整定。

可通过保护投退选择低电压或负序电压启动过流保护。

另外，当PT断线信号和PT失压信号出现时自动退出低电压或负序电压的闭锁。

图1过流保护逻辑框图

限时速断保护

针对A、C（或A、B、C）相电流基波最大值，当任一相达到整定值，则定时器启动，若持续到整定时限，且相应保护的投退控制字处于投入状态，装置则发出跳闸控制信号，并记录和上传相应的SOE事件。

若在整定时限内电流返回则复位计时器。

图2限时速断保护逻辑框图

过负荷保护

根据过负荷的严重状况，本装置过负荷保护可以发报警信号、启动风机冷却或闭锁有载调压，分别对应有不同的时间定值。

可通过相应的保护控制字选择该相功能的投退。

软件中取最大的电流作为判别条件。

装置给出一对过负荷接点，用于启动风冷或闭锁有载调压（注：

有保护控制字投退）。

保护逻辑框图见图3。

图3过负荷保护逻辑框图

母线接地报警

测量通道中测得的零序电压大于母线接地电压定值，经延时报警，逻辑框图见图4。

图4接地保护逻辑框图

PT断线

装置具有PT断线检查功能，可通过保护控制字投退。

判据如下：

a三相电压之和（为与外部的PT比例系数匹配，还需乘上一个零序系数（Puo）大于PT断线电压定值

b零序电压（通过开口三角形接出）小于PT断线电压定值

满足上述两个条件后延时10秒报母线PT断线，发运行异常告警信号，待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。

在断线期间，根据整定保护控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。

当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判断PT断线。

图5PT断线报警逻辑框图

PT失压

装置具有PT失压检查功能，可通过保护控制字设定。

判据如下：

i.相电压都小于PT失压电压定值

ii.一相测量电流大于0.2A

满足上述两个条件后延时10秒报母线PT失压，发运行异常告警信号。

图6PT失压报警逻辑框图

四、SNP-2324高后备保护基本原理

复合电压闭锁过流保护

本装置设二段复合电压启动过流保护，各段过流定值及时间定值可独立整定。

可通过保护投退选择低电压或负序电压启动过流保护。

另外，当PT断线信号和PT失压信号出现时自动退出低电压或负序电压的闭锁。

这两段保护均带方向闭锁，由保护投退选择，方向元件最大灵敏角为45度。

图1过流保护逻辑框图

方向元件

两段过流保护均有方向元件，并可投退。

当线电压均小于3V时，电压取故障前的记忆电压；当PT断线后，方向元件退出，为无方向的过电流保护。

方向元件采用

接线方式，最大灵敏角450，默认正方向由母线指向变压器，动作区1800，动作示意图如下：

注：

如果通过控制字将相间功率正方向定义为由变压器指向母线，则装置的动作区正好与上图相反。

限时速断保护

若在整定时限内电流返回则复位计时器。

图2限时速断保护逻辑框图

零序过电流保护

装置设有带方向的三段零序过电流保护，每段均有一个时限。

第一时限出口跳闸用于缩短故障范围，第二时限均跳主变各侧开关。

第一时限时间定值必须小于第二时限时间定值。

零序电压可闭锁I段和II段零序过电流保护动作，由保护控制字决定其投退。

保护逻辑框图如下：

图3零序过电流保护逻辑框图

间隙过流保护

当变压器中性点采用经保护间隙接地运行时，可采用间隙过流来进行保护。

保护逻辑框图如下。

图4间隙过电流保护逻辑框图

过负荷保护

根据过负荷的严重状况，本装置过负荷保护可以发报警信号、启动风机冷却或闭锁有载调压，分别对应有不同的时间定值。

可通过相应的保护控制字选择该相功能的投退。

软件中取最大的电流作为判别条件。

装置给出一对过负荷接点，用于启动风冷或闭锁有载调压（注：

有保护控制字投退）。

保护逻辑框图见图5。

图5过负荷保护逻辑框图

零序过压保护

测量通道中测得的零序电压大于零序电压定值，经延时报警，逻辑框图见图6。

图6零序过电压保护逻辑框图

母线接地报警

测量通道中测得的零序电压大于母线接地电压定值，经延时报警，逻辑框图见图7。

图7接地保护逻辑框图

PT断线

装置具有PT断线检查功能，可通过保护控制字投退。

判据如下：

a三相电压之和（为与外部的PT比例系数匹配，还需乘上一个零序系数（Puo）大于PT断线电压定值

b零序电压（通过开口三角形接出）小于PT断线电压定值

满足上述两个条件后延时10秒报母线PT断线，发运行异常告警信号，待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。

在断线期间，根据整定保护控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。

当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判断PT断线。

图8PT断线报警逻辑框图

PT失压

装置具有PT失压检查功能，可通过保护控制字设定。

判据如下：

iii.相电压都小于PT失压电压定值

iv.一相测量电流大于0.2A

满足上述两个条件后延时10秒报母线PT失压，发运行异常告警信号。

图9PT失压报警逻辑框图

五、辅助功能

异常告警

控制回路断线：

断路器在合位时检测跳闸回路，断路器在分位时检测合闸回路。

装置异常：

电源消失或自检出错（ROM、RAM、EPROM定值检验出错），闭锁开出继电器。

测量

测量系统频率f，母线电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc,3U0，电流Ia、Ib、Ic、3I0及有功功率、无功功率、功率因数，另外可接收电度脉冲输入，计数值上传给上位机。

控制

装置可接受遥控命令对所保护的变压器开关实行远方跳、合闸控制，还可以在面板上设置对开关进行手动跳合闸，每次须间隔10S。

事件记录

可以存储不少于60次的各项记录，包括事件日期、时间、事故电流（电压）、保护动作类型等，并可传送到管理系统或监控系统。

故障录波

可以保存事故发生时的电流电压波形。

六、操作说明

变压器成套保护测控单元的操作包括保护定值整定、保护功能投退、断路器分合操作以及测量数据显示等。

工作人员可以通过单元面板完成这些操作。

装置的面板由LCD显示器、LED指示灯及简易键盘组成。

LED指示灯指示装置的工作状态及保护信号。

其中“24V”指示灯指示装置工作电源是否正常，正常运行时这个灯应常亮。

“运行”指示灯指示装置运行状态，正常运行时运行指示灯应有规律地闪动。

故障指示灯有3个，其中“事故”和“告警”指示灯分别表示有未复归的保护信号，“故障”指示灯指示装置通过自检发现有故障。

Ia=260A

Ib=260A

Ic=260A

f=50.00Hz

当保护动作或装置发生故障时，面板上相应的“事故”、“告警”、“故障”信号指示灯会亮，并在LCD显示器的最后一行显示保护动作或装置故障的类型。

请注意：

此时显示的内容不表示事件发生的顺序。

若要进一步了解详细情况，可在主菜单中选择“事件记录”来查看事件顺序记录（SOE）。

01．保护投退

02．保护定值

03．事件记录

04．输入输出

05．采样数值

06．实时时钟

07．电能脉冲

08．出厂设置

09．设备信息

10．退出

装置的当地监控功能通过面板上的LCD显示器及简易的键盘操作实现。

LCD显示器为带背光的8*4汉字字符液晶显示模块，简易键盘由“↑”、“↓”、“→”、“←”、“退出”、“确认”及“复归”七个触摸键组成。

正常运行时液晶显示器自动循环显示各遥测量及一些保护模拟量的一次值。

若需查看未显示的项目，可按“↑”、“↓”键选择。

需要显示的项目可在“出厂设置”菜单下设定。

若需要复归保护动作或装置故障信号，可按下“复归”键，选择“是”后再按“确认”键即可。

按下“←”、“→”或“确认”键，LCD显示器则显示上图所示的主菜单。

通过“↑”、“↓”键可选择任一种功能，按“确认”键后进入该菜单的功能，按“退出”键或选择“退出”菜单则回到自动循环显示界面。

保护投退

速断

RLP01投入

速断方向

RLP02退出

将光标移至“保护投退”并按“确认”键后，进入保护投退设置功能。

保护投退设置的界面如下图所示（以线路保护为例，不同的保护装置可能投退的项目不同）。

此时光标位于第1个投退项目即“速断”的投退设置。

通过按“↑”、“↓”键可选择其它投退项目。

当光标位于某一项目时，可通过“→”、“←”键来改变设置。

当全部投退项目设置完成后，可按“确认”键来保存这些设置。

按下“确认”键后，进入输入PASSWORD界面，如下图所示。

通过按“↑”、“↓”键可改变PASSWORD各位数字的值，通过按“→”、“←”键可选择要改变的位。

若用户没有修改过PASSWORD，则出厂默认的PASSWORD为1000（修改PASSWORD的方法见“保护定值”的使用方法）。

PASSWORD1：

0000

当输入正确的PASSWORD后，就将所修改的保护投退设置保存好了。

保护定值

保护定值套数

00：

001.00

一次电流系数

KA101：

035.00

进入保护定值功能后，即可对装置整定值进行当地修改。

本装置可存贮三套定值。

“0”号定值为当前使用的定值套号（1、2或3），其余号定值为装置对应于0号定值的本套定值。

显示格式如下图。

通过“↑”、“↓”键可选择显示或要修改的定值，按下“→”键进入光标所在定值的编辑状态。

在编辑状态下，通过“↑”、“↓”、“→”、“←”键可对定值进行编辑。

编辑完成后按“确认”键，在核实输入正确的口令后，再按“确认”键后本号定值修改有效，按“退出”键无效。

整定值定义及说明详见后面“定值清单”。

注：

一次电压、电流系数*10后为实际的一次PT、CT变比。

事件记录

No.0002-06-26

时间11:

21:

22.525

开关变位：

开入3分->合

本单元可存储不少于60次事件记录，其中第0号为最新记录，第1号为上一次记录，依次类推。

该记录存放在非易失性存贮器中，具有掉电长期保存功能，事件记录分开关变位、保护动作和装置故障三种类型。

事件记录显示格式如下图。

其中，No.后为记录号，02-06-26为该事件发生的日期，即2002年6月26日。

11:

21:

22.525该事件发生的时间，即11时21分22秒525毫秒。

通过按“↑”、“↓”键可选择显示其余的事件。

当事件类型为保护动作时，可以按“确认”键去查看该保护的动作值，再按“退出”键返回。

输入输出

1．开入

2．开出

选择输入输出菜单后将显示以下内容。

开入量

01－08：

00000010

09－16：

00001000

通过“↑”、“↓”键可选择查看开入量还是进行开出操作。

当选择开入时，屏幕显示如下：

其中“0”表示输入的开关未闭合，“1”表示输入的开关已闭合，在上图中，第7个和第13个开入量为1，其余为0。

按“取消”键可退出并返回上一级菜单。

开出FEDCBA9876543210

0000000000000000

当选择开出时，屏幕显示如下：

通过“↑”、“↓”、“→”、“←”键可对开出量进行编辑。

“1”对应输出继电器闭合或指示灯亮，“0”对应输出继电器断开或指示灯灭。

编辑完成后按“确认”键，在核实输入正确的口令后，再按“确认”键后，相应的继电器就能出口。

采样数值

05.005.01

256.8057.02

456.874.98

64.785.11

在主菜单中选择“采样数值”后屏幕显示以下内容：

由于屏幕只能显示4行，需要查看屏幕外的数据时，可通过按“↑”、“↓”键来选择。

其中大部分装置的0通道为A相测量电流，1通道为B相测量电流，2通道为A相测量电压，3通道为B相测量电压，4通道为C相测量电压，5通道为A相保护电流，6通道为B相保护电流，7通道为C相保护电流。

8~12通道在不同类型的装置中各不相同（见采样实时显示）。

实时时钟

日期

04年06月26日

时间

15时36分50秒

本单元具有掉电运行的实时时钟功能，进入实时时钟模块后，LCD显示器将显示装置的实时时钟，如下图所示：

通过简易键盘可对时钟进行修正。

按“确认”键后进入时钟编辑状态。

在编辑状态下，通过“↑”、“↓”、“→”、“←”键可对时钟进行编辑。

编辑完成后按“确认”键，修改完成。

若

此时不想修改时钟，可按“退出”键退出时钟编辑状态。

该时钟也可由通信网统一校时（精确到2ms），以使整个系统保持同一时基。

实时时钟主要作为事件顺序记录的时间依据。

电能脉冲

进入电能计量模块后，可对脉冲电度度表脉冲计数进行初值设定，初值设定后，该值将随着电能脉冲的累积而变化，直到下一次重新设定初值。

每个装置共安排了2路脉冲计数输入。

出厂设置

出厂设置在装置出厂前已设置完成，用户通常不必更改。

出厂设置项目如下表所示：

序号

代号

名称

整定范围

Kv2

二次电压比例系数

11.80（12）

Kic

二次测量电流比例系数

39.25（140）

Kib

二次保护电流比例系数

14.20（14.8）

Ki0

二次零序电流比例系数

39.20（14.8）

Kv0

二次零序电压比例系数

4.75（14.8）

Imp/kWh1

脉冲电能表常数1

每千瓦（乏）时脉冲数/1000

Imp/kWh2

脉冲电能表常数2

每千瓦（乏）时脉冲数/1000

Imp/kWh3

脉冲电能表常数3

每千瓦（乏）时脉冲数/1000

Configbit

装置内置参数设置

厂家设置

Inalarm

开关量报警设定

（Σ2（n-1））/100

PU0

PT零序系数

Disp

滚动显示项目选择

Address

装置通讯地址

1~243

BaudRate

装置通讯波特率

RealyCheck

自检出口继电器设置

其中，二次保护电流比率系数由二次互感器类型及满量程值确定（注意：

我公司在产品出厂之前已经按相应的CT型号设置好二次系数，请用户勿要擅自修改！

）。

开关量报警设定：

当某些开入量发生变化时，若需要启动报警信号，可通过设置该项来实现。

设置值=∑（2（n-1）/100）。

式中，n为第n个开入量。

例如，当需要第3个开入量变位时发出报警信号，则设置值=2（3-1）/100=0.04。

可以同时设定多个开关量报警，只要分别算出每个开入量的设置值并将它们相加即可。

滚动显示项目选择：

选择显示项目时，大部分可按下表的设置值确定，将所选的各项目设置值相加。

2321/2322显示项目

设置值

2321/2322显示项目

设置值

DIa

0.01

DIc

0.04

DIb

0.02

2323/2324显示项目

设置值

2323/2324显示项目

设置值

Uab

0.01

1.28

Ubc

0.02

2.56

Uca

0.04

5.12

0.08

cosφ

10.24

0.16

20.48

0.32

0.64

装置通讯地址：

装置通讯地址的设置范围为1~243。

装置通讯波特率：

装置通讯波特率的单位为kbps。

例如要设置通讯波特率为9600bps，其设定值为9.60。

自检出口继电器设置：

设定值为∑2（n-1），式中n为第n路开出。

例如，某装置有J1、J2、J3、J4共4个开出继电器，自检设定值应为20+21+22+23=15。

设备信息

设备信息将显示装置的一些基本信息，如版本、装置类型及型号，程序存贮器校验码等。

定值清单

SNP-2321/2322定值清单

序号

代号

定值名称

整定范围

Kih2

高压侧二次额定电流（A）

0.1~10A

Kil2

低压侧二次额定电流（A）

0.1~10A

Kim2

中压侧二次额定电流（A）

0.1~10A

Isdzd

差动速断定值（额定电流倍数）

1~15

Icdqd

差动电流启动定值（额定电流倍数）

0.1~2.5

Kb1

比率差动制动系数

0.2～0.85

Kxb

二次谐波制动系数

0.05～0.45

dxbj

CT断线计算系数1

0.15

dxlset

CT断线计算系数2

0.2

dxhset

CT断线计算系数3

1.2

dxminset

CT断线计算系数4

0.05

I1qdzd

差流突变量启动值（A）

0~3A

SNP-2323定值清单

定值序号

代号

定值名称

整定范围

Kv1

一次电压比例系数

实际变比/10

Ki1

一次电流比例系数

实际变比/10

Idz1

过电流I定值

0.1~100A

tzd1

过流延时I

0~60s

tzd2

过流延时II

0~60s

Udz1

低电压定值

2~100V

U2dz

负序电压定值

2~57V

Idz3

过负荷定值

0.1~100A

tzd3

过负荷延时

0~60s

Idz4

限时速断定值

0.1~100A

Tzd4

限时速断延时

0~60s

3U01

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