DPT3W说明书V310.docx
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DPT3W说明书V310
DPT-3W
分布式微机变压器综合保护装置
_________________________________________
技术和使用说明书
南京恒星自动化设备有限公司
SUNNANJINGAUTOMATIONEQUIPMENTCO.,LTD
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本说明书适用于DPT-3W保护装置，V2.00版本
本说明书和产品今后可能会有小的改动，请核对实际产品与说明书的版本是否相符。
目录
1．概述4
1．1DP系列产品概述4
1．2应用范围4
1．3保护配置4
1．4性能特征5
1．5规范性引用文件5
2．技术条件6
2．1环境条件6
2．2电源7
2．3交流回路7
2．4过载能力7
2．5装置的主要功能8
2．6主要技术性能指标9
2．7测量元件10
3．工作原理10
3.1.差动电流与制动电流10
3.2.差动速断继电器：
13
3.3.比例差动继电器13
3.4.定时限过流保护14
3.5.功率继电器14
3.6.零序过压继电器15
3.7.过励磁继电器15
3.8.过负荷继电器16
3.9.过温及瓦斯继电器16
3.10.两段式间隙零序继电器16
3.11.两段式接地零序继电器17
3.12.高压侧两段式零序后备继电器17
3.13主要逻辑回路17
4．辅助功能17
4．1定值组切换17
4．2测量18
4．3对开关的控制18
4．4事故记录18
4．5故障录波18
4．6事件记录18
5．面板及操作19
5．1面板说明19
5．1．1面板图19
5．1．2面板按键说明20
5．1．3指示灯说明21
5．1．4操作箱的使用21
5．2键盘操作21
5．3界面内容21
5．3．1默认界面21
5．3．2目录界面21
5．3．3监测界面22
5．3．4系统界面22
5．3．5控制界面22
5．3．6整定界面22
5．3．7设置界面23
5．3．8记录界面23
5．3．9校准界面及调试界面23
5．3．10重要数据浏览界面23
6.安装与对外接线23
6．1开箱与安装23
6．1．1开箱和包装23
6．1．2安装现场要求23
6．1．3安装尺寸24
6．1．4保护和系统接地24
6．2连接25
6．2．1连接测量和辅助回路25
6．2．2连接电源26
6．2．3连接开关量输入26
6．2．4连接通讯口126
6．2．5连接亮屏控制26
6．2．6面板LED平面发光管的使用26
附录一．信息表27
附录二．DPT-3W保护装置逻辑框图44
附录三．DPT-3W保护装置开出原理图44
附录四．DPT-3W保护装置对外接线原理图44
DPT-3W型分布式微机变压器综合保护装置
1．概述
1．1DP系列产品概述
DP系列的保护在开发时借鉴了当前国内外同类产品的成熟经验，并根据我国电力系统运行的实际要求，以及数字式保护今后的发展趋势，在制定设计方案时要求做到：
●满足变电站综合自动化的要求，有按标准规约制定的网络接口，所有保护的运行数据能够在数据总线上交流，配合监控软件可以组成变电站自动化系统。
●保护原理先进，配置合理、完善，既能满足大网的运行要求，也能适应小网特别是小水电网的要求。
●结构可靠密封好，具有良好的抗干扰和防尘能力。
●减小安装尺寸，分布式安装时可直接装于开关柜上，集中组屏时可减少屏数，降低造价。
使用与操作简单，适应低电压等级运行人员的技术水平。
●装置的核心部件（CPU）采用了处理能力强的32位系统，替代了以往2~3个CPU才能实现的功能，大大提高装置的可靠性。
●对于交流信号处理电路，转换精度为16位，最高采样速度可达250KHz/s，大大提高了系统数据的采集精度和加速了数据采集。
●整个系统基于嵌入式系统的技术，采用C语言和汇编语言混合编程，以由硬件驱动程序实时多任务操作系统，数据服务三部分组成的实时软件平台技术为基础，保证了产品功能的高可靠性、灵活配置、可移植性。
●采用新的交流采样快速算法，不仅计算简单、速度快、精度高，同时可完全滤清暂态超越时产生的衰减非周期分量及奇次谐波分量，极大地提高了滤波能力，特别适合于需要快速动作的继电保护。
1．2应用范围
DPT-3W型分布式微机变压器综合保护装置是DP系列数字式保护中的一种，可独立构成110KV变压器完整的保护。
1．3保护配置
装置由以下主要保护回路构成：
a.差动速断保护；
b.比例差动保护；
c.三侧两段三相式定时限过流保护（带复合电压启动），其中一侧可以带方向；
d.零序过电压闭保护；
e.过负荷保护；
f.过励磁保护
g.瓦斯及过温保护
h.两段式间隙零序保护
i.两段式接地零序保护
j.高压侧两段式零序后备保护
装置还包括以下主要逻辑回路：
a.装置整组启动回路；
b.CT断线闭锁回路；
c.二次谐波闭锁回路
1．4性能特征
●动作速度快，差动速断故障跳闸时间<20ms。
●交流采样算法速度快，精度高并可完全滤除非周期分量。
●硬件上采取了全封闭机箱，结构可靠密封好，具有良好的抗干扰和防尘能力。
●事故报文，可保存最新的16条故障数据，7次故障录波报文，以及1024次最新的装置操作记录。
●此保护可采用分布式安装，简化接线。
具有良好的中文人机交互界面，可通过面板整定定值。
●具备遥测功能，正常运行时能够上报各种运行参数，故障时能够记录并上报所有故障数据。
●可以接入脉冲电度表的计数脉冲。
●对开关有就地和远方的控制功能。
●对跳、合闸回路接线的状态有在线监视功能。
●灵活的通信方式，配有RS-485和以太网接口。
1．5规范性引用文件
下列文件中的条款通过在本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB9361-1988计算站场地安全要求
GB16836-1997量度继电器和保护装置安全设计的一般要求
GB/T191-2000包装储运图示标志（eqvISO780:
1997）
GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范
GB/T3047.4-1986高度进制为44.45mm的面板、架和柜的基本尺寸系列
GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）（eqvIEC529:
1989）
GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法
GB/T8367-1987量度继电器直流辅助激励量的中断与交流分量（纹波）（eqvIEC60255-11:
1979）
GB/T11287-2000电器继电器第21部分：
量度继电器和保护装置的振动、冲击与碰撞和地震试验第1篇：
振动试验（正玄）（idtIEC60255-21-1:
1988）
GB/T14537-1993量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验（eqvIEC60255-21-2：
1988）
GB/T14598.3-1993电气继电器第5部分：
电气继电器的绝缘试验（eqvIEC60255-5：
1977）
GB/T14598.9-2002电器继电器第22部分：
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇：
辐射电磁场干扰试验（IdtIEC60255-22-3：
1989）
GB/T14598.10-1996电器继电器第22部分：
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：
快速瞬变干扰试验（IdtIEC60255-22-4：
1992）
GB/T14598.13-1998电器继电器第22部分：
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1篇：
1MHz脉冲干扰试验（eqvIEC60255-22-1：
1988）
GB/T14598.14-1998电器继电器第22部分：
量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2篇：
静电放电试验（IdtIEC60255-22-2：
1996）
GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验（idtIEC61000-4-5:
1995）
JB/T7828-1995继电器及装置包装储运技术条件
GB/T13729-2002远动终端设备
DL/T630-1997交流采样远动终端技术条件
GB/T17626.8-1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验（idtIEC61000-4-8:
1993）
DL/T478-2001静态继电保护及安全自动装置通用技术条件
GB/T2900.49-1994电工术语电力系统保护（eqvIEC60010（448）：
1987）
GB/T17742-1999中国地震烈度表
GB/T14598.16-2002电气继电器第25部分：
量度继电器和保护装置的电磁发射试验（IEC60255-25:
2000,IDT）
GB/T17626.6-1998电磁兼容试验和测量技术射频场的传导骚扰抗扰度试验
GB/T17626.9-1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验
（idtIEC61000-4-9:
1993）
GB/T17626.10-1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验（idtIEC61000-4-10:
1993）
GB/T17626.11-1999电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验
IEC60255-22-7:
2003电气继电器第22-7部分：
量度继电器和保护装置的电气骚扰
试验—工频抗扰度试验
IEC60255-5:
2000电气继电器第5部分：
量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验.
2．技术条件
2．1环境条件
2．1．1正常工作的大气条件
a）环境温度：
-20℃～+55℃；
b）相对湿度:
≤90%（相对湿度为90%时，环境温度不低于25℃，继电器内无凝结及冰形成）；
c）大气压力86kPa～106kPa
2．1．2试验的标准大气条件
a）环境温度：
+15℃~35℃；
b）相对湿度：
45%～75%；
c）大气压力：
86kPa～106kPa.
2．1．3仲裁试验的标准大气条件：
a）环境温度：
+20℃±2℃。
b）相对湿度：
45%~75%。
c）大气压力：
86kPa～106kPa.
2．1．4储存、运输极限环境温度：
-25℃~+70℃
2．1．5周围环境
a）不允许有超过2.11规定的电磁干扰存在.
b）场地应符合GB9361-1988中B类安全要求的规定.
c）使用地点不出现超过GB/T11287-2000规定的严酷等级为1级的振动；不发生超过GB/T17742-1999规定的烈度为ⅤⅡ度的地震。
d）装置的使用地点应无爆炸危险的物质,周围介质中不应含有能腐蚀金属、破坏绝缘和表面涂覆层的介质及导电介质,不允许有明显的水气,不允许有严重的霉菌存在,
e）应具有防御雨、雪、风、沙、尘埃的措施.
f）接地电阻应符合GB/T2887中2.4的规定.
2．1．6特殊使用条件
当超出2.1.1～2.1.5规定的正常工作条件时,由用户与本公司商定.
2．2电源
2．2．1交流（直流）电源：
a）额定电压：
220V（也可根据用户要求改为110V）；交流时频率为50Hz（或60Hz）
b）电压允许偏差：
-20%～+15%；频率误差：
±1Hz
c）纹波系数：
≤5%
2．3交流回路
a）额定电流：
In=5A。
（根据用户需要可为1A）
b）额定电压：
100V/
c）额定频率：
50Hz（根据用户需要可为60Hz）。
d）电流回路功耗:
额定电流为5A时,每相不大于1VA；额定电流为1A时,每相不大于0.5VA；
e）电压回路功耗:
额定电压时每相不大于0.5VA；
2．4过载能力
2．4．1交流回路
a）电流:
2倍额定电流,连续工作；
10倍额定电流,允许10s；
40倍额定电流,允许0.1s.
b）电压:
1.2倍额定电压,连续工作；
1.4倍额定电压,允许10s.
2．4．2电源回路:
80%～120%额定电压,连续工作；1.4倍额定电压,允许10S；
2．4．3施加过载电流的时间允许延长，但一般不超过5s。
时间的换算可以按下式进行
式中：
K-----1s内允许的过载电流的倍数；
Kt-----ts内允许的过载电流的倍数。
2．4．4装置经受过电流或过电压后，应无绝缘损环（包括液化、炭化或烧焦等现象）。
有关电气性能仍应符合产品标准的规定。
2．5装置的主要功能
2．5．1装置适用于110KV变压器的完整保护。
2．5．2该装置的所有保护的运行数据能在数据总线上交换,配合监控软件可以组成变电站自动化系统。
2．5．3具有手动合闸、跳闸功能。
2．5．4开关量输入（光耦接口）
数量：
8个
功耗：
＜10mA
使用：
可自由配置
输入电压：
DC220V（也可根据要求改为DC24V）
2．5．5具备遥测功能,正常运行时能够上报各种运行参数,故障时能够记录并上报所有故障数据。
2．5．6对开关有就地和远方的控制功能。
2．5．7继电器输出
输出继电器共5路。
另外,还有4个信号继电器出口.
2．5．8接口
具有RS485（或CAN）通信接口：
波特率38.4Kbit,另外还具有网络接口.
2．5．9提供专用整定软件,可以实现后台和远方更改定值和投停保护.
2．5．10对跳、合闸回路接线的状态有在线监视功能.
2．5．11具有故障录波功能.可保存最后6次事故的波形和各种信息.
2．5．12具有良好的中文人机交互界面,可通过面板整定定值.
2．5．13装置可存放四组定值,装置支持两种方式切换定值组,为防止在发生故障时,装置对定值的误切换,在保护启动的情况下,装置退出定值切换功能.两种定值切换方式为人工切换和开关量切换.
2．5．14测量元件可实时计算出系统运行时的电压、电流、有功功率、无功功率、频率及功率因数等.
2．5．15具有事件记录功能,可记录16次事件的各项数据,包括事件日期、时间,事故电流、电压、故障相别、事故前系统频率等等.并可传送到管理单元或监控系统.
2．5．16具有4路电度量输入接口,最高输入频率为10Hz.一个卫星钟秒脉冲输入接口
2．6主要技术性能指标
2．6．1保护元件的准确度
a）整定值误差：
≤±3%
b）变差：
≤±3%
2．6．2时间元件的误差：
±3%或±30ms（取大值）
反时限元件的误差：
±10%或±100ms（取大值）
2．6．3精确工作电流、电压范围
a）精确工作电流范围：
（0.2～16）倍额定电流
b）精确工作电压范围：
（0.1～1.2）倍额定电压
2．6．4接点容量
装置的跳闸出口触点容量：
250V,5A,能动作105次以上
2．6．5保护动作性能指标
2．6．5．1复合电压过流保护
高中低压侧各具有两段过流，各段保护可选择是否经复合电压闭锁，是否带方向（方向继电器内角为：
30°/45°可选择），过流继电器的返回系数不小于92%。
a）电流启动值范围：
0.8～80A
b）电压启动值范围：
20%～100%额定电压
c）负序启动电压范围：
5～60V
d）跳闸延时范围：
0～65S
2．6．5．2差动速断保护
装置设置了一段差动速断保护，当高低压侧电流差ID大到定值时，继电器动作，不受任何闭锁条件控制。
a）电流启动值范围：
5～80A
2．6．5．3比例差动保护
装置设置了一段比例差动保护，当差动电流和制动电流的比率在动作区时，同时差动电流大于门坎电流时，保护动作。
保护可选择是否受二次谐波闭锁。
a）差动门坎范围：
1.00～5.00A
b）比率制动系数范围：
O.2～0.99
c）二次谐波制动系数范围：
0.1～1.00
d）跳闸延时范围：
0～65S;速断时间<65ms
e）变压器接线方式：
0点～11点
2．6．5．4零序过压保护
装置测量到的零序电压超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
a）电压启动值范围：
5～145V
b）跳闸延时范围：
0.1～65S
2．6．5．5过励磁保护
装置设置了一段过励磁保护。
a）动作启动值范围：
1.00～4.00V/Hz
b）跳闸延时范围：
0.1～65S
c）电压启动值范围：
50～100Ue%
2．6．5．6过负荷保护
如果测量到的功率超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
a）动作启动值范围：
0.80～2.00A
b）跳闸延时范围：
0.1～65S
2．6．5．7间隙零序过流保护
装置设有二段间隙零序过流保护，装置测量到的间隙零序电流超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
a）电流启动值范围：
0.8～80.00A
b）跳闸延时范围：
0～65S
2．6．5．8接地零序过流保护
装置设有二段接地零序过流保护，装置测量到的接地零序电流超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
a）电流启动值范围：
0.8～80.00A
b）跳闸延时范围：
0～65S
2．6．5．9零序后备过流保护
装置设有二段零序后备过流保护，装置通过计算得出的高压侧不平衡电流超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
a）电流启动值范围：
0.8～80.00A
b）跳闸延时范围：
0～65S
2．7测量元件
a）电压测量范围:
0.2Ue～1.2Ue
b）电流测量范围:
0.2In～1.2In
c）直接测量误差:
≤±0.5%
d）计算误差:
≤±0.5%
3．工作原理
3.1.差动电流与制动电流
3.1.1差动电流和制动电流的计算方法
取三相差动电流Id和制动电流Ir分别为：
差动电流Id计算公式：
差动电流对于不平衡电流做补偿。
制动电流Ir公式为：
即：
各相制动电流分别为三侧最大相电流。
3.1.2变压器接线方式的补偿
对应变压器不同的接线方式，继电器可以在内部自动进行变换．根据0~12.点接线方式，排列出12种调整方法．（固定低压侧，调整高压侧．）
接线方式
高压侧调整角
高压侧调整向量图
调整后的输入量
调整前
调整后
0
星/星
（外部补偿方式）
0
Ia=Ia
Ib=Ib
Ic=Ic
1
星/角-1
330
Ia=（Ia-Ic）/1.732
Ib=（Ib-Ia）/1.732
Ic=（Ic-Ib）/1.732
2
星/星-2
300
Ia=-Ic
Ib=-Ia
Ic=-Ib
3
星/角-3
270
Ia=（Ib-Ic）/1.732
Ib=（Ic-Ia）/1.732
Ic=（Ia-Ib）/1.732
4
星/星-4
240
Ia=Ib
Ib=Ic
Ic=Ia
5
星/角-5
210
Ia=（Ib-Ia）/1.732
Ib=（Ic-Ib）/1.732
Ic=（Ia-Ic）/1.732
接线方式
高压侧调整角
高压侧调整向量图
调整后的输入量
调整前
调整后
6
星/星-6
180
Ia=-Ia
Ib=-Ib
Ic=-Ic
7
星/角-7
150
Ia=（Ic-Ia）/1.732
Ib=（Ia-Ib）/1.732
Ic=（Ib-Ic）/1.732
8
星/星-8
120
Ia=Ic
Ib=Ia
Ic=Ib
9
星/角-9
90
Ia=（Ic-Ib）/1.732
Ib=（Ia-Ic）/1.732
Ic=（Ib-Ia）/1.732
10
星/星-10
60
Ia=-Ib
Ib=-Ic
Ic=-Ia
11
星/角-11
30
Ia=（Ia-Ib）/1.732
Ib=（Ib-Ic）/1.732
Ic=（Ic-Ia）/1.732
3.1.3CT变比的补偿：
当变压器两侧的ＣＴ变比不完全匹配时，装置可以根据两侧原边电压的比例与CT实际的变比计算出一个修正系数a，使得两侧的电流相匹配．举例如下：
变压器额定容量：
31.5MVA，
高压侧额定电压：
38.5KV，CT变比250/5
低压侧额定电压：
10.5KV，CT变比：
1000/5
由此可算出两侧额定电流为：
高压侧31.5/（38.5*1.732）=472.4A
低压侧31.5/（10.5*1.732）=1732A
若高压侧CT变比为250/5=50，则低压侧理想CT变比为250/5*38.5/10.5=916.7/5，则可计算出低压侧CT的补偿系数a。
a=实际CT变比/理想CT变比=1000/916.7=1.09
当实际的低压侧电流乘以该修正系数a，高、低压侧电流取得平衡。
3.1.4外部补偿方式的整定原则：
当变压器接线方式外补偿方式时，接线方式选为0点，低压侧CT变比按实际低压侧CT变比*1.732整定，差动门槛、差动速断定值按线电流整定（乘以1.732）。
3.2.差动速断继电器：
差动电流速断继电器与常规的电流速断继电器相类似，只不过继电器的动作电流ID是差电流而已。
继电器只判断ID的大小，当ID达到定值后，继电器动作，制动电流IR的大小与继电器动作与否无关，此外继电器动作时也不受任何闭锁条件的控制。
3.3.比例差动继电器
取继电器的动作方程为：
ID>IPIKUP
ID>kIR
式中：
IPIKUP—继电器的起动电流
k—继电器的制动系数
继电器的动作特性曲线如图2所示，由无制动工作区和比率制动工作区两部分组成。
1．无制动工作区（PQ线）
当设备正常运行或外部短路电流小于ON（相当于额定电流）时，流入继电器的不平衡电流也很小，这时只要选取继电器的起动电流IPIKUP大于额定负荷下的不平衡电流，继电器就不会误动。
2．比率制动工作区（QS线）
当外部短路电流较大超过ON时，正比于外部短路电流的制动电流IR开始起作用，外部短路电流越大，制动作用越强，所需的动作电流ID也就越大，因此继电器不会因不平衡电流增加而误动。
k值越大，说明IR的制动能力越强，k反映制动作用的强弱。
当内部短路时ID远远大于IR，所以继电器能够正确可靠地动作。
为了克服外部短路电流很大，电流互感器铁心饱和引起的不平衡电流，和设备起动时的暂态不平衡电流，继电器在设计时安装了滤除非周期分量的数字滤波器，并采用了能够抑制非周期分量和高次谐波的算法。
3.4.定时限过流保护
当被保护线路发生故障，保护投入工作。
如果测量到的电流超过预先定值，持续时间大于整定延时，保护动作出口。
变压器两侧均设有两段定时限过流保护，其中一侧可以构成复
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