4 iPACS5741变压器差动保护装置技术说明书V201.docx

1、4 iPACS5741变压器差动保护装置技术说明书V201iPACS-5741变压器差动保护装置技术说明书版本：V2.01江苏金智科技股份有限公司目 录1. 概述 11.1. 应用范围 11.2. 保护配置和功能 11.2.1. 保护配置 11.2.2. 保护信息功能 12. 技术参数 22.1. 机械及环境参数 22.1.1. 工作环境 22.1.2. 机械性能 22.2. 额定电气参数 22.2.1. 额定数据 22.2.2. 功 耗 22.2.3. 过载能力 22.3. 主要技术指标 22.3.1. 差动保护 22.3.2. 后备保护 32.3.3. 电磁兼容 32.3.4. 绝缘试验

2、32.3.5. 输出接点容量 33. 软件工作原理 43.1. 装置总起动元件 43.2. 保护起动元件 43.3. 比率差动元件 43.4. 二次谐波制动 53.5. 差动速断保护 53.6. 过流保护 53.7. 延时TA报警功能 53.8. 瞬时TA断线报警功能 63.9. 装置闭锁和装置告警 63.10. 对时功能 73.11. 逻辑框图 74. 定值内容及整定说明 84.1. 系统定值 84.2. 保护定值 94.3. 通讯参数 114.4. 软压板 125. 装置接线端子与说明 135.1. 模拟量输入 135.2. 背板接线说明 145.3. 跳线说明 141. 概述1.1. 应

3、用范围iPACS-5741变压器差动保护装置适用于110KV及以下电压等级的双圈、三圈变压器，满足四侧差动的要求。 1.2. 保护配置和功能1.2.1. 保护配置(1) 差动速断保护；(2) 比率差动保护；(3) 中、低侧过流保护；(4) TA断线判别。1.2.2. 保护信息功能(1) 支持装置描述的远方查看；(2) 支持系统定值的远方查看；(3) 支持保护定值和区号的远方查看、修改功能；(4) 支持软压板状态的远方查看、投退；(5) 支持装置保护开入状态的远方查看；(6) 支持装置运行状态（包括保护动作元件的状态、运行告警和装置自检信息）的远方查看；(7) 支持远方对装置信号复归；(8) 支

4、持故障录波上送功能。支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）通讯规约，配有以太网通讯(100Mbps)，超五类线或光纤通讯接口。2. 技术参数2.1. 机械及环境参数2.1.1. 工作环境温度：-25+60 保证正常工作湿度、压力符合DL4782.1.2. 机械性能能承受严酷等级为级的振动响应，冲击响应。2.2. 额定电气参数2.2.1. 额定数据直流电压： 220V，110V 允许偏差+15，20交流电流： 5A，1A2.2.2. 功 耗交流电流： 1.0VA/相 (In =5A) 0.5VA/相 (In =1A)直 流： 正常 15W 跳闸 25W2.2

5、.3. 过载能力交流电流： 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1s2.3. 主要技术指标2.3.1. 差动保护 (1) 整组动作时间 a) 差动速断 20ms(1.5倍整定值) b) 比率差动 35ms(2倍整定值，无涌流制动情况下)(2) 起动元件 差流电流起动元件，整定范围为0.3Ie1.5Ie，级差0.01Ie(Ie为被保护变压器的额定电流)。(3) 变压器各侧电流的平衡系数调整通过软件实现，对Y侧最大平衡系数应小于2.3，对侧最大平衡系数应小于4。 (4) 差动速断保护整定范围为414Ie。 (5) TA断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口

6、或仅发报警信号。(6) 电流定值误差5% (7) 比率差动制动系数0.30.75可调 (8) 二次谐波制动系数0.10.35可调 2.3.2. 后备保护(1) 电流定值：0.1In20In (2) 定值误差： 2.5%(3) 时间定值误差：1%整定值+35ms 2.3.3. 电磁兼容辐射电磁场干扰试验符合GB/T 14598.9的规定；快速瞬变干扰试验符合GB/T 14598.10的规定；静电放电试验符合GB/T 14598.14的规定；脉冲群干扰试验符合GB/T 14598.13的规定；射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合GB/T 17626.6的规定；工频磁场抗扰度试验符合GB/T 1762

7、6.8的规定；脉冲磁场抗扰度试验符合GB/T 17626.9的规定；2.3.4. 绝缘试验绝缘试验符合GB/T14598.3-93 6.0的规定；冲击电压试验符合GB/T14598.3-93 8.0的规定。2.3.5. 输出接点容量信号接点容量：允许长期通过电流5A切断电流0.3A（DC220V，V/R 1ms）其它辅助继电器接点容量：允许长期通过电流5A切断电流0.2A（DC220V，V/R 1ms）跳闸出口接点容量：允许长期通过电流5A切断电流0.3A（DC220V，V/R 1ms）3. 软件工作原理3.1. 装置总起动元件起动CPU设有装置总起动元件，当三相差流的最大值大于差动电流起动定

8、值时，或者中、低压侧三相电流的最大值（I3、I4）大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽500ms ，开放出口继电器正电源。3.2. 保护起动元件若三相差动电流最大值大于差动电流起动定值或中、低压侧电流的最大值（I3、I4）大于相应的过电流定值，起动元件动作，在起动元件动作后也展宽500ms，保护进入故障测量计算程序。3.3. 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： 其中： 为比率制动系数 为差动电流起动定值 3.4. 二次谐波制动在iPACS-5741变压器差动保护中，比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。即：式中Id2max为A、B、C三相差动

9、电流中的二次谐波最大值，Idmax为A、B、C三相差动电流的基波的最大值，Kxb为二次谐波制动系数。满足上式时同时闭锁三相比率差动。 3.5. 差动速断保护当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。3.6. 过流保护本装置为变压器中、低压侧各设一段过流保护，每段均为一个时限，分别设置整定控制字控制各保护的投退。一般当该变压器的后备保护退出运行时，可投入该保护作为变压器保护的总后备。3.7. 延时TA报警功能延时TA断线报警在保护采样程序中进行，当满足以下两个条件中的任一条件，且时间超过10秒时发出TA断线告警信号，不闭锁比率差动保护。(1) 任一相差流大于Ibj整定值；(2)

10、di2+dimax；其中： di2为差流的负序电流 dimax为三相差流的最大值 为固定门槛值 为某一比例系数 3.8. 瞬时TA断线报警功能瞬时TA断线报警在故障测量程序中进行，本装置的TA断线判别是基于以下假设的：1、 TA断线不是多相同时发生的；2、 TA断线与故障不是同时发生的。满足下述任一条件不进行TA断线判别：1、 起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧TA断线判别；2、 起动后最大相电流大于1.2Ie；3、 起动后任一侧电流比起动前增加；只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时TA断线判别程序，这也防止了瞬时TA断线的误闭锁。 某侧电流同时满足下列条件认为是TA断线： 1、

11、 只有一相电流为零；2、 其它二相电流与起动前电流相等；通过整定控制字选择，瞬时TA断线判别动作后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。3.9. 装置闭锁和装置告警 当检测到装置本身硬件故障时，发出装置闭锁信号，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、出口回路故障、CPLD故障、定值出错和电源故障。当检测到起动CPU的下列故障：起动CPU电源故障、起动CPU定值错、起动CPU通讯错时也将发出装置闭锁信号，闭锁整套保护。平衡系数错和接线方式错也闭锁保护。当检测到下列故障时，发出运行异常报警，需立即处理：(1) TA告警（差流越限报警）；(2) TA断线；(3) 起动CPU长期起动。3.1

12、0. 对时功能装置具备软件对时和硬件对时功能。硬件对时为秒脉冲对时或者IRIG-B码对时，装置自动识别。对时接口电平均采用485差分电平，对应端子207208。3.11. 逻辑框图4. 定值内容及整定说明4.1. 系统定值定值名称符号整定值单位1保护定值区号0152变压器容量SMVA3一侧额定电压U1NKV4二侧额定电压U2NKV5三侧额定电压U3NKV6四侧额定电压U4NKV7二次额定电压Un100V8变压器接线方式KMODE0019说明：(1) 系统定值和保护行为相关，请务必根据实际情况整定。(2) 定值区号：本装置提供16个可使用的保护定值区，整定值范围为015。运行定值区可以是其中任意

13、一个，如果要改变运行定值区，有两种方式：其一是进入系统定值整定菜单，改变定值区号，将其值整定为所要切换的定值区号，按确认键，而后再装置复位即可；其二是通过远方修改定值区号，将所要切换的定值区号下装到装置，装置自动复位后即可。(3) 其中接线方式KMODE的整定对应如下：变压器的一次接线方式TA接成全星型时“变压器接线方式”整定值TA在装置外部进行Y/转换时，“变压器接线方式”整定值Y/Y-12/Y-12/Y-120010Y/Y-12/Y-12/-110111Y/Y-12/-11/-110212Y/-11/-11/-110313Y/Y-12/Y-12/-10414Y/Y-12/-1/-10515

14、Y/-1/-1/-10616/0717/-12/Y-11/Y-110818Y/Y-12/-11/Y-100919 “变压器接线方式”由两位数构成。十位数代表电流互感器接入方式：0表示TA接成全星型，由程序进行Y/转换；1表示TA在装置外部进行Y/转换。个位数则代表变压器一次的接线方式。(4) 系统定值整定举例 例：已知变压器参数如下： 容量：31.5/20/31.5 兆伏安 电压：11042.5%38.522.5%11千伏 接线方式：Yo/Y/-12-11变压器的主接线方式为内桥接线如图则表中系统定值整定如下： 变压器容量S31.5MVA一侧额定电压U1N110kV二侧额定电压U2N110kV

15、三侧额定电压U3N38.5kV四侧额定电压U4N11kV二次额定电压U2100V接线方式KMODE1变压器的容量整定为各侧的最大容量，如上述变压器的各侧额定容量为31.5/20/31.5 MVA，则变压器的容量整定为31.5 MVA。各侧一次额定电压应整定为变压器分接头的中间位置，如上述变压器高压侧的电压为11042.5%，则应整定为110kV；中压侧的电压为38.522.5%，则应整定为38.5kV；低压侧的电压为11kV，应整定为11kV；这更能保证装置在各种运行方式下的差动电流较小，可以提高差动保护的性能。(5) 额定电压二次值输入100V既可。4.2. 保护定值定值名称符号整定值单位1

16、一侧TA一次额定值CT11KA2一侧TA二次额定值CT125/1A3二侧TA一次额定值CT21KA4二侧TA二次额定值CT225/1A5三侧TA一次额定值CT31KA6三侧TA二次额定值CT325/1A7四侧TA一次额定值CT41KA8四侧TA二次额定值CT425/1A9差动电流起动值Icdqd0.31.5IeIe10差动速断定值Isdzd414IeIe11比率差动制动系数Kbl0.30.7512二次谐波制动系数Kxb0.10.3513TA报警门槛值Ibj0.050.2IeIe14三侧过流电流定值I3zd0.020InA15三侧过流时间定值T3zd0.010s秒16四侧过流电流定值I4zd0.

17、020InA17四侧过流时间定值T4zd0.010s秒以下为整定控制字SWn，当该位置“1”时相应功能投入，置“0”相应功能退出1投差动速断CDSD0/12投比率差动BLCD0/13TADX闭锁比率差动DXBS0/14投三侧过流GL30/15投四侧过流GL40/1说明：(1) 在整定定值前必须先整定保护定值区号。(2) 装置通过变压器容量、变压器各侧额定电压和各侧TA变比及接线方式的整定，自动进行各侧平衡系数的计算，通过软件进行Y转换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下：以Kmode=1为例:对于变压器Y接线侧对于变压器接线侧对Y侧最大平衡系数应小于2.3，对侧最大平衡系数应小于4。(3)

18、定值中的Ie为根据变压器最大额定容量归算到本侧TA二次的等值额定电流值, 即等值额定电流值考虑了接线系数，为Y变换后的额定电流值。计算公式如下：对应变压器的Y侧（例如第一侧）对应变压器的侧（例如第二侧）(4) 差动保护启动电流的整定为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常变压器额定负载时的最大不平衡电流整定。(5) 差动速断保护*_差动速断保护可以快速切除内部严重故障，防止由于电流互感器饱和引起的比例差动保护延时动作。其整定值应按躲过变压器的励磁涌流和外部故障时的不平衡电流。(6) 其中断线闭锁(DXBS)控制字投入后，一旦瞬时TA断线判别元件动作，则闭锁比率差动保护出口，其它保护元件正常运行，

19、运行灯不熄灭。比率差动保护出口闭锁后，将一直保持，报警灯不熄灭，直到按面板上的“确认”键或有信号复归开入或在远方复归。反之，若断线闭锁（DXBS）控制字整定为“0”，则瞬时TA断线判别元件动作后仅发告警信号，所有保护元件均正常运行，恢复正常后报警灯也不熄灭，直到按面板上的“确认”键或有信号复归开入或在远方复归。(7) 若保护只用两侧或三侧电流，将不用的那侧“TA一次额定值”置为0 ，“TA二次额定值” 置为5或1，并将该侧电流输入短接，实现两侧或三侧差动。例如：有一台Y/-11两圈变压器，只需要实现两侧差动，可将高压侧TA接入第一侧，低压侧TA接入第四侧。将“定值设置”中的“保护定值”菜单下的

20、“二侧TA一次额定值”和“三侧TA一次额定值”整定为0，根据接线方式对照表，选择Kmode=01（或02、03）。4.3. 通讯参数序号名称整定范围备注1口令0099出厂时设为“01”2装置地址0655353IP1子网高位地址02544IP1子网低位地址02545IP2子网高位地址02546IP2子网低位地址02547IP3子网高位地址02548IP3子网低位地址02549掩码地址1位025510掩码地址0位025511遥信确认时间050000毫秒出厂时设为20ms说明：(1) 通讯参数可以由调试人员根据现场情况整定。(2) 装置地址：全站的装置地址必须唯一，防止不同装置因地址整定相同而导致通

21、讯异常的情况发生。(3) 装置标准配置是两网口，至多可以三个（请在订货时予以说明）。请根据实际的网口配置情况整定相应的子网地址，未曾使用的可不整。(4) 遥信确认时间：开入的顺序事件记录的确认时间，出厂默认值20ms(5) 4.4. 软压板序号软压板名称整定范围备注1投差动速断0/12投比率差动0/13CTDX闭锁比率差动0/14投三侧过流0/15投四侧过流0/1说明：软压板可以通过后台投退；就地可通过“软压板初始化”菜单将软压板内容全部初始化成“1”。只有控制字、软压板状态(若未设置则不判)、硬压板状态(若未设置则不判)均为1时才投入相应保护元件，否则退出该保护元件。5. 装置接线端子与说明

22、5.1. 模拟量输入外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器。输入四侧电流I1、I2、I3、I4，由(I1+I2+I3+I4)构成差动电流，作为差动继电器的动作量。由I3构成中压侧后备保护的动作量；由I4构成低压侧后备保护的动作量。在本装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均采用星形接线，各侧电流方向均指向变压器（同名端在母线侧）。各侧电流的平衡系数调整可通过软件完成，可不需外接中间电流互感器。5.2. 背板接线说明端子101106为一侧电流输入。端子107112为二侧电流输入。端子

23、113118为三侧电流输入。端子119124为四侧电流输入。端子201206为备用通讯口。端子207208为硬接点对时输入端口，接485差分电平。端子318为过流保护开入。端子319为差动保护开入。端子320为信号复归开入。端子321为装置检修开入。当该开入投入时，装置将屏蔽所有的远动功能。端子322分别为开入电源负输入端。端子327分别为装置电源正输入端。端子328分别为装置电源负输入端。端子330为保护电源地。该端子和装置上的接地端子相连后再与变电站地网可靠联结。端子401为中央信号接点的公共端，与端子402、403、404构成中央信号，依次是装置闭锁，装置报警和保护跳闸。端子409为遥信信号接点的公共端，与端子410、411、412构成远动信号，依次是装置闭锁，装置报警和保护跳闸。端子415到430共提供8对跳闸出口接点。5.3. 跳线说明(1) CPU板跳线JP2跳上时允许下载保护程序，不跳时禁止下载保护程序。出厂时不跳。JP3跳上时允许下载通讯程序，不跳时禁止下载通讯程序。出厂时不跳。