500变压器没说明书

《500变压器没说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《500变压器没说明书（102页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、国 电 南 自Q/GDNZ.JB42.004-2003标准备案号：126- 2004 WBZ-500G数字式变压器保护 说明书国 电 南 京 自 动 化 股 份 有 限 公 司GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.，LTDWBZ-500G数字式变压器保护技术说明书编写 审核 批准 国电南京自动化股份有限公司2008 年 8 月版本声明 本说明书适用于 WBZ-500G 数字式变压器保护（广东） 。本说明书在原来说明书(“WBZ-500G 变压器技术说明书(广东版)（印刷） ”)的基础上面加以修改整理。1软件本说明书为 WBS-500G 数字式变压器保护的说明书,其中包含变

2、压器差动保护、分差保护、后备保护、TA 断线告警、零序反时限、TV 断线告警、过负荷告警等功能。其保护功能可以满足 220kV 及以上电压等级变压器保护的要求。2硬件本装置采用 POWERPC+DSP 结构, DSP 进行高速 16 位 AD 数据采集处理,而 POWERPC 进行逻辑运算,其总体运算速度快。* 技术支持 电话：（025）51183084 传真：（025）51183077* 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* 2008 年 8 月 第 1 版 第 1 次印刷目 次1 1 概述概述.11.1 适用范围.11.2 基本功能及技术特点.11.2.1 基本

3、功能.11.2.2 技术特点.22 2 技术性能及指标技术性能及指标.32.1 工作环境.32.2 额定参数.32.3 主要技术指标.32.3.1 功率消耗.32.3.2 过载能力.32.3.3 电流电压回路精确测量范围.32.4 保护动作精度.42.4.1 测量元件精度.42.4.2 差动保护、分相差动保护.42.4.3 后备保护.42.5 绝缘性能.42.5.1 绝缘电阻.42.5.2 介质强度.42.5.3 冲击电压.42.5.4 耐湿热性能.42.6抗电磁干扰.53 3 系统系统/ /装置构成装置构成.63.1 装置的构成特点.63.2 结构、外观及安装尺寸.63.3 背板布置.74

4、4 装置工作原理装置工作原理.84.1 产品硬件构成原理说明.84.1.1 硬件系统框图及说明.84.1.2 主要部件（插件）或功能模块工作原理图.94.1.3 插件外接端子说明.104.1.4 人机对话（MMI）.104.1.5 故障录波.104.1.6 打印机.104.1.7 后台通讯.114.2 软件工作原理.114.2.1 保护功能程序.114.3 装置起动.114.4 差动保护.134.4.1 差动算法.134.4.2 励磁涌流鉴别.154.4.3 轻微过激磁闭锁.164.4.4 TA 断线.164.4.5 差动速断保护.174.4.6 差动保护定值整定说明.174.5 分差保护.1

5、94.6 后备保护.204.6.1 相间阻抗保护.204.6.2 接地阻抗保护.224.6.3 复合电压.244.6.4 复合电压过流保护.264.6.5 复合电压方向过流保护.274.6.6 零序过电流及零序方向过流保护.314.6.7 过激磁保护.344.6.8 限时速断保护.374.6.9 公共绕组零序过流保护.384.6.10 间隙零序过流过压保护.394.6.11 非全相保护.404.6.12 反时限零序过流保护.414.7 告警功能及其它辅助功能.434.7.1 低压侧零序过电压保护.434.7.2 过负荷保护.434.7.3 变压器过负荷启动风冷.444.7.4 变压器过负荷闭锁

6、调压.454.7.5 TV 二次 异常判别。.464.8 通信及通信规约.475 5 订货须知及其他订货须知及其他.48附录附录 A A WBZ-500GWBZ-500G 主变保护配置主变保护配置.49附录附录 B B WBZ-500GWBZ-500G 自耦变压器主变保护配置和定值说明自耦变压器主变保护配置和定值说明.511.1 保护配置.511.2 广东 500KV 定值单(参照顺德 500KV 变).52附录附录 C C 220KV220KV 低压侧双分支主变保护配置和定值说明低压侧双分支主变保护配置和定值说明.591.1 保护配置.591.2 广东省低压侧双分支中压侧不带阻抗保护定值(参

7、考深圳南约变).60附录附录 D D 220KV220KV 低压侧单分支主变保护配置和定值说明低压侧单分支主变保护配置和定值说明.671.1 保护配置.671.2 定值单(参考星云变).68附录附录 E E EDP01EDP01 平台操作说明书平台操作说明书.73附录附录 F F 广东电网广东电网 500KV500KV 自耦变压器保护配置与定值审定稿自耦变压器保护配置与定值审定稿.84附录附录 G G SGVIEWSGVIEW 读取录波及波形分析方法读取录波及波形分析方法.88概述11 概述1.1 适用范围 WBZ-500G 系列数字式变压器保护装置是以差动保护、后备保护和非电量保护为基本配置

8、的成套变压器保护装置，适用于 1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV 电压等级大型电力变压器。本系列保护装置基本配置设有两套完全相同的保护主控模件，其中 A/D 转换回路集成在保护主控模件内，能完成变压器所有的电量保护功能。保护功能采用逻辑图方式灵活配置。1.2 基本功能及技术特点1.2.1 基本功能单装置可实现全套变压器电气量保护，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：差动速断保护；二次谐波制动稳态比率差动保护；波形分析制动稳态比率差动保护。2 分相差动保护：分相差动速断保护；分

9、相差动保护。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；零序方向过流保护；反时限零序过流保护；间隙保护(零序过流、零序过压)；非全相保护；过激磁保护；过负荷告警；TA、TV 断线告警；过负荷闭锁调压功能；过负荷启动通风功能。概述21.2.2 技术特点1高性能硬件速度大于 300MIPS 的 32 位 CPUDSP 系统 ；采样速率为 96 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，并具有网口连接调试、红外线感应起到屏保功能。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

10、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，即双 CPU 同时动作，保护才出口跳闸。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/T 17626-1998 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

11、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保护装置采用多种差动原理判别变压器是否发生区内故障。a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，区外故障不误动。b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，保护快速动作 。7丰富、实用的界面设计操作系统采用 VxWorks，操作简单易掌握。界面显示各侧电流、电压及其相位、差流情况、压板状态等运行相关量。操作采用“所见及所得”的图形化触摸式操作方式，便于现场人员使用。8完善的事件记录和故障录波功能保护故障波形记录至少五周波所有交流通道瞬时值，同时将开关量状态显示出来； 利用装

12、置本身的分析软件可以分析故障时的电流电压量情况、故障时的出口情况；可以选择性打印录波及历史事件，也可以读取主控模件和监控模件的日志文件，进一步分析装置的运行情况。9强大的通信功能保护具有三个以太网接口，两个 RS485 通信串口，一个 RS232 打印接口。通信规约采用IEC60870-5-103 规约、IEC61850 规约等。技术性能及指标32 技术性能及指标2.1 工作环境环境温度： -15+55相对湿度： 5%95%大气压力： 86kpa106kpa 2.2 额定参数额定直流电源电压：220V 或 110V（订货注明） 。交流额定电压： 相电压 100/V，开口三角形 100V。3交流

13、额定电流： 5A 或 1A（订货注明） 。交流额定频率： 50Hz 或 60Hz。2.3 主要技术指标2.3.1 功率消耗直流回路： 正常工作时30W 保护动作时60W交流电流回路： 0.2VA/相交流电压回路： 0.2VA/相2.3.2 过载能力直流电源回路： 80%115%额定电压，连续工作。交流电流回路： 2 倍额定电流，连续工作； 10 倍额定电流，工作 10s； 40 倍额定电流，工作 1s；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电流精确测量范围：0.15A100A(TA=5A)； 0.05A20A(TA=1A)；电压精确测量范围：0.15V

14、100V(相电压)。技术性能及指标42.4 保护动作精度2.4.1 测量元件精度刻度误差 2%温度变差 在工作环境温度范围内，2%综合误差 3%2.4.2 差动保护、分相差动保护整组动作时间： 差动速断 20ms (1.5Iop) 差动、分差 30ms (1.3Iop)2.4.3 后备保护动作时间整定范围：0.050s-2000s动作时间误差： 10ms2.5 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 100M。2.5.2 介质强度在正常环境下，装置能承受 50Hz、2000V 历时

15、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） 。2.5.3 冲击电压在正常环境下，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1.2/50s 的标准电波冲击电压试验（试验电压 5kV） 。2.5.4 耐湿热性能装置能承受 GB/2423.9 第 21 章规定的湿热试验。最高试验温度+402，最大湿度(933)%，试验时间为 48h。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 1.5

16、M，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的 75%。技术性能及指标52.6 抗电磁干扰静电放电抗干扰度通过 GB/T 17626.21998 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/T 17626.31998 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/T 17626.41998 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/T 17626.5 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/T 17626.61998 标准、射频场感应的传导骚扰度 3 级试验。工

17、频磁场抗扰度通过 GB/T 17626.81998 标准、工频磁场抗扰度 5 级试验脉冲磁场抗扰度通过 GB/T 17626.91998 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/T 17626.101998 标准、阻尼振荡磁场抗扰度 5 级试验。振荡波抗扰度通过 GB/T 17626.12 1998 标准、振荡波抗扰度 4 级试验。辐射发射限值试验通过 GB92541998 标准、辐射发射限值 A 类试验。系统/装置构成63 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

18、USB 串行接口，一个拟态网口和一个红外线感应口。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 数数字字式式变变压压器器保保护护装装置置国国电电南南京京自自动动化化股股份份有有限限公公司司265.9190.5482.6267426运行监视保护启动保护动作通风启动备用过负荷差流告警过激磁发信CT断线PT断线装置异常图 3.1 WBZ-500G数字式变压器保护装置正面布置图注意：装置面板上面早

19、期的鼠标口现在已经改为网口，此网口能用来与本公司的后台分析软件连接读取数据，不能作为后台通讯的网口。与后台的通讯网口位于装置的监控模件 MMI 板上，可以参考图“图 3.3 WBZ-500G 数字式变压器保护装置背板布置图” 。系统/装置构成74 46 65 54 42 26 64 4- -9 99 91 19 90 0. .5 5图 3.2 WBZ-500G数字式变压器保护装置开孔尺寸图3.3 背板布置装置的背面布置如图 3.3 所示。 12345678910openoffD DI IC CP PU U1 1S SI IN NG G1 1T TR RI IP P1 1P PO OW WE E

20、R R2X4X8X9X10X12X调试网口COM1电源开关C CP PU U2 26X打印串口1234AD及IC扩展光纤接口调试网口COM112345XM MM MI I123456789101112131415161718123456789101112131415167XT TR RI IP P2 2T TR RI IP P3 311X1718192021222324252627282930313212345678910111213141516171819202122232425262728293031321234567891011121314151617181920212223242526

21、2728293031321234567891011121314151617181920212223242526272829303132电源指示1234567891011121314151617181920212222232425262728293031323334A AC C2 23XA AC C1 1A AC C1 11XAD及IC扩展光纤接口1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I1U2U3U4U5U6U7U8U9U10U11U12U13U14U15U16U1U2U3U

22、4U5U6U7U8U9U10U11U12U13U14U15U16U1I2I3I4I5I6I7I8I9I10I11I12I网口1网口2网口3图 3.3 WBZ-500G 数字式变压器保护三交流装置背板布置图说明：在本装置背板后面存在三个 RS232 口，主控模件 CPU1 和 CPU2 的两个串口是厂家查看 CPU 板是否正常运行的端口；只有监控模件 MMI 板上面的 RS232 口才能作为打印口。系装置工作原理84 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 4.1：AT模件主控模件监控及通信模件AT模件.模拟量MMI模块（触摸屏、指示灯）I

23、/O控制总线启动控制模拟量输入模拟量输入光纤接口422/485EtherNet1RS232IRAG-B/GPS至打印机至后台监控至PC机USB至后台监控EtherNet2至后台监控输入输出I/O模件告警GPSPC机通信MMI通信主控模件通信总线输入输出I/O模件主控模件光纤接口采样同步采样同步对时数据采集和IO扩展数据采集和IO扩展至后台监控EtherNet3图 4.1 WBZ-500G数字式变压器保护装置硬件结构图系装置工作原理9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(CPU1)和主控模件 2(CPU2)。经 AD 转换后，进入主控模件进行保护

24、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 2 是功能完全相同的模件，均具有独立的 AD 转换通道、定值程序储存区，单独进行保护计算。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，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，装置才能正常出口。 A AC C交交流流量量输输入入C CP PU U1 1保保护护出出口口J JP P1 1C CP PU U2 2保保护护出出口口C CP PU U1 1 K K1 1动动作作K K1 1C CP PU U1 1 K K2 2动动作作K

25、K2 2. . . . . . .C CP PU U2 2A A/ /D DC CP PU U1 1主主控控模模件件1 1主主控控模模件件2 2A A/ /D D图 4.2 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4.1.2.1 交流模件及通道定义（AC）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 1.167V 左右。线性范围0.4V120V。电流输入元件由电流变换器和并联电阻构成: a) In5A，输入 In时输出为 0.166V，线性范围 0.10100A；b) In1A，输入 In时输出为 0.166V，线性范围 0. 04

26、A20A；4.1.2.2 开关量输入(DI)装置可接受 22 路(或者是 32 路)强电开关量输入。第一路作为区分软压板、硬压板的开入。其余的开入量均作为保护逻辑功能压板的开入。4.1.2.3 CPU 插件由以下几部分构成1)1) CPUCPU 系统系统系装置工作原理10装置采用32位高速数字信号处理器（ TMS320VC33） ，可扩展512K32位片外高速RAM存贮器，512K8位flash存储器，存储固化程序，512k16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)2) 数据采集系统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

27、，再经多路模拟开关和运放比例衰减，连接到AD 转换器的输入端上，采用六片 AD7665 进行 AD 转换，片内自带采样保持器，分辨率为 16 位。4.1.2.4 信号输出（SIGNAL）每块信号板可输出三组每组 8 个信号， S1S8(双接点)的节点不保持，S9S16 的节点自保持。4.1.2.5 跳闸输出（TRIP）每块跳闸板提供 16 组跳闸继电器，共计 16 付无源跳闸接点，装置一般提供 3 块跳闸板。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。4.1.2.6 电源插件（POWER）本插件为直流逆变电源插件。直流 220V 或 110V 电压输入后，经抗

28、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插件、CPU 板、MMI 板、跳闸开出板、信号开出板、开入量板及电源模件。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，数字表示端子号。如 8X1，表示 8 号板，1 表示板上部端子头的第一个端子。4.1.4 人机对话（MMI）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

29、。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。4.1.5 故障录波装置具有录波功能，保护 CPU 可录 8 次扰动数据波形。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。装置可记录超过 2000 次事件。4.1.6 打印机装置 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。如果在同一面屏柜上面有两台本保护装置，需要提供一个额外的打印共享器及打印线。系装置工作原理114.1.7 后台通讯装置具有三个以

30、太网口、两个 485 串口用于与后台工程师站、监控系统、保护信息子站系统通讯。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。任一启动元件动作则保护启动，点亮装置面板上面的“保护启动”灯，同时启动装置的录波任务，因而在现场运行中，任何一个扰动将会引起装置的正常录波。1)1)差流瞬时值起动差流瞬时值起动保护启动元件用

31、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。差流启动元件包括差流启动元件、差流突变量启动元件。a）差电流启动元件的判据为：|idins|n*Icdset；其中：idins差动电流瞬时值，Icdset为差动定值，n 值在程序设计中固定不可以更改。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。 （在早期的工程设计当中，内部定值有一个定值叫“差流启动倍数” ，此倍数是指差流启动值等于高压侧额定电流的倍数。 ）b）差流突变量起动元件判据：id(k)-id(k-n)-id(k-n)-id(k-2n)n*Icdset；k 为当前采样点，(

32、k-n)为当前采样点前推一周波的对应采样点，(k-2n)为当前采样点前推一周波的对应采样点，id(k)为当前差动瞬时值，Icdset为差动定值，n 值在程序设计中固定不可以更改。2)2)间隙零序电流、零序电压起动间隙零序电流、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定值的 0.7 倍；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 0.7 。适用保护： 间隙保护系装置工作原理123)3)相电流突变增量起动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

33、变化特征使保护进入故障处理程序。启动量：所有折算到高压侧的电流量。起动条件：相应侧的突变增量 |i(k)-i(k-n)|-| i(k-n)-i(k-2n)| n*I2e适用保护： 相间阻抗、接地阻抗、复压（方向）过流、零序（方向）过流、间隙保护、公共绕组零序过流、非全相、零序过流等保护。I2e为高压侧二次额定电流，n 在装置的内部定值里面，出厂已经整定完成，可供用户可以参考。4)4)自产零序电流起动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：接地系统折算到高压侧的电流量起动条件：3I0 n*I2e；

34、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。I2e为高压侧二次额定电流，n 在装置的内部定值里面，出厂已经整定完成，可供用户可以参考。5)5)专用零序专用零序 TATA 电流起动电流起动启动量：接地系统专用零序电流量起动条件：零序电流大于大于零序过流定值的 0.7 倍适用保护：零序过流保护。6)6)过激磁起动过激磁起动启动量：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)7)开关量起动开关量起动启动量：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：

35、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。系装置工作原理134.4 差动保护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。同时本装置是以高压侧（Y 型侧）为基准的，所有的差动或者是分差保护计算量均是以高压侧为基准的。4.4.1 差动算法对于如图所示 Y0/Y0/d11 变压器模型，差动相关计算公式如下：图 4.3 变压器模型及 TA 接线方式 (1)各侧额定电流指额定传输容量下变压器各侧 TA 二次电流。设某三卷变压器，其一次接线为 Y/Y/-11，容量为 S, 某侧运行额定电压为 U

36、e，TA 变比为 Na，则相应的 TA 二次额定电流 I2e计算如下式：aeeNUSI32(2) 差流计算公式对于一次接线 YN/YN/-11，二次接线为全 Y 时，差流计算公式; ;LalMbmamHbhahdaKIKIIKIII3/ )()(; ;LblMcmbmHchbhdbKIKIIKIII3/ )()(; ;LclMamcmHahchdcKIKIIKIII3/ )()(对于一次接线 YN/YN/，二次接线为/Y，差流计算公式为：; ;LalMamHahdaKIKIKII; ;LblMbmHbhdbKIKIKII; ;LclMcmHchdcKIKIKII其中高、中、低差流平衡系数： I

37、AIBICIaIbIcIaIbIcICIB低压侧 I4I3 中压侧Y 侧 CT 按接入Y 侧 CT 按 Y 接入IAI1 高压侧 I2系装置工作原理14=1=1 ； ；HeHeHIIK22MeHeMIIK22LeHeLIIK224.4.1.1 稳态比率差动比率制动制动电流判据：Ir =(|I1|+|I2|+|I3|)/2；(三侧差动保护制动电流)Ir =(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|)/2；(四侧差动保护制动电流)Ir =(|I1|+|I2|+|I3|+|I4|+|I5|)/2；(五侧差动保护制动电流) 稳态比率差动动作条件：（1）IdIop ； Ir 0.8In（2）Id(Ir -

38、0.8In)*K1+Iop ；0.8In Ir3In（3）Id(Ir-3In)*K2+(3In -0.8In)*K1+Iop ；3In = =1 1 = =1 1&000置差动动作标志系装置工作原理15图 4.5 稳态比例差动逻辑图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。4.4.2.1 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。计算三相差流中的最大二次谐波幅值与最大基波幅值的

39、比值。二次谐波闭锁差动控制字投入最大差流Idmax0.001AId2max/Idmax=k2set0差流起动时间大于20ms&00置二次谐波闭锁差动标志图 4.6 二次谐波满足标志二次谐波闭锁标志的清除条件：二次谐波闭锁差动控制字退出Id2max/Idmax = =1 1清二次谐波闭锁差动标志图 4.7 清除二次谐波标志4.4.2.2 三次谐波制动三次谐波制动是利用变压器励磁涌流时波形有尖顶波特征，因而含有丰富的三次谐波这一波形特征来鉴别励磁涌流的,另外在主变 TA 发生饱和时，差流中含有较大含量的三次谐波，来识别 TA 饱和。采用瞬时滤直后的差流量计算三相差流各相的三次谐波值 Id3xId3

40、x 与各相的差流基波值 IdxIdx 的比值。差流各相三次谐波闭锁标志在每次差动保护程序扫描初始化时置零，如差流起动时间大于一定时间，则开始计算。差流起动时间大于20msA相差流大于0.001AIda3/Idak3setB相差流大于0.001AIdb3/Idak3setC相差流大于0.001AIdc3/Idak3set&0&0&0置A相三次谐波闭锁标志置C相三次谐波闭锁标志置B相三次谐波闭锁标志系装置工作原理16图 4.8 三次谐波满足标志4.4.2.3 波形分析制动波形分析制动是利用变压器励磁涌流时波形和故障波形的对称程度不一样来识别变压器是正常空投、还是发生区内故障，利用这一特征，可以对变

41、压器正常空投时产生的励磁涌流进行分相闭锁差动保护。差流对称程度是一个概率统计，统计半个周波内的瞬时采样差流值满足对称条件的点数，如该统计值超过设定值，则认为该相差流对程度满足故障电流特征。4.4.3 轻微过激磁闭锁由于高电压大型变压器工作磁密度接近饱和磁密度，故较容易过激磁。变压器处于过激状态时，一：差流中通常含有大量的五次谐波；二：过激磁倍数，即运行电压和运行频率与额定电压和频率的比值。变压器发生过激磁，励磁电流增大，差流增大，可能引起差动保护误动。在变压器轻微过激磁时，要防止差动保护误动，过激磁倍数较严重时，则有后备保护的反时限动作保护，依据变压器厂家提供的反时限动作特性曲线，延时动作保护

42、，保护变压器。五次谐波闭锁标志设置逻辑图：差流起动时间大于20ms五次谐波闭锁控制字投入IdaIdsetIda5/Idak5set&IdbIdsetIdb5/Idbk5set&IdcIdsetIdc5/Idck5set& = =1 1&0置五次谐波闭锁标志图 4.9 五次谐波满足标志4.4.4 TA 断线TA 断线判据：未启动状态或者是瞬时启动情况下满足以下条件判 TA 断线(注意高压侧或者是中压侧的后备启动情况，做试验时让启动超过 10s 延时这时候再做 TA 断线)。a)有电流变化量 I 0.06*I2eh；b)有差流产生 Id0.15 I2eh ；c)断线相单相电流小于定值 I0.1*

43、I2eh；注：I2eh为高压侧额定电流；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 断线闭锁系装置工作原理17差动功能。本装置在做 TA 断线时需要加六相电流，也就是反应在装置上面是不同的两侧电流，用以抵消TA 断线未发生前的差流及自产零序电流。4.4.5 差动速断保护该元件是为了在变压器区内发生严重故障时为防止由于 TA 饱和、电流波形畸变而致使差动元件拒动或延缓动作，其动作判据为： Id Iqset其中：Id 为变压器差动电流；Iqset 为差动速断保护定值；4.4.6 差动保护定值整定说明以 500kV 的自耦变差动定值为例，定值单如下所

44、示： 系统参数：序号定值名称整定范围备注1变压器铭牌最大额定容量1.009999.000MVA2高压侧 I 支路铭牌额定线电压1.0002000.000 kV3高压侧 II 支路铭牌额定线电压1.0002000.000 kV4中压侧支路铭牌额定线电压1.0002000.000 kV5低压侧铭牌额定线电压1.0002000.000 kV6高压侧 I 支路 TA 变比1.00020000.000 7高压侧 II 支路 TA 变比1.00020000.0008中压侧支路 TA 变比1.00020000.000 9低压侧 TA 变比1.00020000.00010公共绕组 TA 变比1.0002000

45、0.000差动保护：1差动启动电流0.05050.000Ieh高压侧额定电流的倍数2差动速断电流1.00050.000Ieh高压侧额定电流的倍数3谐波制动差动控制字退出 / 投入4波形分析差动控制字退出 / 投入5差动速断控制字退出 / 投入6* *差动一折线拐点0.0005.000 Ieh高压侧额定电流的倍数7* *差动二折线拐点1.0008.000 Ieh高压侧额定电流的倍数8* *差动一折线斜率0.3001.0009* *差动二折线斜率0.3001.00010* *谐波差动二次制动比0.0001.00011* *谐波差动五次制动比0.0001.00012* *TA 断线闭锁差动控制字始终

46、闭锁 / 可开放闭锁表表 1 1：差动保护定值单：差动保护定值单系装置工作原理18说明：带“*”号的第 6 号至第 12 号定值放在内部定值单元，在整定时需注意。1、 本装置所有保护默认系统电流电压按变压器三侧电流系统电流电压按变压器三侧电流 TATA 正极性在母线侧，三卷变中性点零序电正极性在母线侧，三卷变中性点零序电流流 TATA 正极性端在变压器侧，自耦变公共绕组电流正极性端在变压器侧，自耦变公共绕组电流 TATA 正极性端在接地侧正极性端在接地侧。在定值控制字整定时直接中文选择项既可，如“谐波制动差动控制字”的整定值是“退出”或者是“投入” ，而不是数字选择 0 或者是 1；本说明书中

47、的“/”表示“或” ，多个选择项中只能选择其中一个；2、 变压器铭牌最大额定容量指的是变压器正常运行时的最大侧容量；3、 各侧额定电压指的是变压器正常运行时相应侧的线电压而不是相电压；4、 各侧 TA 变比指的是比值，假如某侧的 TA 变比为 2000/5 的话，那么输入的值为 400，而不是2000；5、 差动启动电流、差动速断电流均是高压侧额定电流的倍数，在中调下定值时，差动速断定值为8，实际上此值为 8Ieh，其它几个类似（Ieh 为高压侧额定电流，以下同） ；6、 比率制动曲线的斜率大于 0.3 小于 1.0 即可；即第 8 号和第 9 号定值的整定，要求二折线斜率大于等于一折线斜率；

48、7、 二次谐波及五次谐波制动是指差流中的二次谐波或者是五次谐波与基波的比值；二次谐波一般整定为 0.15，五次谐波一般整定为 0.35，各个地方可根据具体情况进行相应调整；在对具有二次谐波制动的差动保护进行定值整定时，二次谐波制动比整定值越大，该保护躲过励磁涌流的能力越弱；反之，二次谐波制动比整定值越小，该保护躲过励磁涌流的能力越强；五次谐波的制动比整定与二次谐波制动比类似；8、 差动保护定值单的第 12 号定值“TA 断线闭锁保护控制字” 选择的是“始终闭锁/可开放闭锁” ，如果设置为“始终闭锁” ，一旦在运行过程中出现 TA 断线，此时差流值满足差动动作条件，差动也不会正常动作；如果设置为

49、“可开放差动保护” ，此时出现 TA 断线之后，在差流值小于1.2Ieh 时闭锁差动保护，大于 1.2Ieh 时开放闭锁，即差动可以动作；注意 TA 断线闭锁差动保护是分相闭锁的，即 A 相断线只是闭锁 A、C 两相的差动保护，不能闭锁 B 相的差动保护；Ieh为高压侧额定电流；9、 差动保护定值单的二次谐波和五次谐波闭锁差动控制字的选择说明如下：如果现场需要配备两套不同原理的保护，一套为谐波闭锁差动保护，另外一套为波形分析差动保护。第一种情况：如果选中本装置是谐波制动原理需要整定的定值包括：第 10 号定值“二次谐波制动系数” 、第 11 号定值“五次谐波制动系数” 、第 3 号定值“谐波制

50、动差动控制字”置为“投入” ；第 4 号定值“波形分析差动控制字”置为“退出” ；第二种情况：如果选中本装置是波形分析制动原理需要整定的定值包括第 4 号定值“波形分析差动控制字”置为“投入” ；第 3 号定值“谐波制动差动控制字”置为“退出” 、其它定值如第 10 号、第 11系装置工作原理19号定值可以按照初始值整定；第三种情况：本装置可以选择两种原理并用，相互之间不存在影响；10、系统参数定值单的第 10 号定值“公共绕组 TA 变比” ，是作为分差保护需要的定值；11、因各地配置的差异性，差动定值应以工程实际配置为准，后备保护亦是如此。12、 220kV 的系统参数和差动保护定值的整定

51、与 500kV 定值整定类似；4.5 分差保护1.分差额定电流分相差动保护中只与电路有关与磁路无关，因此在计算额定电流时只考虑 TA 变比的影响，不考虑电压等级。高压侧额定电流 Ieh= = ；S3 * Ueh * Nah中压侧额定电流 Iem= = Ieh ；NahNam公共绕组额定电流 Ien= = Ieh ；NahNan式中： S变压器容量；Ueh高压侧额定电压；Ieh、Iem、Ien高压侧、中压侧、公共绕组额定电流；Nah、Nam、Nan高压侧、中压侧、公共绕组 TA 变比。2.分差差速断电流差动电流选取必须躲过变压器差动区外端部故障时穿越电流造成的电流不平衡。一般取 Idq(38)I

52、e。3.分差差动最小动作值 Idmin整定分差差动保护最小动作电流，按躲过最大负荷电流条件下流入保护装置的不平衡电流整定。一般 Idmin(0.20.6)Ie。4.分差保护制动曲线与差动保护一致，也是采用三段式制动曲线、两个拐点和两段斜率。制动电流是各侧矢量绝对值之和的一半。系装置工作原理200Id0.8InIop3InK1=0.5K2=0.7分差差动动作区Iop.maxIr分差速断动作区图 4.10 分差比例制动特性5.分差保护定值单序号定值名称整定范围说 明1分差动作电流0.05050.000Ie高压侧额定电流的倍数2分差速断电流1.00050.000Ie高压侧额定电流的倍数3分差速断控制

53、字退出 / 投入4分差控制字退出 / 投入5TA 断线闭锁分差控制字不闭锁 / 闭锁6* *分差一折线拐点0.0005.000 Ie7* *分差二折线拐点1.0008.000 Ie8* *分差一折线斜率0.3001.0009* *分差二折线斜率0.3001.000表表 2 2：分差保护定值单：分差保护定值单说明： 带“*”号的第 6 号至第 9 号定值放在内部定值单元，在整定时需注意。1、 第 1 号定值“分差动作电流”是指高压侧额定电流的倍数；2、 第 2 号定值“分差速断电流”指高压侧额定电流的倍数；3、 第 5 号定值“TA 断线闭锁分差控制字”置为“不闭锁”时是指参与分差保护的各侧电流

54、出现 TA断线之后，如果分差电流满足分差动作的条件此时分差将无条件动作；如果置为“闭锁” ，此时将无条件的全闭锁分差保护。4、 分差保护的斜率需要按躲过变压器出口短路的最大不平衡电流来整定；拐点电流的整定原则是：在外部故障切除后的暂态过程中，差动元件被可靠制动；系装置工作原理214.6 后备保护4.6.1 相间阻抗保护当电流、电压保护不能满足灵敏度要求或根据网络保护间配合的要求，变压器的相间故障保护可采用阻抗保护。阻抗保护通常用于 330500kV 大型升压变压器、联络变压器及降压变压器，作为变压器引线、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

55、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。TA 正极性在母线侧，定值中的指向均以此极性为基准。通常，该保护由三个相间方向阻抗元件构成。阻抗元件的接入电压和电流，取自保护安装侧 TV 二次三相电压及 TA 二次三相电流。并采用 0接线方式。TV 二次断线时，相应相的相间阻抗保护被闭锁，如果本侧 A 相出现 TV 断线，那么闭锁的相间阻抗AB 和 AC，而不闭锁 BC 相间阻抗。阻抗元件动作特性如图 4.11 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,为阻抗角。 Z Zp pZ Zn nj jx xR

56、R图 4.11 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) TV 未断线、未失压。一般阻抗元件的动作特性为阻抗复平面上的一个偏移阻抗圆，其动作方程满足：Zab（或 Zbc 或 Zca）Zop；Iab（或 Ibc 或 Ica）n*Ien；式中 Zab、Zbc 、Zca相间阻抗元件，ZabUab/Iab，ZbcUbc/Ibc，ZcaUca/Ica；系装置工作原理22Iab、Ibc、IcaTA 二次相间电流；Zop阻抗元件的定值阻抗；Ien相间阻抗保护安装侧的二次额定电流；附：相间阻抗保护定值单(高压侧相间阻抗一段共一个时限为例)序号定值名

57、称整定范围及单位说明1高压侧相间阻抗 I 段定值0.100500.000 2相间阻抗 I 段时限0.0501000.000 S 3相间阻抗 I 段控制字退出 / 投入 4* *高压侧相间阻抗 I 段反向阻抗比0.0101.0005* *高压侧相间阻抗 I 段阻抗角1.00090.0006* *高压侧相间阻抗 I 段一时限跳闸跳高压侧母联 / 跳中压侧母联 /跳高压侧 / 跳中压侧 / 跳各侧7* *高压侧相间阻抗 I 段方向控制字指向变压器 / 指向母线表 3：高压侧相间阻抗定值单定值整定说明：1、 带“*”第 4 号至第 7 号定值为内部定值，在整定时需注意；2、 第 1 号定值“高压侧相间

58、阻抗 I 段定值” ，是指前面提到的“Zop阻抗元件的定值阻抗” ；3、 第 4 号定值“高压侧相间阻抗 I 段反向阻抗比” ，由于本装置采用的是偏移性阻抗圆，常常采用0.03 即 3的偏移性阻抗；也可以整定成 1 为全阻抗；4、 第 5 号定值“相间阻抗 I 段阻抗角” ，一般情况下是 85；5、 关于第 2 号定值延时时间的整定，除了过激磁保护延时的时间较长之外，其它后备保护的延时范围在 0.050s1000.000s 之内，若存在两个时限那么第一时限和第二时限的时间整定没有任何相互影响的关系，整定时只需要考虑与相邻元件保护相配合的问题；6、 如果现场不需要相间阻抗保护那么此时第 3 号定

59、值“相间阻抗 I 段控制字”置为“退出”就可以了，其它定值按照缺省值整定。其它后备保护时限选择与此雷同。7、 第 7 号定值，阻抗元件的动作方向(即方向阻抗圆的方向)，应根据变压器的类型、保护的安装位置及系统条件来确定；8、 对于后备保护的跳闸方式控制字整定直接输入中文即可，比如“高压侧相间阻抗 I 段一时限跳闸”需要跳高压侧，那么直接选中“跳高压侧”即可；所有的后备保护跳闸方式与此类似。9、 无零序补偿系数；系装置工作原理23 保保护护启启动动高高压压侧侧后后备备压压板板(投投入入)本侧未发生A(B、C)相TV断线本侧未发生B(C、A)相TV断线Iab (Ibc、Ica)0.2IeZab(Z

60、bc、Zca)Zop高压侧相间阻抗I段方向控制字投入相间阻抗I段控制字(投入)& & & & & &T1T1:相间阻抗I段时限事件：相间阻抗一时限(动作)跳闸：相间阻抗一时限动作出口注注1 1：I Ia ab b、I Ib bc c、I Ic ca a为为A AB B、B BC C、C CA A相相间间二二次次电电流流注注2 2：I Ie e为为相相间间阻阻抗抗保保护护侧侧T TA A二二次次额额定定电电流流注注3 3：Z Za ab b、Z Zb bc c、Z Zc ca a为为相相间间阻阻抗抗元元件件, , Z Za ab b= =U Ua ab b/ /I Ia ab b，Z Zb bc

61、 c= =U Ub bc c/ /I Ib bc c，Z Zc ca a= =U Uc ca a/ /I Ic ca a注注4 4：Z Zo op p为为阻阻抗抗元元件件的的阻阻抗抗定定值值图 4.12 相间阻抗保护逻辑框图4.6.2 接地阻抗保护当电流、电压保护不能满足灵敏度要求或根据网络保护间配合的要求，变压器的接地故障保护可采用接地阻抗保护。接地阻抗保护通常用于 330500kV 大型升压变压器、联络变压器及降压变压器，作为变压器引线、母线、相邻线路接地故障后备保护。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

62、多可配置三段，每段三时限，跳闸逻辑可在线整定。TA 正极性在母线侧，定值中的指向均以此极性为基准。通常，该保护由三个接地阻抗方向元件构成。阻抗元件的接入电压和电流，取自保护安装侧 TV 二次三相电压及 TA 二次三相电流。并采用 0接线方式。1阻抗保护闭锁条件： TV 二次断线时，相应相的接地阻抗保护被闭锁； 动作相单相电流及本侧自产零序电流 3I0 须同时大于 n 倍的本侧额定电流。2阻抗元件的动作特性如下图所示，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,为阻抗角。一般阻抗元件的动作特性为阻抗复平面上的一个偏移阻抗圆，其动作方程满足： Za（或 Zb 或 Zc）Zop；

63、Ia（或 Ib 或 Ic）0.2Ien；式中 Za、Zb 、Zc接地阻抗元件，ZaUa/Ia，ZbUb/Ib，ZcaUc/Ic；Ia、Ib、IcTA 二次单相电流；Zop阻抗元件的定值阻抗；Ien接地阻抗保护安装侧的二次额定电流；系装置工作原理24Z Zp pZ Zn nj jx xR R图 4.13 接地阻抗元件动作特性3接地阻抗动作条件： 接地阻抗 ZA、ZB、ZC中任一阻抗值落在阻抗圆中。 TV 未断线。附：接地阻抗保护定值单(高压侧接地阻抗一段共一个时限为例)序号定值名称整定范围及单位说明1高压侧接地接地 I 段定值0.100500.0002接地阻抗 I 段时限0.0501000.00

64、0 S3接地阻抗 I 段控制字退出 / 投入4* *高压侧接地阻抗 I 段反向阻抗比0.0101.0005* *高压侧接地阻抗 I 段阻抗角1.00090.0006* *高压侧接地阻抗 I 段跳闸跳高压侧母联 / 跳中压侧母联 /跳高压侧 / 跳中压侧 / 跳各侧7* *高压侧接地阻抗 I 段方向控制字指向变压器 / 指向母线表表 4 4：高压侧接地阻抗定值单：高压侧接地阻抗定值单定值整定说明：带“*”第 4 号至第 7 号定值为内部定值，在整定时需注意；1、 第 1 号定值“高压侧接地接地 I 段定值” ，是指前面提到的“Zop阻抗元件的定值阻抗” ；2、 第 4 号定值“高压侧接地阻抗 I

65、 段反向阻抗比” ，由于本装置采用的是偏移性阻抗圆，常常采用0.03 即 3的偏移性阻抗；3、 第 5 号定值“高压侧接地阻抗 I 段阻抗角” ，一般情况下是 85；4、 无零序补偿系数；系装置工作原理25保保护护启启动动高高压压侧侧后后备备压压板板(投投入入)本侧未发生A(B、C)相TV断线3I00.2IeIa (Ib、Ic)0.2IeZa(Zb、Zc)Zop高压侧接地阻抗I段方向控制字接地阻抗I段控制字(投入)& & & & & &T1T1:接地阻抗I段时限事件：接地阻抗一时限(动作)跳闸：接地阻抗一时限动作出口注注1 1：3 3I I0 0为为接接地地阻阻抗抗保保护护侧侧自自产产零零序序

66、电电流流注注2 2：I Ia a、I Ib b、I Ic c为为A A、B B、C C三三相相的的二二次次单单相相电电流流注注3 3：I Ie e为为接接地地阻阻抗抗保保护护侧侧二二次次额额定定电电流流注注4 4：Z Za a、Z Zb b、Z Zc c为为接接地地阻阻抗抗元元件件, , Z Za a= =U Ua a/ /I Ia a、Z Zb b= =U Ub b/ /I Ib b、Z Zc c= =U Uc c/ /I Ic c注注5 5：Z Zo op p为为接接地地阻阻抗抗元元件件的的阻阻抗抗定定值值图 4.14 接地阻抗保护逻辑框图4.6.3 复合电压1 复合电压动作方程及逻辑图复合电压指的是相间低电压或负序电压。其动作判据是：(UabULL.set)或(UbcULL.set)或(Uca3U2.set)。式中 Uab 、Ubc、Uca分别为 TV 二次 ab、bc、ca 两相之间电压，为线电压而非相电压；3U2TV 二次值的负序电压；ULL.set低电压元件动作电压整定值；3U2.set负序电压元件的动作电压整定值；3U2UA+2UB+UC， 为旋转因子，大小为 cos12