iPACS變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置技術(shù)說明書V

1、iPACS-5741變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置技術(shù)說明書版本：V2.02江蘇金智科技股份有限公司目 錄1. 概述11.1. 應(yīng)用范圍11.2. 保護(hù)配置和功能11.2.1. 保護(hù)配置11.2.2. 保護(hù)信息功能12. 技術(shù)參數(shù)12.1. 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)12.1.1. 工作環(huán)境12.1.2. 機(jī)械性能12.2. 額定電氣參數(shù)22.2.1. 額定數(shù)據(jù)22.2.2. 功 耗22.2.3. 過載能力22.3. 主要技術(shù)指標(biāo)22.3.1. 差動(dòng)保護(hù)22.3.2. 后備保護(hù)22.3.3. 電磁兼容32.3.4. 絕緣試驗(yàn)32.3.5. 輸出接點(diǎn)容量33. 軟件工作原理33.1. 裝置總起動(dòng)元件33.2. 保護(hù)起動(dòng)

2、元件33.3. 比率差動(dòng)元件43.4. 二次諧波制動(dòng)43.5. 差動(dòng)速斷保護(hù)43.6. 過流保護(hù)53.7. 延時(shí)TA報(bào)警功能53.8. 瞬時(shí)TA斷線報(bào)警功能53.9. 裝置閉鎖和裝置告警53.10. 對(duì)時(shí)功能63.11. 邏輯框圖74. 定值內(nèi)容及整定說明84.1. 系統(tǒng)定值84.2. 保護(hù)定值94.3. 通訊參數(shù)114.4. 軟壓板115. 裝置接線端子與說明125.1. 模擬量輸入135.2. 背板接線說明131. 概述1.1. 應(yīng)用范圍iPACS-5741變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置適用于110KV及以下電壓等級(jí)的雙圈、三圈變壓器，滿足四側(cè)差動(dòng)的要求。1.2. 保護(hù)配置和功能1.2.1. 保護(hù)配置

3、(1) 差動(dòng)速斷保護(hù)；(2) 比率差動(dòng)保護(hù)；(3) 中、低側(cè)過流保護(hù)；(4) TA斷線判別。1.2.2. 保護(hù)信息功能(1) 支持裝置描述的遠(yuǎn)方查看；(2) 支持系統(tǒng)定值的遠(yuǎn)方查看；(3) 支持保護(hù)定值和區(qū)號(hào)的遠(yuǎn)方查看、修改功能；(4) 支持軟壓板狀態(tài)的遠(yuǎn)方查看、投退；(5) 支持裝置保護(hù)開入狀態(tài)的遠(yuǎn)方查看；(6) 支持裝置運(yùn)行狀態(tài)（包括保護(hù)動(dòng)作元件的狀態(tài)、運(yùn)行告警和裝置自檢信息）的遠(yuǎn)方查看；(7) 支持遠(yuǎn)方對(duì)裝置信號(hào)復(fù)歸；(8) 支持故障錄波上送功能；(9) 裝置打印功能(選配)。支持電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)）通訊規(guī)約，配有以太網(wǎng)通訊(100Mb

4、ps)，超五類線或光纖通訊接口。2. 技術(shù)參數(shù)2.1. 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)2.1.1. 工作環(huán)境溫度：-25+60 保證正常工作濕度、壓力符合DL4782.1.2. 機(jī)械性能能承受嚴(yán)酷等級(jí)為級(jí)的振動(dòng)響應(yīng)，沖擊響應(yīng)。2.2. 額定電氣參數(shù)2.2.1. 額定數(shù)據(jù)直流電壓：220V，110V 允許偏差+15，20交流電流： 5A，1A2.2.2. 功 耗交流電流： 1.0VA/相(In =5A) 0.5VA/相(In =1A)直 流：正常 15W跳閘 25W2.2.3. 過載能力交流電流：2倍額定電流，連續(xù)工作10倍額定電流，允許10s40倍額定電流，允許1s2.3. 主要技術(shù)指標(biāo)2.3.1. 差動(dòng)保護(hù)

5、(1) 整組動(dòng)作時(shí)間a) 差動(dòng)速斷20ms(1.5倍整定值)b) 比率差動(dòng) 35ms(2倍整定值，無涌流制動(dòng)情況下)(2) 起動(dòng)元件差流電流起動(dòng)元件，整定范圍為0.3Ie1.5Ie，級(jí)差0.01Ie(Ie為被保護(hù)變壓器的額定電流)。(3) 變壓器各側(cè)電流的平衡系數(shù)調(diào)整通過軟件實(shí)現(xiàn)，對(duì)Y側(cè)最大平衡系數(shù)應(yīng)小于2.3，對(duì)側(cè)最大平衡系數(shù)應(yīng)小于4。(4) 差動(dòng)速斷保護(hù)整定范圍為414Ie。(5) TA斷線可通過整定控制字選擇閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)出口或僅發(fā)報(bào)警信號(hào)。(6) 電流定值誤差5%(7) 比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)0.30.75可調(diào)(8) 二次諧波制動(dòng)系數(shù)0.10.35可調(diào)2.3.2. 后備保護(hù)(1) 電流定值

6、：0.1In20In(2) 定值誤差： 2.5%(3) 時(shí)間定值誤差：1%整定值+35ms2.3.3. 電磁兼容輻射電磁場(chǎng)干擾試驗(yàn)符合GB/T 14598.9的規(guī)定；快速瞬變干擾試驗(yàn)符合GB/T 14598.10的規(guī)定；靜電放電試驗(yàn)符合GB/T 14598.14的規(guī)定；脈沖群干擾試驗(yàn)符合GB/T 14598.13的規(guī)定；射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)符合GB/T 17626.6的規(guī)定；工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)符合GB/T 17626.8的規(guī)定；脈沖磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)符合GB/T 17626.9的規(guī)定；2.3.4. 絕緣試驗(yàn)絕緣試驗(yàn)符合GB/T14598.3-93 6.0的規(guī)定；沖擊電壓試驗(yàn)符合GB/T1

7、4598.3-93 8.0的規(guī)定。2.3.5. 輸出接點(diǎn)容量信號(hào)接點(diǎn)容量：允許長(zhǎng)期通過電流5A切斷電流0.3A（DC220V，V/R 1ms）其它輔助繼電器接點(diǎn)容量：允許長(zhǎng)期通過電流5A切斷電流0.2A（DC220V，V/R 1ms）跳閘出口接點(diǎn)容量：允許長(zhǎng)期通過電流5A切斷電流0.3A（DC220V，V/R 1ms）3. 軟件工作原理3.1. 裝置總起動(dòng)元件起動(dòng)CPU設(shè)有裝置總起動(dòng)元件，當(dāng)三相差流的最大值大于差動(dòng)電流起動(dòng)定值時(shí)，或者中、低壓側(cè)三相電流的最大值（I3、I4）大于相應(yīng)的過流定值時(shí)，起動(dòng)元件動(dòng)作并展寬500ms ，開放出口繼電器正電源。3.2. 保護(hù)起動(dòng)元件若三相差動(dòng)電流最大值大于

8、差動(dòng)電流起動(dòng)定值或中、低壓側(cè)電流的最大值（I3、I4）大于相應(yīng)的過電流定值，起動(dòng)元件動(dòng)作，在起動(dòng)元件動(dòng)作后也展寬500ms，保護(hù)進(jìn)入故障測(cè)量計(jì)算程序。3.3. 比率差動(dòng)元件 裝置采用三折線比率差動(dòng)原理，其動(dòng)作方程如下： 其中：為比率制動(dòng)系數(shù)為差動(dòng)電流起動(dòng)定值其動(dòng)作曲線如下： 3.4. 二次諧波制動(dòng)在iPACS-5741變壓器差動(dòng)保護(hù)中，比率差動(dòng)保護(hù)利用三相差動(dòng)電流中的二次諧波作為勵(lì)磁涌流閉鎖判據(jù)。取三相差動(dòng)電流中二次諧波最大值，作為按相制動(dòng)的判據(jù)。即：式中Id2max為A、B、C三相差動(dòng)電流中的二次諧波最大值，Idmax為A、B、C三相差動(dòng)電流的基波的最大值，Kxb為二次諧波制動(dòng)系數(shù)。3.5.

9、 差動(dòng)速斷保護(hù)當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作于出口繼電器。3.6. 過流保護(hù)本裝置為變壓器中、低壓側(cè)各設(shè)一段過流保護(hù)，每段均為一個(gè)時(shí)限，分別設(shè)置整定控制字控制各保護(hù)的投退。一般當(dāng)該變壓器的后備保護(hù)退出運(yùn)行時(shí)，可投入該保護(hù)作為變壓器保護(hù)的總后備。3.7. 延時(shí)TA報(bào)警功能延時(shí)TA斷線報(bào)警在保護(hù)采樣程序中進(jìn)行，當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件中的任一條件，且時(shí)間超過10秒時(shí)發(fā)出TA斷線告警信號(hào)，不閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)。(1) 任一相差流大于Ibj整定值；(2) di2+dimax；其中： di2為差流的負(fù)序電流dimax為三相差流的最大值為固定門檻值為某一比例系數(shù)3.8. 瞬時(shí)TA斷線報(bào)警功能瞬時(shí)TA

10、斷線報(bào)警在故障測(cè)量程序中進(jìn)行，本裝置的TA斷線判別是基于以下假設(shè)的：1、 TA斷線不是多相同時(shí)發(fā)生的；2、 TA斷線與故障不是同時(shí)發(fā)生的。滿足下述任一條件不進(jìn)行TA斷線判別：1、 起動(dòng)前某側(cè)最大相電流小于0.2Ie，則不進(jìn)行該側(cè)TA斷線判別；2、 起動(dòng)后最大相電流大于1.2Ie；3、 起動(dòng)后任一側(cè)電流比起動(dòng)前增加；只有在比率差動(dòng)元件動(dòng)作后，才進(jìn)入瞬時(shí)TA斷線判別程序，這也防止了瞬時(shí)TA斷線的誤閉鎖。 某側(cè)電流同時(shí)滿足下列條件認(rèn)為是TA斷線：1、 只有一相電流為零；2、 其它二相電流與起動(dòng)前電流相等；通過整定控制字選擇，瞬時(shí)TA斷線判別動(dòng)作后可只發(fā)報(bào)警信號(hào)或閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)出口。3.9. 裝置閉

11、鎖和裝置告警當(dāng)檢測(cè)到裝置本身硬件故障時(shí)，發(fā)出裝置閉鎖信號(hào)，閉鎖整套保護(hù)。硬件故障包括：RAM、EPROM、出口回路故障、CPLD故障、定值出錯(cuò)和電源故障。當(dāng)檢測(cè)到起動(dòng)CPU的下列故障：起動(dòng)CPU電源故障、起動(dòng)CPU定值錯(cuò)、起動(dòng)CPU通訊錯(cuò)時(shí)也將發(fā)出裝置閉鎖信號(hào)，閉鎖整套保護(hù)。平衡系數(shù)錯(cuò)和接線方式錯(cuò)也閉鎖保護(hù)。當(dāng)檢測(cè)到下列故障時(shí)，發(fā)出運(yùn)行異常報(bào)警，需立即處理：(1) TA告警（差流越限報(bào)警）；(2) TA斷線；(3) 起動(dòng)CPU長(zhǎng)期起動(dòng)。(4)3.10. 對(duì)時(shí)功能裝置具備軟件對(duì)時(shí)和硬件對(duì)時(shí)功能。硬件對(duì)時(shí)支持秒脈沖對(duì)時(shí)模式和IRIG-B碼對(duì)時(shí)模式，裝置自動(dòng)識(shí)別硬件對(duì)時(shí)模式，對(duì)時(shí)誤差1ms。對(duì)時(shí)接口

12、均采用485差分電平輸入。軟件對(duì)時(shí)為通訊報(bào)文對(duì)時(shí)。一般地，IRIG-B碼對(duì)時(shí)單獨(dú)使用，差分秒脈沖與軟件對(duì)時(shí)一同使用，不建議IRIG-B碼對(duì)時(shí)與軟件對(duì)時(shí)一同使用。當(dāng)裝置檢測(cè)到硬件對(duì)時(shí)信號(hào)時(shí)，在液晶主界面上顯示對(duì)時(shí)正常。3.11. 邏輯框圖4. 定值內(nèi)容及整定說明4.1. 系統(tǒng)定值定值名稱符號(hào)整定值單位1保護(hù)定值區(qū)號(hào)0152變壓器容量SMVA3一側(cè)額定電壓U1NKV4二側(cè)額定電壓U2NKV5三側(cè)額定電壓U3NKV6四側(cè)額定電壓U4NKV7二次額定電壓Un100V8變壓器接線方式KMODE0019說明：(1) 系統(tǒng)定值和保護(hù)行為相關(guān)，請(qǐng)務(wù)必根據(jù)實(shí)際情況整定。(2) 定值區(qū)號(hào)：本裝置提供16個(gè)可使用的

13、保護(hù)定值區(qū)，整定值范圍為015。運(yùn)行定值區(qū)可以是其中任意一個(gè)，如果要改變運(yùn)行定值區(qū)，有兩種方式：其一是進(jìn)入系統(tǒng)定值整定菜單，改變定值區(qū)號(hào)，將其值整定為所要切換的定值區(qū)號(hào)，按確認(rèn)鍵，而后再裝置復(fù)位即可；其二是通過遠(yuǎn)方修改定值區(qū)號(hào)，將所要切換的定值區(qū)號(hào)下裝到裝置，裝置自動(dòng)復(fù)位后即可。(3) 其中接線方式KMODE的整定對(duì)應(yīng)如下：變壓器的一次接線方式TA接成全星型時(shí)“變壓器接線方式”整定值TA在裝置外部進(jìn)行Y/轉(zhuǎn)換時(shí)，“變壓器接線方式”整定值Y/Y-12/Y-12/Y-120010Y/Y-12/Y-12/-110111Y/Y-12/-11/-110212Y/-11/-11/-110313Y/Y-12

14、/Y-12/-10414Y/Y-12/-1/-10515Y/-1/-1/-10616/0717/-12/Y-11/Y-110818Y/Y-12/-11/Y-100919 “變壓器接線方式”由兩位數(shù)構(gòu)成。十位數(shù)代表電流互感器接入方式：0表示TA接成全星型，由程序進(jìn)行Y/轉(zhuǎn)換；1表示TA在裝置外部進(jìn)行Y/轉(zhuǎn)換。個(gè)位數(shù)則代表變壓器一次的接線方式。(4) 系統(tǒng)定值整定舉例例：已知變壓器參數(shù)如下：容量：31.5/20/31.5 兆伏安電壓：11042.5%38.522.5%11千伏 接線方式：Yo/Y/-12-11變壓器的主接線方式為內(nèi)橋接線如圖則表中系統(tǒng)定值整定如下： 變壓器容量S31.5MVA一側(cè)額

15、定電壓U1N110kV二側(cè)額定電壓U2N110kV三側(cè)額定電壓U3N38.5kV四側(cè)額定電壓U4N11kV二次額定電壓U2100V接線方式KMODE1變壓器的容量整定為各側(cè)的最大容量，如上述變壓器的各側(cè)額定容量為31.5/20/31.5 MVA，則變壓器的容量整定為31.5 MVA。各側(cè)一次額定電壓應(yīng)整定為變壓器分接頭的中間位置，如上述變壓器高壓側(cè)的電壓為11042.5%，則應(yīng)整定為110kV；中壓側(cè)的電壓為38.522.5%，則應(yīng)整定為38.5kV；低壓側(cè)的電壓為11kV，應(yīng)整定為11kV；這更能保證裝置在各種運(yùn)行方式下的差動(dòng)電流較小，可以提高差動(dòng)保護(hù)的性能。(5) 額定電壓二次值輸入100

16、V既可。4.2. 保護(hù)定值定值名稱符號(hào)整定值單位1一側(cè)TA一次額定值CT11KA2一側(cè)TA二次額定值CT125/1A3二側(cè)TA一次額定值CT21KA4二側(cè)TA二次額定值CT225/1A5三側(cè)TA一次額定值CT31KA6三側(cè)TA二次額定值CT325/1A7四側(cè)TA一次額定值CT41KA8四側(cè)TA二次額定值CT425/1A9差動(dòng)電流起動(dòng)值Icdqd0.31.5IeIe10差動(dòng)速斷定值Isdzd414IeIe11比率差動(dòng)制動(dòng)系數(shù)Kbl0.30.7512二次諧波制動(dòng)系數(shù)Kxb0.10.3513TA報(bào)警門檻值Ibj0.050.2IeIe14三側(cè)過流電流定值I3zd0.020InA15三側(cè)過流時(shí)間定值T3

17、zd0.010s秒16四側(cè)過流電流定值I4zd0.020InA17四側(cè)過流時(shí)間定值T4zd0.010s秒以下為整定控制字SWn，當(dāng)該位置“1”時(shí)相應(yīng)功能投入，置“0”相應(yīng)功能退出1投差動(dòng)速斷CDSD0/12投比率差動(dòng)BLCD0/13TADX閉鎖比率差動(dòng)DXBS0/14投三側(cè)過流GL30/15投四側(cè)過流GL40/1說明：(1) 在整定定值前必須先整定保護(hù)定值區(qū)號(hào)。(2) 裝置通過變壓器容量、變壓器各側(cè)額定電壓和各側(cè)TA變比及接線方式的整定，自動(dòng)進(jìn)行各側(cè)平衡系數(shù)的計(jì)算，通過軟件進(jìn)行Y轉(zhuǎn)換及平衡系數(shù)調(diào)整。平衡系數(shù)的內(nèi)部算法如下：以Kmode=1為例:對(duì)于變壓器Y接線側(cè)對(duì)于變壓器接線側(cè)對(duì)Y側(cè)最大平衡系

18、數(shù)應(yīng)小于2.3，對(duì)側(cè)最大平衡系數(shù)應(yīng)小于4。(3) 定值中的Ie為根據(jù)變壓器最大額定容量歸算到本側(cè)TA二次的等值額定電流值, 即等值額定電流值考慮了接線系數(shù)，為Y變換后的額定電流值。計(jì)算公式如下：對(duì)應(yīng)變壓器的Y側(cè)（例如第一側(cè)）對(duì)應(yīng)變壓器的側(cè)（例如第二側(cè)）(4) 差動(dòng)保護(hù)啟動(dòng)電流的整定為差動(dòng)保護(hù)最小動(dòng)作電流值，應(yīng)按躲過正常變壓器額定負(fù)載時(shí)的最大不平衡電流整定。(5) 差動(dòng)速斷保護(hù)*差動(dòng)速斷保護(hù)可以快速切除內(nèi)部嚴(yán)重故障，防止由于電流互感器飽和引起的比例差動(dòng)保護(hù)延時(shí)動(dòng)作。其整定值應(yīng)按躲過變壓器的勵(lì)磁涌流和外部故障時(shí)的不平衡電流。(6) 其中斷線閉鎖(DXBS)控制字投入后，一旦瞬時(shí)TA斷線判別元件動(dòng)作

19、，則閉鎖比率差動(dòng)保護(hù)出口，其它保護(hù)元件正常運(yùn)行，運(yùn)行燈不熄滅。比率差動(dòng)保護(hù)出口閉鎖后，將一直保持，報(bào)警燈不熄滅，直到按面板上的“確認(rèn)”鍵或有信號(hào)復(fù)歸開入或在遠(yuǎn)方復(fù)歸。反之，若斷線閉鎖（DXBS）控制字整定為“0”，則瞬時(shí)TA斷線判別元件動(dòng)作后僅發(fā)告警信號(hào)，所有保護(hù)元件均正常運(yùn)行，恢復(fù)正常后報(bào)警燈也不熄滅，直到按面板上的“確認(rèn)”鍵或有信號(hào)復(fù)歸開入或在遠(yuǎn)方復(fù)歸。(7) 若保護(hù)只用兩側(cè)或三側(cè)電流，將不用的那側(cè)“TA一次額定值”置為0 ，“TA二次額定值” 置為5或1，并將該側(cè)電流輸入短接，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)或三側(cè)差動(dòng)。例如：有一臺(tái)Y/-11兩圈變壓器，只需要實(shí)現(xiàn)兩側(cè)差動(dòng)，可將高壓側(cè)TA接入第一側(cè)，低壓側(cè)TA接

20、入第四側(cè)。將“定值設(shè)置”中的“保護(hù)定值”菜單下的“二側(cè)TA一次額定值”和“三側(cè)TA一次額定值”整定為0，根據(jù)接線方式對(duì)照表，選擇Kmode=01（或02、03）。4.3. 通訊參數(shù)序號(hào)名稱整定范圍備注1口令0099出廠時(shí)設(shè)為“01”2裝置地址0655353IP1子網(wǎng)高位地址02544IP1子網(wǎng)低位地址02545IP2子網(wǎng)高位地址02546IP2子網(wǎng)低位地址02547IP3子網(wǎng)高位地址02548IP3子網(wǎng)低位地址02549掩碼地址1位025510掩碼地址0位025511遙信確認(rèn)時(shí)間050000毫秒出廠時(shí)設(shè)為20ms說明：(1) 通訊參數(shù)可以由調(diào)試人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況整定。(2) 裝置地址：全站的裝置地址必須唯一，防止不同裝置因地址整定相同而導(dǎo)致通訊異常的情況發(fā)生。(3) 裝置標(biāo)準(zhǔn)配置是兩網(wǎng)口，至多可以三個(gè)（請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)予以說明）。請(qǐng)根據(jù)實(shí)際的網(wǎng)口配置情況整定相應(yīng)的子網(wǎng)地址，未曾使用的可不整。(4) 遙信確認(rèn)時(shí)間：開入的順序事件記錄的確認(rèn)時(shí)間，出廠默認(rèn)值20ms4.4. 軟壓板序號(hào)軟壓板名稱整定范圍備注1投差動(dòng)速斷0/12投比率差動(dòng)0/13CTDX閉鎖比率差動(dòng)0/14投三側(cè)過流0/15投四側(cè)過流0/1說明：軟壓板可以通過后臺(tái)投退；就地可通過“軟壓板初始化”菜單將軟壓板內(nèi)容全部初始化成“1”。只有控制字、軟壓板狀態(tài)(若未設(shè)置則不判)、硬壓板狀態(tài)(若未設(shè)置則不判)均為1時(shí)才投入