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1、1,电网运行培训之,微机型保护装置,沧供 张洪军2010.09.12,2,目录,变电站保护装置大致可分为：主变保护线路保护断路器辅助保护母差保护自动装置,3,主变保护部分,主变保护的配置要求：(技术规范)对于220KV主变保护按双主双后配置，由主变非电量保护、主保护和后备保护构成。 主变采用微机保护，各侧 CT均采用丫接方式 。 非电量保护装设重瓦斯、压力释放、油温度高、绕组温度高、有载调压开关重瓦斯、冷却器全停等输入回路,其出口继电器不起动失灵保护；本体异常、轻瓦斯则只发信号。 主保护装设两套不同原理的微机型纵差保护，每套保护的 CPU 独立。 后备保护配置 主变各侧装设复合电压起动的过流保
2、护 220kV 和 110kV 侧各装设两段式零序过流方向保护。 220kV 和 110kV 侧装设间隙零序过流和零序过压保护 , 经0.30.5S 跳主变各侧。 装设过负荷保护 , 发信号。 装设过负荷闭锁有载调压开关；按负荷起动风扇回路（设两段电流定值）。 装设失灵起动回路（电量保护出口 + 电流）。,4,主变保护的几种常见配置,此外，还有南瑞科技NSR891/892 ，许继电气 WBH-801，南瑞城乡DSA-8321，上海申瑞DEP-500N ,南自WBZ-1201,5,220kV主变保护常规组屏方案,其中RCS974G包含非电量、非全相与失灵功能， CZX12A为220kV操作箱，包
3、含电压切换功能， LFP974B包含四个不分相操作回路，两个电压切换插件。,6,南瑞继保RCS-978,7,RCS-978型号及功能简介, RCS-978A 适用于500kV电压等级的三圈变压器，差动回路可接入五个支路电流 RCS-978B适用于 500kV电压等级的自耦变压器，高压侧为一个半开关接线，低压侧为双分支，差动回路可接入五个支路电流 RCS-978C适用于500kV电压等级的自耦变压器，高、中压侧均为一个半开关接线，低压侧为单分支，差动回路可接入五个支路电流 RCS-978D适用于330kV电压等级的自耦变压器，差动回路可接入五个支路电流 RCS-978E适用于220kV电压等级的
4、各种变压器，差动回路可接入四个支路电流 RCS-978ED 适用于 220kV 电压等级的三圈变压器，差动回路可接入五个支路电流 RCS-978H 适用于 220kV 电压等级的三圈变压器，差动回路可接入六个支路电流,主保护与后备保护可用不同组TA,8,RCS-978E运行时液晶显示,9,南瑞继保RCS-978E保护功能,其保护功能包括：稳态比率差动保护差动速断保护工频变化量比率差动保护复合电压闭锁方向过流保护零序方向过流保护零序过压保护间隙零序过流保护,RCS978E装置中可提供一台变压器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一TA。,10,RCS-978E保护配置表,11,投退压板
5、,12,“X侧电压退出”对复合电压元件、方向元件的影响,当X侧TV检修或旁路代路未切换TV时，为保证复合电压闭锁方向过流的正确动作，需投入X侧电压退出压板或整定控制字，此时它对复合电压元件、方向元件有如下影响：X侧复合电压元件不启动，但可由其它侧复合电压元件起动（过流保护经过其它侧复合电压闭锁投入情况）；X侧方向元件输出为正方向，即满足条件；不会使X侧复合电压元件起动其它侧过流元件。,13,“X侧电压退出”对零序电压闭锁零序方向过流的影响,当X侧TV检修或旁路代路未切换TV时，为保证本侧零序电压闭锁零序方向过流的正确动作，需投入X侧电压退出压板或整定控制字，此时它对零序电压闭锁零序方向过流有如
6、下影响： 零序电压闭锁元件开放； 方向元件输出为正方向即满足条件。,14,TV异常对复合电压、方向的影响,装置设有整定控制字TV断线保护投退原则来控制TV断线时方向元件和复合电压元件的动作行为若TV断线保护投退原则控制字为1，当判断出本侧TV异常时，方向元件和本侧复合电压元件不满足条件，但本侧过流保护可经其它侧复合电压闭锁（过流保护经过其他侧复合电压闭锁投入情况）若TV断线保护投退原则控制字为0，当判断出本侧TV异常时，方向元件和复合电压元件都满足条件，这样复合电压闭锁方向过流保护就变为纯过流保护不论TV断线保护投退原则控制字为0或1，都不会使本侧复合电压元件起动其它侧复压过流。,15,TV异
7、常对零序电压、零序方向的影响,装置设有TV断线保护投退原则控制字来控制TV断线时零序方向元件和零序电压闭锁元件的动作行为。若TV断线保护投退原则控制字为1，当装置判断出本侧TV异常时，方向元件和零序电压闭锁元件不满足条件；若TV断线保护投退原则控制字为0，当装置判断出本侧TV异常时，方向元件和零序电压闭锁元件都满足条件，零序电压闭锁零序方向过流保护就变为纯零序过流保护。,16,差动速断保护的逻辑框图,RCS-978E主保护逻辑功能,17,工频变化量比率差动的逻辑框图,RCS-978E主保护逻辑功能,18,RCS-978E后备保护逻辑功能,19,RCS-978E后备保护逻辑功能,20,RCS-9
8、78E后备保护逻辑功能,21,RCS-978E后备保护逻辑功能,22,RCS-978E后备保护逻辑功能,23,RCS-978E后备保护逻辑功能,24,间隙保护原理接线及逻辑框图,S-变压器中性点接地刀闸的辅助触点，当变压器中性点接地运行时，S闭合，当变压器中性点接地不运行时, S打开。,I0op与变压器的零序阻抗、间隙放电时的电弧电阻等因素有关，一般保护的一次动作电流可取为100A 左右,U0op要大于在部分中性点接地的系统中发生单相接地时或中性点不接地变压器两相运行时，可能出现的最大零序电压 ；要小于中性点直接接地系统中失去接地点时发生单相接地，开口三角绕组可能出现的最低电压 。一般取180
9、V(高压系统电压互感器开口绕组每相额定电压为100V）,25,开口三角,二次副圈,一次主圈,间隙保护原理接线及逻辑框图,Ue/3 / 100/3 / 100/3,Ue/3 / 100/3 / 100,26,南瑞继保RCS-978E保护信息部分,RCS-978E装置异常告警功能有：过负荷报警起动冷却器过载闭锁有载调压零序电压报警差流异常报警差动回路TA断线TA异常报警TV异常报警,27,RCS-978E主变保护信息表一,28,装置将差回路的异常情况分为两种: 1未引起差动保护起动；2引起差动保护起动,未引起差动保护起动的差回路异常报警：当任一相差流大于差流报警定值的时间超过10秒时发出差流异常报
10、警信号，不闭锁差动保护。差流报警定值应避开有载调压变压器分接头不在中间时产生的最大差流，或其他原因运行时可能产生的最大差流。,差动保护起动后满足以下任一条件认为是故障情况，开放差动保护，否则认为是差回路TA异常造成的差动保护起动：1、任一侧任一相间工频变化量电压元件起动；2、任一侧负序相电压大于6V；3、起动后任一侧任一相电流比起动前增加；4、起动后最大相电流大于1.1Ie。,0-TA断线或短路不闭锁差动保护； 1-TA断线或短路且差流小于1.2Ie时闭锁差动保护，大于1.2Ie时不闭锁差动保护；2-TA断线或短路始终闭锁差动保护。,当某侧负序电流（零序电流）大于0.06Ie时，经10秒的延时
11、报该侧TA异常，同时发出报警信号。,TV异常判别判据如下：(1)、正序电压小于30V，且任一相电流大于0.04In或开关在合位状态；(2)、负序电压大于8V。 满足上述任一条件，同时保护起动元件未起动，延时10秒报该侧母线TV异常，并发出报警信号，在电压恢复正常后延时10秒恢复。在异常期间，根据整定控制字选择退出经方向或电压闭锁的各段过流保护，或是暂时取消方向和电压闭锁。 注意：当某侧电压退出时，该侧TV异常判别功能自动解除,29,RCS-978E部分定值说明,装置参数定值单,保护定值有3套可供切换，装置参数和系统参数不分区，只有一套定值,ASCII码，此定值仅用于报文打印,指后台通讯管理机与
12、本装置通讯的地址,30,系统参数定值单,I侧TV1原边指I侧TV1原边额定电压，如TV1为220kV/100V，则I侧TV1原边应为相电压,I侧TV1零序副边指I侧TV1副边开口三角额定电压。要求输入各侧TV变比是为了满足变电站综合自动化的需要，即上送后台故障波形时可以将保护二次电流、电压值转换为一次电流、电压值,I侧零序TA6副边为I侧外接零序过流保护所用TA的二次额定电流,I侧零序TA6原边为I侧外接零序过流保护所用TA的一次额定电流，通过这两个参数可以得到TA变比。注意对于不用的各侧零序TA副边请整定为1A或5A,31,主保护定值单,0-TA断线或短路不闭锁差动保护；1-TA断线或短路且
13、差流小于1.2Ie时闭锁差动保护，大于1.2Ie时不闭锁差动保护；2-TA断线或短路始终闭锁差动保护。,当涌流闭锁方式控制字为0时，采用谐波闭锁原理；为1时，采用波形判别闭锁原理,为差动保护所用TA的一次额定电流,32,国电南自PST1202A/B,33,PST1200面板,34,PST1200键盘说明,35,PST1200面板信号,36,PST1200背板说明,37,PST1200菜单结构图,38,PST1200定值功能结构图,39,PST1200测试功能结构图,40,PST1200设置功能结构图,41,PST1200正常显示,装置正常上电运行、超过 5 分钟无键盘操作、从主菜单返回进入正常
14、显示画面，装置轮流显示画面 1 和画面 2 的内容。可以用 Q 键使装置停止显示自动切换而停留在画面 1 或画面 2,装置运行定值区号,保护压板状态(=投入 =退出),三相电压和三电流的有效值和角度,装置当前运行时间,42,PST1200事件显示,43,PST1200定值区切换,PST-1200 系列数字式保护的面板上设有两个定值切换按键 ，用以切换当前运行定值区,注：若装置有多个保护模件 则多个保护模件将同时切换运行定值区 若输入密码错误( 99) 液晶显示器上会提示密码错误， 需重新输入密码后继续执行固化命令 在输入正确的密码并按 键之前定值区不会切换，按 Q 键可以退回切换之前的状态，同
15、样，若在这之前停止键盘操作 5 分钟也会自动放弃定值区切换操作而退回正常显示画面,44,国电南自PST1202A/B保护功能,PST1202采用一体化设计，差动保护和后备保护共用 TA 回路保护功能包括：差动保护 SOFT-CD1 /SOFT-CD2高压侧后备保护 SOFT-HB3 中压侧后备保护 SOFT-HB3 低压侧后备保护 SOFT-HB4,45,国电南自PST1202A/B主变保护配置表一,有别于RCS-978，过负荷在主保护模块内，定值随差动定值单。,46,国电南自PST1202A/B主变保护配置表二,47,主要功能压板,48,PST-1202主变保护信息表,49,TA 回路异常判
16、别元件,本元件是为了变压器在正常运行时判别TA 回路状况，发现异常情况发告警信号。并可由控制字投退来决定是否闭锁差动保护。其动作判据为：(1) |i|0.1In 且|IH|0.33Icd 其中 i为相电流突变量，Ida,Idb,Idc 为 A,B,C 三相差流值。Icd 为差动保护电流定值，In为额定电流 IQ前一次测量电流，IH当前测量电流 ID 无流相的差动电流，IWI无电流门槛值，取0.04倍的TA额定电流 以上条件同时满足判 TA 断线 仅条件 3 满足 判为差流越限,50,TV 断线判别元件,本元件仅在保护正常运行时投入，当保护启动后，退出本元件。动作判据为：1) |Ua+Ub+Uc
17、-3U0|0.2Ue 判为 TV 断线 2) max(Uab,Ubc,Uca)1.3Ue 判为 TV 断线,本侧 TV 断线时对保护的影响,51,北京四方 CSC-326,52,装置正面结构,F1键：打印最近一次动作报告，在查看修改定值界面时作为向下翻页的功能。,F2键：打印当前定值区的定值，在查看修改定值界面时作为向上翻页的功能。,F3键：打印当前采样值。,F4键：打印装置信息和运行工况。,键：定值区号加1。注：总共0、1、2、3四个定值区,键：定值区号减1。注：总共0、1、2、3四个定值区,53,装置背面结构,54,保护功能部分,差动速断二次谐波比例差动模糊判别比例差动零序差动保护复合电压
18、闭锁（方向）过流保护复合电压闭锁过流保护零序方向过流保护零序过流保护间隙过流保护间隙过压保护非全相保护过负荷启动风冷闭锁调压,55,北京四方CSC-326主变保护配置表一,56,北京四方CSC-326主变保护配置表二,57,主要功能压板,58,保护信息部分, 装置的告警分为告警和告警，告警为严重告警。有告警时，装置面板告警灯闪亮；有告警时，装置面板告警灯常亮。,有告警时，装置闭锁保护出口电源,59,CSC-326告警信息及处理措施,60,61,TA断线检测,正常情况下判断TA断线是通过检查所有相别的电流中有一相或两相无流且存在差流，即判为TA断线。在有电流突变时，判据如下：1) 发生突变后电流
19、减小（而不是增大）2) 本侧三相电流中有一相或两相无流，且对侧三相电流无变化满足以上条件时判为TA二次回路断线。TA二次断线后，发出告警信号，并可选择闭锁或不闭锁差动（包括差动、零差及分差保护）保护出口,62,差流越限告警,正常情况下，监视各相差流异常，延时5s发异常告警信号，判据如下：,63,TV断线检测,TV断线分为三相失压和不对称断线。a) 三相电压均小于18V，且任一相电流大于无流定值（TA为5A时，0.4A；TA为1A时，0.08A）时，超过一定延时(10s)后判断为三相失压。b) 自产大于18V，且三个线电压不相等并且存在两个线电压之差大于18V，超过一定延时(10s)后判断为TV
20、断线。c) 自产大于90V，并且三个线电压小于18V，超过一定延时(10s)后判断为TV断线。,64,TV异常对复合电压元件、方向元件的影响,TV断线和电压退出对保护的影响控制字提供了两种选择： 控制字为1时表示“TV断线后方向和复压不满足”；控制字为0时表示：“TV断线后方向和复压满足”。对方向元件：当方向电压所取侧发生TV断线时，如果该控制字取，则认为方向为正向；如果该控制字取，则认为方向在反向。对复合电压元件：当某侧TV断线时，则只退出本侧保护的断线侧的复压元件，复合电压闭锁（方向）过流保护和复合电压闭锁过流保护仍然可以通过其它侧的复压来启动。 当复压所取侧都发生TV断线时，如果控制字取
21、，则认为复压条件满足，如果控制字取，则认为复压条件不满足。,65,此外，装置还设有“电压投入”压板，当某侧TV检修时退出该压板，此时退出该侧的复合电压元件和方向元件，该侧复合电压闭锁（方向）过流保护就变为不带方向的复合电压闭锁过流保护（复压仍可取其它侧）。如果各侧的电压压板都退出或者通过控制字不选取任何一侧的复压，则复压条件自动满足，复合电压闭锁（方向）过流保护变成了纯过流保护。,TV异常对复合电压元件、方向元件的影响,66,TV异常对零序电压闭锁元件、零序方向元件的影响,TV断线后保护的动作行为由控制字来选择：当选择“TV断线取消零压闭锁和方向元件”时，表示当TV断线时方向元件及零压闭锁元件
22、满足动作条件，因此零压闭锁零序（方向）过流就变成了纯零序过流保护。当选择“TV断线退零压闭锁零流保护”时，表示当TV断线时方向元件及零压闭锁元件不满足动作条件，所以零压闭锁零序（方向）过流保护自动退出。,67,装置设有“电压投入”压板，当TV检修或旁路代路未切换TV等电压处于不正常状态时，退出该压板，退出零压元件和方向元件，本保护就变为纯零序过流保护。,TV异常对零序电压闭锁元件、零序方向元件的影响,在TV断线时，如果零压闭锁元件零序电压取外接3U0，此时零压闭锁元件不受上述控制字的影响。,68,非电量保护原理,从变压器本体来的非电量信号(如轻瓦斯信号等)经过装置重动后给出中央信号、远方信号、
23、事件记录三组接点，同时装置本身的 CPU 也可记录非电量动作情况。直接跳闸的非电量信号直接起动装置的跳闸继电器。 对于需要延时跳闸的非电量信号,由装置经过定值设定的延时起动装置的跳闸继电器。,69,不需跳闸的非电量回路,如：本体轻瓦斯、有载轻瓦斯、油温高、绕组温高、本体油位异常、有载油位异常等,70,直接跳闸的非电量回路,如：本体重瓦斯、有载重瓦斯、压力释放、压力突变等,71,延时跳闸的非电量回路,如：冷控失电等,72,冷控失电保护,根据 DL/T 572-95电力变压器运行规程规定：强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带额定负载运行 20min。如 20min 后顶层油温尚未达到 75，则允许上升到 75，但在这种状态下运行的最长时间不得超过 1 小时。,73,冷控失电回路,74,冷控失电回路 (山西专用),根据山西省电力公司文件晋电生技字2004531 号关于下发变压器非电量及中性点管理规定的通知中的要求，对于强迫油循环冷却变压器，冷控失电保护应经变压器电源侧的电流继电器的闭锁。冷控失电保护经电流闭锁所用电流可选择电流1 回路、电流2 回路或两个电流回路。当选择用两组TA 时，则有一个回路的电流满足闭锁条件时，就闭锁冷控失电保护。,75,冷控失电保护逻辑图,冷控失电回路 (山西专用),
