PCS-978系列變壓器成套保護(hù)裝置 110kV版技術(shù)和使用說明書[資料分享]

1、PCS-978系列 變壓器成套保護(hù)裝置 110kV版技術(shù)和使用說明書各類材料A 本說明書只適用于吳家營數(shù)字化站110kV變壓器主后備保護(hù)分開的裝置南瑞繼保電氣有限公司版權(quán)所有2008.12 V1.00本說明書和產(chǎn)品今后可能會有小的改動，請注意核對實(shí)際產(chǎn)品與說明書的版本是否相符。更多產(chǎn)品信息，請訪問互聯(lián)網(wǎng)：各類材料目 錄1概述11.1 應(yīng)用范圍11.2 性能特征11.3 保護(hù)配置22. 裝置的技術(shù)參數(shù)72.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)72.2 額定電氣參數(shù)72.3 主要技術(shù)指標(biāo)73保護(hù)工作原理103.1 同步的實(shí)現(xiàn)103.2 裝置起動元件103.3 穩(wěn)態(tài)比

2、率差動保護(hù)113.4 勵磁涌流判別原理133.5 TA飽和的識別方法133.6 差動速斷保護(hù)143.7 差回路的異常情況判別143.8 穩(wěn)態(tài)比率差動的動作邏輯153.9 工頻變化量比率差動153.10 復(fù)合電壓閉鎖方向過流163.11 零序方向過流保護(hù)183.12 間隙零序過流過壓保護(hù)193.13 零序過壓保護(hù)193.14 TA、TV異常判別原理193.15 其它異常判別204. 硬件原理說明214.1 硬件結(jié)構(gòu)圖214.2 裝置面板布置214.3 裝置接線端子214.4 結(jié)構(gòu)與安裝244.5 插件排列說明255.定值內(nèi)容及整定說明295.1 裝置參數(shù)定值單295.2 PCS-978EB定值單

3、315.3 PCS-978EC定值單33附錄A 裝置使用說明371. 液晶顯示說明372 命令菜單使用說明39附錄B 裝置運(yùn)行說明431裝置正常運(yùn)行狀態(tài)432運(yùn)行工況及說明433裝置閉鎖與報警434保護(hù)裝置出現(xiàn)閉鎖、異?；騽幼鳎ㄌl）后的處理建議43各類材料PCS-978系列變壓器成套保護(hù)裝置1概述1.1 應(yīng)用范圍PCS-978系列數(shù)字式變壓器保護(hù)適用于110kV及以上電壓等級，需要提供雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)或主后分開、單重化保護(hù)配置的各種接線方式的變壓器。PCS-978裝置是新一代全面支持?jǐn)?shù)字化變電站的保護(hù)裝置，裝置可支持電子式互感器和常規(guī)互感器，支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-199

4、9（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)IEC61850，并支持分布式保護(hù)配置模式。本說明書是PCS-978用于要求主后保護(hù)分開配置的110kV變壓器時連接合并單元的集中式保護(hù)配置的技術(shù)說明,其中PCS-978EB完成主保護(hù)功能，PCS-978EC完成后備保護(hù)功能。1.2 性能特征 高性能的通用型硬件，實(shí)時計算采用32位微處理器 四DSP的硬件結(jié)構(gòu)，多個處理器并行工作，32位微處理器負(fù)責(zé)人機(jī)接口、后臺通信、打印等功能，四個DSP負(fù)責(zé)保護(hù)運(yùn)算與出口邏輯。高性能的硬件保證了裝置在每一個采樣間隔對所有繼電器進(jìn)行實(shí)時計算。裝置采用了32位高性能的CPU和DSP、內(nèi)部高速總線、智能I/O

5、，硬件和軟件均采用模塊化設(shè)計，靈活可配置，具有通用、易于擴(kuò)展、易于維護(hù)的特點(diǎn)。 獨(dú)立的起動元件啟動 保護(hù)動作出口跳閘方式，杜絕保護(hù)裝置硬件故障引起的誤動。 強(qiáng)電磁兼容性整體面板、全封閉機(jī)箱，強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開，取消傳統(tǒng)背板配線方式，同時在軟件設(shè)計上也采取相應(yīng)的抗干擾措施，裝置的抗干擾能力大大提高，對外的電磁輻射也滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 程序模塊化模塊化的程序使保護(hù)配置靈活，功能調(diào)整方便。 獨(dú)特的差動二次電流相位調(diào)整方法采用-Y變換調(diào)整變壓器各側(cè)TA二次電流相位，因此故障相、非故障相具有名特征，勵磁涌流閉鎖判據(jù)可以實(shí)現(xiàn)分相制動。 可選擇的勵磁涌流判別原理提供了二次諧波原理和波形識別原理兩種方法識別勵磁涌流，

6、可經(jīng)整定選擇使用任一種原理，或同時使用兩種原理。 高靈敏度的工頻變化量差動保護(hù)利用工頻故障分量構(gòu)成的工頻變化量比率差動保護(hù)，不受負(fù)荷電流影響，靈敏度高，抗TA飽和能力強(qiáng)。 可靠的比例差動保護(hù)采用初始帶制動的比例差動特性，并有TA飽和判據(jù)。 可靠的差動回路TA異常判斷功能結(jié)合電壓量對差回路的異常情況進(jìn)行判別，可以判斷出TA多相斷線，多側(cè)斷線，短路等復(fù)雜情況。 靈活、完善的后備保護(hù)配置后備保護(hù)的配置滿足變壓器的最大要求，配置方便靈活，跳閘出口采用跳閘矩陣整定，留有可以配置的備用接點(diǎn)，方便特殊應(yīng)用。 漢化界面顯示、報告、定值等相關(guān)的內(nèi)容均為簡體漢字。 調(diào)試維護(hù)方便裝置易調(diào)試，利用我公司配套的HELP

7、2000調(diào)試儀更進(jìn)一步減少現(xiàn)場工作量。 強(qiáng)大的通訊功能具有靈活的通訊方式，配有2個獨(dú)立的以太網(wǎng)接口和2個獨(dú)立的RS-485通信接口。支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)IEC61850。 完善的事件記錄功能可記錄64次故障及動作時序，64次故障波形， 256次自檢結(jié)果及1024次開關(guān)量變位。 豐富的PC機(jī)輔助軟件基于Windows 9X/Me/2000/NT/XP 的PC機(jī)軟件，使裝置更易于應(yīng)用。1.3 保護(hù)配置PCS-978EB(差動保護(hù)裝置)、PCS-978EC(后備保護(hù)裝置)裝置中可提供一臺變壓器所需要的全部電量保護(hù)。這些保護(hù)

8、包括： 穩(wěn)態(tài)比率差動(PCS-978EB) 差動速斷(PCS-978EB) 工頻變化量比率差動(PCS-978EB) 復(fù)合電壓閉鎖方向過流(PCS-978EC) 零序方向過流(PCS-978EC) 零序過壓(PCS-978EC) 間隙零序過流(PCS-978EC)另外還包括以下異常告警功能： 過負(fù)荷報警(PCS-978EC) 起動冷卻器(PCS-978EC) 過載閉鎖有載調(diào)壓(PCS-978EC) 差流異常報警(PCS-978EB) 差動回路TA斷線(PCS-978EB) TA異常報警和TV異常報警(PCS-978EC)圖中表示的是此型保護(hù)所能夠適應(yīng)的最大的接線方式，但其接線方式并不一定符合實(shí)

9、際應(yīng)用。圖1.4PCS-978在云南吳家營變電站中的典型應(yīng)用配置PCS978EB保護(hù)配置情況見下表（表示為異常報警功能，下同）：保護(hù)類型段數(shù)每段時限數(shù)備注主保護(hù)差動速斷比率差動工頻變化量比率差動PCS978EC保護(hù)配置情況見下表（表示為異常報警功能，下同）：高壓側(cè)（I側(cè)）過流32I-II段可經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖， I段可經(jīng)方向閉鎖 零序過流32/I , 3/II, 2/IIII段可經(jīng)方向閉鎖間隙零序過流12零序過壓12過負(fù)荷11啟動冷卻器11閉鎖有載調(diào)壓112. 裝置的技術(shù)參數(shù)2.1 機(jī)械及環(huán)境參數(shù)機(jī)箱結(jié)構(gòu)尺寸：482mm177mm291mm；嵌入式安裝正常工作溫度：040極限工作溫度：-1050貯

10、存及運(yùn)輸：-25702.2 額定電氣參數(shù)頻 率：50Hz/60Hz直流電源：220V/110V兼容，允許偏差+15% ，-20%功耗直流：正常 50W跳閘 70W2.3 主要技術(shù)指標(biāo) 2.3.1 動作時間差動速斷： 15 ms (1.5倍整定值)穩(wěn)態(tài)比率差動： 30 ms (2倍整定值)工頻變化量比率差動： 30 ms (2倍整定值) 2.3.2 起動元件定值整定范圍Ie指變壓器額定電流，In指TA一次側(cè)額定電流。穩(wěn)態(tài)比率差動起動元件：0.1Ie1.5Ie工頻變化量比率差動起動元件：0.2Ie 2.3.3 保護(hù)定值整定范圍差動速斷：2Ie14Ie穩(wěn)態(tài)比率制動系數(shù)：0.20.75二次諧波制動系數(shù)

11、：0.050.35TA報警差流定值：0.1Ie1.5Ie后備保護(hù)電流定值：0.05In30In后備保護(hù)電壓定值：2V100V間隙零序過壓定值： 10V220V間隙零序電流定值：0.05In30In2.3.4 定值誤差電流定值誤差：不超過 5%電壓定值誤差：不超過 5%時間定值誤差： 3%整定值+40ms諧波制動系數(shù)定值誤差：不超過 5%制動系數(shù)定值誤差：不超過 5%工頻變化量電流定值誤差：不超過 15%方向元件動作范圍邊界誤差：不超過 32.3.5 記錄容量故障錄波內(nèi)容和故障事件報告容量：保護(hù)起動記錄起動前2個周波、起動后6個周波的所有電流電壓波形。保護(hù)跳閘記錄起動前2個周波、起動后6個周波，

12、跳閘前2個周波、跳閘后6個周波，以及中間有擾動的16個周波的所有電流電壓波形。保護(hù)裝置可循環(huán)記錄64次故障事件報告、64次波形數(shù)據(jù)。正常波形記錄容量：正常時保護(hù)可記錄5個周波所有電流電壓波形，以供記錄或校驗(yàn)極性。異常記錄容量：可循環(huán)記錄256次異常報警和裝置自檢報告。異常事件報告包括各種裝置硬件自檢出錯報警、裝置長期起動和不對應(yīng)起動報警、差動電流異常報警、各側(cè)TA異常報警、各側(cè)TV異常報警、各側(cè)TA斷線報警、各側(cè)過負(fù)荷、起動風(fēng)冷和過載閉鎖調(diào)壓等。開關(guān)量變位記錄容量：可以循環(huán)記錄1024次開關(guān)量變位。開關(guān)量變位包括各種開入變位和管理板各起動元件變位等。2.3.6 通信接口2個獨(dú)立的RS-485通

13、信接口 (雙絞線接口)及2個獨(dú)立的以太網(wǎng)接口，支持電力行業(yè)通訊標(biāo)準(zhǔn)DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和新一代變電站通訊標(biāo)準(zhǔn)IEC61850。，通信速率可整定；一個用于GPS對時的RS-485雙絞線接口；一個打印接口，RS-232方式，通信速率可整定；一個用于調(diào)試的RS-232接口（前面板）。2.3.7 對時方式a、 外部空接點(diǎn)秒對時或分對時；b、 RS485方式的同步時鐘秒對時或分對時；c、 監(jiān)控系統(tǒng)絕對時間的對時報文。d、 IRIGB對時信號。2.3.8 輸出接點(diǎn)容量信號接點(diǎn)容量：允許長期通過電流8A 切斷電流0.3A（DC220V，L/R 40ms）其它輔助繼電器接點(diǎn)

14、容量：允許長期通過電流5A切斷電流0.2A（DC220V，L/R 40ms）跳閘出口接點(diǎn)容量：允許長期通過電流8A切斷電流0.2A（DC220V，L/R 40ms），可選帶電流保持2.3.9 電磁兼容電壓漸變抗擾度： IEC61000-4-29 +20% -20%電壓暫降和短時中斷抗擾度：IEC61000-4-29 50%0.2s 100%0.05s浪涌(沖擊)抗擾度： IEC61000-4-5(GB/T17626.5) 4級電快速瞬變脈沖群抗擾度： IEC61000-4-4(GB/T17626.4) 4級振蕩波抗擾度： IEC61000-4-12(GB/T17626.12) 3級靜電放電抗擾

15、度： IEC61000-4-2(GB/T17626.2) 2級工頻磁場抗擾度： IEC61000-4-8(GB/T17626.8) 5級脈沖磁場抗擾度： IEC61000-4-9(GB/T17626.9) 5級阻尼振蕩磁場抗擾度： IEC61000-4-10(GB/T17626.10) 5級射頻電磁輻射抗擾度： IEC61000-4-3(GB/T17626.3) 3級無線電干擾水平： 在160kV下無線電干擾電壓小于2500uV3保護(hù)工作原理 主程序按固定的采樣周期接受采樣中斷進(jìn)入采樣程序，在采樣程序中進(jìn)行模擬量采集與濾波，開關(guān)量的采集、裝置硬件自檢、外部異常情況檢查和起動判據(jù)的計算，根據(jù)是否

16、滿足起動條件而進(jìn)入正常運(yùn)行程序或故障計算程序。硬件自檢內(nèi)容包括RAM、E2PROM、跳閘出口三極管等。正常運(yùn)行程序進(jìn)行裝置的自檢，裝置不正常時發(fā)告警信號，信號分兩種，一種是運(yùn)行異常告警，這時不閉鎖裝置，提醒運(yùn)行人員進(jìn)行相應(yīng)處理；另一種為閉鎖告警信號，告警同時將裝置閉鎖，保護(hù)退出。故障計算程序中進(jìn)行各種保護(hù)的算法計算，跳閘邏輯判斷。圖3.1 保護(hù)程序結(jié)構(gòu)框圖3.1 同步的實(shí)現(xiàn)由于采用電子式互感器后各個采樣單元中不再有電氣上的連接，從而帶來了各個單元的采樣時鐘同步問題。采樣時鐘同步的好壞，直接影響到差動保護(hù)的性能。本裝置采用不依賴于GPS的同步方案，由于電子式互感器采樣時刻與采樣數(shù)據(jù)發(fā)送時刻之間的

17、時間差是固定的（不同廠家電子式互感器時間差可能不一致，但可以根據(jù)廠家提供的相應(yīng)參數(shù)做補(bǔ)償）。裝置主控板通過總線發(fā)布時間基準(zhǔn)，光纖采集板記錄接收采樣數(shù)據(jù)的時刻，根據(jù)接收時刻和時間基準(zhǔn)實(shí)時插值就可以得到同步的采樣數(shù)據(jù)。該同步方案的精度為5us(0.09)以內(nèi)，完全可以滿足變壓器保護(hù)的需要。3.2 裝置起動元件裝置起動板設(shè)有不同的起動元件，起動后開放出口正電源，同時開放保護(hù)板相應(yīng)的保護(hù)元件。只有在起動板相應(yīng)的起動元件動作，同時保護(hù)板對應(yīng)的保護(hù)元件動作后才能跳閘出口；否則無法跳閘。起動板的起動元件未動作，而保護(hù)板對應(yīng)的保護(hù)元件動作，裝置會報警，不會出口跳閘。各起動元件的原理如下：穩(wěn)態(tài)差流起動 (3-2

18、-1)三相差動電流最大值大于差動電流起動整定值動作。定值整定參見附錄A。此起動元件用來開放穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)和差動速斷保護(hù)。工頻變化量差流起動 (3-2-2)其中：為浮動門坎，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高，取1.25倍可保證門檻電壓始終略高于不平衡輸出。分別為變壓器各側(cè)電流的工頻變化量。為差流的半周積分值。為固定門坎。工頻變化量差流起動元件不受負(fù)荷電流影響，靈敏度很高，起動定值由裝置內(nèi)部設(shè)定，無需用戶整定。此起動元件用來開放工頻變化量比率差動保護(hù)。相電流起動當(dāng)三相電流最大值大于0.95倍最小電流整定值時動作。此起動元件用來開放相應(yīng)側(cè)的過流保護(hù)。零序電流起動當(dāng)零序電流大于0.95倍最小整定值時

19、動作。此起動元件用來開放相應(yīng)側(cè)的零序過流保護(hù)。零序電壓起動當(dāng)開口三角零序電壓大于0.95倍整定值時動作。此起動元件用來開放相應(yīng)側(cè)的零序過壓保護(hù)。間隙零序電流起動當(dāng)間隙零序電流大于0.95倍整定值時動作。此起動元件用來開放相應(yīng)側(cè)的間隙零序過流保護(hù)。 注意：各起動元件的定值均由裝置根據(jù)相應(yīng)各保護(hù)跳閘段的整定值自動形成，勿需用戶整定。3.3 穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)由于變比和聯(lián)接組的不同，電力變壓器在運(yùn)行時，各側(cè)電流大小及相位也不同。在構(gòu)成繼電器前必須消除這些影響?，F(xiàn)在的數(shù)字式變壓器保護(hù)裝置，都利用數(shù)字的方法對變比與相移進(jìn)行補(bǔ)償。以下的說明的前提均為已消除了變壓器各側(cè)幅值和相位的差異，消除幅值和相位差異的方

20、法具體方法參見附錄B。穩(wěn)態(tài)比例差動保護(hù)用來區(qū)分差流是由于內(nèi)部故障還是不平衡輸出（特別是外部故障時）引起。PCS-978采用了如下的穩(wěn)態(tài)比率差動動作方程：(3-3-1) (3-3-2)其中為變壓器額定電流，分別為變壓器各側(cè)電流，為穩(wěn)態(tài)比率差動起動定值，為差動電流，為制動電流，為比率制動系數(shù)整定值,裝置中固定設(shè)為 。 圖3.3.1 穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)的動作特性穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)按相判別，滿足以上條件時動作。式3-2-1所描述的比率差動保護(hù)經(jīng)過TA飽和判別，TA斷線判別(可選擇)，勵磁涌流判別后出口。它可以保證靈敏度，同時由于TA飽和判據(jù)的引入，區(qū)外故障引起的TA飽和不會造成誤動。式3-2-2所描述的比

21、率差動保護(hù)只經(jīng)過TA斷線判別(可選擇)，勵磁涌流判別即可出口。它利用其比率制動特性抗區(qū)外故障時TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和，而在區(qū)內(nèi)故障TA飽和時能可靠正確動作。3.4 勵磁涌流判別原理3.4.1利用諧波識別勵磁涌流PCS-978系列變壓器成套保護(hù)裝置采用三相差動電流中二次諧波、三次諧波的含量來識別勵磁涌流，判別方程如下： (3-4-1-1)其中、分別為每相差動電流中的二次諧波和三次諧波，為對應(yīng)相的差流基波，、分別為二次諧波和三次諧波制動系數(shù)整定值。 裝置中固定為0.15，固定為0.2。當(dāng)三相中某一相被判別為勵磁涌流，只閉鎖該相比率差動元件。3.4.2利用波形畸變識別勵磁涌流故障時，差流基本上是工頻正

22、弦波。而勵磁涌流時，有大量的諧波分量存在，波形發(fā)生畸變，間斷，不對稱。利用算法識別出這種畸變，即可識別出勵磁涌流。故障時，有如下表達(dá)式成立： (3-4-2-1)其中S是差動電流的全周積分值，是“差動電流的瞬時值+差動電流半周前的瞬時值”的全周積分值，是某一固定常數(shù)，是門檻定值。的表達(dá)式如下：(3-4-2-2)式中是差電流的全周積分值，是某一比例常數(shù)。當(dāng)三相中的某一相不滿足以上方程，被判別為勵磁涌流，只閉鎖該相比率差動元件。裝置設(shè)有涌流閉鎖方式控制字供用戶選擇差動保護(hù)涌流閉鎖原理。當(dāng)涌流閉鎖方式控制字為二次諧波時，裝置利用諧波原理識別涌流；當(dāng)涌流閉鎖方式控制字為波形識別時，裝置利用波形判別原理識

23、別涌流。3.5 TA飽和的識別方法為防止在變壓器區(qū)外故障等狀態(tài)下TA的暫態(tài)與穩(wěn)態(tài)飽和所引起的穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)誤動作，裝置利用二次電流中的二次和三次諧波含量來判別TA是否飽和，所用的表達(dá)式如下： (3-5-1)其中為電流中的二次諧波，為電流中的三次諧波，為電流中的基波，和為某一比例常數(shù)。當(dāng)與某相差動電流有關(guān)的電流滿足以上表達(dá)式即認(rèn)為此相差流為TA飽和引起，閉鎖穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)。此判據(jù)在變壓器處于運(yùn)行狀態(tài)才投入。3.6 差動速斷保護(hù)當(dāng)任一相差動電流大于差動速斷整定值時瞬時動作跳開變壓器各側(cè)開關(guān)。3.7 差回路的異常情況判別裝置將差回路的異常情況分為兩種：未引起差動保護(hù)起動和引起差動保護(hù)起動。3.7

24、.1未引起差動保護(hù)起動的差回路異常報警當(dāng)任一相差流大于差流報警定值()的時間超過10秒時發(fā)出差流異常報警信號，不閉鎖差動保護(hù)。差流報警定值應(yīng)避開有載調(diào)壓變壓器分接頭不在中間時產(chǎn)生的最大差流，或其他原因運(yùn)行時可能產(chǎn)生的最大差流(注：差流報警定值整定時應(yīng)比差動起動定值小，一般介于有載調(diào)壓變壓器分接頭不在中間時產(chǎn)生的最大差流和最小差動起動定值之間；其值越小越靈敏)。3.7.2引起差動保護(hù)起動的差回路異常報警差動保護(hù)起動后滿足以下任一條件認(rèn)為是故障情況，開放差動保護(hù)，否則認(rèn)為是差回路TA異常造成的差動保護(hù)起動。i) 任一側(cè)任一相間工頻變化量電壓元件起動；ii) 任一側(cè)負(fù)序相電壓大于6V；iii) 起動

25、后任一側(cè)任一相電流比起動前增加；iv) 起動后最大相電流大于1.1Ie。通過TA斷線閉鎖差動控制字，引起差動起動的差回路異常可只發(fā)報警信號，或額定負(fù)荷下閉鎖差動保護(hù)，或任何情況下閉鎖差動保護(hù)。當(dāng)TA斷線閉鎖差動控制字整定為不閉鎖時，比率差動差動不經(jīng)過TA斷線和短路閉鎖。當(dāng)TA斷線閉鎖差動控制字整定為閉鎖低值時，低值比率差動差動經(jīng)過TA斷線和短路閉鎖。當(dāng)TA斷線閉鎖差動控制字 整定為全閉鎖時，比率差動經(jīng)過TA斷線和短路閉鎖。工頻變化量比率差動保護(hù)始終經(jīng)過TA斷線和短路閉鎖。由于上述判據(jù)采用了電壓量與電流量相結(jié)合的方法，使得差回路TA二次回路斷線與短路判別更準(zhǔn)確、更可靠。 注意：不論是異常報警是否

26、引起差動保護(hù)起動，均說明差動回路存在問題，或定值存在問題，應(yīng)該受到同等重視。例如：當(dāng)差回路斷線時，在輕負(fù)荷情況下不會引起差動起動，但會引起差流報警,如果此時及時處理，就可以避免負(fù)荷增加后或者區(qū)外故障引起的差動保護(hù)動作（在不閉鎖情況下）。 注意： 禁止在沒有確認(rèn)CT回路問題的情況下直接通過復(fù)歸按鈕復(fù)歸TA斷線信號。3.8 穩(wěn)態(tài)比率差動的動作邏輯圖3.8.1穩(wěn)態(tài)比率差動的邏輯框圖3.9 工頻變化量比率差動工頻變化量比率差動保護(hù)的動作方程如下： (3-9-1)其中：為浮動門坎，隨著變化量輸出增大而逐步自動提高。取1.25倍可保證門檻電壓始終略高于不平衡輸出，保證在系統(tǒng)振蕩或頻率偏移情況下，保護(hù)不誤動

27、。分別為變壓器各側(cè)電流的工頻變化量。為差動電流的工頻變化量。為固定門坎。為制動電流的工頻變化量,取最大相制動。 注意：工頻變化量比率差動保護(hù)的制動電流計算方法與穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)不同。圖3.9.1 工頻變化量比率差動保護(hù)的動作特性裝置中依次按相判別，當(dāng)滿足以上條件時，工頻變化量比率差動動作。工頻變化量比率差動保護(hù)經(jīng)過涌流判別元件閉鎖后出口。由于工頻變化量比率差動的制動系數(shù)可取較高的數(shù)值，其本身的特性抗區(qū)外故障時TA的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和能力較強(qiáng)。工頻變化量比率差動元件提高了裝置在變壓器正常運(yùn)行時內(nèi)部發(fā)生輕微匝間故障的靈敏度。工頻變化量比率差動的邏輯框圖如下：圖3.9.2工頻變化量比率差動的邏輯框圖注：

28、工頻變化量比率差動勿需用戶整定。3.10 復(fù)合電壓閉鎖方向過流過流保護(hù)主要作為變壓器相間故障的后備保護(hù)。通過整定控制字可選擇各段過流是否經(jīng)過復(fù)合電壓閉鎖，是否經(jīng)過方向閉鎖，是否投入，跳哪幾側(cè)開關(guān)。方向元件：方向元件采用正序電壓，并帶有記憶，近處三相短路時方向元件無死區(qū)。接線方式為零度接線方式。接入裝置的TA極性如前面保護(hù)配置圖所示，正極性端應(yīng)在母線側(cè)。裝置后備保護(hù)分別設(shè)有控制字過流方向閉鎖方式來控制過流保護(hù)各段是否經(jīng)過方向閉鎖和方向指向。當(dāng)過流方向閉鎖方式控制字為無方向時，表示過流保護(hù)不經(jīng)過方向閉鎖，當(dāng)過流方向閉鎖方式控制字為指向變壓器時 ,表示方向指向變壓器，靈敏角為45；當(dāng)過流方向閉鎖方式

29、控制字為指向系統(tǒng)時，方向指向系統(tǒng)，靈敏角為225。方向元件的動作特性如圖3.9.1所示，陰影區(qū)為動作區(qū)。a)方向指向變壓器 b)方向指向系統(tǒng)圖3.10.1相間方向元件動作特性 注意：以上所指的方向均是TA的正極性端在母線側(cè)情況下，具體參見前面保護(hù)配置圖，否則以上說明將與實(shí)際情況不符。復(fù)合電壓元件：復(fù)合電壓指相間電壓低或負(fù)序電壓高。過流保護(hù)設(shè)有過流經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字，當(dāng)過流經(jīng)復(fù)壓閉鎖控制字為投入時，表示各段過流保護(hù)經(jīng)復(fù)合電壓閉鎖。TV異常對復(fù)合電壓元件、方向元件的影響：當(dāng)判斷出本側(cè)TV異常時，本側(cè)復(fù)合電壓元件不滿足條件，但可經(jīng)其他側(cè)復(fù)壓啟動；方向元件自動滿足條件。 本側(cè)電壓退出對復(fù)合電壓元件、方向

30、元件的影響：當(dāng)本側(cè)TV檢修或旁路代路未切換TV時，為保證本側(cè)復(fù)合電壓閉鎖方向過流的正確動作，需投入本側(cè)電壓退出軟壓板，此時它對復(fù)合電壓元件、方向元件有如下影響：i) 本側(cè)復(fù)合電壓元件不啟動，但可由其它側(cè)復(fù)合電壓元件起動；ii) 方向元件滿足條件；復(fù)合電壓閉鎖方向過流邏輯框圖圖3.10.2 復(fù)合電壓閉鎖方向過流邏輯框圖3.11 零序方向過流保護(hù)零序過流保護(hù)，主要作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行時接地故障后備保護(hù)。通過整定控制字可控制各段零序過流是否經(jīng)方向閉鎖，是否投入，跳哪幾側(cè)開關(guān)。方向元件采用自產(chǎn)零序電流：方向元件：裝置分別設(shè)有零序方向閉鎖方式控制字來控制零序過流的方向指向。當(dāng)零序方向閉鎖方式控制字為

31、無方向時，表示零序過流不經(jīng)過方向閉鎖，當(dāng)零序方向閉鎖方式控制字為指向變壓器時，方向指向變壓器，方向靈敏角為255；當(dāng)零序方向指向控制字為指向系統(tǒng)時，表示方向指向系統(tǒng)，方向靈敏角為75。方向元件的動作特性如圖3.10.1所示。a)方向指向系統(tǒng) b)方向指向變壓器 圖3.11.1零序方向元件動作特性 注意：方向元件所用零序電壓固定為自產(chǎn)零序電壓。以上所指的方向均是指自產(chǎn)零序電流TA的正極性端在母線側(cè)，具體參見前面保護(hù)配置圖，否則以上說明將與實(shí)際情況不符。零序過流I段和II段固定采用自產(chǎn)零序電流：裝置設(shè)有零序過流III段用自產(chǎn)零序電流控制字來選擇零序過流III段所采用的零序電流。若零序過流III段用

32、自產(chǎn)零序電流控制字為自產(chǎn)時，本段零序過流所采用的零序電流為自產(chǎn)零序電流；若零序過流III段用自產(chǎn)零序電流控制字為外接時，本段零序過流所采用的零序電流是外接零序電流。TV異常后，零序方向元件自動滿足條件。當(dāng)本側(cè)TV檢修或旁路代路未切換TV時，為保證本側(cè)零序電壓閉鎖零序方向過流的正確動作，需投入本側(cè)電壓退出軟壓板，此時零序方向元件自動滿足條件。零序過流保護(hù)邏輯框圖圖3.11.2 零序過流保護(hù)邏輯框圖3.12 間隙零序過流過壓保護(hù)裝置設(shè)有一段兩時限間隙零序過流保護(hù)和一段兩時限零序過壓保護(hù)，來作為變壓器中性點(diǎn)經(jīng)間隙接地運(yùn)行時的接地故障后備保護(hù)。間隙零序過流保護(hù)、零序過壓保護(hù)動作并展寬一定時間后計時?？?/p>

33、慮到在間隙擊穿過程中，零序過流和零序過壓可能交替出現(xiàn)，裝置設(shè)有間隙保護(hù)方式控制字。當(dāng)間隙保護(hù)方式控制字為投入時，零序過壓和零序過流元件動作后相互保持，此時間隙保護(hù)的動作時間整定值和跳閘控制字的整定值均以間隙零序過流保護(hù)的整定值為準(zhǔn)。一般間隙保護(hù)方式控制字整定為退出。3.13 零序過壓保護(hù)由于110kV及以上的變壓器低壓側(cè)常為不接地系統(tǒng)，裝置設(shè)有一段零序過壓保護(hù)作為變壓器低壓側(cè)接地故障保護(hù)。3.14 TA、TV異常判別原理TV異常判別判據(jù)如下：(1)、正序電壓小于30%Upp，且任一相電流大于0.04In或開關(guān)在合位狀態(tài)；(2)、負(fù)序電壓大于8%Upp。滿足上述任一條件，同時保護(hù)起動元件未起動，

34、延時10秒報該側(cè)母線TV異常，并發(fā)出報警信號，在電壓恢復(fù)正常后延時10秒恢復(fù)。TA異常判別判據(jù)為：當(dāng)負(fù)序電流大于0.06In后延時10秒報該側(cè)TA異常，同時發(fā)出報警信號，在電流恢復(fù)正常后延時10秒恢復(fù)。 注意：當(dāng)某側(cè)電壓退出時，該側(cè)TV異常判別功能自動解除。3.15 其它異常判別裝置各側(cè)后備保護(hù)設(shè)有過負(fù)荷報警，起動風(fēng)冷，過載閉鎖調(diào)壓等異常保護(hù)。上述異常保護(hù)可分別通過控制字來控制其投退。4. 硬件原理說明4.1 硬件結(jié)構(gòu)圖整個裝置的硬件結(jié)構(gòu)如圖：組成裝置的插件有：電源插件、交流插件、DSP插件、光耦插件、信號插件、跳閘出口插件、顯示面板等。4.2 裝置面板布置圖4.2.1 是裝置的正面面板布置圖

35、與背板端子圖。圖4.2.1 978的面板布置圖與背板端子圖4.3 裝置接線端子4.3.1 PCS-978接線端子及接點(diǎn)原理圖圖 PCS-978EB接線端子定義圖圖 PCS-978EC接線端子定義圖圖 PCS-978跳閘輸出節(jié)點(diǎn)圖圖 PCS-978跳閘信號節(jié)點(diǎn)圖圖 PCS-978異常信號節(jié)點(diǎn)圖圖 PCS-978異常操作節(jié)點(diǎn)圖4.4 結(jié)構(gòu)與安裝裝置采用全封閉4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，用嵌入式安裝于屏上。機(jī)箱結(jié)構(gòu)和屏面開孔尺寸分別見圖4.4.1。圖4.4.1 PCS-978機(jī)箱結(jié)構(gòu)圖及屏面開孔圖4.5 插件排列說明裝置的插件為豎

36、板結(jié)構(gòu)，從左到右依次為：1456789ABCDEF0PowerPcDSP板DSP板DSP板開入開出板出口板電源本裝置基于本公司最新的軟硬件平臺而研制，新平臺的主要特點(diǎn)是：高可靠性、高抗干擾能力、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。通用硬件模塊圖見圖4.5.1。圖4.5.1 通用硬件模塊圖4.5.1 電源插件（NR1301）電源插件的槽號為0，從裝置的背面看，第一個插件為電源插件，如圖4.5.2所示：圖4.5.2 電源插件接線端子圖電源插件的001-003端子為裝置輸出的閉鎖和報警空接點(diǎn)，001端子為公共端，閉鎖為常閉接點(diǎn)，報警為常開接點(diǎn)。電源插件的004-006端子為另外一組閉鎖和報警空接點(diǎn)。電源插件的007、0

37、08端子為24V電源輸出端子，該24V電源主要供光耦開入板使用。其中007為24V，008為24V，該電源輸出的額定電流為200mA。電源插件的010、011端子為電源輸入端子，其中010為DC+，011為DC-。輸入電源的額定電壓為220V和110V自適應(yīng)，其它電壓等級需要特別訂貨，投運(yùn)時請檢查所提供電源插件的額定輸入電壓是否與控制電源電壓相同。電源插件提供012端子和接地柱用于裝置接地。應(yīng)將012端子接至接地柱然后通過專用接地線接至屏柜的接地銅排。良好接地是裝置抗電磁干擾最重要的措施，因此裝置投入使用前一定要確保裝置良好接地。4.5.2 CPU插件（NR1101）CPU插件為本裝置的第二個

38、插件，槽號為1。CPU插件由高性能的嵌入式處理器、FLASH、SRAM、SDRAM、以太網(wǎng)控制器及其他外設(shè)組成。實(shí)現(xiàn)對整個裝置的管理、人機(jī)界面、通訊和錄波等功能。CPU插件使用內(nèi)部總線接收裝置內(nèi)其他插件的數(shù)據(jù)，通過RS-485總線與LCD板通訊。此插件具有2路100BaseT以太網(wǎng)接口、2路RS-485外部通信接口、PPS/IRIG-B差分對時接口和RS-232打印機(jī)接口。CPU插件的端子及接線方法如圖4.5.3所示：圖4.5.3 CPU插件接線端子圖端子101-104用于連接RS485串行通訊口A。端子105-108用于連接RS485串行通訊口B。端子109-112用于連接差分同步總線，支持

39、PPS和IRIG-B兩種對時方式。端子113-116用于連接打印機(jī)，其中的收和發(fā)的方向均是相對于本裝置而言。正確接線的方法如上圖所示，一般應(yīng)選用內(nèi)有兩對雙絞線的屏蔽電纜。其中一對雙絞線分別連接差分信號的+、-端；另一對雙絞線絞結(jié)連該口的信號地，即應(yīng)將該總線上所連接的所有裝置的信號地該雙絞線連接在一起。本插件為每一個通訊口留有一個空端子，該空端子不與本裝置任何信號有連接，用于多臺裝置串接時將兩段電纜的外屏蔽連接在一起。電纜的外屏蔽應(yīng)在某一端一點(diǎn)接地。4.5.3 DSP插件（NR1123，NR1126）本裝置配有兩塊DSP插件分別完成保護(hù)計算和保護(hù)起動的功能，其槽號分別為4、7 、10、11。DS

40、P插件由高性能的數(shù)字信號處理器、光纖接口、同步采樣的16位高精度ADC以及其他外設(shè)組成。插件完成模擬量數(shù)據(jù)采集功能、保護(hù)邏輯計算和跳閘出口等功能。當(dāng)連接常規(guī)互感器的時候，插件通過交流輸入板進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集；當(dāng)連接電子式互感器的時候，插件通過多模光纖接口從合并單元實(shí)時接收同步采樣數(shù)據(jù)。NR1126型插件支持GOOSE功能。5.定值內(nèi)容及整定說明 注意：由于采用合并單元數(shù)據(jù)采集方式，保護(hù)的所有定值均按一次值整定，保護(hù)顯示的模擬量也全部使用一次值顯示。5.1 裝置參數(shù)定值單表5-1 PCS-978裝置參數(shù)定值單序號定 值 名 稱定 值 范 圍1裝置編號 2A網(wǎng)IP地址3A網(wǎng)子網(wǎng)掩碼4A網(wǎng)使用5B網(wǎng)I

41、P地址6B網(wǎng)子網(wǎng)掩碼7B網(wǎng)使用8C網(wǎng)IP地址9C網(wǎng)子網(wǎng)掩碼10C網(wǎng)使用11D網(wǎng)IP地址12D網(wǎng)子網(wǎng)掩碼13D網(wǎng)使用14串口通訊地址025515串口波特率4800,9600,19200,38400,57600,11520016串口A通訊協(xié)議0217串口B通訊協(xié)議0218遠(yuǎn)方修改定值0，119監(jiān)視方向閉鎖0，120打印波特率4800,9600,19200,3840021自動打印0，122高速打印0，123外部時鐘源選擇PPS(RS-485)IRIG-B(RS-485)PPM(DIN)24外部復(fù)壓輸入(PCS-978EC有效)OPT，GOOSE1. 裝置編號：字符串類型，用于標(biāo)識裝置本身。2. A網(wǎng)

42、口IP地址、A網(wǎng)子網(wǎng)掩碼、A網(wǎng)使用：用于103規(guī)約以太網(wǎng)通信。在使用61850規(guī)約時，其中A網(wǎng)口IP地址則為GOOSE板源MAC地址。3. 串口通訊地址：指后臺通信管理機(jī)與本裝置串口通信的地址；4. 串口波特率：只可在所列波特率數(shù)值中選其一數(shù)值整定；5. 串口A通訊協(xié)議：當(dāng)采用IEC60870-5-103規(guī)約置為“0”，當(dāng)采用MODBUS規(guī)約置為“2”。6. 串口B通訊協(xié)議：參考串口A通訊協(xié)議。7. 遠(yuǎn)方修改定值：允許后臺修改裝置的定值時置為“1”，否則置為“0”。8. 監(jiān)視方向閉鎖：在裝置檢修時，置為“1”，在此期間進(jìn)行試驗(yàn)的動作報告不會通過通信口上送，但本地的顯示、打印不受影響；運(yùn)行時應(yīng)置

43、為“0”。本定值與壓板為或的關(guān)系，只要有一個為“1”，則報告、波形等通信不上送。9. 打印波特率：參考串口A波特率。10. 自動打?。罕Ｗo(hù)動作后需要自動打印動作報告時置為“1”，否則置為“0”。11. 高速打?。褐脼椤?”則為普通打印，清晰度高；置為“1”則為高速打印，速度更快。12. 外部時鐘源選擇：PPS(RS-485)方式為：差分秒脈沖，IRIG-B(RS-485)方式為：差分B碼，PPM(DIN)方式為：空接點(diǎn)分脈沖。13. 外部復(fù)壓輸入：當(dāng)外部復(fù)壓輸入節(jié)點(diǎn)通過電纜連接時，整定為OPT方式，當(dāng)外部復(fù)壓輸入節(jié)點(diǎn)通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)連接時，整定為GOOSE方式。5.2 PCS-978EB定值

44、單5.2.1 系統(tǒng)參數(shù)定值單表5-2-1 PCS-978EB 系統(tǒng)參數(shù)定值單序號定值名稱定值范圍整定步長1變壓器銘牌額定容量0100001MVA2I側(cè)銘牌額定電壓02000kV0.01kV3III側(cè)銘牌額定電壓02000kV0.01kV4III側(cè)接線方式0-11點(diǎn)1點(diǎn)1. 變壓器銘牌額定容量：取變壓器各側(cè)繞組中的最大銘牌額定容量，最大為10000MVA。2. 各側(cè)銘牌額定電壓的整定原則：取變壓器銘牌參數(shù)中的變壓器各側(cè)額定電壓值。對于有載調(diào)壓的變壓器，取分接頭在中間檔位置時的電壓；其它情況以實(shí)際運(yùn)行電壓(線電壓)為準(zhǔn)，否則平衡系數(shù)會有誤差。如對于220kV側(cè)，有載調(diào)壓的變壓器，分接頭在中間檔位置

45、時的電壓為230 kV，I側(cè)銘牌額定電壓應(yīng)為230 kV。3. III側(cè)接線方式：變壓器低壓側(cè)繞組接線方式點(diǎn)鐘數(shù)，高壓側(cè)裝置內(nèi)部固定為星形接線方式，目前裝置只支持12點(diǎn)、1點(diǎn)、11點(diǎn)、6點(diǎn)接線方式。 注意：裝置要求各側(cè)TA采用星形接線方式接入裝置。5.2.2保護(hù)定值單 表5-2-2 PCS-978EB 主保護(hù)定值單序號定值名稱定值范圍整定步長1I側(cè)TA一次值060000A1A2III側(cè)TA一次值060000A1A3差動起動電流0.101.50 Ie0.01Ie4差動速斷電流2.0014.00Ie0.01Ie5TA報警差流定值0.101.50Ie0.01Ie6TA斷線閉鎖差動控制字不閉鎖，閉鎖低

46、值，全閉鎖7涌流閉鎖方式控制字二次諧波，波形識別以下是運(yùn)行方式控制字8差動速斷投入退出，投入9比率差動投入退出，投入10工頻變化量差動保護(hù)投入退出，投入1. I側(cè)TA一次值為差動保護(hù)所用TA的一次額定電流。2. 裝置中的TA斷線閉鎖差動控制字含意如下：不閉鎖：TA斷線或短路不閉鎖差動保護(hù)；閉鎖低值：TA斷線或短路閉鎖低值差動保護(hù)。全閉鎖：TA斷線或短路閉鎖始終差動保護(hù)。3. 裝置中提供兩種差動保護(hù)涌流閉鎖原理，涌流閉鎖方式控制字來選擇。當(dāng)涌流閉鎖方式控制字為二次諧波時，采用諧波閉鎖原理；當(dāng)涌流閉鎖方式控制字為波形識別時，采用波形判別閉鎖原理。4. 差動起動電流、TA報警差流定值、差動速斷電流其

47、整定計算是以變壓器的二次額定電流為基準(zhǔn)。若在實(shí)際的整定計算中是歸算到變壓器某一側(cè)的電流有名值，則將這一有名值除以變壓器這一側(cè)的變壓器二次額定電流，即為保護(hù)裝置的整定值（標(biāo)幺值）。5. TA報警差流定值即差流報警定值，應(yīng)避開有載調(diào)壓變壓器分接頭不在中間時產(chǎn)生的最大差流，或其他原因運(yùn)行時可能產(chǎn)生的最大差流，具體請參見3.6.1節(jié)。6. 主保護(hù)跳閘控制字的定義和解釋與后備保護(hù)的跳閘控制字的定義和解釋一樣。請參見后備保護(hù)。 注意：建議在整定計算中將工頻變化量差動保護(hù)投入控制字整定為投入即工頻變化量差動保護(hù)功能投入。5.2.3功能軟壓板表5-2-3 PCS-978EB 功能軟壓板序號定值名稱定值范圍整定

48、步長1遠(yuǎn)方修改定值使能0-112投差動保護(hù)0-113光纖1退出0-114光纖3退出0-115GOOSE跳閘軟壓板0-111. 遠(yuǎn)方修改定值使能整定為1時，允許遠(yuǎn)方修改定值。2. 投差動保護(hù)為差動保護(hù)軟壓板，和差動保護(hù)投入硬壓板相對應(yīng)。3. 光纖1退出、光纖3退出為光纖退出軟壓板，光纖退出之后，裝置不再報該光纖相關(guān)報警，并且該光纖傳送的所有模擬量都會被置零。4. GOOSE跳閘軟壓板為應(yīng)用層GOOSE跳閘出口軟壓板，和傳統(tǒng)變電站的跳閘出口壓板相對應(yīng)。5.2.4 GOOSE軟壓板表5-2-4 PCS-978EB GOOSE軟壓板序號定值名稱定值范圍整定步長1遠(yuǎn)方控制GOOSE使能0-112低壓側(cè)G

49、OOSE發(fā)送軟壓板0-113高壓側(cè)GOOSE發(fā)送軟壓板0-111. 遠(yuǎn)方控制GOOSE使能整定為1時，允許遠(yuǎn)方控制GOOSE軟壓板。2. 低壓側(cè)GOOSE發(fā)送軟壓板為低壓側(cè)GOOSE發(fā)送鏈路層總壓板，注意該軟壓板名稱可以通過描述整定定值中的B05_GOOSE名稱進(jìn)行修改“高壓側(cè)GOOSE”部分內(nèi)容。5.2.5 描述整定定值表5-2-5 PCS-978EB 描述整定定值序號定值名稱定值范圍整定步長1I側(cè)開關(guān)名稱2III側(cè)開關(guān)名稱3B05_GOOSE名稱默認(rèn)為低壓側(cè)GOOSE4B06_GOOSE名稱默認(rèn)為高壓側(cè)GOOSE1. I側(cè)開關(guān)名稱和III側(cè)開關(guān)名稱可以修改面板主接線中的開關(guān)名稱，該定值對保

50、護(hù)功能無任何影響。2. B05_GOOSE名稱和B06_GOOSE名稱名稱為裝置兩個GOOSE網(wǎng)絡(luò)的名稱，為了讓裝置中的相關(guān)描述與現(xiàn)場更加對應(yīng)而設(shè)置，該定值對保護(hù)功能無任何影響。5.3 PCS-978EC定值單5.3.1 系統(tǒng)參數(shù)定值單表5-3-1 PCS-978EC 系統(tǒng)參數(shù)定值單序號定值名稱定值范圍整定步長1TA一次值0-60000A1A2外接零序TA一次值0-60000A1A3間隙零序TA一次值0-60000A1A4TV一次額定相間電壓0-2000kV0.01kV1. 間隙零序TA一次值：若間隙零序TA的一次值為100A，則間隙零序TA一次值整定為100A。5.3.2 后備保護(hù)定值單表5-3-2-1 PCS-978EC后備保護(hù)定值單序號定值名稱定值范圍整定步長1復(fù)壓閉鎖負(fù)序相電壓1.00200.00 %Upp1.00 %Upp2復(fù)壓閉鎖相