母线变压器保护解析.docx

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母线变压器保护解析

ISA-387G微机变压器差动保护装置

   ISA-387G装置适用于多种接线方式的三卷和两卷变压器，可接入3组或4组CT电流，界面提供了变压器接线方式配置功能，软件根据变压器接线方式进行保护逻辑的自适应处理。

目前，装置已成功应用于110kV以下变电站近三千余套。

   ISA-387G变压器差动保护装置适用于110kV及以下电压等级变压器独立差动保护要求。

功能：

保护功能：

·独立的差流启动元件

·差动速断保护

·复式比率差动保护

·CT断线告警和闭锁差动

·差动电流越限记录元件

·差动电流长时间越限告警

·第二侧/第三侧/第四侧各两段过流保护（选配）

特点：

  装置标准配置为独立的差流启动元件、差动速断保护、复式比率差动保护、CT断线告警和闭锁差动元件、差动电流越限记录元件、差动电流长时间越限告警。

·  装置CT断线逻辑充分考虑了各种因素，动作十分可靠，能检查出CT二次侧全部故障，包括CT回路单纯断线、端子排接触不良、端子排相对地或相间击穿、短路或爬电等。

·  装置复式比率差动保护经涌流判别制动，涌流制动采用独创的二次谐波复合逻辑制动原理，该原理已为大量的运行经验所证实。

·  硬件平台采用32位浮点DSP和16位高精度AD采样，运算与逻辑功能强大。

·  分层分布式结构，多CPU的并行处理方式提高可靠性；单元化设计、模块化结构，可扩充性强。

·  大屏幕汉字液晶显示、直观友好的界面菜单、完备的过程记录、信息详细直观，操作、调试方便。

并可经订货注明选择超大屏幕的彩色液晶，支持黄、绿、红显示矢量图，更加直观全面。

·  装置具有保护段配置和出口配置功能，充分利用微机保护的优点，极大地方便用户的使用。

·  模拟回路采用高精度、宽范围器件，无幅值、相位调整电路。

由软件功能调幅、调相，回路简单可靠、无零漂，调试维护工作量低。

·  以高可靠性工业级器件为主体，采用自动监测、补偿技术提高硬件电路稳定性、可靠性。

·  封闭、加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、强干扰设计，特别适应于恶劣环境。

4U半层机箱可分散安装于开关柜上运行。

·  大容量的故障录波记录：

装置可记录最近16次故障录波数据，根据不同的保护启动、出口、返回情况，分别采用一段、两段或三段记录格式。

该格式可保证记录保护启动前后各两周波、出口前两周波、出口后一周波、返回前两周波和返回后一周波的数据。

这三种格式至多记录10个周波数据。

·  完善的事件记录：

保护动作、电流越限、遥信变位、开关遥控、保护启动、装置运行、自检及闭锁保护等都有记录，每种记录分类存储，各存储最近99次记录。

 标准和规范

ISA-300G系列变压器保护装置遵循以下标准，所有标准均采用最新版本。

标准号

标准名称

GB191

《包装储运图示标志》

GB2423

《电工电子产品环境试验规程》

GB2423

《电工电子产品环境试验规程》

GB4858

《电气继电器的绝缘试验》

GB6126

《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》

GB7261

《继电器和继电保护装置基本试验方法》

GB11287

《继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验》

GB14285

《继电保护和安全自动装置技术规程》

GB/T14537

《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》

GB/T15145

《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T14598.9-2002

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—辐射电磁场骚扰试验》

GB/T14598.10-2007

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验》

GB/T14598.13-1998

《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—1MHz脉冲群干扰试验》

GB/T14598.14-1998

《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—静电放电试验》

GB/T14598.17-2005

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—射频场感应的传导骚扰的抗扰度》

GB/T14598.18-2007

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—浪涌抗扰度试验》

GB/T11287-2000

《量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验—振动试验（正弦）》

GB/T14537-93

《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》

GB/T2423.1-2001

《电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法 试验A：

低温》

GB/T2423.2-2001

《电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法 试验B：

高温》

GB/T2423.4-93

《电工电子产品基本环境试验规程试验Db：

交变湿热试验方法》

DL480

《静态电流相位比较式纵联保护装置技术条件》

DL/T478

《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

DL/T769

《电力系统微机继电保护技术导则》

DL/T5218

《220kV～500kV变电所设计技术规程》

DL/T5136

《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》

DL/T524

《继电保护专用电力线载波收发信机技术条件》

DL/T667

《远动设备及系统第5部分第103篇 继电保护设备信息接口配套标准》

DL/T720

《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》

Q/GDW161-2007

《线路保护及辅助装置标准化设计规范》

Q/GDW175—2008

《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》

电安生[1994]191号

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》

国电调[2002]138号文

关于印发《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》

国调[2005]222号

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）及《继电保护专业重点实施要求》

 机械及环境参数

机箱结构尺寸：

217mm×177mm×272mm（宽×高×深）

正常工作温度：

-10℃～55℃

极限工作温度：

-20℃～60℃

贮存及运输：

-40℃～70℃

相对湿度：

5%～95%

大气压力：

86～106KPa

 额定电气参数

频率：

50Hz

交流电流：

5A或1A（额定电流In）

交流电压：

100V或200V（额定电压Un）

交流零序电流3I0

（不接地系统电容电流）

0.3A

直流工作电源：

220V/110V，允许偏差：

±20％

数字系统工作电压：

+5V，允许偏差：

±0.15V

继电器回路工作电压：

+24V，允许偏差：

±2V

功耗：

交流电压回路：

每相不大于0.5VA

交流电流回路：

每相不大于0.5VA

直流电源回路：

正常工作时，全装置不大于15W

跳闸动作时，全装置不大于25W

保护回路过载能力：

交流电压回路：

1.2倍额定电压，连续工作

交流电流回路：

2倍额定电流，连续工作

10倍额定电源，允许10s

40倍额定电流，允许1s

直流电源回路：

80～115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降。

  定值精度

电流定值误差：

≤±3%

频率定值误差：

≤±0.01Hz

频率滑差定值误差：

≤±0.1Hz/s

检同期角度定值误差：

≤±2°

其他定值误差：

≤±3%

方向元件边界条件：

角度下边界误差：

≤＋10°

角度上边界误差：

≤－10°

差动速断：

≤15ms（2倍整定值）

比率差动：

≤25ms（2倍整定值）

瞬时动作段动作时间：

≤12ms（激励量≥1.2倍定值）

延时动作段动作时间离散误差：

≤30ms

各保护段返回时间：

≤25ms

   遥测量计量等级

电流、电压、频率：

0.2级

其他：

0.5级

遥信量分辨率：

小于1ms

信号输入方式：

无源接点

   输出接点容量

   装置出口和信号接点单接点时最大允许接通功率为150W或1250VA，单副节点最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。

两种方式下接点均不允许断弧。

   通讯接口

   装置对外提供的通信接口有：

三个TCP/IP以太网接口或两个RS485/CAN通讯接口，一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空接点输入，对秒脉冲、分脉冲及IRIG-B编码三种校时方式自适应）。

通信规约采用电力行业标准IEC60870-5-103规约。

以太网口还支持IEC61850规约。

 抗干扰性能

静电放电抗扰度：

符合GB/T17626.2 Ⅳ级

射频电磁场辐射抗扰度：

符合GB/T17626.3 Ⅲ级（网络Ⅳ级）

电快速瞬变脉冲群抗扰度：

符合GB/T17626.4 Ⅳ级

浪涌（冲击）抗扰度：

符合GB/T17626.5 Ⅲ级

射频场感应的传导骚扰抗扰度：

符合GB/T17626.6 Ⅲ级

工频磁场抗扰度：

符合GB/T17626.8 Ⅳ级

脉冲磁场抗扰度：

符合GB/T17626.9 Ⅴ级

阻尼振荡磁场抗扰度：

符合GB/T17626.10Ⅴ级

振荡波抗扰度：

符合GB/T17626.12Ⅱ级（信号端口）

装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、

抗冲击、抗碰撞性能

符合GB/T7261的有关标准（绝缘≥20MΩ）

技术指标：

 机械及环境参数

机箱结构尺寸：

217mm×177mm×272mm（宽×高×深）

正常工作温度：

-10℃～55℃

极限工作温度：

-20℃～60℃

贮存及运输：

-40℃～70℃

相对湿度：

5%～95%

大气压力：

86～106KPa

 额定电气参数

频率：

50Hz

交流电流：

5A或1A（额定电流In）

交流电压：

100V或200V（额定电压Un）

交流零序电流3I0

（不接地系统电容电流）

0.3A

直流工作电源：

220V/110V，允许偏差：

±20％

数字系统工作电压：

+5V，允许偏差：

±0.15V

继电器回路工作电压：

+24V，允许偏差：

±2V

功耗：

交流电压回路：

每相不大于0.5VA

交流电流回路：

每相不大于0.5VA

直流电源回路：

正常工作时，全装置不大于15W

跳闸动作时，全装置不大于25W

保护回路过载能力：

交流电压回路：

1.2倍额定电压，连续工作

交流电流回路：

2倍额定电流，连续工作

10倍额定电源，允许10s

40倍额定电流，允许1s

直流电源回路：

80～115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降。

  定值精度

电流定值误差：

≤±3%

频率定值误差：

≤±0.01Hz

频率滑差定值误差：

≤±0.1Hz/s

检同期角度定值误差：

≤±2°

其他定值误差：

≤±3%

方向元件边界条件：

角度下边界误差：

≤＋10°

角度上边界误差：

≤－10°

差动速断：

≤15ms（2倍整定值）

比率差动：

≤25ms（2倍整定值）

瞬时动作段动作时间：

≤12ms（激励量≥1.2倍定值）

延时动作段动作时间离散误差：

≤30ms

各保护段返回时间：

≤25ms

   遥测量计量等级

电流、电压、频率：

0.2级

其他：

0.5级

遥信量分辨率：

小于1ms

信号输入方式：

无源接点

   输出接点容量

   装置出口和信号接点单接点时最大允许接通功率为150W或1250VA，单副节点最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。

两种方式下接点均不允许断弧。

   通讯接口

   装置对外提供的通信接口有：

三个TCP/IP以太网接口或两个RS485/CAN通讯接口，一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空接点输入，对秒脉冲、分脉冲及IRIG-B编码三种校时方式自适应）。

通信规约采用电力行业标准IEC60870-5-103规约。

以太网口还支持IEC61850规约。

 抗干扰性能

静电放电抗扰度：

符合GB/T17626.2 Ⅳ级

射频电磁场辐射抗扰度：

符合GB/T17626.3 Ⅲ级（网络Ⅳ级）

电快速瞬变脉冲群抗扰度：

符合GB/T17626.4 Ⅳ级

浪涌（冲击）抗扰度：

符合GB/T17626.5 Ⅲ级

射频场感应的传导骚扰抗扰度：

符合GB/T17626.6 Ⅲ级

工频磁场抗扰度：

符合GB/T17626.8 Ⅳ级

脉冲磁场抗扰度：

符合GB/T17626.9 Ⅴ级

阻尼振荡磁场抗扰度：

符合GB/T17626.10Ⅴ级

振荡波抗扰度：

符合GB/T17626.12Ⅱ级（信号端口）

装置绝缘耐压、耐湿热、抗振动、

抗冲击、抗碰撞性能

符合GB/T7261的有关标准（绝缘≥20MΩ）

PRS-753D光纤分相纵差成套保护装置

   PRS-753D光纤分相纵差成套保护装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。

装置集成了全套的距离及零序保护：

四段式相间距离、三段式接地距离保护和四段零序电流方向保护，并配有三相一次自动重合闸功能。

装置还自带跳合闸操作回路和电压切换回路。

   本装置带有内置光通信板，以光接口的方式对外通信，传输保护用电流数据及开关量信息；同时，装置还可通过独立的外置光通信转换装置与电站SDH设备的复接，实现长距离线路的纵差保护。

    目前，装置应用于110kV变电站已有近三千套。

   PRS-753D微机线路成套保护装置为全数字式的高压线路保护，主要适用于110kV及以下电压等级、无需选相跳闸的输电线路保护。

功能：

PRS-753D光纤分相纵差成套保护装置提供了丰富的保护元件，可根据用户需求进行配置。

功能配置：

·突变量电流比率差动

·稳态量电流比率差动

·零序电流比率差动

·差流及零序差流越限告警

·TA断线告警及闭锁差动保护

·TA饱和检测和闭锁

·远传和远跳功能

·突变量距离继电器

·四段相间距离

·三段接地距离

·四段零序方向过流

·零序反时限过流

·弱馈线保护

·不对称故障相继速动保护

·双回线相继速动保护

·合闸于故障保护

·电压断线检测和紧急状态保护

·振荡闭锁

·三相一次自动重合闸

·检同期手合

·滑差/无滑差闭锁低周减载

·低压减载

·过负荷保护

·控制回路断线告警

·角差异常告警

·TWJ异常告警

特点：

 装置的两个CPU板具有独立的起动元件，两个起动元件均动作时整套保护装置才能出口，保护安全性高。

·  单元化设计、模块化结构，可扩充性强。

·  大屏幕汉字彩色液晶显示、直观友好的界面菜单、完备的过程记录，信息详细直观，操作调试方便。

·  封闭、加强型单元机箱，多层屏蔽等抗振动、抗强干扰设计。

·  装置的通信方式采用2Mbps高速数据同步通信方式。

可采用专用光纤通道，或通过外置光通信转换装置复接SDH系统的2M（E1）接口。

不论采用专用光纤还是复用方式，装置内部的通信口出入都是采用光纤传输方式。

·  具备通信误码检测、通道自动监测、通道故障自动闭锁和通道恢复延时开放差动保护的功能。

·  主差保护具有对TA断线和外部故障TA饱和的自动检测和闭锁功能，可由控制字选择闭锁稳态量比率差动和零差保护。

整套装置的动作特性受线路两端不同TA特性和TA饱和的影响小，在穿越性故障下不会误动。

·  1组远跳及2组远传开入接点，可经由数字通信通道传送跳闸量开关信号，实现远方跳闸及信号的远传功能。

·  双端数据测距功能。

·  不受振荡影响，在系统振荡（无故障）时可靠不误动，在振荡中又发生故障时仍能保持保护动作的快速性与选择性。

·  不受弱馈侧安装的影响，具备在弱电源侧的正确保护功能。

·  在手动和自动合闸时差动保护一直投入，且后备保护配有合闸于故障保护，可快速切除全线各种故障。

·  TV断线时，差动保护一直投入；后备保护可投入紧急状态保护，确保装置性能。

·  完善的事故分析功能，包括保护动作事件记录、故障起动记录、故障录波记录、装置运行记录、开入变位记录、装置自检记录、闭锁记录及光纤通信记录等，可再现故障情况及故障时保护装置的动作行为。

（装置可保存最新的128次动作事件记录和32次录波记录。

）

·   灵活的后台通信方式：

三个TCP/IP以太网接口，两个RS485接口，两个CANBUS接口，一个串行打印口，一个GPS脉冲接入口（差分输入或空接点输入，对秒、分脉冲和IRIG-B码三种校时方式自适应）。

支持电力行业标准IEC60870-5-103规约。

以太网口还支持IEC61850规约。

·  标准和规范

PRS-753D光纤分相纵差成套保护装置遵循以下标准，所有标准均采用最新版本。

标准号

标准名称

GB191

《包装储运图示标志》

GB2423

《电工电子产品环境试验规程》

GB2423

《电工电子产品环境试验规程》

GB4858

《电气继电器的绝缘试验》

GB6126

《静态继电器及保护装置的电气干扰试验》

GB7261

《继电器和继电保护装置基本试验方法》

GB11287

《继电器，继电保护装置振荡（正弦）试验》

GB/T14285-2006

《继电保护和安全自动装置技术规程》

GB/T14537

《量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验》

GB/T15145

《微机线路保护装置通用技术条件》

GB/T14598.9-2002

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—辐射电磁场骚扰试验》

GB/T14598.10-2007

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验》

GB/T14598.13-1998

《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—1MHz脉冲群干扰试验》

GB/T14598.14-1998

《量度继电器和保护装置的电气干扰试验—静电放电试验》

GB/T14598.17-2005

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—射频场感应的传导骚扰的抗扰度》

GB/T14598.18-2007

《量度继电器和保护装置的电气骚扰试验—浪涌抗扰度试验》

GB/T11287-2000

《量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验—振动试验（正）》

GB/T14537-93

《量度继电器和保护装置的冲击与碰撞试验》

GB/T2423.1-2001

《电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法 试验A：

低温》

GB/T2423.2-2001

《电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法 试验B：

高温》

GB/T2423.4-93

《电工电子产品基本环境试验规程试验Db：

交变湿热试验方法》

DL480

《静态电流相位比较式纵联保护装置技术条件》

DL/T478

《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

DL/T769

《电力系统微机继电保护技术导则》

DL/T5218

《220kV～500kV变电所设计技术规程》

DL/T5136

《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》

DL/T667

《远动设备及系统第5部分第103篇 继电保护设备信息接口配套标准》

DL/T713

《500kV变电站和控制设备的抗扰度要求》

DL/T720

《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》

Q/GDW161-2007

《线路保护及辅助装置标准化设计规范》

电安生[1994]191号

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》

国电调[2002]138号文

关于印发《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》

国调[2005]222号

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）及《继电保护专业重点实施要求》

·  机械及环境参数

机箱结构尺寸：

482.6mm×177mm×278mm（宽×高×深）

正常工作温度：

-5℃～45℃

极限工作温度：

-10℃～55℃

贮存及运输：

-25℃～70℃

相对湿度：

5%～95%

大气压力：

86～106KPa

·  额定电气参数

频率：

50Hz

交流电流：

5A或1A（额定电流In）

交流电压：

100V或57.7V（额定电压Un）

直流工作电源：

220V/110V，允许偏差：

-20％～+15％

数字系统工作电压：

+5V，允许偏差：

±0.15V

继电器回路工作电压：

+24V，允许偏差：

±2V

功耗：

交流电压回路：

每相不大于0.5VA

交流电流回路：

每相不大于0.5VA

直流电源回路：

正常工作时，全装置不大于20W

跳闸动作时，全装置不大于25W

保护回路过载能力：

交流电压回路：

1.2倍额定电压，连续工作

2倍额定电压，允许1s

交流电流回路：

2倍额定电流，连续工作

10倍额定电源，允许10s

40倍额定电流，允许1s

直流电源回路：

80～115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电压/电流后，绝缘性能不下降。

·  整组动作时间

差动保护全线跳闸时间：

≤25ms（2倍定值）

工频变化量距离元件：

3～10ms（近端），≤20ms（远端）

距离保护Ⅰ段：

≤30ms

·  定值精度

电流定值误差：

≤3%

电压定值误差：

≤3%

阻抗定值误差：

≤3%

距离继电器精工电压：

≤0.25V

距离继电器精工电流：

0.05In～30In

延时段保护动作时间误差：

≤20ms

各段保护返回时间误差：

≤40ms

检同期元件角度误差：

＜±3°

低周保护低频定值误差：

≤±0.01Hz

·  输出接点容量

装置出口和信号接点单接点时最大允许接通功率为150W或1250VA，单副节点最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。

·  实时时钟

装置内部实时时钟在装置掉电时，可自动切换为内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于10年。

环境温度为25℃时，实时时钟误差每月不超过±1分钟。

·  电磁兼容

静电放电性能符合：

GB/T14598.14（Ⅳ级）

快速瞬变干扰性能符合：

GB/T14598.10（Ⅳ级）

浪涌（冲击）抗扰度性能符合：

GB/T14598.18（Ⅳ级）

高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合：

GB/T14598.13（Ⅲ级）

辐射电磁场干扰性能符合：

GB/T14598.