变压器保护装置说明书V100.docx

目 录第一篇 装置技术说明11概述11.1适用范围11.2保护配置11.3装置主要特点41.4装置执行的标准52技术条件62.1环境条件62.2电气绝缘性能62.3机械性能62.4电磁兼容性62.5安全性能72.6热性能（过载能力）72.7功率消耗72.8输出触点容量72.9主要技术参数82.10主要技术性能指标83装置硬件103.1装置结构103.2装置外观图113.3装置插件布置图123.4交流插件133.5保护CPU插件133.6通信管理插件133.7开入插件133.8开出插件133.9电源插件134装置软件144.1保护程序整体结构144.2保护启动元件144.3差动保护144.4后备保护功能说明19第二篇 用户使用说明265开箱检查266安装调试266.1安装266.2通电前的检查266.3装置通电检查276.4模拟短路故障试验337定值清单及整定说明377.1CSC-326R231 / R230/ R31B装置定值清单及其整定说明377.2关于闭锁备自投的整定说明517.3CSC-326R31A装置定值清单及其整定说明528装置接线及端子说明578.1电流、电压回路接线578.2装置端子说明589人机接口及其操作619.1装置面板布置图619.2正常运行显示629.3装置模拟量显示含义639.4装置菜单结构6510运行维护6710.1装置投运前检查6710.2运行中的注意事项6710.3设备更换保护软件或保护CPU板后的操作6710.4设备更换MASTER软件或MASTER板后的操作6710.5设备更换开入和开出插件后的操作6810.6设备更换交流插件后的操作6810.7几点说明6811保护报文汇总6911.1装置I类告警信息6911.2装置II类告警信息6912动作报告的格式和典型报告分析7112.1保护动作报告分析7112.2故障录波报告分析7113运输、贮存7514订货须知7515附录1：字符和中文字符集7615.1使用说明7615.2ASCII 16进制字符表7615.3中文字符表7716附录2：典型整定计算8116.1比率差动保护的整定计算8116.2后备保护的整定计算8317附图8617.1CPU简化原理图8617.2MASTER板简化原理图8717.3交流插件1原理图8817.4交流插件2原理图8917.5交流插件3原理图9017.6电源插件原理图9117.7CSC-326R31A装置背板定义9217.8CSC-326R31A装置背板连线9317.9CSC-326R31A装置端子图9417.10CSC-326R31B/R231/R230装置背板定义9517.11CSC-326R31B/R231/R230装置背板连线9617.12CSC-326R31B装置端子图9717.13CSC-326R231装置端子图9817.14CSC-326R230装置端子图99第一篇 装置技术说明1 概述1.1 适用范围CSC-326R系列数字式变压器保护装置（以下简称装置或产品）主要适用于110kV及以下电压等级的各种接线方式的变压器。该装置适用于变电站综合自动化系统，也可用于常规变电站。兼容CST30及CST200系列装置的保护配置及背板端子定义。本说明书适用于 1.2 保护配置CSC-326R系列数字式变压器保护装置分四种型号：CSC-326R31A、CSC-326R31B、CSC-326R231、CSC-326R230，其中CSC-326R31A 为19/2英寸宽小机箱；CSC-326R31B、CSC-326R231、CSC-326R230硬件相同，同为19英寸宽机箱。1、CSC-326R31A主保护装置，配置三侧差动保护。（小机箱）差动保护固定取高压侧I1、中压侧I3、低压侧I4三侧电流。2、CSC-326R31B主保护装置，配置三侧差动保护。（大机箱）差动保护固定取高压侧I1、中压侧I3、低压侧I4三侧电流。3、CSC-326R231主后一体化设计，配置三侧差动及三侧后备保护。差动保护：固定取高压侧I1、中压侧I3、低压侧I4三侧电流。各侧后备保护：高压侧后备保护固定取I1电流，中压侧后备保护固定取I3电流，低压侧后备保护固定取I4电流。4、CSC-326R230后备保护装置，配置三侧后备保护。高压侧后备保护固定取I1电流，中压侧后备保护固定取I3电流，低压侧后备保护固定取I4电流。表1 CSC-326R系列保护配置表类别R31AR31BR231R230差动速断注： 表中“”表示二者任选其一，”表示无此项保护配置；图1为CSC-326R装置的典型应用示意图。图中所有量只接入装置一次；第二组TA接入第二台装置完成第二套保护功能（与第一套完全相同），构成双主双后的保护配置图中 内选项为可投退的功能TA 。 图1 CSC-326R典型应用示意图1.3 装置主要特点1) 高性能、高可靠、大资源的硬件系统装置采用DSP和MCU合一的32位单片机，高性能的硬件体系保证了装置对所有继电器进行并行实时计算。装置保持了总线不出芯片的优点，有利于提高保护装置的高可靠性。装置的保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维护和使用。装置具有大容量的故障录波，储存容量达4Mbyte，全过程的故障记录数据可以保存不少于24次。完整的事件记录和动作报告，可保存不少于2000条动作报告和2000次操作记录，并且在停电时不丢失。装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求。2) 硬件自检智能化装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。装置的继电器检测采用了新方法，可以检测到继电器励磁回路线圈的完好性和监视出口触点的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。装置的开入回路检测采用了新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断，提高了判断的准确性。装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。装置可对机箱内温度进行实时监测。3) 用户界面人性化采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。装置面板上的8个指示灯，可清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：实用新型03207169.8和外观设计03356024.2。4) 动作过程透明化装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果，结合CSPC后台分析软件，可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。5) 现场调试自动化提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。6) 通信接口多样化装置配备高速可靠的LonWorks现场总线接口、RS-485 通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667-1999（idt IEC60870-5-103）的通信规约和四方公司CSC2000规约，并可共享网络打印机。装置提供GPS对时接口，提供的对时方式有：脉冲对时方式、IRIG-B码对时方式；另外也提供网络对时方式。7) 支持IEC61850标准通信装置能够支持IEC61850标准通信，可以提供符合IEC61850要求的设备模型文件（ICD文件），支持IEC61850定义的有关网络服务。可以支持多种站内网络配置方式。8) 全新的前插拔组合结构装置采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰器件。9) 模块化软件设计思想模块化的程序使保护功能配置灵活，可满足不同用户的要求。10) 可选择的励磁涌流判别原理提供了两种方法识别励磁涌流，即二次谐波原理和模糊识别原理。用户可任选其中一种原理。11) 方便的差动保护二次电流相位自动补偿软件采用Y/变换调整变压器各侧TA二次电流相位，使得变压器各侧TA可以按星形接入。12) 可靠的比率制动差动保护采用三段式折线特性，提高了区外故障大电流导致TA饱和时的制动能力。13) 自适应的比率制动差动保护通过自动识别故障状态的变化，采用自适应的差动保护，提高了区外故障切除时防误动的能力。14) 具有TA饱和综合判据比率制动差动保护采用了TA饱和的综合判据，可以有效识别TA饱和，从而有效防止区外故障时TA饱和引起的差动保护误动作。15) 可靠、灵敏的制动电流选取方式新型的制动电流选取方式，保证了变压器区内故障时制动量较小，区外故障时有较大的制动量，兼顾了保护的灵敏性和可靠性的要求。16) 灵活完善的后备保护配置后备保护配置灵活，跳闸出口采用矩阵整定，满足各种变压器接线要求。1.4 装置执行的标准企业标准Q/HDSFJ008-2003CSC-326系列数字式变压器保护装置。2 3 技术条件2.1 环境条件装置在以下环境条件下能正常工作：a) 工作环境温度：-1055，运输过程的环境温度极限值为-2570。在此极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化。当温度恢复后，装置应能正常工作；b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90，同时该月的月平均最低温度为25且表面无凝露；c) 大气压力：80kPa110kPa；d) 使用场所不得有火灾、爆炸、腐蚀等危及装置安全的危险以及超出本说明书规定的振动、冲击和碰撞。2.2 电气绝缘性能2.2.1 介质强度装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5:1977）规定的交流电压为2kV（强电回路）或500V（弱电回路）、频率为50Hz、历时1min的介质强度试验，而无击穿和闪络现象。2.2.2 绝缘电阻用开路电压为500V的测试仪器测定装置的绝缘电阻值不小于100M，符合IEC60255-5：2000的规定。2.2.3 冲击电压装置能承受GB/T14598.3-1993（eqv IEC60255-5:1977）规定的峰值为5kV（强电回路）或1kV（弱电回路）的标准雷电波的冲击电压试验。2.3 机械性能2.3.1 振动装置能承受GB/T 11287-2000（idt IEC60255-21-1:1988）规定的I级振动响应和振动耐受试验。2.3.2 冲击和碰撞装置能承受GB/T 14537-1993（idt IEC60255-21-2:1988）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。2.4 电磁兼容性2.4.1 脉冲群干扰装置能承受GB/T 14598.13-1998（eqv IEC60255-22-1:1988）规定的级1MHz和100kHz脉冲群干扰试验（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）。2.4.2 静电放电干扰装置能承受GB/T 14598.14-1998（idt IEC60255-22-2:1996）规定的IV级（接触放电8kV）静电放电干扰试验。2.4.3 辐射电磁场干扰装置能承受GB/T 14598.9-2002（idt IEC60255-22-3:2000）规定的级（10V/m）的辐射电磁场干扰试验。2.4.4 快速瞬变干扰装置能承受GB/T 14598.10-1996（idt IEC60255-22-4:1992）规定的级（通信端口2 kV，其它端口4kV）的快速瞬变干扰试验。2.5 安全性能装置符合GB 16836-1997规定的外壳防护等级不低于IP20、安全类别为I类。2.6 热性能（过载能力）装置的热性能（过载能力）符合DL/T 478-2001的以下规定：a) 交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流下允许10s，50倍额定电流下允许1s；b) 交流电压回路：在1.2倍额定电压下连续工作，1.4倍额定电压下允许10s；c) 直流电源回路：80120额定电压，连续工作。2.7 功率消耗装置的功率消耗符合DL/T 478-2001的以下规定：a) 直流电源回路：正常工作时，不大于35W；当保护动作时，不大于60W；b) 交流电流回路：当二次额定电流为5A时，不大于1VA/相；当二次额定电流为1A时，不大于0.5VA/相；c) 交流电压回路：在额定电压下不大于0.5VA/相。2.8 输出触点容量a) 跳闸触点容量：在电压不大于250V，电流不大于1A，时间常数L/R50.75ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为50W，允许长期通过电流不大于5A；b) 其它触点容量：在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R=50.75ms的直流有感负荷回路中，触点断开容量为30W，允许长期通过电流不大于3A。2.9 2.10 主要技术参数2.10.1 额定直流电源电压220V或110V （订货时注明）。2.10.2 额定交流参数a) 相电压：100/V；b) 开口三角电压：300V；c) 交流电流：5A或1A；（订货时注明）d) 频率：50Hz。2.11 主要技术性能指标2.11.1 交流回路精确工作范围a) 相电压：1V100V；b) 开口三角电压：3V300V；c) 电流：0.0820。（注：为装置TA的额定电流）2.11.2 动作精度a) 电流元件：5%；b) 电压元件：5%；c) 方向元件：K时，认为是故障，当NK时，认为是励磁涌流。4.3.2.6 过励磁状态下闭锁差动保护原理 （10）采用“或”门闭锁方式，三相差流中某相判为，即闭锁比率差动保护4.3.3 异常检测和一些判别4.3.3.1 整组复归判别保护启动后，如果连续2s内差流均不越限，则差动保护整组复归。4.3.3.2 TA断线检测在没有电流突变的情况下，TA断线判据为“所有相别的电流中有一相或两相无流且差流大于差流越限告警门槛值”，满足条件即判为TA断线。在有电流突变时，判据如下：1) 发生突变后电流减小（而不是增大）；2) 某侧三相电流中有一相或两相无流，且其它各侧三相电流无变化；3） 差流大于差流越限告警门槛值。满足以上条件时判为TA二次回路断线。TA断线检测功能可投退，判出TA断线后延时0.2s发告警信号，并可通过控制字来选择是否闭锁差动保护。当控制字选择为“TA断线闭锁比率差动”时：若各相差流都小于“断线开放定值”，则闭锁差动保护并发TA断线警信号；若某相差流大于“断线开放定值”，则只发TA断线警信号而不闭锁差动保护。4.3.3.3 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： （11）式中：为各相差动电流；为装置内部固定的系数（固定取0.3）；为差动保护电流定值。 4.3.4 差动保护动作逻辑框图差动保护动作逻辑框图见图8。图8 差动保护动作逻辑框图（二次谐波原理）4.4 后备保护功能说明注：后备保护中所有方向元件的指向均以“TA正极性端在母线侧”为基准。4.4.1 复合电压闭锁（方向）过流保护复合电压闭锁（方向）过流保护反应相间短路故障，作为变压器和相邻元件的后备保护。4.5.2.1 复合电压元件复合电压由低电压和负序电压“或”门构成，变压器各侧的电压均可作为闭锁电压引入，动作判据为：或 （12）式中：、为三个线电压；为低电压定值；为负序相电压；为负序电压定值。4.5.2.2 方向元件 图9 相间方向元件动作特性4.5.2.3 过流元件过流元件为按相动作方式，动作方程为： （13）式中：为过流定值。4.5.2.4 TV断线和电压压板对保护的影响。4.5.2.5 复合电压闭锁（方向）过流保护动作逻辑框图图10 复合电压闭锁（方向）过流保护动作逻辑图4.4.2 零压闭锁零序（方向）过流保护4.5.3.1 零压闭锁元件（） （14）4.5.3.2 零序方向元件零序方向元件中的零序电压和零序电流采用自产（）和自产()，最大灵敏角为100，动作范围为；。 图11 零序方向元件动作特性4.5.3.3 二次谐波闭锁4.5.3.4 零序过流元件()，系统定值中选为“普通变压器”后， （15）式中：为零序过流定值。4.5.3.5 TV断线和电压压板对保护的影响。4.5.3.6 零压闭锁零序（方向）过流保护动作逻辑框图零压闭锁零序（方向）过流保护动作逻辑框图见图12。图12 零压闭锁零序（方向）过流保护动作逻辑框图4.4.3 间隙零序保护间隙零序保护作为非全绝缘变压器中性点经放电间隙接地时单相接地故障的后备保护。该保护包含间隙零压元件和间隙零流元件，间隙零压元件采用外接，间隙零流元件采用变压器经放电间隙接地回路的间隙零序电流。间隙零压元件和间隙零流元件各设一段两时限；可以通过控制字整定为间隙保护并联输出，并联时间隙零流和间隙零压或门起动间隙零序保护的时间元件（采用间隙电压保护的两时限）。并联时需将间隙零流和间隙零压保护都投入，且将其跳闸矩阵控制字整定为相同。若要使间隙零压（或零流）保护动作时只告警，则需将间隙零压（或零流）保护两个时限的跳闸矩阵控制字都整定为零。本侧电压压板退出时，闭锁间隙零压保护。间隙零序保护的动作逻辑框图见13。13 间隙零序保护动作逻辑框图4.4.4 充电保护保护的动作逻辑框图14 4.4.5 零序过压保护（）4.4.6 过负荷、启动通风、闭锁调压装置各侧后备保护设有过负荷告警功能。另，高压侧设有启动通风及闭锁调压功能。该类保护，只检测B相电流。4.4.7 零序选跳保护15 4.4.8 TV断线检测TV断线检测逻辑分为三相断线和不对称断线两种判据：1） 三相电压均小于18V，且任一相电流大于无流定值（TA为5A时，0.3A；TA为1A时，0.06A）时，判断为TV三相断线，10s后发TV断线告警信号。2） 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（用于区分小电流接地系统的一点接地），判断为TV不对称断线，10s后发TV断线告警信号。保护启动后不再进行TV断线检测。4.4.9 保护动作后闭锁备用电源自投逻辑其动作逻辑为：当本侧后备保护动作跳本侧开关时，闭锁本侧备投。另外，可第二篇 用户使用说明8 开箱检查1） 打开包装后，检查装置外观是否完好无损。2） 检查装置的具体规格、合格证明书、配套文件、附件、备品备件等是否与订货合同要求一致，是否与装箱单规定的型号、名称、数量等一致并齐备。3） 如有问题，请与制造厂及时联系。9 安装调试6.1 安装1） 装置应牢固地在屏（柜）上固定，装置各连接螺钉应紧固。2） 各装置地应与屏（柜）地用接地线与接地母排及系统大地可靠连接。