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] PWSTH-03 微机型变压器低4压侧监控保护装置 第 19 页
1. 概述

PWSTH-03变压器高压侧监控保护装置是河南思达电力技术公司研制的新一代高性能微机保护产品，集保护、监测、控制、录波、通信于一体，适用于110KV及以下变电站的变压器高压侧的保护和测量。
本装置有以下主要特点：
l 集保护、测量、监控为一体，功能齐全，设计合理，最大限度的满足客户要求。
l 一次成形、全封闭、一体化4U钢结构机箱，使装置具有更高的抗高温、低温、潮湿、振动、有害气体、灰尘和强电磁干扰的能力。
l 采用SMT表面贴装生产工艺，使得装置工艺性更好，可靠性更高。
l 标准化、模块化硬件设计，易维护、易升级，尤其是单元化端子出线，使结构更清晰，接线更简单。
l 高精度的A／D转换，加上科学的算法，保证了动作快速、准确和可靠。
l 高清晰度的汉字液晶显示、键盘式输入，操作更灵活，使用更方便。
l 能存贮多套定值，并可在线查询、修改，使运行方式更灵活。
l 具备事件顺序记录、故障录波功能，使故障分析更直观、准确。
l 开关操作、定值修改设有授权密码，有效的防止误操作，进一步提高了系统的安全性和可靠性。
l 开关量使用+220V电压输入，既解决遥信误报问题，又简化了现场接线。

l 保护CT和测量CT独立接入，既提高保护可靠性，又提高测量精度。
l 操作箱采用防跳设计，提高了可靠性。
l 另配有远传接口，便于与其它系统互联，或快捷实现无人值班。
l 完备的自检功能，故障定位更加准确、迅速。
l 完善的电磁兼容设计，大大提高了装置抗电磁干扰能力。
l 宽温度范围，装置适用于分散安装。

2. 主要技术数据

2.1 额定数据
2.1.1 额定交流数据
a．交流额定电流：In＝5A或1A；
b．交流额定电压： Ua＝100／√3 (相电压)；
c．频率：F＝50Hz。
2.1.2 额定直流数据
直流电压：U_＝220V或110V（－15％～＋20％）（订货时需说明）。
2.1.3 功率消耗
a．直流回路：不大于30W；
b．交流电流回路：不大于0.5VA／相；
c．交流电压回路：不大于0.5VA／相。
2.1.4 交流回路过载能力
a．交流电流回路： 2In正常工作，20In持续1S；
b．交流电压回路： 1.2Un正常工作。

2.2 技术数据
2.2.1 整定范围及整定误差
a．电流元件：0.2～10In，整定误差不超过±3％；
b．低电压元件：0.3～0.9Un, 整定误差不超过±3％；
c．负序电压元件：0.04～0.3Un，整定误差不超过±3％；
d. 零序电压元件：0～1Un，整定误差不超过±3％；
e. 零序电流元件：0.4～10In，整定误差不超过±3％；
f. 时间元件：0～10s，在0～1s范围内误差不超过±30ms；在1～10s范围内误差不超过±3％；
g. 方向元件：动作区范围不大于170°，不小于150°；
h．整组动作时间：瞬时值在1.3倍定值时, 动作时间不大于35ms；
i．状态量采集：装置可记录事件发生的时间，事件顺序记录时间分辨率为2ms；
j．PT变比：××××，按实际一次侧额定电压值整定（单位：Kv/100V）；
k．CT变比：××××，按实际一次侧额定电流值整定（单位：A/5A）；
l．模拟量测量精度：0.5％；
m．脉冲量测量精度：0.5％；
n. 测频精度：0.04％；
o. 温度测量精度：1.0％；

2.3 通信接口
带隔离的RS485物理接口，可采用双绞线作为传输介质。

2.4 遥信输入
装置有16路遥信可供用户接入，装置本身遥信有合位、跳位、控制回路断线。

2.5 绝缘性能
2.5.1 绝缘电阻
装置的各带电的导电电路（n1～n6，n11～n62，见附图9；若有改动，见装箱图纸。下同）（网络线除外）分别对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，用开路电压为500V的测试仪器测定其绝缘电阻应不小于100MΩ。
2.5.2 介质强度
装置的各带电的导电电路（n1～n6，n11～n62）（网络线除外）分别对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，应能承受2kV（有效值）、50Hz的交流试验电压，历时1min，而无击穿或闪络现象。
2.5.3 冲击电压
装置的各输入、输出带电的导电端子（n1～n6，n11～n62）（网络线除外）对地（即外壳或外露的非电金属元件）之间，交流回路（n38～n62）和直流回路（n1～n6、n11～n37）之间，交流电流回路（n45～n62）和交流电压回路（n40～n44）之间，应能承受冲击电压波形为标准雷电波，幅值为5kV的试验电压，此后无绝缘损坏。
2.6 抗干扰性能
2.6.1 脉冲干扰试验
能承受频率为1MHz及100kHz的衰减振荡波脉冲群干扰试验。第一个半波电压幅值为共模2500V、差模1000V。
2.6.2 静电放电测试
能承受IEC255-22-2第4.1条规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电干扰。
2.6.3 辐射电磁场干扰测试
能承受IEC255-22-3第4.11条规定的严酷等级为Ⅱ级的辐射电磁场干扰。
2.6.4 快速瞬变干扰测试
能承受IEC255-22-4第4.1条规定的严酷等级为Ⅳ级（4KV±10%）的快速瞬变干扰。

2.7 机械性能
符合 GB11287-89 继电器、继电保护装置的振动(正弦)试验标准。
　　 GB／T14537-93 继电器、继电保护装置的冲击、碰撞试验标准。

2.8 环境条件
2.8.1 环境温度
工作温度为-10～+70℃，24h之内的平均温度不得超过35℃。贮存温度为-25～+70℃，在极限值下不施加激励量，不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作。
2.8.2 大气压力
大气压力： 80～110kPa（海拔高度2km以下）。
2.8.3 相对湿度
最湿月的月平均相对湿度为90%，同时该月的月平均最低气温为25℃，且表面无凝露。月最高温度为70℃时，平均最大相对湿度不超过50%。 Page: 4

））））））））

2.9 触点性能
2.9.1 输出触点长期容许接通电流为8A。

3. 结构

装置采用一次成形、全封闭、一体化4U钢结构机箱，装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。装置的开孔尺寸示意于下图，装置的面板布置图、端子定义图及插件位置图见附图1、9、2。

图3.1 安装开孔尺寸图（JX-4U/7）

4. 硬件说明

装置在机箱中共有七块电路板，分别为：电源板、PTCT板1、PTCT板2、通用I/O板、辅助I/O板、CPU板和LCD显示板，硬件框图见附图3。

4.1 电源板（原理图见附图4）
将直流220V(或110V)变换为+5V、±15V、+24V几组电压，其中+5V用于CPU板；±15V用于A/D转换各芯片；+24V用于所有开入量开出量及驱动24V继电器。

4.2 PT/CT板（原理图见附图5）
主要功能是将一次设备（PT，CT）的电压量、电流量变换为适应于微处理器采样用的电压信号。本装置共装有4个电压变换器，8个电流变换器。

4.3 通用I/O板和辅助I/O板（原理图见附图6）
主要由控制回路继电器和开入开出继电器等组成。

4.4 CPU板（原理图见附图7）
CPU板为装置的核心部件，由16位单片机、程序存贮器、数据存贮器、信号输出电路、开关量输入脉冲量输入电路、模拟量输入电路、开关量输出电路、通信接口电路等组成。

4.5 显示板（原理图见附图8）
显示板主要由LCD显示器、工作状态指示灯、键盘组成，完成工作状态指示、定值设定及查询、键盘操作等功能。

5. 装置功能说明

5.1 复合电压启动的（方向）过流保护
是本装置中的主要保护元件之一，它由在软件中设置的软压板来投退复合电压、方向。
5.1.1 保护动作判据
U2 ＞ U2set 或U1 ＜ U1set
Im ＞ Iset
t ＞ tset
式中：U2为负序电压 U2set为负序电压整定值
U1为正序电压 U1set为正序电压整定值
Im为三相电流中的最大值，Iset为过流整定值。
过流保护的每一段都可独立用控制字选择是否经方向闭锁。本装置的方向元件采用90°接线方式，动作区不大于170°，不小于150°。 动作的最灵敏角度为-30°、-45°、-60°可选。

5.2 零序过电压
零序过电压判据为：
│ U0 │＞│U0set│

5.3 零序过流
可选是否经零序电压启动。
零序过流判据为：
│ I0 │＞│I0set│

5.4 间隙过流
间隙过流判据为：
│ I0＇│＞│I0＇set│

5.5 零序联跳回路
零序联跳设置零序电压或零序电流两种闭锁条件，该两种闭锁条件均可由软压板投退。若设置经零序电压启动，则外变跳本变信号需本变零序电压达到整定值后才能跳本变。若设置经零序电流闭锁，则外变跳本变信号在本变零序电流达到整定值后，将不能跳本变。

6. 监控部分

6.1 事件顺序记录
当各类保护动作或监视的其它状态发生变化时，装置将自动记录事件发生的时间及动作值，事件顺序记录可通过面板进行查询。

6.2 故障录波
装置将对所输入的各个值进行连续采样，采样值存放于RAM中。当录波条件满足时，将保留启动前4个周波的数据，且继续采样并存放180个周波的数据。

6.3 控制
6.3.1 风机启动
根据主变温度或负荷大小自动启停，或者由操作界面人为控制风机的启停。

7. 使用说明

7.1 装置的应用场合
本装置适用于110kV以下变电站的变压器高压侧保护和测量，装置具有保护、测量、通信、控制功能，可直接控制断路器分、合，满足电力系统“四遥”功能。

7.2 定值整定
序号
定值名称
整定范围
1
过流I
1.0～50.0A
2
过流Ⅱ
1.0～50.0A
3
过负荷
1.0～50.0A
4
风机启动电流
1.0～50.0A

5
零序Ⅰ
1.0～50.0A
6
零序Ⅱ
1.0～50.0A
7
零序Ⅲ
1.0～50.0A
8
零序闭锁电流
1.0～50.0A
9
间隙过流
1.0～50.0A
10
负序电压
0～150.0V
11
低电压
0～150.0V
12
零序电压
0～300.0V

控制字各位定义：（KW1，KW2为16位二进制数）
KW1：
D0 外部启动录波
D8 零序过压1投跳闸
D1 DL分录波
D9 间隙过流投跳闸
D2 DL合录波
D10　 零序Ⅲ段启动外变跳闸
D3 间隙过流录波
D11 允许外变启动跳闸
D4 过流录波
D12 过流Ⅱ段t1时限跳分段
D5 零序过流录波
D13 过流Ⅰ段t1时限跳分段
D6 零序过压录波
D14 复合电压启动过流Ⅱ段
D7 复合电压过流录波
D15 复合电压启动过流段
KW2：
D0 外变跳闸经零序闭锁电流闭锁
D8 —————
D1 外变经零序电压3 启动跳闸
D9 —————
D2 零序Ⅱ段t2时限跳本变
D10　 —————
D3 零序Ⅰ段t2时限跳本变
D11 —————
D4 零序段t1时限跳分段

D12 过流Ⅰ段t2时限跳本变
D5 零序Ⅰ段t1时限跳分段
D13 过流Ⅱ段t2时限跳本变
D6 零序电压2 启动零序Ⅰ段
D14 过流Ⅱ段带方向
D7 零序电压2 启动零序Ⅱ段
D15 —————

7.3 人机界面
7.3.1 键盘操作说明
本装置可通过面板上的键盘进行参数据设定、控制操作、事件查询和信号复归等操作。装置的面板布置参见附图1，各按键的作用如下：
a．“↑”“↓”“→”“←”用于改变光标位置，从而选择所需的操作项目；
b．“＋”“－”用于改变光标处的数字（增或减）或控制字（Y或N）；
c．“取消”“确认”用于取消或确认所进行的操作。
7.3.2 主菜单
装置上电后，运行灯闪烁，电压、电流、F、P、Q切换显示。
按面板上的任意键进入主菜单，此时液晶出现背光。
主菜单：

光标停留在“参数设定”位置，通过“↑”“↓”键可以选取操作项（下同）， 按确认键进入下级菜单。
7.3.3 参数设定
进入参数设定后，光标停留在“定值查询”位置：

a．定值查询
过流 复合电压
零序 风机启动
过负荷 录波
变比 控制字
查询定值可通过“↑”“↓”“→”“←”键进行选择，确认键完成翻页，操作过程方便、清晰。
b．定值修改
定值修改界面同定值查询，进入修改界面后，光标会停留在数字位置，由“↑”“↓”“→”“←”“＋”“－”键进行数字整定，控制字投入通过“＋”“－”键来选择“Y”或者“N”，“Y”表示投入，“N”表示退出。
c．定值固化
定值固化首先要正确输入密码，密码采用4位，同于定值整定方法，由“↑”“↓”“→”“←”“＋”“－”键操作进行：
输入密码： 0000

密码确认按确认键
取消操作按取消键

密码输入错误时，出现下界面：

密码失败
请重输入密码

密码输入正确时，出现下界面：
定值号 定值固化

按确认键继续
取消操作按取消键
光标停留在定值号选项上，定值号由0～2，共3组定值，一旦定值号选定后，出现下界面，光标停留在数字位置上。
投入定值号： 0000

按确认键继续
取消操作按取消键
使用“＋”、“－”键输入数字，确认定值号后，按确认键，此时本套定值投入运行，定值查询、修改、固化均是对应此套定值。

d．修改密码
输入密码： 0000

密码确认按确认键
取消操作按取消键

正确输入密码后，进入下一界面
设定密码： 0000

密码确认按确认键
取消操作按取消键
此时可设定本装置的密码，一经确认，此密码将会有效。
密码输入错误时，出现下界面：

密码失败
请重输入密码

7.3.4 开关操作
主菜单上选定开关操作，确认执行后出现下界面。
开入查询 风机启
开关操作 风机停

取消操作按取消键
可执行风机启、风机停，同开关操作过程。
a．开入查询

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0 0 0 0 0 0 0
0～7对应8个开入号， “1”表示合状态，“0”表示分状态。
b．开关操作
选定开关操作，确定执行后出现下界面：
输入密码： 0000

密码确认按确认键

取消操作按取消键
正确输入密码后，进入分、合操作界面：
合闸 分闸

确认操作按确认键
取消操作按取消键
光标停留在合闸状态，由“→”“←”键进行选择合闸或者分闸。
7.3.5 事件查询
a．有事件时，液晶上将显示事件类型、动作值大小，并且最终记录一共发生事件的个数；
b．无事件时，将提示“无事件” 。
7.3.6 信号复归
信号复归将会清除事件区事件、信号灯，将保护复归。
7.3.7 其它说明
a．电压、电流、时间、密码可通过“+” 、“－”按位修改，“＋”至“9”将不能继续加，“－”至“0”将不能继续减；
b．控制字的修改通过“＋”或－”键；
c．电流、时间保留两位小数，电压保留一位小数；
d．操作确认用确认键，并进入下级界面；
e．操作取消用取消键，并退至上级界面；
f．装置在2分钟内没有按键操作，将自动取消液晶背光，并返回模拟量显示切换界面；

7.4 定值说明
7.4.1 定值逻辑图参见图7.1。

图7.1
图中:
FYJ: 低压侧负序电压; 1YJ: 低压侧低电压;
1LJ: 过流Ⅰ段; 1SJ1: 过流Ⅰ时限1;
2LJ: 过流Ⅱ段; 2SJ1: 过流Ⅱ时限1;
1SJ2: 过流Ⅰ时限2; 2SJ1: 过流Ⅱ时限2;
1LYJ:零序过压1; 2LYJ:零序过压2;
3LYJ:零序过压3; 3SJ: 零序过压1延时;
1LLJ:零序Ⅰ段; 4SJ: 零序Ⅰ时限1;
5SJ: 零序Ⅰ时限2; 2LLJ:零序Ⅱ段;
6SJ: 零序Ⅱ时限1; 7SJ: 零序Ⅱ时限2;
3LLJ:零序Ⅲ段; 8SJ: 零序Ⅲ延时;
5LLJ:零序闭锁电流; 4LLJ: 间隙过流;
9SJ: 间隙过流延时。

7.4.2 控制字
控制字为软开关，选“N”为此项功能退出，选“Y”为此项功能投入。
7.4.3 功率方向角
该定值需整定为最大灵敏角。
7.4.4 复合电压启动的（方向）过流保护
a. 动作电流按避越变压器额定电流整定:
式中: Kf------返回系数: 取0.9
Kk------可靠系数: 取1.3～1.5
b. 负序电压按避越正常运行时的不平衡电压整定
U2dz=(0.06～0.16)Un
其中: Un为额定相电压。
c. 低电压按动作电压小于正常运行时母线的可能最低工作电压,根据运行经验一般:
Udz=(0.5～0.7)Un
d. 方向元件一般按指向主变为正方向。
7.4.5 零序保护
a. 零序Ⅰ段
I0Idz = KphKtzI’OIdz
式中: Kph------配合系数,取1.1～1.2;
Ktz-----零序分支系数,其值是在最大运行方式下,相临元件零序电流保护保护范围末端发生接地短路时,流过本保护的零序电流与流过相邻元件保护的零序电流之比;
I’OIdz---相邻元件零序电流保护Ⅰ段动作值，其时限一般取t1=0.5～1s， t2=t1+Δt
b. 零序Ⅱ段
动作值计算与上式相仿,其动作值和时限与相邻元件零序保护的后备段配合。
c. 零序电压保护
应躲过在部分中性点接地的电网中发生接地短路时,在保护安装处可能出现的最大零序电压来整定。动作时间t5=0.3～0.5s，不需要与其它保护配合。
d. 间隙零序电流的整定通常取一次动作电流为100A。
e. 零序过电压
整定值应大于发生接地短路时，中性点直接接地运行的变压器，尚未由其零序电流保护切除情况下的母线残压，并低于变压器中性点绝缘耐压水平，在X0/X1≤3时取180V，动作时间取 0.3～0.5。

8. 安装调试说明

8.1 装置对外连线说明
装置的外接端子图参见附图9。
8.1.1 跳合闸回路
a. n11和n12之间跨接跳闸压板；
b. n26去合闸机构，n28去跳闸机构；
c. 手动跳闸接在+KM和n27之间；
d. 手动合闸接在+KM和n25；
e. n14、n15之间接跳中压侧，n16、n17之间接跳低压侧，n18、n19之间接跳高分段，n20、n21之间接跳其它变，n22、n23之间接跳启动风机；
f. 其它保护跳本侧开关，接于+KM和n13之间。
8.2 装置通电前检查
8.2.1 检查装置的型号及各电气量参数是否与订货一致。
8.2.2 检查装置有无机械损伤等现象。
.2.3 检查接线是否与端子定义一致，保证接线正确。

8.3 装置通电检查
8.3.1 接通直流工作电源，检查装置是否正常工作
8.3.2 若装置正常工作，面板上只有绿色运行灯在规律闪烁，分位置，合位置灯与断路器当前实际状态一致，其它指示灯灭。
8.3.3 通过菜单查询，可查出当前开关位置是否与实际位置一致。
a．开入号0 → 断路器分状态
b．开入号1 → 断路器合状态
8.3.4 完成上述检查后，按照第5.3节说明，通过人机对话将全部保护定值输入并固化到EEPROM。
8.3.5 禁止带电插拔插件。
8.3.6 接通电源后，检查装置通信是否正常，若不正常，应检查装置MASK是否接地良好，网络线是否连接正确。
8.3.7 开入量检查
+KM，-KM通直流，按附图开入量端子定义依次与-KM相连，此时查询开入状态菜单，将会正确反应出各个开入量的位置，同时事件记录应正确，如有与上述不符者，应逐步检查。
8.3.8 开出量检查
a．按开关操作顺序进行开关分、合试验。
b．开关变位后可在事件查询菜单中查出事件，同时对应机箱面板分、合位置灯是否与断路器实际位置一致，若不一致，检查操作回路。

8.4 模拟短路试验
8.4.1 试验目的是检查保护各项定值是否精确，动作行为是否正确。
8.4.2 以二段式过流I电流保护为例
a．按下图接线；
b．每个项目重复进行三次并记录；
c．Ia=1.2Idz(Idz为电流定值)，保护装置可靠动作，装置面板上保护动作灯亮，查询事件可查出动作类型和动作值；
d．将保护压板打上，应能出口动作，跳断路器；
e．Ia=0.8 Idz(Idz为电流定值)，保护装置可靠不动作；
f．同上可试验过流Ⅰ、过流Ⅱ。

8.5 装置的投运
8.5.1 投入直流电源，打开装置开关，运行指示灯闪烁，合、分位置灯正确反映断路器当前状态。
8.5.2 核对保护定值清单，确认无误后存档。
8.5.3 核对电流、电压相序、同名端是否正确。
8.5.4 检查测量量循环显示是否正确。

8.6 其它情况
8.6.1 保护动作
a．保护动作指示灯亮；
b．事件记录正确；
c．故障录波正确；

8.7 注意事项
8.7.1 运行中不允许不按操作程序随意按动面板上按键。
8.7.2 不允许随意操作如下命令：
a．开关操作；
b．定值固化；
c．定值投入。
8.7.3 未经厂方允许，不得随意拆卸、更改任何插件，否则后果自负。

9. 订货须知

9.1 订货说明
订货时请指明：
a．装置的型号、名称、订货数量；
b．交流电压、电流及额定频率；
c．直流电压额定值；
d．跳、合闸电流；
e．供货地址及时间；
f．组屏要求及屏的尺寸和颜色。