SAI-358D數(shù)字式變壓器差動保護裝置

一、概述

適用于 110KV 及以下電壓等級的雙圈、三圈變壓器，滿足三側(cè)差動的要求。也適用于發(fā)電

機或發(fā)-變組差動保護。

保護功能的主要配置：

l 差動速斷

l 二次諧波制動的比率差動

l CT斷線閉鎖差動

l 冷卻故障延時出口

二、保護原理說明

2.1、差動速斷

當任一相差動電流大于差動速斷整定值時，動作于出口繼電器。用于在變壓器差動區(qū)發(fā)生嚴重故障情況下快速切除變壓器。差動速斷定值應能躲過外部故障的不平衡電流和空投變壓器時的勵磁涌流，并考慮到電流互感器飽和因素，一般取6～12倍的額定電流。

其動作條件如下：

其中 Id為差流，Isd為差動速斷定值

2.2、比率差動

采用常規(guī)比率差動原理，其動作方程如下：

Id>Iqd  Ir ≤Ig

Id-Iqd>Kcd*(Ir-Ig) Ig

Id-Iqd-Kcd*(3Ie-Ig)>0.7(Ir-2.5Ie) Ir>2.5Ie

Kcd 為比率制動系數(shù)

Iqd 為差動電流起動定值

Id 為差動電流   Id=｜I1+I2+I3｜

Ir 為制動電流   Ir=0.5(｜I1｜+｜I2｜+｜I3｜)

由于變壓器各側(cè)電流可經(jīng)軟件進行 Y／△調(diào)整，故外部可采用全星形接線方式。采用全星形接線方式對減小電流互感器的二次負荷和改善電流互感器的工作性能有很大好處。

其動作曲線如下圖：

建議將元件中的拐點電流Ig設(shè)定為1.0倍的高壓側(cè)額定電流，以保證匝間短路在制動電流小于額定電流即Ir < Ie時，沒有制動作用。

差動電流門檻判據(jù)不宜過小，建議取Iqd＝(0.3～0.5) Ie。

比率制動系數(shù)Kcd建議取值范圍為0.3～0.7。

對于雙圈變：

Id ＝∣· H +· L∣

Ir ＝∣· H-· L∣/2

在本裝置內(nèi)，各側(cè)電流均以流入變壓器為正方向，相位差由軟件自動進行校正。變壓器各側(cè)的電流互感器均采用星形接線，并且以指向變壓器為同極性。

2.3、二次諧波制動

利用三相差動電流中的二次諧波作為勵磁涌流閉鎖的判據(jù)。動作方程如下：

Id2 > Kxb·Id

其中Id2為三相差動電流中的二次諧波，Id為對應的三相差動電流，Kxb為二次諧波制動系數(shù)。三相差動電流中只要任一相滿足上述條件，均閉鎖三相比率差動保護。Kxb 一般取為10％～30％之間。

2.4 、CT斷線報警及閉鎖

具有瞬時CT斷線閉鎖或告警功能及差流越限告警功能。

2.4.1、瞬時CT斷線

比率差動啟動后，需經(jīng)過瞬時CT斷線的檢測，保證差流不是由于斷線引起的。判別為CT斷線后，發(fā)出告警信號，報告CT斷線，通過調(diào)整控制字可以決定是否閉鎖差動保護。

瞬時CT斷線判別在滿足下列任何一個條件時，將不進行CT斷線判別：

1) 啟動前某側(cè)相電流小于該側(cè)額定電流的20％，則不判該側(cè)；

2) 啟動后相電流值大于該側(cè)額定電流的120％；

3) 啟動后任一側(cè)電流比啟動前增加。

在上述三個條件均不滿足的情況下，如某一側(cè)同時滿足以下條件，則判為CT斷線：

1) 只有一相電流為零；

2) 其余兩相電流于啟動前電流相等。

2.4.2、差流越限告警

如差流大于15％的高壓側(cè)額定電流，經(jīng)判別過10s后，發(fā)出告警信號。并報告差流越限，但不閉鎖差動保護。這一功能兼起保護裝置交流采樣回路的監(jiān)視功能。

2.5、冷卻故障延時跳閘

整定控制字選擇冷卻故障是否經(jīng)過本保護裝置延時跳閘，延時時間也可整定。冷卻故障 1 不經(jīng)油溫高閉鎖，冷卻故障接點閉合后延時時間到跳閘；冷卻故障 2 經(jīng)油溫高閉鎖，冷卻故障接點和油溫過高接點同時閉合后延時時間到跳閘，兩種方式完全獨立。

2.6、非電量保護

從變壓器本體來的接點經(jīng)SAI3581F非電量保護裝置重動后，輸出一組空接點至SAI358D主保護裝置進行事件記錄，并可通過MMI將記錄上傳至后臺計算機。與SAI3581F非電量保護裝置相對應，通過投退軟壓板選擇何種非電量信息需要進行記錄。

整定控制字選擇冷卻故障是否經(jīng)過SAI358D主保護裝置延時跳閘，延時時間也可整定。延時到達后，裝置輸出一付跳閘接點送回給SAI3581F非電量保護裝置。

2.7、數(shù)據(jù)記錄

本裝置具備故障錄波功能。可記錄的模擬量為Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。所有數(shù)據(jù)記錄信息數(shù)據(jù)存入FLASH RAM中，可被PC機讀取。可記錄的錄波報告為8個以上，每次錄波數(shù)據(jù)時間容量為1S，分兩段記錄，動態(tài)捕捉并調(diào)整記錄時間。可記錄的事件不少于1000次。本裝置除記錄系統(tǒng)擾動數(shù)據(jù)外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

2.8、遙信、遙測、遙控功能

遙控功能主要有三種：正常遙控跳閘操作和合閘操作，接地選線遙控跳閘操作。

遙測量主要有：IAc、(IBc)、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F 和電度。所有這些量都在當?shù)貙崟r計算，實時累加，三相有功無功的計算消除了由于系統(tǒng)電壓不對稱而產(chǎn)生的誤差，且計算完全不依賴于網(wǎng)絡(luò)，精度達到 0.5 級。

遙信量主要有：16 路遙信開入、裝置變位遙信及事故遙信，并作事件順序記錄，遙信分辨率小于2ms。