发布时间 : 星期六 文章PRS-778-D型数字化变压器保护技术说明书V102[1].110525更新完毕开始阅读9023f4718e9951e79b89275d
功能及原理 3. 功能及原理
3.1 启动元件
PRS-778S装置利用双保护主板（BCPU和PCPU）互为闭锁启动，启动元件动作后，开放出口正电源；同时，针对不同的保护设置不同的启动元件。各保护元件只有在本身动作且另一主板上相应的启动元件动作后才能跳闸出口。 差动启动元件： 纵差启动元件： max{Ida,Idb,Idc}>纵差启动电流定值 分相差启动元件： max{Ida,Idb,Idc}>分相差动启动电流定值 低压侧小区差启动元件：max{Ida,Idb,Idc}>低压侧小区差动启动电流定值 分侧差启动元件： max{Ida,Idb,Idc}>分侧差动启动电流定值 零序比差启动元件： Id0 >零序差动启动定值 高（中）压侧后备保护启动： 相电流启动元件： max{Ia,Ib,Ic} >相电流启动定值 相电流突变量启动元件：max{?Ia, ?Ib, ?Ic} >固定门槛值 零序电流启动元件： 零序电流 >零序电流启动定值 负序电流启动元件： 负序电流 >负序电流启动定值 过激磁启动元件： 过激磁倍数 >过激磁倍数启动定值 低压侧后备保护启动： 公共绕组后备保护启动： 相电流启动元件： max{Ia,Ib,Ic} >相电流启动定值 零序电流启动元件： 公共绕组零序电流 >零序电流启动定值 注： “相电流启动定值”为相应侧所有相电流过流元件定值的最小值； “零序电流启动定值”为相应侧所有零序过流元件定值的最小值； 【注意】：各启动元件的启动定值不需要整定。 3.2 纵差及分相差动保护逻辑
3.2.1 差动特性
Id速断区Icdsd0.75动作区制动区Icdqd0.50.1Ie6IeIr
图3-1 差动保护动作特性
长园深瑞继保自动化有限公司 第 9 页 功能及原理 该差动特性适用于纵差保护和分相差动保护，只是两种差动保护的差流和制动电流计算不一样。差流和制动电流的计算见附录D。
3.2.2 差动速断
任一相差流大于整定值Icdsd（差动速断电流定值）时，该保护瞬时动作切除变压器。动作逻辑及动作特性分别见图3-2和图3-1。Icdsd定值按躲过最大励磁涌流整定，返回系数取0.95。作为差动保护范围内严重故障的保护，CT断线不闭锁该保护。
差动速断元件动作差动软硬压板投入差动速断控制字投入差动启动元件&&
差动速断跳闸
图3-2 差动速断逻辑框图
3.2.3 比率差动保护
比率差动保护的动作逻辑如图3-3所示，比率差动保护的动作特性采用三折线方式实现（见图3-1）。图3-1中Id为差动电流，Ir为制动电流；Icdqd为“比率差动启动电流定值”，Icdsd为“差动速断电流定值”。比率差动启动电流定值Icdqd用以躲过变压器正常运行时的不平衡电流，返回系数取0.95。
CT饱和闭锁元件励磁涌流闭锁元件 过激磁闭锁元件比率差动元件动作差动软硬压板投入比率差动控制字投入CT断线闭锁元件差动启动元件&&&比率差动保护跳闸
图3-3 比率差动逻辑框图
3.2.4 比率差动动作方程
比率差动保护的动作方程如下：
第 10 页 长园深瑞继保自动化有限公司 功能及原理 ?Id?0.1*Ir?Icdqd,Ir?Ie?,Ie?Ir?6Ie?Id?0.5*(Ir?Ie)?0.1*Ie?Icdqd??Id?0.75*(Ir?6Ie)?0.5*(6Ie?Ie)?0.1*Ie?Icdqdn （3-1）
,Ir?6Ie式中
n1?，I为制动电流，I??分别为差动各?（I?, … ,I：Id为差动电流，Id??II?in1rri2i?1i?1侧电流）。
3.2.5 励磁涌流闭锁原理
装置的励磁涌流闭锁方式有以下两种，用户可通过 “二次谐波制动”控制字来选择使用，若整定为“1”，表示采用二次谐波复合制动原理；若整定为“0”，表示采用波形识别原理。若考虑保护的双重化配置，则比率差动保护其中一套采用二次谐波复合制动原理，另一套采用波形识别原理。
3.2.5.1 二次谐波
利用三相差电流中的二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据，其动作方程如下：
I2nd?K2xb?I1st （3-2）
式中：I2nd为每相差动电流中的二次谐波，I1st为对应相差动电流的基波，K2xb为二次谐波制动系数整定值。
对纵差保护本装置采用我公司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。具体如下：
1) 对?/?接线变压器，差流反映?形接线侧两相电流相量差。变压器在?形接线侧空投时，单
相电流中较强的涌流特征（二次谐波含量或间断角）在两相电流相减后，差流中的涌流特征可能减弱。这种情况下，从差流提取二次谐波分量实现制动的传统方法可能失效。本装置变压器?侧的CT也按?形接入，故当差流二次谐波未能制动时，可进一步用原始两个相电流中的二次谐波进行制动，这就大大提高了涌流制动的可靠性。
2) 常规二次谐波涌流制动原理在任一相差流涌流制动时，闭锁全部三相比率差动保护，称为
“或”制动逻辑。若单纯用“或”逻辑进行制动，空投于故障变压器时，差动保护的动作速度有可能较慢。本装置则根据涌流和故障电流在三相差流中的反映，采用涌流复合制动逻辑：在变压器无故障时采用“或”逻辑制动方式可靠地避开涌流，空投于故障变压器时自动转换为分相制动方式，保证了空投于故障变压器时比率差动保护仍能快速灵敏动作。 对分相差动保护，由于本相差流只与本相有关与其他相无关，故采用本相涌流只制动本相差动的特征。由于现场二次谐波大多数整定为15~20%，随着变压器工作磁通密度的提高，励磁涌流中的二次谐波含量越来越小，可能制动失效。为了保证空投的可靠性，利用励磁涌流中含有的直流分量较为丰富的特征，采用直流助增制动特性，可靠性大大提高且不影响正常故障动作速度。
3.2.5.2 波形识别
故障时，差流基本上是工频正弦波，而励磁涌流时，有大量的谐波分量存在，波形发生畸变、间断和不对称。利用算法识别出这种畸变，即可识别出励磁涌流。
故障时，有如下表达式成立：
S??Kb*S? （3-3）
长园深瑞继保自动化有限公司 第 11 页 功能及原理 式中：S?为Ii??I?i?T2的半波积分值，S?为Ii??I?i?T2的半波积分值；kb为波形不对称系数。Ii?为差流
导数前半波某一点的数值，I'i?T2为差流导数后半波对应点的数值。
kb一般整定为0.1～0.2之间，装置内部固定取0.15。
3.2.6 过激磁闭锁原理
装置中采用差动电流的五次谐波与基波的比值作为过激磁闭锁判据来闭锁差动保护。判据如下：
I5th?K5xb?I1st （3-4）
式中：I5th为每相差动电流中的五次谐波，I1st为对应相差动电流的基波，K5xb为五次谐波制动系数（装置内固定，取为0.35）。
3.3 采样值差动保护
采样值差动是微机保护特有的一种差动保护，它将传统的相量转变为各采样点（瞬时值）的比率差动，并依靠多点重复判断来保证可靠性。采样值差动保护的逻辑图如图3-4所示。
采样值差动元件动作差动软硬压板投入采样值差动控制字投入差动启动元件&&
图3-4 采样值差动逻辑框图
采样值差动跳闸
采样值差动保护的设置主要是为一般的非轻微变压器内部故障提供一个“速动段”（其定值远低于差动速断定值，且数据窗小于一个周波），有助于消除二次谐波判据带来的长延时影响。它可快速切除绝大多数非轻微的变压器相间、接地故障。其动作方程为：
?id?Iicdqd （3-5） ??id?k?ir1n式中：id为采样值差动电流，id??il，ir为采样值制动电流，ir??il（i1, … ,in分别为变
2l?1l?1压器各侧电流的瞬时采样值）；Iicdqd为采样值差动启动电流（装置内固定，取为IN）；k为采样值差动比率制动系数（装置内固定，取为0.6）。采样值差动保护可作为对常规差动的补充，其原理本身具备抗CT饱和特性，不需另外附加抗CT饱和闭锁的措施。
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