01CAT221變壓器主保護裝置說明書(V3.0)

CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAT221變壓器主保護裝置說明書\*ROMAN\*ROMANIIICAN2023變電站綜合自動化系統(tǒng)技術使用說明書〔V3.0〕山東魯能積成電子股份20238關于CAN2023變電站綜合自動化系統(tǒng)的全部技術和使用說明書的版權為山東魯能積成電子股份全部。山東魯能積成電子股份保存對全部資料的修改和解釋權。目 錄\l“_TOC_250024“CAT221變壓器主保護裝置 1裝置概述 1.2 CAT221測控 \l“_TOC_250023“1.2.1 開關量采集............................................................................. 1\l“_TOC_250022“1.2.2 脈沖量采集............................................................................. 2\l“_TOC_250021“1.2.3 把握輸出................................................................................. 2CAT221工作原理 \l“_TOC_250020“1.3.1CT接線及平衡補償.................................................................... 2\l“_TOC_250019“1.3.2 保護啟動................................................................................. 3\l“_TOC_250018“1.3.3 差動保護動作特性.................................................................... 3\l“_TOC_250017“1.3.4 差動速斷保護.......................................................................... 4\l“_TOC_250016“1.3.5 比率差動保護.......................................................................... 4\l“_TOC_250015“1.3.6 二次諧波閉鎖.......................................................................... 4\l“_TOC_250014“1.3.7CT斷線判別及閉鎖.................................................................... 4\l“_TOC_250013“1.3.8 故障錄波................................................................................. 5\l“_TOC_250012“1.3.9 非電量保護............................................................................. 6\l“_TOC_250011“1.3.10 頻率跟蹤............................................................................... 7CAT22故障錄波查看 .\l“_TOC_250010“1.4.1 故障錄波信息.......................................................................... 7\l“_TOC_250009“1.4.2 故障錄波數(shù)據(jù).......................................................................... 8CAT221定值整定 \l“_TOC_250008“1.5.1 定值表.................................................................................... 9\l“_TOC_250007“1.5.2 系統(tǒng)參數(shù)及平衡系數(shù).............................................................. 10\l“_TOC_250006“差動速斷保護整定 11\l“_TOC_250005“比率差動保護整定 111.5.5CT 斷線判別整定..................................................................... 12CAT22保護調試 .2\l“_TOC_250004“1.6.1 數(shù)值校驗............................................................................... 12\l“_TOC_250003“1.6.2 差動速斷校驗........................................................................ 13\l“_TOC_250002“1.6.3 比率差動門檻值校驗.............................................................. 13\l“_TOC_250001“1.6.4 比率制動系數(shù)校驗.................................................................. 13\l“_TOC_250000“1.6.5 二次諧波制動系數(shù)校驗........................................................... 14CAT221變壓器主保護裝置背板端子接線圖CAT221變壓器主保護裝置原理接線開放圖CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAT221變壓器主保護裝置說明書CAT221變壓器主保護裝置CAT221變壓器主保護裝置第1頁CAT221變壓器主保護裝置裝置概述CAT221110KV4U、19/27PTCT、模擬量、測CPUCPU7CPUCPUCPU工況查看以及保護動作和自診斷信息顯示，均通過串行通信由測控CPU完成。測控CPU128×6416×1616×8功能：在線查看全部輸入溝通量和開關量，以及整定值、歷史記錄；/開出量試驗均由裝置通過顯示界面和鍵盤操作完成，維護便利；完善的事故分析功能〔故障錄波、保護動作大事記錄；實時時鐘具備萬年歷功能，能接收監(jiān)控系統(tǒng)的校時且掉電不停計時。CPUCPU本裝置主要具有以下功能：差動電流速斷保護二次諧波制動的比率差動保護CT差流越限報警故障錄波非電量保護跳閘非電量信號采集主變中性點接地刀遙控CAT221開關量采集裝置供給16路開關量采集功能。其中0-50路固定為本體重瓦斯信號，1路固定為調壓重瓦斯信號，2路固定為壓力釋放信號，3為主變本體信號的遙信使用，06、07、08、09度高、油位低。名稱名稱名稱名稱00本體重瓦斯04備用08溫度高12YX1201調壓重瓦斯05備用09油位低13YX1302壓力釋放06本體輕瓦斯10YX1014YX1403冷控失電全跳07調壓輕瓦斯11YX1115YX15脈沖量采集裝置供給兩路脈沖量輸入接口，可以采集一個斷路器的有功電度和無功電度。把握輸出裝置供給一路遙控分合把握功能，可用于主變中性點接地刀閘的遙控。CAT221CT為簡化現(xiàn)場接線，本裝置要求變壓器各側電流互感器均按形接線，并要求各側CT均按同極性接入，即各側電流均以指向變壓器為正方向。如以以下圖所示：* ** *Y/Y-12接線Y/△-11接線Y/Y-12接線Y/△-11接線Y/△-1接線”a”baba”( )/ab3bbca”( )/ac3”( )/ 3b”( )/ba3”ccc”( )/ca3c”( )/cb3其中：a、b、c 為變壓器Y側CT二次電流，a”、b”、c”為校正后各相電流。各側電流的平衡系數(shù)調整通過軟件由裝置自動完成不需外接中間電流互感器裝置通過變壓器容量、變壓器各側額定電壓、各側CT變比及變壓器聯(lián)接組別的整定，裝置自動進展各側平衡系數(shù)的計算，通過軟件進展Y/△轉換及平衡系數(shù)調整。平衡補償均以高壓側電流為基準。平衡系數(shù)的內部算法如下：K I /Il e1 e2式中：Kl

為低壓側平衡系數(shù)，Ie1

、I 分別為變壓器高、低壓側二次額定電流。e1保護啟動故障計算判別，同時開放出口繼電器正電源。突變量啟動的判據(jù)為：iit tT

itT

i t2T式中：i為變壓器各側任一相電流的瞬時值,i 為前一周波瞬時值，i 為前兩周波t tT t2T瞬時值。變量啟動的補充，其判據(jù)為：I K min(I ,I )d k dzcd dzsd式中：Id

為任一相差動電流，Kk

1的牢靠系數(shù)，min(I

dzcd

,Idzsd

為差動門檻定值和差動速斷定值中的小值。差動保護動作特性使用一組出口接點。Id動作區(qū) Kb2Kb1Ir差動保護動作特性CAT221變壓器主保護裝置CAT221變壓器主保護裝置第4頁CAN2023綜合自動化系統(tǒng) CAT221變壓器主保護裝置說明書差動速斷保護由于差動速斷保護不經(jīng)過比率制動、涌流閉鎖和CT斷線閉鎖，因此能在變壓器差動區(qū)內發(fā)生嚴峻故障時快速切除變壓器。動作判據(jù)如下：I Id

dzsd三相差流中任一相滿足上式即動作出口。規(guī)律圖如下：差動速斷投入Ida>IdzsdIdb>Idzsd ≥1Idc>Idzsd

& TLP 發(fā)信比率差動保護CT飽和的力氣。動作方程如下：I Id

dzcd

I Ir

/Kdzcd b1I K Id b1r

Idzcd

/K Ib1

IdzgI K I K (I I ) I Id b1dzg b2 r

r dzg式中：I 為差動門檻定值；I 為差動拐點電流定值；dzcd dzgK 、K 為比率制動系數(shù)1、2；b1 b2I 為差動電流值，I 為制動電流值。d rII I ”K Id h l lI (I”r h

KIl

)/2”

為變壓器低壓側電流；I Ih lK為低壓側平衡系數(shù)。l二次諧波閉鎖下：I K Id2 xb d式中，I 為三相差動電流的二次諧波量，I 為對應相的差動電流，K 為二次諧波d2 d xb制動比。二次諧波承受按相閉鎖方式。CTCTCT斷線判別。延時CT斷線判別在滿足如下動作判據(jù)超過10s后發(fā)差流越限報警信號，但不閉鎖比CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAT221變壓器主保護裝置說明書CAT221變壓器主保護裝置CAT221變壓器主保護裝置第5頁率差動保護。

I Id dzct

CT斷線電流定值。dzctCT均為星形接線。CT均為星形接線。CT斷線動作后，僅發(fā)信或閉鎖比率差動保護出口并發(fā)信。比率差動保護投入Ida>IdzcdIra<IdzgIda-Kb1*Idzg>Kb2*(Ira-Idzg)Ida>Kb1*Ira≥1&&Idz2/Ida>Kxb二次諧波閉鎖投入&Idb>IdzcdIrb<IdzgIdb-Kb1*Idzg>Kb2*(Irb－Idzg)Idb>Kb1*Irb≥1&&≥1&TLP跳閘發(fā)信Idb2/Idb>Kxb二次諧波閉鎖投入&Idc>IdzcdIrc<IdzgIdc-Kb1*Idzg>Kb2*(Irc-Idzg)Idc>Kb1*Irc≥1&&Idc2/Idc>Kxb二次諧波閉鎖投入&CT斷線CT斷線閉鎖投入&啟動后任一相電流大于1.2Ie；啟動后任一相電流比啟動前增加。CT斷線。只有一相電流為零且啟動前本相電流大于0.2Ie；變壓器各側其余電流皆無變化。比率差動保護規(guī)律圖故障錄波故障錄波啟動判據(jù)如下：I Id dzcd錄波采樣速率為12點/周波，共錄主變兩側6路溝通量。每次記錄故障前3周波故障后1720340ms，本裝置差動保護動作時間典型值為30ms，斷路器動作時間一般不超過100ms，故錄波足以涵蓋故障發(fā)生至切除的全過程。非電量保護非電量保護與變壓器差動保護、變壓器后備保護完全獨立。非電量保護包括變壓器本體重瓦斯、本體輕瓦斯、調壓重瓦斯、調壓輕瓦斯、壓力釋CPU進展CPU進展信號采集及歷史記錄。放、冷卻消逝四種信號可以生成保護事項和啟動錄波，本體輕瓦斯、調壓輕瓦斯、溫度高、油位低僅可以生成保護事項?，F(xiàn)場可以便利地通過設定內部把握“事項“錄波實現(xiàn)設置方法如下在主菜單下選“裝置調試”輸入密碼后進入二級菜單選“保護調試輸入密碼進入下級菜單可以看“模擬量”、“開關量”“把握輸出”三項，這時輸入留意按鍵時間及間隔時間要稍長一點)即可進入內部定值修改選項，通過<>、<>或<PgUp>、<PgDn>鍵上下移動光標“開關量菜單按<Enter> 鍵選擇該項進展修改可以看“事項“錄波”把握字，把握字的每一二進制位對應一種非電量信號，該位置“1”表示該信號需要生成保護事項或啟動錄波，置“0”表示該信號不需要生成保護事項或啟動錄波，而后將設定的二進制轉換成十進制在對應把握字中輸入該十進制數(shù)即可各位對應的權重關系如下：油位低溫度高調壓輕瓦本體輕瓦冷卻消逝壓力釋放調壓重瓦本體重瓦YX9YX8YX7YX6YX5YX4YX3YX2YX1YX09876543210信號對應位其中中間兩位未用，置“0”置“信號對應位錄波，則設置如下：①事項把握字設定為：CAN2023CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAT221變壓器主保護裝置說明書CAT221變壓器主保護裝置CAT221變壓器主保護裝置第7頁油位低溫度高調壓輕瓦本體輕瓦冷卻消逝壓力釋放調壓重瓦本體重瓦YX9YX8YX7YX6YX5YX4YX3YX2YX1YX00101001001信號對應位換算成十進制數(shù)0*29+1*28+0*27+1*26+0*25+0*24+1*23+0*22+0*21信號對應位=329信號信號對應位冷卻消逝壓力釋放調壓重瓦本體重瓦YX3YX2YX1YX00010換算成十進制數(shù)0*23+0*22+1*21+0*20=2把握字事項把握字事項錄波設置〔十進制〕3292置有效。頻率跟蹤〔或線〕電壓，自動跟蹤系統(tǒng)頻率，實時調整采樣頻率。CAT221為便于分析故障，CAT22112點/631720個周面在當?shù)夭榭?。可在“歷史記錄”的“故障錄波信息”、“故障錄波數(shù)據(jù)”子菜單中通過<>、<>或<PgUp><PgDn>查閱最近發(fā)生的10次故障錄波，錄波按發(fā)生時間01號，依次類推，2為最1010次錄波。故障錄波信息在“故障錄波信息”中可以查看錄波啟動時間、差動保護動作時間、差動保護返CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAN2023綜合自動化系統(tǒng)CAT221變壓器主保護裝置說明書CAT221變壓器主保護裝置第CAT221變壓器主保護裝置第10輸入組號：回時間〔均為相對于錄波啟動的時間，以采樣點數(shù)表示，錄波啟動、差動保護動作及返4頁，具體顯示格式如下：輸入組號：裝置最多可記錄10次錄波數(shù)據(jù)，其中0組為最的錄波數(shù)據(jù)，1組為次的錄波數(shù)據(jù)，9組為最舊的錄波數(shù)據(jù)。第一頁錄波啟動時間 2000.03.0819:30:03:682

年.月.日時:分:秒:毫秒差動動作狀態(tài)故障啟動時間

未動作xxx xxxxxx

差動返回時間差動動作時間〔以采樣點數(shù)表示〔以采樣點數(shù)表示波過程中〔20個周波4095。其次頁

Ida= XX.XXAXX.XX XX.XXAIdb= XX.XXAXX.XX XX.XXAIdc= XX.XXAXX.XX XX.XXA

錄波啟動時的數(shù)值差動返回時的數(shù)值周波的數(shù)據(jù)。第三、四頁分別顯示制動電流、二次諧波差動電流的數(shù)值，顯示格式同其次頁。故障錄波數(shù)據(jù)可在“故障錄波數(shù)據(jù)”中查看變壓器高、低壓側三相電流的20周波的數(shù)值。根據(jù)要求輸入組號后，具體顯示格式如下：Ia1Ia1Ib1Ic1Ia2Ib2Ic2通過<><>查閱凹凸壓側各相電流的故障錄波數(shù)據(jù)，顯示格式如下：XX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXAXX.XXXX.XXA錄波數(shù)值可通過<>、<>或<PgUp>、<PgDn>20個周波的數(shù)據(jù)，每頁顯示一個12個數(shù)據(jù)。CAT221定值種類規(guī)律代碼定值名稱整定范圍定值種類規(guī)律代碼定值名稱整定范圍系統(tǒng)參數(shù)差動速斷比率差動S變壓器容量0.10MVA600.00MVAMODE變壓器聯(lián)接組別13PT1變壓器高壓側額定電壓1KV600.00KVPT2變壓器低壓側額定電壓1KV600.00KVCT1變壓器高壓側CT一次額定值1010000ACT2變壓器低壓側CT一次額定值1010000AIe1變壓器高壓側二次額定電流1.0020.00AIe2變壓器低壓側二次額定電流1.0020.00ACDSD差動速斷投入/退出ON/OFFIdzsd差動速斷電流定值1Ie12IeCD比率差動投入/退出ON/OFFECXB二次諧波閉鎖投入/退出ON/OFFIdzcd比率差動啟動電流定值0.2Ie2IeKxb二次諧波制動系數(shù)0.100.30Kb1101.00Kb220.201.00Idzg比率差動拐點電流定值0.5Ie9IeCTDXCT/退出ON/OFFCTCTBSIdzctCT/退出CTON/OFF0.1IeIe故障錄波GZLB故障錄波投入/退出ON/OFF存儲存儲本組定值注1：保護功能投入/退出把握字設為“ON”時，此項保護功能投入；設OFF存儲存儲本組定值注2：整定保護功能投入/退出把握字時，按鍵“1”代表“ON0”O(jiān)FF注3Ie為變壓器高壓側二次額定電流。注4Ie1、Ie2由裝置依據(jù)用戶輸入的系統(tǒng)參數(shù)自動計算得到不需要更改。系統(tǒng)參數(shù)及平衡系數(shù)裝置通過系統(tǒng)參數(shù)自動進展各側平衡系數(shù)的計算，通過軟件進展Y/△轉換及平衡系數(shù)調整。平衡補償均以高壓側電流為基準。系統(tǒng)參數(shù)包括：MODE整定對應如下：序號變壓器接線型式CT接線型式MODE1Y/Y-12Y/Y12Y/Δ-11Y/Y23Y/Δ-1Y/Y3不行能轉變抽頭位置，則應取實際使用的抽頭電壓。CTCTn。變壓器各側二次額定電流Ien：留意，本定值由裝置自動算出，不能人為設定。3*PT3*PT*(CT/5)enn nIe1Ie。則低壓側平衡系數(shù)為：K Ie1l Ie2CTCT二次側增加變流器一樣，且不存在變流器易飽和的問題。Kl

的大小應把握在確定范圍之內，取得過大，將放大裝置測量噪聲，降低裝置的牢靠性；取得過小，又會降低差動保護的靈敏度。KlCT以滿足要求。

取值范圍為0.25～4，假設差動速斷保護整定差動速斷定值I 按以下原則選取：首先要躲過變壓器空投時可能產生的最大勵磁dzsd不平衡電流，故I 可按下式整定：dzsdI K Idzsd k rushmax式中I 為最大勵磁涌流的基波值；K 為牢靠系數(shù)一般取1.15～1.3。I 一rushmax k dzsd般可取4～8倍變壓器額定電流。比率差動保護整定比率差動保護門檻定值Idzcd比率差動保護門檻定值I 按躲過最大負荷下有載調壓分接頭處于最大范圍時的最dzcd大不平衡電流整定。I KI K(2f U)Idzcd k bpmax k ie eKk1.3～1.5；Ibpmax為正常運行時的最大不平衡電流；0.03(10P)，0.01(5P)；U為變壓器分接頭調整引起的誤差，取分接頭范圍之半；I 一般取為0.3～0.5I 。為保證變壓器差動保護有足夠的靈敏度，I 取值不宜dzcd e dzcd1A。比率制動系數(shù)Kb1

K K (2f U)b1 k i式中：Kk

為牢靠系數(shù)，一般取1.3～1.5；f0.1；iU為變壓器分接頭調整引起的誤差，取分接頭范圍之半；K 0.3～0.5。b1CT制動系數(shù)K 整定較大，建議取0.5～0.8。假設整定K =K ，則比率差動將變?yōu)閮烧劬€比b2 b2 b1率制動特性。二次諧波制動系數(shù)K

3I。dzg eKxb

xb依據(jù)運行閱歷，典型值取0.15。如變壓器勵磁涌流中二次諧波含量過小，取0.15時空投不能牢靠躲過涌流，可適當取更小值，如0.12。CT通過整定把握字，用戶可依據(jù)現(xiàn)場需要，選擇是否CT斷線閉鎖比率差動保護出口或僅發(fā)信不閉鎖。CTIdzct0.5IdzcdCAT221數(shù)值校驗關系，還可查看變壓器差動電流、制動電流及差動電流的二次諧波值。單相校驗對于Y/Y-12接線的變壓器：單側通入單相大小為本側二次額定值的電流，可看到對應相有：1Ie

的差動電流，0.5 Ie

的制動電流，差動電流的二次諧波值為0。對于Y/Δ-11側通入單相大小為本側二次額定值的1.732倍的電流，可看到對應兩相〔A->AC，B->BA，C->CB〕有：1Ie

的差動電流，0.5 Ie

的制動電流，0A的差動電流的二次諧波值；Δ側通入單相大小為本側二次額定值的電流，可看到對應相有：1Ie

的差動電流，0.5 Ie

的制動電流，0A的差動電流的二次諧波值。對于Y/Δ-1接線的變壓器：Y側通入單相大小為本側二次額定值的1.732倍的電流，可看到對應兩相〔A->AB，B->BC，C->CA〕有：1Ie

的差動電流，0.5 Ie

的制動電流，0A的差動電流的二次諧波值；Δ側通入單相大小為本側二次額定值的電流，可看到對應相有：1