SNP-2000变压器成套保护装置.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流SNP-2000变压器成套保护装置.精品文档.SNP-2000变压器成套保护测控单元使用说明书一、 概述 适用范围 SNP-2000变压器成套保护测控装置是用于110kV及以下电压等级的双圈、三圈变压器成套保护测控装置,其中SNP-2321/2322为三圈和两圈变压器差动保护装置,SNP-2323/2324为变压器高低后备保护测控装置,可集中组屏,也可在开关柜就地安装,全面支持变配电综合自动化系统。 功能及特点 1 SNP-2000变压器成套保护单元主要功能 差动速断保护 比率差动保护 二次谐波制动的差动保护 CT断线报警及闭锁差动 非电量保
2、护 二段式复合电压闭锁方向过流保护(限时速断,过流) 三段式零序电压闭锁方向零序过流保护 间隙零序 零序过电压 过负荷告警2 辅助功能 差流越限告警 装置故障告警 PT断线、PT失压告警 母线接地告警 故障录波 保护定值和时限的独立整定 自检和自诊断3 测控功能 电量测量(遥测量):高、(中)、低侧电压、电流、差流、制动电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、电网频率等 遥信量:每台装置都有14路开入量4 通讯功能 CAN总线,以及标准的RS485多机通讯接口5 特点 采用分层分布式设计,可组屏安装或直接安装于开关柜上运行 封闭、加强型单元机箱,抗强干扰设计,适用于恶劣环境,可
3、靠性高、抗干扰能力强,符合IEC电磁兼容标准 可以实现远方定值整定与修改 事件顺序记录并上传SOE事件 汉字液晶显示,键盘操作 设有独立的起动元件用来开放继电器电源,提高装置的安全性二、SNP-2321/2322差动保护基本原理 差动速断保护 差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器,用以保证在变压器内部发生严重故障时快速动作于跳闸。保护动作判据为:Id Isdzd*高压侧额定电流式中Id为差动电流,Isdzd为差动速断电流定值(定值中设置为高压侧额定电流倍数)。三相差流中任一相满足Id Isdzd*高压侧额定电流,保护即出口动作。 图1 差动速断动作逻辑图 比率差动 采用常规比率差动保
4、护,能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。其动作方程如下: IdIcdqd*高压侧额定电流 IdKb1*Ir式中:Id为差动电流,Ir为制动电流,Kb1为比率制动系数。Icdqd为差动电流启动定值(定值中设置为高压侧额定电流倍数)。对于双圈变压器: Id| IhI1 | , Ir| Ih一I1 |2对于三圈变压器: Id| IhI1Im | Ir=max|Ih | . |I1 | . | Im |其中Ih、I1、Im为变压器高、低、中压侧电流。比率制动动作区速断动作区Kb1I dIsdzdIcdqd0 I cdqd/Kb1Ir图2 比率差动保护的动作特性 二次谐波制动的差动保护 为了躲过变压
5、器合闸瞬间的励磁涌流,本装置利用二次谐波作为励磁涌流闭锁判据,动作方程如下:式中为A、B、C三相差动电流的二次谐波,为对应的三相差动电流,Kxb为二次谐波制动系数。只要有任一相满足上述条件,则闭锁三相比率差动保护。图3 比率差动动作逻辑图 变压器差动保护各侧电流相位差及平衡补偿 1) 变压器各侧电流互感器二次均采用星型接线,其二次电流直接接入装置,从而简化了CT二次接线,增加了电流回路可靠性,电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端。2) 变压器各侧CT二次电流相位由软件自校正,凡是Y0/Y/(或Y/)接线方式,其Y侧电流均须校正相位。对于Y/-11接线,校正方法如下:式中为Y侧CT二次电流
6、, 为校正后的各相电流3) 各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成,中、低压侧平衡均以高压侧二次电流为基准。对容量为Se,某侧额定电压为Ue的变压器,设CT变比为N,则相应二次额定电流为:其中Ie2为二次额定电流; kjx为同型系数,这里kjx1。则高、中、低差流平衡系数计算如下:高压侧:KPH = , 中压侧:KPM= , 低压侧:KPL= CT断线报警及闭锁 为防止CT断线时,差动保护误动作,装置用软件设置了延时CT断线报警及瞬时CT断线闭锁保护功能。* 延时CT断线报警:当任一相差流大于dxbj(0.15Ie)的时间超过10秒时发出CT断线告警信号,但不闭锁差动保护。这也兼起保护装置交
7、流采样回路的自检功能。* 瞬时CT断线报警:在故障测量程序中进行,满足下述任一条件不进行该CT断线判别: 启动前某侧最大相电流小于dxlset(0.2Ie); 启动后最大相电流大于dxhset(1.2Ie)。* 某侧电流同时满足下列条件认为是瞬时CT断线: 只有一相电流为零(即小于dxminset(0.05Ie);其它相电流与起动前电流相等。图4 CT断线逻辑图 保护启动 差动保护采用突变量启动元件,其特点是快速灵敏。 非电量保护 非电量保护主要指从变压器本体引来的瓦斯信号、温度信号、油位信号、压力释放阀动作等现场信号经单元箱进行信号采集后,或动作于保护跳闸,或动作于报警,可通过控制字投退来控
8、制。 图5 非电量保护逻辑图三、SNP-2323低后备保护基本原理 复合电压闭锁过流保护 本装置设二时限复合电压启动过流保护,各段过流定值及时间定值可独立整定。可通过保护投退选择低电压或负序电压启动过流保护。另外,当PT断线信号和PT失压信号出现时自动退出低电压或负序电压的闭锁。图1 过流保护逻辑框图 限时速断保护 针对A、C(或A、B、C)相电流基波最大值,当任一相达到整定值,则定时器启动,若持续到整定时限,且相应保护的投退控制字处于投入状态,装置则发出跳闸控制信号,并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。图2 限时速断保护逻辑框图 过负荷保护 根据过负荷的严重状况
9、,本装置过负荷保护可以发报警信号、启动风机冷却或闭锁有载调压,分别对应有不同的时间定值。可通过相应的保护控制字选择该相功能的投退。软件中取最大的电流作为判别条件。装置给出一对过负荷接点,用于启动风冷或闭锁有载调压(注:有保护控制字投退)。保护逻辑框图见图3。 图3 过负荷保护逻辑框图 母线接地报警 测量通道中测得的零序电压大于母线接地电压定值,经延时报警,逻辑框图见图4。 图4 接地保护逻辑框图 PT断线 装置具有PT断线检查功能,可通过保护控制字投退。判据如下:a 三相电压之和(为与外部的PT比例系数匹配,还需乘上一个零序系数(Puo)大于PT断线电压定值b 零序电压(通过开口三角形接出)小
10、于PT断线电压定值满足上述两个条件后延时10秒报母线PT断线,发运行异常告警信号,待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。在断线期间,根据整定保护控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时,不判断PT断线。图5 PT断线报警逻辑框图 PT失压 装置具有PT失压检查功能,可通过保护控制字设定。判据如下:i. 相电压都小于PT失压电压定值ii. 一相测量电流大于0.2A满足上述两个条件后延时10秒报母线PT失压,发运行异常告警信号。 图6 PT失压报警逻辑框图四、SNP-2324高后备保护基本原理 复合电压闭锁过流保护
11、 本装置设二段复合电压启动过流保护,各段过流定值及时间定值可独立整定。可通过保护投退选择低电压或负序电压启动过流保护。另外,当PT断线信号和PT失压信号出现时自动退出低电压或负序电压的闭锁。这两段保护均带方向闭锁,由保护投退选择,方向元件最大灵敏角为45度。图1 过流保护逻辑框图 方向元件 两段过流保护均有方向元件,并可投退。当线电压均小于3V时,电压取故障前的记忆电压;当PT断线后,方向元件退出,为无方向的过电流保护。方向元件采用接线方式,最大灵敏角450,默认正方向由母线指向变压器,动作区1800,动作示意图如下:注:如果通过控制字将相间功率正方向定义为由变压器指向母线,则装置的动作区正好
12、与上图相反。 限时速断保护 针对A、C(或A、B、C)相电流基波最大值,当任一相达到整定值,则定时器启动,若持续到整定时限,且相应保护的投退控制字处于投入状态,装置则发出跳闸控制信号,并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。图2 限时速断保护逻辑框图 零序过电流保护 装置设有带方向的三段零序过电流保护,每段均有一个时限。第一时限出口跳闸用于缩短故障范围,第二时限均跳主变各侧开关。第一时限时间定值必须小于第二时限时间定值。零序电压可闭锁I段和II段零序过电流保护动作,由保护控制字决定其投退。保护逻辑框图如下: 图3 零序过电流保护逻辑框图 间隙过流保护 当变压器中性点采
13、用经保护间隙接地运行时,可采用间隙过流来进行保护。保护逻辑框图如下。 图4 间隙过电流保护逻辑框图 过负荷保护 根据过负荷的严重状况,本装置过负荷保护可以发报警信号、启动风机冷却或闭锁有载调压,分别对应有不同的时间定值。可通过相应的保护控制字选择该相功能的投退。软件中取最大的电流作为判别条件。装置给出一对过负荷接点,用于启动风冷或闭锁有载调压(注:有保护控制字投退)。保护逻辑框图见图5。 图5 过负荷保护逻辑框图 零序过压保护 测量通道中测得的零序电压大于零序电压定值,经延时报警,逻辑框图见图6。 图6 零序过电压保护逻辑框图 母线接地报警 测量通道中测得的零序电压大于母线接地电压定值,经延时
14、报警,逻辑框图见图7。 图7 接地保护逻辑框图 PT断线 装置具有PT断线检查功能,可通过保护控制字投退。判据如下:a 三相电压之和(为与外部的PT比例系数匹配,还需乘上一个零序系数(Puo)大于PT断线电压定值b 零序电压(通过开口三角形接出)小于PT断线电压定值满足上述两个条件后延时10秒报母线PT断线,发运行异常告警信号,待电压恢复正常后保护也自动恢复正常。在断线期间,根据整定保护控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时,不判断PT断线。图8 PT断线报警逻辑框图 PT失压 装置具有PT失压检查功能,可
15、通过保护控制字设定。判据如下:iii. 相电压都小于PT失压电压定值iv. 一相测量电流大于0.2A满足上述两个条件后延时10秒报母线PT失压,发运行异常告警信号。 图9 PT失压报警逻辑框图五、辅助功能 异常告警 控制回路断线:断路器在合位时检测跳闸回路,断路器在分位时检测合闸回路。装置异常:电源消失或自检出错(ROM、RAM、EPROM定值检验出错),闭锁开出继电器。 测 量 测量系统频率f,母线电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc,3U0,电流Ia、Ib、Ic、3I0及有功功率、无功功率、功率因数,另外可接收电度脉冲输入,计数值上传给上位机。 控 制 装置可接受遥控命令对所保护的
16、变压器开关实行远方跳、合闸控制,还可以在面板上设置对开关进行手动跳合闸,每次须间隔10S。 事件记录 可以存储不少于60次的各项记录,包括事件日期、时间、事故电流(电压)、保护动作类型等,并可传送到管理系统或监控系统。 故障录波 可以保存事故发生时的电流电压波形。六、操作说明变压器成套保护测控单元的操作包括保护定值整定、保护功能投退、断路器分合操作以及测量数据显示等。工作人员可以通过单元面板完成这些操作。装置的面板由LCD显示器、LED指示灯及简易键盘组成。LED 指示灯指示装置的工作状态及保护信号。其中 “24V”指示灯指示装置工作电源是否正常,正常运行时这个灯应常亮。“运行”指示灯指示装置
17、运行状态,正常运行时运行指示灯应有规律地闪动。故障指示灯有3个,其中“事故”和“告警”指示灯分别表示有未复归的保护信号,“故障”指示灯指示装置通过自检发现有故障。Ia= 260 AIb= 260 AIc= 260 Af= 50.00 Hz当保护动作或装置发生故障时,面板上相应的“事故”、“告警”、“故障”信号指示灯会亮,并在LCD显示器的最后一行显示保护动作或装置故障的类型。请注意:此时显示的内容不表示事件发生的顺序。若要进一步了解详细情况,可在主菜单中选择“事件记录”来查看事件顺序记录(SOE)。 01保护投退 02保护定值03事件记录04输入输出05采样数值06实时时钟07电能脉冲08出厂
18、设置09设备信息10退 出装置的当地监控功能通过面板上的LCD显示器及简易的键盘操作实现。LCD显示器为带背光的8*4汉字字符液晶显示模块,简易键盘由“”、“”、“”、“”、“退出”、“确认”及“复归”七个触摸键组成。正常运行时液晶显示器自动循环显示各遥测量及一些保护模拟量的一次值。若需查看未显示的项目,可按“”、“”键选择。需要显示的项目可在“出厂设置”菜单下设定。若需要复归保护动作或装置故障信号,可按下“复归”键,选择“是”后再按“确认”键即可。按下 “”、“”或“确认”键,LCD显示器则显示上图所示的主菜单。通过“”、“”键可选择任一种功能,按“确认”键后进入该菜单的功能,按“退出” 键
19、或选择“退出”菜单则回到自动循环显示界面。 保护投退 速断RLP01 投入速断方向RLP02 退出将光标移至“保护投退”并按“确认”键后,进入保护投退设置功能。保护投退设置的界面如下图所示(以线路保护为例,不同的保护装置可能投退的项目不同)。此时光标位于第1个投退项目即“速断”的投退设置。通过按“”、“”键可选择其它投退项目。当光标位于某一项目时,可通过“”、“”键来改变设置。当全部投退项目设置完成后,可按“确认”键来保存这些设置。按下“确认”键后,进入输入PASSWORD界面,如下图所示。通过按“”、“”键可改变PASSWORD各位数字的值,通过按“”、“”键可选择要改变的位。若用户没有修改
20、过PASSWORD,则出厂默认的PASSWORD为1000(修改PASSWORD的方法见“保护定值”的使用方法)。PASSWORD1:0000当输入正确的PASSWORD后,就将所修改的保护投退设置保存好了。 保护定值 保护定值套数 00:001.00一次电流系数KA1 01:035.00进入保护定值功能后,即可对装置整定值进行当地修改。本装置可存贮三套定值。“0”号定值为当前使用的定值套号(1、2或3),其余号定值为装置对应于0号定值的本套定值。显示格式如下图。通过“”、“”键可选择显示或要修改的定值,按下“”键进入光标所在定值的编辑状态。在编辑状态下,通过“”、“”、“”、“”键可对定值进
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- SNP 2000 变压器 成套 保护装置
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