培训材料e-PDS-720系列保护原理及应用.ppt

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1、PDS720系列数字式保护测控装置系列数字式保护测控装置第一节装置型号及适用范围第一节装置型号及适用范围 产品型号适用范围PDS-721A数字式变压器差动保护装置110kV及以下电压等级电力变压器的差动保护PDS-721B数字式变压器差动保护装置110kV及以下电压等级电力变压器的差动及非电量保护PDS-723A数字式变压器保护装置110kV变压器高后备保护（无操作回路）PDS-725A数字式变压器保护测控装置110kV变压器中、低压侧后备保护或35kV变压器的后备保护（含操作回路）PDS-726A数字式变压器保护测控装置适用于110kV及以下电压等级电力变压器的的全套保护。第二节第二节 PD

2、S-721B数字式变压器数字式变压器差动保护装置差动保护装置 差差动动电电流流速速断断保保护护 具具有有比比率率特特性性的的差差动动保保护护 二二次次谐谐波波制制动动原原理理励励磁磁涌涌流流判判别别元元件件 差差动动保保护护交交流流回回路路TA断断线线检检测测及及TA断断线线闭闭锁锁 差差动动保保护护电电流流回回路路差差电电流流越越限限延延时时告告警警功功能能 按按电电流流启启动动风风扇扇 过过载载闭闭锁锁调调压压 四四路路可可跳跳闸闸的的非非电电量量保保护护 四四路路只只发发信信号号的的非非电电量量保保护护 事事件件记记录录和和故故障障录录波波 2.1 差动电流速断保护差动电流速断保护 差动

3、电流速断保护主要是在变压器差动内部发生严重故障时快速切除变压器，其判别式如下：2.2 比率制动差动保护比率制动差动保护 PDS-721A数字式变压器差动保护装置具有软件调节变压器各侧的电流互感器二次额定电流幅值和相位的功能。输入装置的各侧电流均按全星形接线接入，按照母线指向变压器为正极性接入。用于各侧电流幅值调节的平衡系为 为第一侧的CT二次额定电流，第n侧的CT二次额定电流，相关计算均由装置根据整定的系统参数自动计算。对于变压器各侧电流相位调节，装置根据整定的不同绕组接线自动完成星角转换。对Y/12-11接线其星形侧电流按下式转换对Y/12-1接线其星形侧电流按下式转换PDS-721A数字式

4、变压器差动保护装置采用比率制动原理区分变压器区内和区外故障。其差动交流回路最大支持四侧电流输入（标准配置为三侧差动），差动电流和制动电流按下式选取：对输入的各侧电流差动电流为 制动电流为：其差动保护判别公式如下 为差动启动定值 为制动电流定值(拐点)、为比率差动制动系数由于变压器区外故障时电流互感器饱和（特别暂态饱和）可能造成比率差动保护误动作。PDS-721A数字式变压器差动保护装置依据电流互感器饱和需要至少/4周波的特点，设置了TA饱和动态判别元件，并在判出TA饱和时自适应调整比率差动曲线。防止TA饱和造成的比率差动保护误动作。2.3 励磁涌流判别励磁涌流判别 压器空载合闸于系统及变压器区

5、外故障切除电压恢复等情况下，将产生励磁涌流，它对于差动保护呈现差流的性质。励磁涌流具有含有大量非周期分量和谐波，波形出现间断等特点。装置采用二次谐波制动原理区分励磁涌流与故障电流。三相电流中任意一相满足（：差流中的二次谐波有效值，：差流中的基波有效值，：整定的二次谐波制动系数）则闭锁比率差动保护。2.4 其他保护其他保护2.41.TA断线闭锁（报警）断线闭锁（报警）由于静态变压器保护采用比率制动方式，而其差动定值只需躲过最大负荷条件下的不平衡电流。其定值远远小于变压器额定值，TA断线后差动保护可能误动作，因此必须引入TA断线闭锁（报警）元件。TA断线后本装置将发出报警信号是否需要闭锁差动由控制

6、字决定；为防止TA断线误闭锁差动保护，在任意相电流大于额定值时解除对差动保护的闭锁。2.42.风扇启动风扇启动装置配置按电流启动风扇功能，用于在变压器在带较大负载时启动冷却风扇。其判别公式为：IaIfl或IbIfl或IcIfl。装置延时启动冷却风扇。2.43.闭锁调压闭锁调压为防止变压器满载时调压造成的过电流对变压器的损伤，装置配置闭锁调压功能。其判别公式为：IaIbsty或IbIbsty或IcIbsty。装置延时闭锁有载调压回路，其输出接点可选择常开接点或常闭接点（出厂默认设置为常开接点）。第二节第二节 PDS-723A数字式变压器数字式变压器后备保护装置后备保护装置 复复合合电电压压方方向

7、向过过电电流流保保护护和和过过电电流流保保护护 零零序序方方向向过过电电流流保保护护和和零零序序过过电电流流保保护护 间间隙隙零零序序电电流流保保护护 零零序序电电压压保保护护 三三相相式式过过负负荷荷保保护护 按按电电流流启启动动风风扇扇 过过载载闭闭锁锁调调压压 低低周周保保护护（带带滑滑差差闭闭锁锁）事事件件记记录录和和故故障障录录波波 2.1 复合电压（方向）过流保护复合电压（方向）过流保护和过电流保护和过电流保护 本装置设置各侧复合电压过流保护及复合电压方向过流保护作为变压器和相邻元件的相间保护。过流保护配置三段元件，其中I、II段元件可选择复合电压闭锁或经方向闭锁；III段元件为纯

8、过流保护。每一侧的复合电压（方向）过流保护的复合电压元件均可以复合三侧电压，并且每一侧的电压均可以用控制字投退。复合电压方向过流保护方向元件采用90接线，电流与电压均应按照正极性接入，方向元件电压元件动态选取本侧或对侧电压，方向元件动作完全不受母线三相失压和故障转换的影响。其灵敏角为-45，可由装置的控制字决定方向指向变压器或母线。2.2 零序过流保护及零序方向过零序过流保护及零序方向过流保护流保护 本装置设置零序过流保护及零序方向过流保护作为变压器和相邻元件的接地保护。配置三段元件每段元件均为两时限，其中I、II段可选择经零序电压及方向元件闭锁，III段元件为纯电流保护。方向元件所采用的零序

9、电流可通过控制字选择用自产3I0(软件自产)或外接3I0(中性点)。零序电压固定采用自产3U0(软件自产)。I、II段可分别选择经方向闭锁。零序方向元件的灵敏角为-110，装置可由控制字决定方向指向变压器或母线。零序电压闭锁元件：I、II段均可分别选择经零序电压闭锁，零序电压固定采用自产3U0(软件自产)。零序电流元件：零序电流I、II段的电流可选择是采用自产3I0(软件自产)或外接3I0(中性点)。零序电流III段的电流固定为外接3I0(中性点)。零序间隙保护和零序电压保护零序间隙保护和零序电压保护 当变压器中性点由间隙接地时，设置以上保护。零序间隙电流取自中性点间隙CT，零序电压取自母线P

10、T。当系统出现接地故障时，如间隙被击穿，零序间隙电流大于定值，零序间隙保护延时跳闸，如间隙未被击穿，零序电压大于定值，零序电压保护延时跳闸。由于在间隙击穿过程中，零序间隙过流和零序过压可能交替出现，为防止保护元件返回而拒动，当“间隙保护方式”1时，零序间隙过流和零序过压元件互相保持；否则零序过流和零序过压各自动作。2.4 其他保护其他保护2.4.1 过负荷保护过负荷保护装置判断变压器高压侧三相电流电流完成过负荷保护。其判别公式为：IaIgfh或IbIgfh或IcIgfh。装置延时发过负荷信号。2.4.2 风扇启动风扇启动装置配置按电流启动风扇功能，用于在变压器在带较大负载时启动冷却风扇。其判别

11、公式为：IaIfl或IbIfl或IcIfl。装置延时启动冷却风扇。2.4.3 闭锁调压闭锁调压为防止变压器满载时调压造成的过电流对变压器的损伤，装置配置闭锁调压功能。其判别公式为：IaIbsty或IbIbsty或IcIbsty。装置延时闭锁有载调压回路，其输出接点可选择常开接点或常闭接点（出厂默认设置为常开接点）。2.5 TV断线告警断线告警 TV断线告警元件仅在保护正常运行时投入，当保护启动后退出。TV断线判据如下：(1)正序电压小于30V 且任一相电流大于In；(2)负序电压大于8V满足上述任意条件10 秒，报该侧TV断线并发出报警信号。在电压恢复正常后延时10 秒恢复。在断线期间相关保护

12、根据整定控制字变化其方式。TV异常下的复合电压过流保护的行为：可通过控制字选择TV断线时的复合电压元件的行为，当选择“TV断线后改纯电流保护”后，在TV断线时取消复合电压和方向元件的闭锁；否则，若投入方向闭锁，则闭锁复压I、II段；若方向元件不投，而仅投入复合电压闭锁，可在其他侧复合电压满足条件时(控制字投入情况下)仍开放复压I、II段。TV断线下的零序保护的行为：可通过控制字选择TV断线时的零序元件的行为，当选择“TV断线后改纯电流保护”后，在TV断线时取消零序电压和零序方向元件的闭锁；否则，退出零序I、II段。2.6 低周减载元件低周减载元件 装置设有针对变压器的低周减载功能。本装置利用硬

13、件测频回路测量频率，精度很高。频率动作精度能达到0.02Hz。设有如下闭锁条件：1)无电流闭锁判据：三相电流均小于0.1 倍额定电流；2)低电压闭锁判据：正序电压小于闭锁电压门槛，内部固定为25V；3)滑差闭锁判据：频率滑差(df/dt)大于低周减载滑差闭锁定值，滑差元件动作后保持直到频率恢复到低周减载频率定值以上后复归；4)负序电压U25V 或TV 断线；无以上任一闭锁条件，且频率在延时到之前一直低于频率定值后动作于出口。第三节第三节 PDS-725A数字式变压器数字式变压器后备保护装置后备保护装置 复复合合电电压压方方向向过过电电流流保保护护和和过过电电流流保保护护 零零序序电电压压保保护

14、护（告告警警）三三相相式式过过负负荷荷保保护护 按按电电流流启启动动风风扇扇 过过载载闭闭锁锁调调压压分分散散式式母母线线保保护护功功能能 低低周周保保护护（带带滑滑差差闭闭锁锁）事事件件记记录录和和故故障障录录波波操操作作回回路路和和防防跳跳回回路路 3.1 复合电压（方向）过流保护复合电压（方向）过流保护和过电流保护和过电流保护 本装置设置各侧复合电压过流保护及复合电压方向过流保护作为变压器和相邻元件的相间保护。过流保护配置三段元件，其中I、II段元件可选择复合电压闭锁或经方向闭锁；III段元件为纯过流保护。每一侧的复合电压（方向）过流保护的复合电压元件均可以复合三侧电压，并且每一侧的电压

15、均可以用控制字投退。复合电压方向过流保护方向元件采用90接线，电流与电压均应按照正极性接入，方向元件电压元件动态选取本侧或对侧电压，方向元件动作完全不受母线三相失压和故障转换的影响。其灵敏角为-45，可由装置的控制字决定方向指向变压器或母线。2.2 其他保护其他保护2.2.1 零序电压（报警）零序电压（报警）变压器低压侧为中性点不直接接地的小电流接地系统，当发生单相故障时，只有不大的电容电流，但也可能影响变压器可靠运行。装置对于以上情况设置零序电压（报警）保护，该保护设置两段时限。2.2.2 过负荷保护过负荷保护装置判断变压器高压侧三相电流电流完成过负荷保护。其判别公式为：IaIgfh或IbI

16、gfh或IcIgfh。装置延时发过负荷信号。2.2.3 风扇启动风扇启动装置配置按电流启动风扇功能，用于在变压器在带较大负载时启动冷却风扇。其判别公式为：IaIfl或IbIfl或IcIfl。装置延时启动冷却风扇。2.2.4 闭锁调压闭锁调压为防止变压器满载时调压造成的过电流对变压器的损伤，装置配置闭锁调压功能。其判别公式为：IaIbsty或IbIbsty或IcIbsty。装置延时闭锁有载调压回路，其输出接点可选择常开接点或常闭接点（出厂默认设置为常开接点）。2.3 TV断线告警断线告警 TV断线告警元件仅在保护正常运行时投入，当保护启动后退出。TV断线判据如下：(1)正序电压小于30V 且任一

17、相电流大于In；(2)负序电压大于8V满足上述任意条件10 秒，报该侧TV断线并发出报警信号。在电压恢复正常后延时10 秒恢复。在断线期间相关保护根据整定控制字变化其方式。TV异常下的复合电压过流保护的行为：可通过控制字选择TV断线时的复合电压元件的行为，当选择“TV断线后改纯电流保护”后，在TV断线时取消复合电压和方向元件的闭锁；否则，若投入方向闭锁，则闭锁复压I、II段；若方向元件不投，而仅投入复合电压闭锁，可在其他侧复合电压满足条件时(控制字投入情况下)仍开放复压I、II段。TV断线下的零序保护的行为：可通过控制字选择TV断线时的零序元件的行为，当选择“TV断线后改纯电流保护”后，在TV断线时取消零序电压和零序方向元件的闭锁；否则，退出零序I、II段。2.4 低周减载元件低周减载元件 装置设有针对变压器的低周减载功能。本装置利用硬件测频回路测量频率，精度很高。频率动作精度能达到0.02Hz。设有如下闭锁条件：1)无电流闭锁判据：三相电流均小于0.1 倍额定电流；2)低电压闭锁判据：正序电压小于闭锁电压门槛，内部固定为25V；3)滑差闭锁判据：频率滑差(df/dt)大于低周减载滑差闭锁定值，滑差元件动作后保持直到频率恢复到低周减载频率定值以上后复归；4)负序电压U25V 或TV 断线；无以上任一闭锁条件，且频率在延时到之前一直低于频率定值后动作于出口。