RCS-9000变压器保护原理课件.ppt
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- RCS 9000 变压器 保护 原理 课件
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1、南瑞继保电气有限公司欢迎各位领导和同人!欢迎各位领导和同人! 股份制企业民营企业 业务范围: 微机继电保护 变电站综合自动化 电网安全稳定控制 直流输电系统控制和保护公司情况简介(1) 国家级重点高新技术企业 江苏省软件企业 国内百强软件企业第32位 与南瑞集团双双进入中国电气100强。公司情况简介(2) 公司员工800人左右, 80%具有大学学历,200多位硕士、10余位博士。 合同总额:2004年17亿 致力于为中国电力系统的技术进步服务 积极拓展海外市场. 公司情况简介(3)公司情况简介(4)RCS9000变压器保护测控装置变压器保护测控装置 RCS9000RCS9000系列变压器保护测
2、控装置是适用于系列变压器保护测控装置是适用于110KV110KV及以下及以下电压等级的变压器成套保护装置。成套保护由差动保护、电压等级的变压器成套保护装置。成套保护由差动保护、后备保护和非电量保护组成。后备保护和非电量保护组成。 对于对于35KV35KV或或66KV66KV变压器,一般可用变压器,一般可用RCS-9679RCS-9679变压器保护变压器保护装置,本装置中有差动保护,高、低压侧后备保护,非电装置,本装置中有差动保护,高、低压侧后备保护,非电量保护及三相操作回路等功能,如要对变压器进行测控则量保护及三相操作回路等功能,如要对变压器进行测控则需另加单元测控装置。需另加单元测控装置。
3、对于对于110KV110KV变压器,一般配置为变压器,一般配置为RCS-9671/3RCS-9671/3(差动保护)(差动保护)+RCS-9681+RCS-9681(高压侧后备保护测控)(高压侧后备保护测控)+RCS-9682+RCS-9682(低压侧后(低压侧后备保护测控)备保护测控)+RCS-9661+RCS-9661(非电量保护(非电量保护+ +操作回路操作回路+ +压切回路)压切回路) +RCS9603(+RCS9603(直流量、变压器挡位控制直流量、变压器挡位控制) )构成对变压器的全构成对变压器的全部保护和测控功能。部保护和测控功能。RCSRCS9671/39671/3变压器差动保
4、护装置变压器差动保护装置 装置为由多微机实现的变压器差动保装置为由多微机实现的变压器差动保护,适用于护,适用于110KV110KV及以下电压等级的双圈、及以下电压等级的双圈、三圈变压器,满足四侧差动的要求。三圈变压器,满足四侧差动的要求。 本装置包括差动速断保护,比率差动本装置包括差动速断保护,比率差动保护,中、低侧过流保护,保护,中、低侧过流保护,CTCT断线判别。断线判别。RCS-9671RCS-9671装置中的比率差动保护采用二装置中的比率差动保护采用二次谐波制动,次谐波制动,RCS-9673RCS-9673装置中的比率差装置中的比率差动保护采用偶次谐波判别原理。动保护采用偶次谐波判别原
5、理。保护总体流程保护总体流程 采 样计 算保 护 启 动差 动 判 别涌 流 判 别比 率 差 动 动 作C T 断 线 判 别C T 断 线D X B S = 1闭 锁 比 率差 动 保 护采 样 中 断过 流 保 护跳 闸 逻 辑返 回 主 程 序YNYYYNN正 常 运 行 程 序图 2 . 1 . 3系统图系统图*I3Y*I1I2*I4Y 比率差动元件比率差动元件 装置采用三折线比率差动原理,其动作方程如下:装置采用三折线比率差动原理,其动作方程如下:cdqddIIerII5 .0)5 . 0(erblcdqddIIKIIereIII35 . 0ereblcdqddIIIKII35 .
6、 2erII34321iiiiId43215 . 0IIIIIrIdIcdqdKbl1Ir3Ie0.5Ie二次谐波制动二次谐波制动 在RCS-9671保护中,比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作方程如下: 式中Id2为A、B、C三相差动电流中的二次谐波,Id为对应的三相差动电流中的基波,Kxb为二次谐波制动系数。保护采用按相闭锁的方式。 dxbdIKI2偶次谐波原理偶次谐波原理 RCS-9673RCS-9673保护利用三相差流的偶次谐波作为励磁涌流识保护利用三相差流的偶次谐波作为励磁涌流识别判据。滤除非周期分量后,在内部故障时,差流基本上别判据。滤除非周期分量后
7、,在内部故障时,差流基本上是工频正弦波,而励磁涌流有大量的偶次谐波分量存在。是工频正弦波,而励磁涌流有大量的偶次谐波分量存在。 滤除非周期分量后,内部故障时,有下列关系式成立:滤除非周期分量后,内部故障时,有下列关系式成立: 是的全周积分值,即差动电流的幅值。是的全周积分值,即差动电流的幅值。 是偶次谐波的幅值。是偶次谐波的幅值。 是门坎定值是门坎定值 是防止是防止 和和 都很小时都很小时 误判误判SKSTSS STSTSS SSSKSS差动速断保护差动速断保护 当任一相差动电流大于差动速断整定当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。值时瞬时动作于出口继电器。 CTCT断线报
8、警及闭锁比率差动保护设有延时断线报警及闭锁比率差动保护设有延时CTCT断线断线报警报警 i)i)延时延时CTCT断线报警在保护采样程序中进行,当满足以断线报警在保护采样程序中进行,当满足以下两个条件中的任一条件,且时间超过下两个条件中的任一条件,且时间超过1010秒时发出秒时发出CTCT断线告警信号,但不闭锁比率差动保护。这也兼起保断线告警信号,但不闭锁比率差动保护。这也兼起保护装置交流采样回路的自检功能。护装置交流采样回路的自检功能。 a)a)任一相差流大于任一相差流大于IbjIbj整定值;整定值; b)di2b)di2+dimax+dimax; 其中:其中:di2di2为差流的负序电流为差
9、流的负序电流 dimaxdimax为三相差流的最大值为三相差流的最大值 为固定门槛值为固定门槛值 为某一比例系数为某一比例系数 瞬时瞬时CT断线闭锁或报警功能断线闭锁或报警功能 ii)ii)瞬时瞬时CTCT断线报警在故障测量程序中进行,满足下述任一条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件不进行CTCT断线判别:断线判别: a)a)起动前某侧最大相电流小于起动前某侧最大相电流小于0.2Ie0.2Ie,则不进行该侧,则不进行该侧CTCT断线判别;断线判别; b)b)起动后最大相电流大于起动后最大相电流大于1.2Ie1.2Ie; c)c)起动后任一侧电流比起动前增加;起动后任一侧电流
10、比起动前增加; 只有在比率差动元件动作后,才进入瞬时只有在比率差动元件动作后,才进入瞬时CTCT断线判别程序,这断线判别程序,这也防止了瞬时也防止了瞬时CTCT断线的误闭锁。断线的误闭锁。 某侧电流同时满足下列条件认为是某侧电流同时满足下列条件认为是CTCT断线:断线: a)a)只有一相电流为零;只有一相电流为零; b)b)其它二相电流与起动前电流相等;其它二相电流与起动前电流相等; 通过整定控制字选择,瞬时通过整定控制字选择,瞬时CTCT断线判别动作后可只发报警信号断线判别动作后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。或闭锁比率差动保护出口。过流保护过流保护 本装置为变压器中、低压侧各设一段本
11、装置为变压器中、低压侧各设一段过流保护,每段均为一个时限,分别设过流保护,每段均为一个时限,分别设置整定控制字控制各保护的投退。置整定控制字控制各保护的投退。 装置告警装置告警 当检测到装置本身硬件故障时,发出装置故当检测到装置本身硬件故障时,发出装置故障报警信号障报警信号(BSJ(BSJ继电器返回继电器返回) ),闭锁整套保护。,闭锁整套保护。硬件故障包括:硬件故障包括:RAMRAM、EPROMEPROM、定值出错和出口、定值出错和出口三极管长期导通。三极管长期导通。 当检测到下列故障时,发出运行异常信号当检测到下列故障时,发出运行异常信号(BJJ(BJJ继电器动作继电器动作) ): a)C
12、Ta)CT告警告警 b)CTb)CT断线断线( (可经控制字选择是否闭锁比率差动可经控制字选择是否闭锁比率差动保护保护) )接线方式接线方式KMODE的整定对应如的整定对应如下:下: 变压器的一次接线方式CT接成全星型时“变压器接线方式”整定值CT在装置外部进行Y/转换时,“变压器接线方式”整定值Y/Y-12/Y-12/Y-120Y/Y-12/Y-12/-111Y/Y-12/-11/-112Y/-11/-11/-113Y/Y-12/Y-12/-14Y/Y-12/-1/-15Y/-1/-1/-16/7 上表中十位数上表中十位数0 0表示表示CTCT接成全星形,由程序进行接成全星形,由程序进行Y
13、Y转换,转换,1 1表示表示CTCT在在装置外部进行装置外部进行Y Y转换转换。 各侧平衡系数的计算各侧平衡系数的计算 装置通过变压器容量,变压器各侧额定电压和各侧装置通过变压器容量,变压器各侧额定电压和各侧CTCT变变比及接线方式的整定,装置自动进行各侧平衡系数的计算,比及接线方式的整定,装置自动进行各侧平衡系数的计算,通过软件进行通过软件进行Y Y转换及平衡系数调整。平衡系数的内部转换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下:以算法如下:以KmodeKmode=1=1为例为例 对于变压器对于变压器Y接线侧接线侧 对于变压器对于变压器接线侧接线侧 若报若报“平衡系数错平衡系数错”,这说明平衡系
14、数太大,最好改变,这说明平衡系数太大,最好改变CT变比以满足要求。这样更能保证差动保护的性能。变比以满足要求。这样更能保证差动保护的性能。 SCTUKnph1111SCTUKnph2122SCTUKnph3133SCTUKnph41443保护运行时控制字的说明保护运行时控制字的说明 运行方式控制字在定值整定时输入,用作保运行方式控制字在定值整定时输入,用作保护运行功能的切换。其中断线闭锁护运行功能的切换。其中断线闭锁(DXBS)控控制字投入后,一旦瞬时制字投入后,一旦瞬时CT断线判别元件动作,断线判别元件动作,则闭锁比率差动保护出口,其它保护元件正常则闭锁比率差动保护出口,其它保护元件正常运行
15、,正常运行灯不熄灭。比率差动保护出口运行,正常运行灯不熄灭。比率差动保护出口闭锁后,将一直保持,报警灯不熄灭,直到按闭锁后,将一直保持,报警灯不熄灭,直到按面板上的面板上的“复位复位”键,使装置复位。反之,键,使装置复位。反之,若若DXBS控制字整定为控制字整定为“0”,则瞬时,则瞬时CT断线判断线判别元件动作后仅发告警信号,所有保护元件均别元件动作后仅发告警信号,所有保护元件均正常运行。正常运行。 Y调整调整 变压器各侧电流经软件进行变压器各侧电流经软件进行Y Y调整,即调整,即采用全星形接线方式。采用全星形接线方式对采用全星形接线方式。采用全星形接线方式对减小电流互感器的二次负荷和改善电流
16、互感器减小电流互感器的二次负荷和改善电流互感器的工作性能有很大好处。的工作性能有很大好处。 Y形侧做如下计算再与型侧电流算差流: IA=IA-IB IB=IB-IC IC=IC-IAIbIbI IA AI IB BI IC CI Ia aI Ib bI Ic cI Ia aI Ic cIAI IA A I IB B I IC CI Ia a I Ib b I Ic cI Ia a I Ib b I Ic cRCS-9671逻辑框图逻辑框图RCS-9671/3背板端子图背板端子图 若保护只用两侧或三侧电流,可将不用的那侧若保护只用两侧或三侧电流,可将不用的那侧“CTCT额定一次值额定一次值”置为
17、置为0 0 ,并将该侧电流输入短接,实现,并将该侧电流输入短接,实现两侧或三侧差动。例如:有一台两侧或三侧差动。例如:有一台Y/Y/-11-11两圈变压器,两圈变压器,只需要实现两侧差动,可将高压侧只需要实现两侧差动,可将高压侧CTCT接入第一侧,低接入第一侧,低压侧压侧CTCT接入第四侧。将接入第四侧。将“定值整定定值整定”中的中的“保护定值保护定值”菜单下的菜单下的“二侧二侧CTCT额定一次值额定一次值”和和“三侧三侧CTCT额定一次额定一次值值”整定为整定为0 0,根据接线方式对照表,选择,根据接线方式对照表,选择KmodeKmode=01=01(或(或0202、0303)。此时应将)。
18、此时应将“投三侧过流投三侧过流”退出退出(GL3=0GL3=0),并将),并将“三侧过流电流定值三侧过流电流定值”整为最大值整为最大值(99A99A),),“三侧过流时间定值三侧过流时间定值”整为最大值(整为最大值(10S10S)。第四侧即低压侧过流保护按需整定;若不用,则将第四侧即低压侧过流保护按需整定;若不用,则将“投四侧过流投四侧过流”退出(退出(GL4=0GL4=0),将),将“四侧过流电流四侧过流电流定值定值”整为最大值(整为最大值(99A99A),),“四侧过流时间定值四侧过流时间定值”整为最大值(整为最大值(10S10S)。)。 RCS-9681RCS-9681变压器后备保护测控
19、装置变压器后备保护测控装置 RCS-9681 RCS-9681为用于为用于110KV110KV电压等级变压器的电压等级变压器的110KV110KV侧后备保护测控装置。侧后备保护测控装置。 保护方面的主要功能有:保护方面的主要功能有:1 1)三段复合电压)三段复合电压闭锁过流保护(闭锁过流保护(、段可带方向);段可带方向);2 2)接)接地零序保护(三段零序过流保护);地零序保护(三段零序过流保护);3 3)不接)不接地零序保护(一段定值二段时限的零序无流闭地零序保护(一段定值二段时限的零序无流闭锁过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过锁过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护);流保护);
20、4 4)保护出口采用跳闸矩阵方式,)保护出口采用跳闸矩阵方式,可灵活整定;可灵活整定;5 5)过负荷发信号;)过负荷发信号;6 6启动主变启动主变风冷;风冷;7 7)过载闭锁有载调压;)过载闭锁有载调压;8 8)故障录波。)故障录波。 软件说明软件说明 复合电压闭锁过流:复合电压闭锁过流: 本装置设三段复合电压闭锁过流保护,各段电流及本装置设三段复合电压闭锁过流保护,各段电流及时间定值可独立整定,分别设置整定控制字控制这三时间定值可独立整定,分别设置整定控制字控制这三段保护的投退。段保护的投退。、段可带方向闭锁,由控制字选段可带方向闭锁,由控制字选择,方向元件采用正序电压极化,方向元件和电流元
21、择,方向元件采用正序电压极化,方向元件和电流元件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。当电流方向指向变近处三相短路时方向元件的死区。当电流方向指向变压器时,方向元件指向变压器,方向元件灵敏角为压器时,方向元件指向变压器,方向元件灵敏角为4545度。复合电压元件,其负序电压由相电压计算得到,度。复合电压元件,其负序电压由相电压计算得到,应按相整定;低电压取自线电压,应按线整定。复合应按相整定;低电压取自线电压,应按线整定。复合电压闭锁过流保护可取三侧复合电压,任一侧复合电电压闭锁过流保护可取三侧复合电压,任一侧复合
22、电压动作均可起动过流保护动作(其它两侧动作后给出压动作均可起动过流保护动作(其它两侧动作后给出动作接点动作接点UblUbl)。)。 接地保护: 对于110KV及以上电压等级的变压器需要设置接地保护。本装置针对三种接地方式均设有保护:a) 中性点直接接地运行;b) 中性点不接地运行;c) 经间隙接地运行中性点直接接地运行: 装置设有三段零序过流保护,每段均一个时限,分别设有整定装置设有三段零序过流保护,每段均一个时限,分别设有整定控制字控制这三段保护的投退控制字控制这三段保护的投退。中性点不接地或经间隙接地运行:中性点不接地或经间隙接地运行: 装置设有段两时限零序无流闭锁零序过压保护和段两时限间
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