国网南瑞SAI-358D数字式变压器差动保护装置

　　SAI-358D数字式变压器差动保护装置

　　一、概述

　　适用于 110KV 及以下电压等级的双圈、三圈变压器，满足三侧差动的要求。也适用于发电

　　机或发-变组差动保护。

　　保护功能的主要配置：

　　l 差动速断

　　l 二次谐波制动的比率差动

　　l CT断线闭锁差动

　　l 冷却故障延时出口

　　二、保护原理说明

　　2.1、差动速断

　　当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于总出口继电器。用于在变压器差动区发生严重故障情况下快速切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的不平衡电流和空投变压器时的励磁涌流，并考虑到电流互感器饱和因素，一般取6～12倍的额定电流。

　　其动作条件如下：

　　其中 Id为差流，Isd为差动速断定值

　　2.2、比率差动

　　采用常规比率差动原理，其动作方程如下：

　　Id>Iqd Ir ≤Ig

　　Id-Iqd>Kcd*(Ir-Ig) Ig<Ir ≤2.5Ie

　　Id-Iqd-Kcd*(3Ie-Ig)>0.7(Ir-2.5Ie) Ir>2.5Ie

　　Kcd 为比率制动系数

　　Iqd 为差动电流起动定值

　　Id 为差动电流 Id=｜I1+I2+I3｜

　　Ir 为制动电流 Ir=0.5(｜I1｜+｜I2｜+｜I3｜)

　　由于变压器各侧电流可经软件进行 Y／△调整，故外部可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互感器的工作性能有很大好处。

　　其动作曲线如下图：

　　建议将元件中的拐点电流Ig设定为1.0倍的高压侧额定电流，以保证匝间短路在制动电流小于额定电流即Ir < Ie时，没有制动作用。

　　差动电流门槛判据不宜过小，建议取Iqd＝(0.3～0.5) Ie。

　　比率制动系数Kcd建议取值范围为0.3～0.7。

　　对于双圈变：

　　Id ＝∣· H +· L∣

　　Ir ＝∣· H-· L∣/2

　　在本装置内，各侧电流均以流入变压器为正方向，相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均采用星形接线，并且以指向变压器为同极性。

2.3、二次谐波制动

　　利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：

　　Id2 > Kxb·Id

　　其中Id2为三相差动电流中的二次谐波，Id为对应的三相差动电流，Kxb为二次谐波制动系数。三相差动电流中只要任一相满足上述条件，均闭锁三相比率差动保护。Kxb 一般取为10％～30％之间。

　　2.4 、CT断线报警及闭锁

　　具有瞬时CT断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。

　　2.4.1、瞬时CT断线

　　比率差动启动后，需经过瞬时CT断线的检测，保证差流不是由于断线引起的。判别为CT断线后，发出告警信号，报告CT断线，通过调整控制字可以决定是否闭锁差动保护。

　　瞬时CT断线判别在满足下列任何一个条件时，将不进行CT断线判别：

　　1) 启动前某侧相电流小于该侧额定电流的20％，则不判该侧；

　　2) 启动后相电流值大于该侧额定电流的120％；

　　3) 启动后任一侧电流比启动前增加。

　　在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为CT断线：

　　1) 只有一相电流为零；

　　2) 其余两相电流于启动前电流相等。

　　2.4.2、差流越限告警

　　如差流大于15％的高压侧额定电流，经判别超过10s后，发出告警信号。并报告差流越限，但不闭锁差动保护。这一功能兼起保护装置交流采样回路的监视功能。

　　2.5、冷却故障延时跳闸

　　整定控制字选择冷却故障是否经过本保护装置延时跳闸，延时时间也可整定。冷却故障 1 不经油温高闭锁，冷却故障接点闭合后延时时间到跳闸；冷却故障 2 经油温高闭锁，冷却故障接点和油温过高接点同时闭合后延时时间到跳闸，两种方式完全独立。

2.6、非电量保护

　　从变压器本体来的接点经SAI3581F非电量保护装置重动后，输出一组空接点至SAI358D主保护装置进行事件记录，并可通过MMI将记录上传至后台计算机。与SAI3581F非电量保护装置相对应，通过投退软压板选择何种非电量信息需要进行记录。

　　整定控制字选择冷却故障是否经过SAI358D主保护装置延时跳闸，延时时间也可整定。延时到达后，装置输出一付跳闸接点送回给SAI3581F非电量保护装置。

　　2.7、数据记录

　　本装置具备故障录波功能。可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、Ii0，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。所有数据记录信息数据存入FLASH RAM中，可被PC机读取。可记录的录波报告为8个以上，每次录波数据总时间容量为1S，分两段记录，动态捕捉并调整记录时间。可记录的事件不少于1000次。本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

　　2.8、遥信、遥测、功能

　　功能主要有三种：正常跳闸操作和合闸操作，接地选线跳闸操作。

　　遥测量主要有：IAc、(IBc)、ICc、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、COS￠、P、Q、F 和电度。所有这些量都在当地实时计算，实时累加，三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差，且计算完全不依赖于网络，精度达到 0.5 级。

　　遥信量主要有：16 路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。