TDR935系列保护装置试验指导书

TAS9000变电站综合自动化系统TDR935系列变压器保护装置试验指导书南京钛能电气电自工程部目录一、差动保护专题1.差动保护原理2.保护试验2.1差动电流速断保护2.2比率差动保护2.3TA断线检测及差流监视元件2.4过负荷闭锁调压2.5变压器通风启动2.6过流保护（过流采用和电流）2.7非电量保护3.注意事项二、后备保护专题1.保护试验1.1复压闭锁方向过流保护1.2零序过电流保护（小电流）1.3过负荷保护1.4TV断线检测1.5零序过压保护1.6零流经零压闭锁1.7开关位置异常监视第一部分：差动保护专题（TDR935）1、差动保护原理：纵联差动保护是比较被保护设备各引出端电气量的大小和相位的一种保护。它是只反映被保护设备本身的故障，理论上与外部短路无关，是最快速、高灵敏的保护。（1）基本公式：额定电流计算公式：Ie=Se－变压器额定容量Ue－变压器各侧额定电压Kjx－变压器各侧TA接线系数：Y接线取1，Δ接线取nTA－TA变比动作电流：制动电流：公式中的电流为各侧输入差动臂电流，即折算到内部基准后的电流。（2）各侧电流调平衡：由于变压器各侧的额定电压、TA变比以及接线方式不同，因此，在正常工况下，流入差动继电器的各侧电流也不相同，为使正常工况时差动保护不误动，应使正常工况下差动继电器KjxnUeSeTA***32/)(4321IIIIIrt4321IIIIId各相差流等于零。装置可采用软件处理，将各侧不同大小的电流折算到同一基准下，使得正常工况时差动不误动。其过程如下：1）计算各侧TA二次额定电流；2）计算各侧平衡系数；3）计算折算后电流；(调平衡)计算公式如下：其中：IB——差动继电器内部基准电流（一般取5A或1A）；Ie——变压器各侧TA二次的额定电流；注：折算由装置内部自动完成，只需整定各侧TA二次额定电流。（3）星三角变换：1）星三角变换的选择依据：当差动CT采用外部yd变换，各侧yd变换均选择“退出”当差动CT采用内部变换，外部CT采用Y/Y接线，主变为Y,d-11接线（变压器绕组的接线方式），一侧yd变换选择“投入”，二侧yd变换选择“退出”。当差动CT采用内部变换，外部CT采用Y/Y接线，主变为Y,y-12接线，一侧yd变换选择“投入”，二侧yd变换选择“投入”。2）装置内部星三角变换公式：eBiIIK注：以上星三角的变换公式是矢量运算。式中，Ia、Ib、Ic为经过调平衡后装置显示的电流，IA、IB、IC为经过内部变换后输入差动继电器的电流。（4）电流折算变换的两种方式：1）经外部星三角变换外加电流（已经过外部变换）装置内部折算（电流调平衡）差动继电器2）经内部星三角变换外加电流装置内部折算（电流调平衡）装置内部变换（Y/D变换）差动继电器2、保护试验方法简析2.1差动电流速断保护1）保护原理：2)定值单注：差动速断定值中的3是按照额定电流的倍数整定的，即差动速断定值=3×5=15A。控制字差动速断投入定值差动速断定值3出口3）试验方法：以单侧单相为例，用测试仪给I侧A相加14A电流，逐步增大A相的输出电流,使装置上显示的Acd≥15A，装置动作灯亮起，装置报差动速断动作。2.2比率差动保护（以内部变换为例）1）保护原理：2）定值单3）试验方法(以A相比率差动为例)1、差动门槛电流=0.5*5=2.5A；拐点电流=0.6×5=3A控制字比率差动投入1侧yd变换投入定值差动门槛值0.5比率制动拐点0.6制动曲线斜率0.5I侧额定电流4.25AII侧额定电流5.25A2、求得两侧差动电流的平衡系数：K1=5/4.25=1.176；K2=5/5.25=0.9523、以A相比率差动动作为例，用测试仪的A相给装置的I侧A相加2.5A角度0度的电流（对应装置的101、113端子），用测试仪的B相给装置的II侧A相加2A角度180度的电流（对应装置的102、114端子），用测试仪的C相给装置的II侧C相加1.697A角度0度的电流（对应装置的110、122端子），逐步改变测试仪B相的相位，待B相相位到达93.8度时，装置动作灯亮起，装置报“比率差动动作”且内部继电器不停的动作、复归，证明达到比率差动动作的临界状态。此时，装置上显示的Acd=2.48A（理论值为2.5A动作），Azd=1.81A。这一试验验证了比率差动曲线拐点前的动作情况。4、以A相比率差动动作为例，用测试仪的A相给装置的I侧A相加3A角度0度的电流（对应装置的101、113端子），用测试仪的B相给装置的II侧A相加4.16A角度180度的电流（对应装置的102、114端子），用测试仪的C相给装置的II侧C相加2.04A角度0度的电流（对应装置的110、122端子），逐步改变测试仪B相的相位，待B相相位到达146.7度时，装置动作灯亮起，装置报“比率差动动作”且内部继电器不停的动作、复归，证明达到比率差动动作的临界状态。此时，装置上显示的Acd=2.5A，Azd=2.97A。这一试验验证了比率差动曲线拐点的动作情况。5、以A相比率差动动作为例，用测试仪的A相给装置的I侧A相加5A角度0度的电流（对应装置的101、113端子），用测试仪的B相给装置的II侧A相加5A角度180度的电流（对应装置的102、114端子），用测试仪的C相给装置的II侧C相加3.4A角度0度的电流（对应装置的110、122端子），逐步改变测试仪B相的相位，待B相相位到达140度时，装置动作灯亮起，装置报“比率差动动作”且内部继电器不停的动作、复归，证明达到比率差动动作的临界状态。此时，装置上显示的Acd=2.97A，Azd=4.07A。这一试验验证了比率差动曲线拐点以后斜线区域的动作情况。6、以A相比率差动动作为例，用测试仪的A相给装置的I侧A相加6A角度0度的电流（对应装置的101、113端子），用测试仪的B相给装置的II侧A相加6A角度180度的电流（对应装置的102、114端子），用测试仪的C相给装置的II侧C相加4.074A角度0度的电流（对应装置的110、122端子），逐步改变测试仪B相的相位，待B相相位到达144.7度时，装置动作灯亮起，装置报“比率差动动作”且内部继电器不停的动作、复归，证明达到比率差动动作的临界状态。此时，装置上显示的Acd=3.42A，Azd=4.87A。这一试验验证了比率差动曲线拐点以后斜线区域的动作情况。综合5、6试验，可得出两个点（4.07,2.97），（4.87,3.42），求得的斜率为0.5625（定值为0.5，由于存在计算和采样上的误差，致使计算出来的斜率与定值相差较大）。在实际的试验过程中，可以多选取几组数据来确定曲线的斜率，试验方法同上，这样可以更加准确的得出曲线的斜率。说明：1、在上述3、4、5、6试验过程中，装置II侧C相都加了一个补偿电流，现以3试验为例，来解释这一补偿电流的由来。在3试验中，装置的I侧和II侧A相分别加了2.5A和2A的电流，经过装置内部计算可得：IA1=(Ia1-Ib1)/1.732=（K1*2.5-0）/1.732=1.697AIB1=(Ib1-Ic1)/1.732=（0-0）/1.732=0AIC1=(Ic1-Ia1)/1.732=（0-K1*2.5）/1.732=-1.697AIA2=K2×2=0.952×2=1.904A由上述计算可以看出，当I侧投入Y/D变换时，且I侧A相有电流流入时，会在I侧的C相产生一个同A相大小相等方向相反的电流（此电流是指经过调平衡后，流入差动继电器差动臂的电流），所以要在II侧的C相输入一个等同于I侧C相的补偿电流，以保证在试验过程中，C相比率差动不动作。2、对于变压器差动保护采用外部变换的方式而言，其差动保护试验方法与内部变换相同，都是在保证制动电流不变的前提下，通过改变II侧电流的角度来找到动作点。区别在于流入差动继电器差动臂的电流不需要进行变换计算，其等于实际输入装置电流*各侧平衡系数。3、TA断线闭锁差动，闭锁的只是比率差动，不闭锁差动速断保护，在TA断线时，发生故障达到一定水平时，仍能使比率差动动作，TA断线解除定值默认为1.2In。2.3TA断线检测及差流监视元件1)保护原理：各侧差动臂电流中有且仅有一相电流为零且同时满足差流达到差动门槛值时报警，TA断线的无流判据定值内部固定为0.1Ie；差动电流越限监视功能，定值内部固定为60%Idmin（Idimn为差动门槛电流）。2)定值单3)试验方法用测试仪给1侧的A、C相（对应装置101和109端子）加大于0.5A的电流，B相（对应装置105端子）加小于0.5A的电流，逐步增大A相电流的输出，当A相电流电流达到1.23A，此时装置报“A相差流越限”，继续增大A相电流的输出,使装置上显示的Acd≥2A，此时装置报“1侧TA断线”。同理可验证B、C相差流越限以及2、3、4侧TA断线。2.4过负荷闭锁调压1）保护原理控制字TA断线检测报警投入差流越限报警投入定值差动门槛值0.42）定值单3）试验方法用测试仪给装置I侧A、B、C三相中的任何一相加入电流1A，逐步增大测试仪的输出，使装置上显示的IA1、IB1、IC1中任一相电流大于等于5A，经9s延时后，装置上会报“过负荷闭锁调压动作”，同时装置的出口2开出，对应装置的303、304端子。2.5变压器通风启动1）保护原理2）保护定值控制字闭锁调压投入定值闭锁调压定值5A闭锁调压时限9S控制字通风启动投入定值通风启动定值4A通风启动时限9S3）试验方法用测试仪给装置I侧A、B、C三相中的任何一相加入电流1A，逐步增大测试仪的输出，使装置上显示的IA1、IB1、IC1中任一相电流大于等于4A，经9s延时后，装置上会报“通风启动动作”，同时装置的出口1开出，对应装置的301、302端子。说明：对于通风启动和闭锁调压这两个保护，其保护动作电流只判断I侧电流。2.6过流保护（过流采用和电流）1）TDR935配置了过流保护，保证在后备保护装置异常时仍具有后备保护功能。当用于外桥接线时，由于差动TA按侧接入，其保护电流要采用两侧电流矢量和作为后备保护电流。2）定值单3）试验方法控制字I侧过流保护投入过流采用和电流投入定值I侧过流定值4AI侧过流定值时限3S用测试仪的A相给装置的I侧A相加2A的电流（对应装置的101、113端子），用测试仪的B相给装置的II侧A相加1A的电流（对应装置的102、114端子），逐步改变测试仪B相的输出，待B相电流达到2.03A时，装置动作灯亮起，装置报“I侧过流保护动作”。过流采用和电流这一保护，保护电流之和只能是I侧和II侧电流的叠加。2.7非电量保护非电量保护：指由非电气量反映的故障动作或发信的保护。如：瓦斯保护、压力释放保护、油温超高保护等。试验方法：只需拿短接线短接开入量正电源与非电量输入端子即可。该保护无闭锁量，直接动作于跳闸或告警。3、注意事项投运前一定要进行主变冲击试验，待冲击完毕后，带上一些负荷使装置上显示的各侧电流值大于0.5A（原因是只有各侧电流值大于0.5A时，我们装置上所显示出来的电流相位才是准确的），核对各差动电流值及相位，根据所显示差流值及各侧电流相位判断主变差动CT的相序以及极性是否正确。对于两圈变而言，其正常运行时，装置各侧电流的角度为:I侧IA：0度、IB：240(-120)度、IC：120度；II侧IA：210度，IB：90度，IC：330(-30)度。二次CT只能有一个接地点，否则会在区外发生接地故障时，由接地网电位差产生循环电流，造成误动。建议在保护屏内接地，可以防止电焊作业引发误动第二部分：后备保护专题（TDR935B）1、保护试验1.1复压闭锁方向过流保护1）保护原理2）定值单定值单控制字I段过流投入过流I段经复压闭锁投入过流I段经方向闭锁投入定值I段过流5AI段过流时限10S低电压定值70V负序电压定值5V相间功率方向灵敏角-30度3）试验方法以A相功率元件为例（Ia/Ubc），可以得出其动作区为-120度—60度（这里的角度区间是以电压超前电流为正得出的）。