TOP9720C-15H(+)变压器差动

TOP9720C-14、15H(+)变压器差动保护装置使用说明书珠海拓普智能电气有限公司©版权所有2007Release3.1珠海拓普智能电气有限公司TOP9720C-14、15H(+)变压器差动保护装置产品使用说明书编辑牛鵾鹏标准化龙世田校核张浩审定罗之光版本Release3.1出版日期2007年10月文件代号TOP-C-15H-031印刷日期2007年10月修改摘要*如实际产品与说明书有不符之处，请及时与我公司联系。*本说明书如有修改，恕不另行通知。珠海拓普智能电气有限公司目录第一章概述...................................................1第二章技术参数...............................................2第三章装置结构...............................................4第四章系统功能及配置.........................................7第五章人机界面操作说明.......................................13第六章安装说明...............................................20第七章用户调试...............................................21第八章装置功能配置列表.......................................22第九章定值整定...............................................24附图一结构尺寸及安装开孔图附图二TOP9720C-15H(+)变压器差动保护原理接线图附图三TOP9720C-15H(+)变压器差动保护端子图珠海拓普智能电气有限公司1第一章概述一、装置简介TOP9720C-14、15H(+)型变压器（差动）保护，仅针对一台变压器的差动保护设计，能完成变压器的本体保护和联网通信远动功能。其中TOP9720C-14H(+)适用于两圈变压器、TOP9720C-15H(+)适用于三圈变压器。装置具备最优的性能价格比，结构简单、实用、功能强，运行安全可靠。既可集中组屏，也可分散安装在开关柜上，适用于110KV及以下电压等级、容量2000KVA及以上的变压器。二、总体特点z采用高性能单片机，大容量非易失性存储器，使装置功能更加强大。zTOP9720C-14、15H(+)提供两个RS485通讯接口，可方便地与其它设备进行联网通信。z具有完善的自检测功能。z记录100次掉电不丢失事件记录。这些事件均标有发生的时间及日期。z硬件实时时钟，不受装置掉电影响。z装置机箱按抗振动、防尘密封设计，适合安装于开关柜等环境条件较为恶劣的现场运行。珠海拓普智能电气有限公司2第二章技术参数一、额定参数z装置电源：直流110V～340V或交流85～264V（±20%）z控制回路电压：AC/DC220V或110V（订货注明）z交流电流：5A或1A（订货注明）z额定频率：50HZ二、主要技术性能1、功耗：z控制回路：正常工作不大于20W,动作时不大于30Wz交流电流回路：不大于1VA/相（In=5A时）不大于0.5VA/相（In=1A时）2、采样回路精确工作范围：z保护电流：0.1～20In3、跳闸及信号继电器接点容量：240VAC、10A或30VDC、5A4、精度：z保护精度：不超过±5%三、绝缘性能z绝缘电阻：参照IEC255-5500VDC。z介质强度：参照IEC255-5&ANSI/IEEEC37.90，电源回路、交流回路、开关量输入、继电器输出对地承受频率50HZ，电压2KV，历时1分钟的工频耐压试验。z冲击电压：在正常试验大气条件下，装置电源回路、交流回路、开出回路、外壳相互之间能承受1.2/50µs的标准雷电波短时冲击电压试验，开路试验电压5KV。z湿热性能：参照IEC68-2-38四、抗电磁干扰性能z群脉冲干扰：装置承受试验电源频率为100KHZ和1MHZ，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波而不拒动、不误动。z快速瞬变干扰：装置能承受IEC255-22-4标准规定严酷等级为IV级的快速瞬变干扰试验。珠海拓普智能电气有限公司3z静电放电：装置能承受IEC255-22-2标准规定严酷等级为IV级的静电放电试验z电磁场辐射：装置能承受IEC255-22-3标准规定严酷等级为Ⅲ级的辐射试验五、机械性能z振动：装置能承受IEC规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验z冲击：装置能承受IEC规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验z碰撞：装置能承受IEC规定的严酷等级为I级的碰撞耐久能力试验六、环境条件z环境温度：工作温度：-20℃～+55℃，24小时内平均温度不超过35℃贮存温度：-40℃～+75℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置能正常工作。z相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为95%，同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。最高温度为40℃时，平均最大相对湿度不超过50%。z大气压力：86～106kPa（海拔高度2000m以下）珠海拓普智能电气有限公司第三章装置结构装置机箱采用全密封、防尘、抗振动的原则设计，以确保安装于条件较为恶劣的环境时仍具备高可靠性。装置采用整面板形式，面板上包括全中文液晶/VFD显示器、操作按键、信号指示灯。装置内部由CPU模块、交流模块、电源模块、人机对话模块构成。一、CPU模块CPU模块原理简图如下：4开入量信号、告警输出出口NVRAMEPROMCPLD数据采集人机对话串行E2PROM硬件时钟CPURS485-1/RS485-2/RS232通信I/O图3—1CPU模块原理示意图CPU模块主要由以下几部分构成：1、CPU系统CPU系统由微处理器CPU、NVRAM、EPROM、串行E²PROM、CPLD等构成。其中事件记录数据存放在非易失性NVRAM中，大容量EPROM用于存放程序代码，各种整定值则存放于串行E²PROM。大规模复杂可编程逻辑器件CPLD大幅度的减少印制线路板的面积和接插件，缩短连线。四层板工艺使抗干扰性能大大增强。2、数据采集系统珠海拓普智能电气有限公司数据采集系统由滤波回路、多路模拟开关、A/D转换器组成。由于A/D转换器件内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快、采样偏差小、功耗低及稳定性好等特点，故装置采样回路无可调元件。数据采集系统原理示意图如下：5............低通滤波1图3—2数据采集系统原理示意图3、开关量输入及输出本装置设有供外部输入的开关量8路，均为有源输入。装置开出量分为两类，一类通过装置B端子直接输出，如差动保护跳闸接点；另一类通过装置F端子输出，如本体保护跳闸接点。具体参照后页“附图”。差动保护跳闸接点靠事故解除来返回，但不小于2S。本体保护跳闸接点靠事故解除来返回。4、通信部分装置提供两个可同时工作的RS485通信接口。两个RS485通信接口的通信地址、波特率、通信协议均可分别设置。装置提供CUSTOM和MODBUS两种通信协议。5、时钟回路部分装置模块内设置了硬件实时时钟，不受装置掉电影响，采用的时钟芯片精度高。装置可选配脉冲（秒脉冲）校时功能。二、交流模块交流模块包括高压侧电流输入、中压侧电流输入（TOP9720C-15H(+)）、低压侧电流输入。交流MUXCPUA/D变换低通滤波2模块珠海拓普智能电气有限公司6高压侧电流变换器线性范围为：0.1～20In中压侧电流变换器线性范围为：0.1～20In低压侧电流变换器线性范围为：0.1～20In交流模块接线原理参见附图。三、电源模块装置电源为高频开关电源，直流110V、220V或交流220V输入。模块输出三组直流电压，即+5V、±12V。1、+5V为CPU等数字电路的工作电源2、±12V为模拟电路工作电源四、人机对话模块本模块主要功能是显示CPU系统的输出信息，同时扫描面板上的按键状态并实时传送给CPU系统。显示模块采用128×64点阵VFD或液晶，人机界面清晰易懂。配置系列装置的通用按键操作方式，使得人机对话操作方便、简单。同时考虑到低压保护等级的特点，在本模块还配置了丰富的灯光指示信息，使装置运行更为直观。珠海拓普智能电气有限公司7第四章系统功能及配置TOP9720C-14、15H(+)变压器（差动）保护装置以差动速断、比率差动、本体保护为基本保护配置，适用于110KV及以下电压等级、容量2000KVA及以上的变压器。（标准功能配置参见本说明书第八章《装置功能配置列表》）一、变压器各侧电流相位及平衡补偿TOP9720C-14、15H(+)变压器（差动）保护能适应变压器各侧电流互感器的二次均采用星形接线（也可选择按常规方式接线），通过软件平衡各侧电流、补偿二次电流相位。由于二次电流直接接入装置，从而简化了ＣT二次接线，增加电流回路可靠性。1、主变各侧电流相位差补偿由于变压器各侧电流互感器均采用星形接线，其接线产生的相位差由软件自动校正。电流互感器各侧极性都以指向变压器为同极性端（见附图），两圈即为其中Y/Δ侧。凡Y0/Y/Δ（或Y/Δ、Δ/Y）接线方式，Y侧电流需校正相位。对于Y/Δ-11接线，校正方法如下：ｉA’=（ｉA-ｉB）/1.732ｉB’=（ｉB-ｉC）/1.732ｉC’=（ｉC-ｉA）/1.732对于Δ/Y-11接线，校正方法如下：ｉA’=（ｉA-ｉC）/1.732ｉB’=（ｉB-ｉA）/1.732ｉC’=（ｉC-ｉB）/1.732式中：iA､iB､iC为Y侧CT二次电流，iA’､iB’､iC’为Y侧校正后的各相电流。当各侧CT采用星形接法时，装置对常见几种变压器绕组方式如Y/Δ-11、Y/Δ-5、Y/Δ-1、Δ/Y-11、YO/Y/Δ-12-11、Y0/Δ/Δ-11等进行了相位校正（见定值表）。若采用常规接线方式，可选择“无校正”。2、主变各侧电流平衡补偿各侧电流互感器二次电流平衡补偿由软件完成,中、低压侧平衡补偿均以高压侧二次电流不变为基准，平衡系数计算如下：珠海拓普智能电气有限公司8KPM=Ihe/ImeKPL=Ihe/Ile式中：KPM为中压侧平衡系数；KPL为低压侧平衡系数；Ihe、Ime、Ile分别为变压器高、中、低压侧二次额定电流。补偿时分别将中、低压侧各相电流与相应的平衡系数相乘。上式同样适于双圈变压器（取消中压侧平衡系数）。差动电流与制动电流的有关运算均是在电流相位校正和平衡补偿后基础上进行。二、保护功能及原理1、保护起动原理保护采用相电流突变量起动和辅助起动两种方式。a)相电流突变起动方式相电流突变采用周/周比较，其特点是不受负荷电流影响且快速灵敏同时具有较强的抗干扰能力，表达式为：|i(k)-i(k-n)|-|i(k-n)-i(k-2n)|≥ε其中：n为每工频周期采样点，k为当前采样点。当任一相电流突变量大于大于起动值，保护起动进入故障处理程序进行故障计算判别。b)辅助起动方式保护还采用每相差电流的有效值作为辅助起动判别量，以便在没有明显突变量的情况下保护能可靠起动。2、差动速断保护即当差动电流大于最大可能励磁涌流时立即出口跳闸，主要用于变压器严重故障时加速。其判据为：IdISD，其中ISD=Kr*Ie式中，Ie为高压侧额定电流；Kr为相对于额定电流的励磁涌流倍数，可根据系统阻抗、变压器和CT特性来整定，大约在6～12之间。珠海拓普智能电气有限公司3、二次谐波制动比率差动a)本装置按三段折线式比率制动特性要求，实现比率差动。动作特性如图4-1，动作判据为：Id＞Icd当Ir≤Ir1；Id＞K1(Ir-Ir1)+Icd当Ir1＜Ir≤Ir2；Id＞K2(Ir-Ir2)+K1(Ir2-Ir1)+Icd,当Ir＞Ir2；程序中依次按相判别，当满足以上任何一个条件时，比率差动动作。式中：Id—－差动电流；Ir——制动电流；Icd——差动保护门槛定值；K