南瑞綜保SAI-986數字式變壓器高壓側后備保護測控微機綜合保護裝置

1．裝置簡介

SAI-986數字式變壓器高壓側后備保護測控裝置適用于110KV電壓等級的三圈/雙圈變高壓側后備保護

2．裝置性能

2.1基本配置：

l 三段式相間過流保護，可投入復合電壓閉鎖和方向閉鎖；

l 接地零序保護(三段零序過流保護)；

l 不接地零序保護（一段定值二段時限的零序無流閉鎖過壓保護、一段定值二段時限的間隙零序過流保護）；

l 保護出口采用矩陣跳閘方式，可靈活整定；

l 過負荷發(fā)信號；

l 啟動主變風冷；

l 過載閉鎖有載調壓。

l 獨立測量回路。

2.2 主要技術性能

2.2.1采樣回路精確工作范圍（5％誤差）

電壓：3 V～120V 

電流：0.08In～20In

2.2.2接點容量

信號回路接點載流容量   400VA

信號回路接點斷弧容量   60VA

2.2.3跳合閘電流

斷路器跳閘電流           0.5A～5A

斷路器合閘電流          0.5A～5A

2.2.4各類元件精度

電流元件：               < 3%

電壓元件：               < 3%

檢同期角度：                   < 2°

時間元件：                   < 20ms

頻率偏差：               < 0.02Hz

滑差定值：               < 3%

2.2.5整組動作時間(包括繼電器固有時間)

    速動段的固有動作時間：

1.2倍整定值時測量，不大于35ms

2.2.6模擬量測量回路精度

裝設專用測量子模件的測控裝置：

電流、電壓：0.2級

功率、電度：0.5級

3．裝置硬件及背板端子

4．保護原理

由于采用了32位微處理器后運算性能極大提高，本裝置采用實時計算各保護元件的方式，不再設置專門的啟動元件，所有元件均實時計算出，相對簡化了保護邏輯，以利于提高保護裝置的整體可靠性。

變壓器后備保護應作為外部相鄰元件故障及變壓器內部故障的后備，相間后備保護配置三段相間過流保護，可獨立投退復合電壓閉鎖元件和方向元件。投入復合電壓閉鎖元件或方向元件情況下，母線PT斷線或PT檢修時，可選擇退出保護；或選擇退出保護中與母線電壓有關的元件，使其變?yōu)閱渭冞^流保護，作為緊急狀態(tài)保護。

變壓器過負荷啟動風冷、過負荷閉鎖有載調壓等功能，設在變壓器主保護裝置中。本裝置僅提供過負荷選擇告警功能。

4.1 方向元件

本裝置的相間方向元件采用90°接線方式，按相起動，各相電流元件僅受表2-1中所示相應方向元件的控制。為消除死區(qū)，方向元件帶有記憶功能。

表2-1  方向元件的對應關系

本裝置Arg(I/U)=-45°～135°，邊緣稍有模糊，誤差< 5°。

    圖2-1  相間方向元件動作區(qū)域

4.2 相間后備過流保護

本裝置設置三段相間過流保護，每段保護的復壓閉鎖控制和方向元件可獨立選擇，選擇是否接入其他側的復合電壓閉鎖元件，方向元件可獨立選擇方向指向。

裝置接入安裝側的三相電流，用于相間過流保護；接入一側三相電壓，用于復合電壓閉鎖和方向元件，下面稱為本側電壓。使用方向元件時，電壓必須取自接入電流的一側，否則視復壓閉鎖靈敏度需要，可接入相鄰側。

A．復合電壓閉鎖

裝置的復壓閉鎖元件設有復壓閉鎖低電壓、復壓閉鎖負序電壓。

復壓閉鎖元件為三段相間過流保護公用，可獨立控制各段保護使用復壓閉鎖的情況，有以下幾種情況可選擇：

0：退出復壓閉鎖，1：經本側復壓閉鎖，2：經它側復壓閉鎖，3：同時經本側或它側復壓閉鎖。

當最DA線電壓<復壓閉鎖低電壓，或負序電壓U2>復壓閉鎖負序電壓時，本側復壓閉鎖元件動作，輸出本側復壓動作接點，供其它側后備保護裝置使用。裝置可接入其它側后備保護裝置的它側復壓動作接點，該接點閉合，表示它側復壓閉鎖元件動作。

只有本側或它側復合電壓閉鎖元件動作，投入復壓閉鎖元件的過流保護才可能動作。

B．相間方向元件

相間過流保護投入相間方向元件時，電流電壓必須取自同側，CT極性朝母線，即電流正方向為母線à變壓器。相間方向元件采用90゜接線方式，按相連接：A相—Ia、Ubc，B相—Ib、Uca，C相—Ic、Uab。相間方向元件最DA靈敏角為-45゜，動作范圍為－45°～＋135°，對近區(qū)三相短路，采用帶記憶的正序電壓消除電壓死區(qū)。投入方向元件的任一段相間過流保護的電流元件起動后，才計算相間方向元件。某相方向元件動作，僅開放本相的過流保護。

相間方向元件為三段相間過流保護公用，可獨立控制各段保護使用方向元件的情況。

C．母線PT斷線、PT退出或主變空載

裝置設有PT斷線檢測投退控制定值，控制母線PT斷線時復壓閉鎖元件、相間方向元件、零壓閉鎖元件和零序方向元件的動作行為。母線PT斷線報警后，本側復壓元件動作輸出接點不會動作。

PT斷線時可設置為退元件或者退保護。

l 設置為退保護時，投入方向元件的相間過流保護被閉鎖，投入復壓閉鎖元件的相間過流保護只有當其他側復壓元件動作時才能動作。

l 設置為退元件時，對于相間過流保護，母線PT斷線時開放本側復壓閉鎖元件和方向元件。投入這些元件的相間過流保護變?yōu)閱渭兊倪^流保護，可作為緊急狀態(tài)保護使用。

當本側PT檢修或旁路代路未切換電壓時，為保證該側后備保護的正確動作，應投入“本側PT退出”壓板，此時該側后備保護的功能有如下變化。

l 對于相間過流保護，投入復壓閉鎖元件的過流保護自動解除本側復壓閉鎖元件。不會輸出本側復合電壓元件動作接點。對于零序過流保護，投入零壓閉鎖的零序過流保護解除閉鎖元件。

l 對于零序和相間過流保護，投入方向元件的過流保護都自動解除方向元件。

l 母線PT斷線檢測功能解除。

變壓器空載時，若需要退出復壓閉鎖元件，以使相間后備保護仍作為變壓器內部故障的后備，可通過投入“本側PT退出”壓板予以實現(xiàn)

4.3 接地保護

對于110KV及以上電壓等級的變壓器需要設置接地保護。本裝置針對三種接地方式均設有保護：a) 中性點直接接地運行； b) 中性點不接地運行；  c) 經間隙接地運行

   4.3.1 中性點直接接地運行

裝置設有三段零序過流保護，每段均一個時限，分別設有整定控制字控制這三段保護的投退。

   4.3.2 中性點不接地或經間隙接地運行

裝置設有Ⅰ段兩時限零序無流閉鎖零序過壓保護和Ⅰ段兩時限間隙零序過流保護，兩者第一時限出口跳閘用于縮短故障范圍，第二時限均跳主變各側開關。零序無流的定值同Ⅰ、Ⅱ段零序過流電流定值的最小值。

4.4 過負荷、啟動風冷、過載閉鎖有載調壓

    裝置設有三個定值分別對應這三項功能，取最DA相電流作為判別。裝置給出一付過負荷接點，一付啟動風冷接點，一付過載閉鎖有載調壓接點（可選擇為常開或常閉接點）

4.5 PT斷線檢測

在下面兩個條件之一得到滿足的時候，裝置報發(fā)“PT斷線”信息并點亮告警燈：

正序電壓小于30伏，而任一相電流大于0.1A；

負序電壓大于8伏； 

裝置在檢測到PT斷線后，可根據控制字選擇，或者瞬時退出帶方向元件、電壓元件的各段保護，或者瞬時退出方向、電壓元件，并在9秒后發(fā)出“PT斷線”信號。PT斷線檢測功能可以通過控制字投退。

4.6 跳閘邏輯矩陣

本裝置各保護跳閘方式采用整定方式， 即哪個保護動作， 跳何開關可以按需自由整定。SAI-9850F共有4組出口跳閘繼電器：本側跳閘（含本側操作回路和跳閘從動出口）、出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）。原則上，出口1~3用于跳開主變其它側開關，跳閘從動出口由用戶選擇使用。

    跳閘矩陣如下：

其中：行表示保護元件，列表示要動作的出口跳閘繼電器。

整定方法：在保護元件與要動作的出口跳閘繼電器的空格處填1，其它空格填0，則可得到跳閘方式。

例如： GL1要動作于出口1，則在GL1所在列，CK1所在行的交叉處置1；否則，置0。GL2跳動作于出口3，則在GL2所在列，CK3所在行的交叉處置1；否則，置0。如此，在CK1，CK3各行可得到10位二進制位串,然后轉換成16進制數：

    CK1=0000000001B=0x0001

CK3=0000000010B=0x0002

在保護定值菜單中的出口1配置、出口3配置各項輸入16進制數，即可完成跳閘方式的整定

4.7 數據記錄

本裝置具備故障錄波功能?？捎涗浀哪M量為Ia、Ib、Ic、I0、Ua、Ub、Uc、I0jx,u0，可記錄的狀態(tài)量為斷路器位置、保護跳閘合閘命令。

為避免因系統(tǒng)擾動使保護頻繁啟動，導致存儲不需要的數據，本裝置錄波數據僅當保護動作后，才存入FLASH RAM中（掉電保持）。否則，本次數據只保存在RAM中（掉電不保持），可被PC機讀取。

可記錄的錄波報告為4至10個，可記錄的事件不少于1000條。數據存入FLASH RAM中。

本裝置除記錄系統(tǒng)擾動數據外，還記錄裝置的操作事件、狀態(tài)輸入量變位事件、更改定值事件及裝置告警事件等。

5．與變電站自動化系統(tǒng)配合

本系列裝置可用于自動化變電站也可用于非自動化變電站。

裝置自動檢測遙控電源作為遠方就地條件，有遙控電源時允許遠控，否則禁止遙控命令對斷路器進行操作。

本裝置提供的標準通信接口為以太網接口和串行RS485通信接口。裝置集成了IEC 60870-5-103標準通信規(guī)約，為高度開放的終端系統(tǒng)。同時，通過本公司提供的SAI828TX系列網絡通信服務器，可方便地與各種不同系統(tǒng)接駁。