SEL保護器的運用實例

1、 SEL587保護器在變電站的運用鐘亢 摘要：論述了SEL587保護器在總降壓站的運用，對比分析了SEL和DVP保護的 優(yōu)缺點，探討了一些改進方法。關(guān)鍵詞：SEL保護器的運用，與DVP保護器的對比分析The Application of SEL587 Protection Equipment in a Transfer SubstationZHONG Kang (Design and Research Center，Yunnan Copper CO.Ltd.，Kunming, China)Abstract: Through a comparison of the merits and defe

2、cts between SEL and DVP, this article expatiates upon the application of SEL587 protection equipment in a transfer substation and brings forth suggestions on its improved use.Key Words: protection equipment, SEL, DVP, application, comparison SEL系列保護器是美國SEL某公司的產(chǎn)品，1996年國家電科院作型式認(rèn)可，準(zhǔn)入我國電網(wǎng)。經(jīng)調(diào)研論證后，我某公司于20

3、00年10月簽約使用。運用在總降壓站是某公司內(nèi)的首次，現(xiàn)在電爐，硅整流7，8跨和鋅廠總降壓站等35kV級變配電裝置上都得到了運用。DVP600系列保護器是變電站綜合自動化的現(xiàn)場裝置，為北京德威特某公司的產(chǎn)品，某公司在硫酸四系列，艾薩收塵，空壓機和鼓風(fēng)機等6kV變配電站中也大量使用，同屬微機型保護裝置（用作RTU-Remote Terminal Unit遠(yuǎn)程終端設(shè)備）。在供用電系統(tǒng)中保護裝置是不可或缺的部分，目前某公司內(nèi)部的大部分保護裝置還是傳統(tǒng)電磁型的，隨著生產(chǎn)發(fā)展，自動化裝置不斷增加，管理信息化的需要，數(shù)字式，網(wǎng)絡(luò)化的保護裝置必將得到廣泛運用。因受篇幅所限，本文重點論述了SEL587保護器在

4、總降壓站的運用及設(shè)定，并和DVP600系列作一些對比分析。一 SEL587的保護設(shè)定 1 SEL保護器在總降壓站的使用總降壓站使用的SEL保護器有SEL587差動保護器(差動保護和電流保護為主)，SEL351A復(fù)合過流保護器（電流保護和電壓保護），SEL501-2雙過流保護器(用于兩個分路的電流保護)和SEL2020通訊器（可供15個SEL保護器與上位機通訊）。 整個保護系統(tǒng)由3個部分組成： 35kV保護：1個SEL2020通訊器，3個SEL587差動保護器，3個SEL351A復(fù)合過流保護器,構(gòu)成三臺主變的保護。其中1個SEL587為主變的主保護和1個SEL351A的電流速斷,復(fù)合電壓過電流為

5、后備保護，組成1臺主變的保護裝置。 6kV段母線分路保護：1個SEL2020通訊器；1個SEL351A復(fù)合過流保護器，用于電容柜的電流，電壓和不平衡保護；9臺SEL5012雙過流保護器，用于18個分路的電流速斷和過電流保護。 6kV段母線分路保護：1個SEL2020通訊器，1個SEL351A復(fù)合過流保護器，8臺SEL5012雙過流保護器。用途與6kV段母線分路保護相同。2 SEL587的設(shè)置： 保護設(shè)置：SEL587保護器的保護設(shè)定主要包括：差動速斷，差動電流，諧波閉鎖，比率制動等項。諧波閉鎖設(shè)定是為了防止變壓器的勵磁涌流過大引起差動誤動， SEL587有二次和五次諧波閉鎖， DVP625只有

6、二次諧波閉鎖，較早的BCH-2等型號是沒有諧波閉鎖的。變壓器的勵磁涌流，雖然在不同的接線和合閘角下，諧波的百分含量有很大變化，經(jīng)統(tǒng)計資料分析二次諧波是最大的，最小含量約為15，通常 只有在發(fā)電機變壓器組中才增設(shè)五次諧波閉鎖，我們通過對總降壓站的供用電系統(tǒng)諧波實測分析，由于整流裝置等諧波源的影響，系統(tǒng)中的奇次諧波含量也較大，SEL587的五次諧波閉鎖正好用上。 定值計算：由于變壓器的高低壓側(cè)的電流互感器（CT）變比是不一致的， SEL587的差動電流和差動電流速斷的定值設(shè)定已經(jīng)將這種誤差考慮在內(nèi)了，引入了“電流調(diào)整變比”的概念。（DVP625也有這樣的設(shè)計考慮允許在低壓側(cè)乘以平衡系數(shù)來消除這種誤

7、差）1）電流調(diào)整變比（TAP1,TAP2）使用標(biāo)準(zhǔn)方程來設(shè)置：高壓側(cè): 低壓側(cè): 式中：MVA為變壓器容量，CTR1為高壓側(cè)CT變比；CTR2為低壓側(cè)CT變比；VWDG1, VWDG2高低壓額定電壓（kV），在可調(diào)壓變壓器中選中間值；C1，C2是個角度補償參數(shù)，主變接線是YnD11,對應(yīng)設(shè)定是YDAB,CT接線是D11Yn,對應(yīng)設(shè)定DABY,得到C1，C21計算TAP1和TAP2應(yīng)滿足下面的條件：(若不滿足,須更換合乎要求變比的CT)-TAP整定值范圍為0.1*In32*In。（In為CT額定二次工作電流5A或1A）-比值 (TAP1和TAP2中,大值為TAPMAX,小值為TAPmin)總降壓

8、站CT的變比選擇為:高壓側(cè)600/5,低壓側(cè)3000/5,二次接線也作了相應(yīng)安排。TAP1(20*1000*1.732)/(1.732*35*120)=4.76TAP2=(20*1000*1)/(1.732*6.3*600)=3.06經(jīng)核算，滿足上述要求。2）設(shè)定差動啟動電流O87P=0.3（倍率） 高壓側(cè)差動啟動電流IOP1=0.3*4.76=1.43A低壓側(cè)差動啟動電流IOP2=0.3*3.06=0.918A;來躲開因電流互感器型式不同，變比誤差和變壓器分接頭等引起的固有不平衡電流，差動啟動電流還要復(fù)核其值不得小于0.1*In。3）設(shè)定差動速斷啟動電流U87P=6.3（倍率）高壓側(cè)差動速斷

9、啟動電流6.3*4.76=29.98A低壓側(cè)差動速斷啟動電流6.3*3.06=19.3A在變壓器內(nèi)部嚴(yán)重短路時，因短路電流很大，CT嚴(yán)重飽合，會使CT的二次側(cè)基波電流很小，高次諧波電流分量很大，受諧波閉鎖和比率制的影響，差動保護可能拒絕動作，所以設(shè)置差動速斷保護，廠家推薦U87P=116，在SEL351A中35kV側(cè)電流速斷值設(shè)定為22A，故這里設(shè)定為30A，作為SEL351A的電流速斷的后備保護，也滿足了不大于32*In的要求。 4）比率制動SLP可以設(shè)定為兩段，分別為SLP1和SLP2,好處是可以提高在內(nèi)部故障電流較小時有較高的靈敏度，在外部故障時又不誤動作，第二段比率制動系數(shù)在變壓器容量

10、較大時有明顯作用。如下圖： 從圖中可看到IRS1是第一折線率的極限，定義第二拐點，當(dāng)設(shè)定SLP2=OFF時，IRS1是沒有意義的。第一拐點不通過參數(shù)定義，是由O87P和SLP1確定的。說明書中提供的測試制動系數(shù)與動作電流的計算公式： 式中A,B為不同CT接法的調(diào)整系數(shù)，在變壓器為YnD11接法，CT二次為/Y接法時A=B=1,利用上述兩個公式，根據(jù)原理可以推導(dǎo)出下列計算式：IRS0=(1+P)-SLP1(1-P)/100/SLP1(1+P)/100-(1-P)*O87P其中P=TAP1/TAP2，得到的IRS0是TAP的倍率。考慮到變壓器的勵磁電流，分接頭位置，CT和繼電器的測量誤差，經(jīng)綜合計

11、算為36.18,廠家推薦0.4為拐點，我們整定為0.45。第一拐點IRS0與TAP和O87P相關(guān)連，沒有通過設(shè)定，這樣當(dāng)拐點為給的整定值時，需與TAP聯(lián)合考慮O87P的設(shè)定，計算起來不方便。5）二次諧波閉鎖（PCT2）:設(shè)定PCT2=0.15 ，對照資料分析是可靠的。我某公司的諧波主要來自整流系統(tǒng)，經(jīng)測量，高奇次諧波的比率高些，二次諧波比率小，這個設(shè)定，可以完全避開系統(tǒng)諧波。 五次諧波閉鎖（PCT5）:設(shè)定PCT5=0.5， 針對我某公司供用電系統(tǒng)也是有益的。 諧波閉鎖設(shè)定不當(dāng)，會導(dǎo)致送電故障。2電爐降壓變壓器的SEL587保護器由于有關(guān)人員在設(shè)定時失誤，導(dǎo)致變壓器送不上電。6）其他保護設(shè)定：

12、SEL587除了提供差動保護外，還提供了完備的電流保護：變壓器高壓側(cè)相過流保護，負(fù)序過流保護，零序過流保護；變壓器低壓側(cè)相過流保護，負(fù)序過流保護，零序過流保護。有定時限和反時限元件，多種反時限曲線可供選擇?？偨祲赫镜闹髯儽Ｗo，包括有電壓元素在內(nèi)的復(fù)合過流保護和非電量保護，SEL587不提供電壓保護，我們采用了SEL351A來實現(xiàn)，SEL587中的電流保護就沒采用，這部分保護已經(jīng)關(guān)閉。 二 SEL587的邏輯設(shè)定邏輯設(shè)定：SEL587保護器提供邏輯控制方程，包括：邏輯變量，跳閘邏輯方程，事件報告觸發(fā)條件邏輯方程，輸出接點邏輯方程。其他的SEL保護器也提供相似的邏輯方程編輯功能，極大的發(fā)揮了保護元

13、件使用的靈活性，使用戶能方便的使用和組織各種保護元件。SEL587有4個輸出接點，使用是這樣的：OUT1用在35kV開關(guān)柜，OUT2用在6kV開關(guān)柜，OUT3空，OUT4用于DCS系統(tǒng)作保護動作信號及報警用。輸出接點邏輯方程：OUT1=TRP1, OUT2=TRP1, OUT3=TRP1, OUT4=TRP1, 其中TRP1為跳閘邏輯：MTU1=!2HB1*87R+!2HB2*87R+!2HB3*87R+87U是差動及差動速斷。OUT3為空，所以O(shè)UT3=TRP1是沒什么意義的；OUT4的使用目的：總降壓的保護系統(tǒng)的事故報警是通過DCS來實現(xiàn)的：SEL保護器D20S板D20M板D20K板D20

14、KI板電笛。報警系統(tǒng)是DCS的一部分，沒有獨立出來。這里OUT4還有個用途是用來區(qū)分SEL587是差動動作還是差動速斷動作，差動動作和差動速斷動作信號從SEL587D20S板D20M板，差動速斷動作信號SEL587SEL2020D20M板兩路信號比較來區(qū)分?？偨祲赫維EL501-2的用法也是類似的。這樣做不是一種簡潔的方法。一種改進的做法：用OUT4=TRP1直接送到一個獨立報警裝置作報警，與SEL587的信號指示燈結(jié)合判斷故障類型，OUT4報警，這是硬件判斷；DCS上位機的信息可以用SEL587的TARGET命令做個自動報文，通過串口送到上位機作，SEL587SEL2020D20M這是軟件判

15、斷；這樣做的好處是，保護系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)完全獨立，在DCS的上位機或下位機有故障，進行維護時，并不中斷報警。 三 SEL587的其他運用 總降壓站的SEL587主要用途是保護，其實還有一些功能在總降壓中沒有用到，如：合閘，跳閘，信號，測量，記錄功能，是靠上位機（DCS）實現(xiàn)。 合閘功能：SEL587的合閘功能是通過串口命令來實現(xiàn)的，串口命令CLOSE n 可以控制繼電器字位CC1,CC2?？捎肧ELOGIC邏輯編程整定OUT14的某個輸出接點等于CC1或CC2，即可在上位機通過串口命令CLOSE實現(xiàn)遙控合閘。跳閘功能：SEL587的合閘功能是通過SELOGIC邏輯編程MTU13來置位繼電器字位

16、TRP13來控制OUT14的某個輸出接點，這在保護跳閘的設(shè)定中已經(jīng)用到。信號功能:包括現(xiàn)場信號和串口信號，SEL587的面板提供差動，瞬時定時限，反時限及相指向的信號指示燈，串口信號可以通過串口命令TARGET編輯將繼電器字位信息送到上位機，保護元件，信號元件，指示元件都可以通過TARGET用串口傳送。測量功能：SEL587前面板正常顯示變壓器高壓側(cè)和低壓側(cè)的一次電流量數(shù)值，可以通過選擇面板命令METER顯示不同的測量參數(shù)，METER是串口命令，上位機也可以用它來取測量數(shù)據(jù)。記錄功能：保護器存儲最后20次事件摘要和最后10次完整報告?？墒褂们懊姘錖CD顯示以及<EVENTS>按鈕或

17、串行口HISTORY命令來查看事件摘要。查看完整事件報告需要使用串行口的EVENT命令。完整事件報告提供非常詳細(xì)的事故數(shù)據(jù)，對事故分析有很好的作用。1#主變在改造結(jié)束試投時，SEL587差動保護動作，通過對事件報告的數(shù)據(jù)的分析，判斷是二次相序不對，通過檢查，發(fā)現(xiàn)35KV側(cè)二次接時，有一相的極性弄反了，及時找出問題來解決了。四 與DVP600系列的比較北京德威特某公司開發(fā)的DVP600系列保護監(jiān)控裝置，是針對電網(wǎng)和企業(yè)供用電系統(tǒng)相關(guān)電氣設(shè)備的保護和監(jiān)控，分別對應(yīng)不同電壓等級和對保護裝置的不同要求，有相應(yīng)的規(guī)格種類。與SEL587相類似的有DVP625。主要比較如下：1 DVP625保護器只提供差

18、動保護，不提供其他的電流保護，德威特某公司用DVP626主變后備保護監(jiān)控裝置來提供其他保護，組成主變的完整保護。同樣也采用比率制動原理提高保護裝置的靈敏度，但比率制動特性只有1段。從保護功能上來說，SEL系列的保護器有很大優(yōu)勢。2 DVP600系列的裝置不提供出口的邏輯設(shè)定，出口接點的接法是內(nèi)部程序固定的，德威特提供圖紙。信號輸出有兩路，既有接點類型的輸出，可用于另外獨立的信號報警裝置，也有通過串口傳到CAN總線的信息，這是不用設(shè)定編輯的，DVP600系列內(nèi)部的通訊模塊的參數(shù)是固定的。SEL系列的可操控（編程）能力對于發(fā)揮它的最大功能有很大作用。3 DVP600系列具有的監(jiān)控功能，在合閘，跳閘

19、，信號和測量方面功能超過SEL587，使用方便， DVP625能記錄100次事故記錄，但它的事故記錄相當(dāng)于SEL587事件摘要，沒有非常詳細(xì)的事故數(shù)據(jù)，對于事故分析幫助有限。SEL系列在這方面表現(xiàn)不好也許正因為它是專業(yè)保護器的原因，但從發(fā)展的方向看，保持專業(yè)性和綜合功能才是發(fā)展的方向。 五 結(jié)語通過多次試驗和近一年的使用，我們有以下幾點：1 SEL587在保護功能方面有穩(wěn)定可靠的表現(xiàn)，具有良好操作性，在安裝調(diào)試中沒有出現(xiàn)本體的誤動和其他異常情況。在這方面性能超過DVP625保護器，DVP保護器的動作出口是通過內(nèi)裝的繼電器板輸出，DVP已作防震措施，但由于開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)設(shè)計和安裝質(zhì)量問題，開關(guān)柜在

20、合閘，分閘時的震動引起DVP誤動作，這樣的原因已導(dǎo)致事故，現(xiàn)在通過對開關(guān)柜的改造處理已經(jīng)解決了這個問題。數(shù)字保護器對配合使用的設(shè)備的精度也有要求，3主變的高低壓側(cè)由于安裝位置與保護器柜距離長短差別大，由于線路差別，阻抗對保護器的影響必須加以考慮（與CT容量也有關(guān)），所以在放3主變電流線時放雙線，以減小阻抗。相似的問題在硫酸風(fēng)機上也出現(xiàn)過。2 在通訊方面：SEL587只支持SEL和LMD(有限多址)規(guī)約，須SEL2020作通訊支持，SEL規(guī)約是SEL某公司的標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約，LMD有限多址規(guī)約都不是很通用的規(guī)約，在接入系統(tǒng)時都不是很方便，直接支持現(xiàn)場總線的一些規(guī)約對使用者將是很方便的，在小范圍SEL保護器時，帶上一個SEL2020從費用上考慮也是不值的。DVP625保護器支持CAN總線。CAN總線屬于國際認(rèn)可的現(xiàn)場總線，結(jié)構(gòu)簡潔，應(yīng)用方便，接入別的系統(tǒng)也簡單。現(xiàn)場總線近年得到巨大發(fā)展，具有通用通訊協(xié)議的設(shè)備接入系統(tǒng)更方便。3 SEL587只支持有限的模擬量信號，測量信息可以用METER類命令來得到，但這些信息只能作為監(jiān)視用。DVP625還有多組開關(guān)量輸入和輸出。在控制方面較方便。它的測量信息可作為功率表和電度表，無需另