sbl ep08繼電保護(hù)設(shè)備培訓(xùn)中英文08p64x technical presentation

MiCOMP642,P643,P645

變壓器綜合保護(hù)裝置December2011吳水根TitleMiCOMP642,P643,P645

變壓器差動(dòng)保護(hù)可用于UnitAuxiliaryTransformersTwo/ThreeWinding

TransformersReactorsGeneratorsRingBusFed

WindingsAutoTransformersMotorsShortInterconnectors傳統(tǒng)兩卷變使用

MiCOMP642/P632P642HV+LV三卷變可使用MiCOMP643P643P643HV+LVHV+LV+TV對(duì)每卷帶雙CT的變壓器可使用:MiCOMP645P645HV+LV+TV差動(dòng)保護(hù):

87T,REF,及相關(guān)功能FeatureP642P643P645TransformerPhaseDiffwithBiasedcharacteristicRatioCorrectionCTPolarityInversionVectorCorrectionZerosequencefilter2ndharmonicinrushrestraint5thharmonicoverfluxCTtroublealarm(circuitryfaultalarm)DifferentialCTSLo-ZRestrictedEarthFault其它同電流和RTD相關(guān)的保護(hù)功能FeatureP642P643P645ThermalOverloadwithAmbientCompensationOptionOptionOptionTopoiltemperaturecompensationOptionOptionOptionLossoflifestatisticsThrough-FaultMonitoringOvercurrentDirectionalOCVTVTStubbus/WindingOCBreakerFailureEarthFaultDirectionalEFVTVTNegativephasesequenceOCDirectionalNPSOCVTVTKey:VT=If3ΦVToptionfittedNewNewNew電壓和頻率保護(hù),

測(cè)量和記錄FeatureP642P643P645V/fOverfluxing(VT)(VT)UndervoltageVTVTOvervoltageVTVTResidualOvervoltageVTVTVTSupervisionOverfrequencyUnderfrequencyTripcircuitSupervisionPSLPSLPSLMeasurementsPSLEventRecordingFaultRecordingDisturbanceRecordingKey:VT=If3ΦVToptionfitted PSL=viaPSL(VT)=onewindingstandard,ortwowindingifextra3ΦVToptionfitted模擬量輸入數(shù)量功能P642P643P645Analogueinput2x3setsPhaseCTinputs3x3setsPhaseCTinputs5x3setsPhaseCTinputs2neutralCTinputs3neutralCTinputs1VTinputforoverfluxing3PhaseVTinputsOptionOption變壓器差動(dòng)保護(hù)

87T變壓器差動(dòng)保護(hù)(87T)

比率制動(dòng)特性特性方程:vvv變壓器差動(dòng)保護(hù)(87T)邏輯低定值差動(dòng)保護(hù):當(dāng)計(jì)數(shù)為2時(shí)，保護(hù)跳閘，如果差動(dòng)電流在0.5Is1內(nèi)，則計(jì)數(shù)增加到4。向量組,變比不匹配及零序補(bǔ)償(2)輸入?yún)⒖既萘?Sn):MVA輸入各繞組的線電壓輸入CT變比輸入低壓和高壓繞組向量組（時(shí)鐘符號(hào)）設(shè)置哪一繞組接地。如果繞組接地的話，裝置可應(yīng)用一個(gè)零序過濾器進(jìn)行零序補(bǔ)償整定向?qū)闼龅?設(shè)置變壓器的銘牌數(shù)據(jù)及CT變比+Hour(s)變壓器差動(dòng)保護(hù)(87T)

制動(dòng)電流計(jì)算為區(qū)外故障提供更好的穩(wěn)定性:延遲制動(dòng):Ibias,y(n)=最大值[Ibias,y(n),Ibias,y(n-1),...,Ibias,y(n–7)]制動(dòng)量最大值:

比率制動(dòng)特性各相所用的制動(dòng)量是從3相電流中計(jì)算所得的最大的“延遲”制動(dòng)量。Ibias,max=最大值[IbiasA,IbiasB,IbiasC]

暫態(tài)制動(dòng):

在發(fā)生突然增加的制動(dòng)測(cè)量量時(shí)，引入該特性出現(xiàn)CT飽和時(shí)的穩(wěn)定性-暫態(tài)制動(dòng)在外部故障導(dǎo)致CT飽和時(shí)，必須保持裝置的穩(wěn)定性在CT飽和期間造成的不匹配的采樣點(diǎn)不應(yīng)導(dǎo)致跳閘暫態(tài)制動(dòng)特性增加了穿越性故障時(shí)裝置的穩(wěn)定性

在裝置跳閘后及制動(dòng)電流小于Is1時(shí)，暫態(tài)特性將被移除暫態(tài)制動(dòng)勵(lì)磁涌流–

理論m+在電壓過零點(diǎn)時(shí)空投變壓器-無零序磁通m-m2穩(wěn)態(tài)VmIVmI成分直流2ndH3rdH4thH5thH6thH7thH55%63%26.8%5.1%4.1%3.7%2.4%發(fā)生勵(lì)磁涌流時(shí)的穩(wěn)定性在合閘側(cè)的繞組會(huì)有勵(lì)磁涌流流過此電流不會(huì)流入另一側(cè)繞組需要抑制變壓器空投時(shí)保護(hù)誤跳的辦法：勵(lì)磁涌流伴隨明顯的諧波分量:2nd,5th等.用2次諧波制動(dòng)檢測(cè)涌流不推薦用3次諧波，6次諧波等，以防該繞組使用的CT為三角形接法，此接法會(huì)過濾所有的3次倍數(shù)諧波低定值差動(dòng)元件一般用來檢測(cè)無涌流發(fā)生的差動(dòng)電流高定值差動(dòng)元件不等待計(jì)算涌流的過程VTS及

差動(dòng)CTS(CT監(jiān)視)

P64x差動(dòng)CTS(1)

專利號(hào)US7279905

測(cè)量各CT的負(fù)序和正序電流的比值比值為0(或更小)=>CT無負(fù)荷或流過平衡負(fù)荷，或系統(tǒng)有3相故障存在比值不為0=>有不平衡故障存在或不平衡負(fù)載，或CT有問題2側(cè)（或更多側(cè)）比值都同時(shí)不為0=>幾乎可以確定有系統(tǒng)故障存在而不是CT有故障僅當(dāng)CT1的CTSI2/I1>2啟動(dòng)并且其它CT無啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，此與門將出口P64xDifferentialCTS(2)如果I2/I1比值信號(hào)只在一端啟動(dòng)時(shí),與門的輸出即下圖紅線處將保持裝置用正序電流來區(qū)分CT故障和單側(cè)饋線故障情況:如果在一側(cè)以上的分支檢測(cè)到正序電流，那很可能為CT故障，CTS允許動(dòng)作如果僅在一側(cè)檢測(cè)到正序電流，那或者是涌流情況或者是單側(cè)內(nèi)部故障，因此CTS被閉鎖。差動(dòng)CTS–原理(3)簡單邏輯圖典型設(shè)置:CTSI2/I1>2=40%CTSI2/I1>1=20%CTSI1=10%

CTS延時(shí)=1秒CTS影響87T的定值項(xiàng):

告警模式: 僅指示

抑制模式: Is-CTS

專利CT監(jiān)視(3)可選:指示或抑制

VT監(jiān)測(cè)(1)告警事件記錄功能閉鎖自適應(yīng)設(shè)置1f

和2f

邏輯3f

有負(fù)荷時(shí)邏輯3f

充電時(shí)邏輯斷路器位置VTSABCP64x監(jiān)測(cè)VT斷線:1ph,2ph或3ph.VT監(jiān)測(cè)(2)VTS告警VTS閉鎖LCD燈事件記錄3相失電壓負(fù)荷狀態(tài)P64x&電壓消失有流P64x監(jiān)測(cè)VT斷線:1ph,2ph或3ph.VTSupervision(3)VTS告警VTS閉鎖LCD燈事件記錄3相失電壓線路充電時(shí)P64x&無壓VTSI>閉鎖P64x

缺少熔絲/打開

MCB斷路器合位受限制接地保護(hù)

REF受限制接地保護(hù):

提高接地保護(hù)的靈敏性接地電流的局限性0.21.0故障點(diǎn)（中性點(diǎn)開始）電流(xfullload)源ISIFR1.00.2ISIFR87T差動(dòng)定值星型繞組保護(hù)的百分比10%20%30%40%50%58%41%28%17%7%接地電流的局限性41%意思是離中性點(diǎn)59%的繞組不被保護(hù),

受限制接地保護(hù)(REF)可以提高靈敏性，REF也適用于三角形接線方式，

有時(shí)稱為：平衡接地保護(hù)“balancedearthfault”(BEF).P64x受限制接地保護(hù)每相繞組的制動(dòng)因素適用于3/2斷路器CTm

和CTn是關(guān)聯(lián)到一個(gè)特定的繞組的電流輸入

高靈敏度(5%)制動(dòng)電流(xIn)差動(dòng)電流(xIn)C2=NeutralCTratio/CTnratioC1=CTmratio/CTnratio

熱過負(fù)荷和死機(jī)保護(hù)

熱過負(fù)荷保護(hù)負(fù)荷概率頂層油的時(shí)間常數(shù)電流的平方頂層油溫散熱溫度指數(shù)繞組時(shí)間常數(shù)熱過負(fù)荷保護(hù)基于IEEEC57.91-1995危險(xiǎn)溫度油指數(shù)繞組指數(shù)熱過負(fù)荷保護(hù)熱過負(fù)荷跳閘:頂層油溫,TO.通過計(jì)算或測(cè)量(CLIOorRTD)TO的計(jì)算,頂層油溫和周圍環(huán)境差:油的時(shí)間常數(shù),TO負(fù)荷概率,R油指數(shù),n在額定負(fù)荷時(shí)頂層油溫高于環(huán)境的溫度,TO,R

危險(xiǎn)的溫度,H.通過計(jì)算獲得.H的計(jì)算,超過頂層油溫的危險(xiǎn)區(qū):繞組時(shí)間常數(shù),w在額定負(fù)荷時(shí)，繞組超過頂層油溫的危險(xiǎn)溫度.H,R繞組指數(shù),m電流的有效值用于計(jì)算繞組的危險(xiǎn)溫度熱過負(fù)荷保護(hù)熱保護(hù)的時(shí)間跳閘能夠靈敏的告警或跳閘環(huán)境或頂層油溫的補(bǔ)償熱值得復(fù)歸–在測(cè)試后回復(fù)操作能夠用到的數(shù)值:頂層油溫危險(xiǎn)溫度環(huán)境溫度跳閘時(shí)間定值參考:高壓，低壓，VT或偏置電流繞組監(jiān)控的設(shè)置.環(huán)境平均或測(cè)量溫度的設(shè)置(CLIOorRTD)通過計(jì)算或測(cè)量頂層油溫的設(shè)置IB標(biāo)幺值下的負(fù)載.將它設(shè)置為額定負(fù)載,i.e.1.0pu.熱特性由變壓器制造商提供.參數(shù)例子將在后面的表中舉例.三個(gè)危險(xiǎn)值和三個(gè)頂層油溫.熱過負(fù)荷保護(hù)熱過負(fù)荷保護(hù)特性曲線735MVA300kV+7%to-18%/23kVODWF發(fā)變組損耗功率340kW額定負(fù)荷損耗1580kW最大電流時(shí)的損耗1963kW油時(shí)間常數(shù)135min油指數(shù)1.0額定負(fù)荷環(huán)境溫度33.4°C繞組時(shí)間常數(shù)14mins額定負(fù)荷繞組最高溫度30.2°C繞組指數(shù)2.0過激磁(V/Hz)低頻率高電壓磁干擾m電流增大

差動(dòng)元件跳閘繞組溫度增加鐵芯過熱噪聲和震動(dòng) 持續(xù)過激磁會(huì)損壞變壓器2Iem產(chǎn)生原因造成影響V=kf過激磁

基本原理過激磁

P645HV+LV+TV可用2側(cè)過激磁單個(gè)PT輸入(V/HzW2)一個(gè)可選三相電壓輸入(V/HzW1)線電壓與頻率的比值過激磁5段元件1個(gè)定時(shí)限告警段1反時(shí)限/定時(shí)限+3個(gè)定時(shí)限跳閘段V/f(pu)1.11.151.21.251.31.351.41.451.5Minutes65720.80.40.220.130.090.06典型的變壓器可承受能力IDMT特性:可設(shè)置返回時(shí)間(V/Hz>xtReset)

實(shí)際返回時(shí)間:返回時(shí)間=tReset*IDMTtimer/tTargettTarget=TMS/(M-1)2

實(shí)際跳閘時(shí)間:跳閘時(shí)間=tTarget*(1-返回時(shí)間/tReset)

過激磁過激磁在正常電壓和頻率下，持續(xù)的地磁場(chǎng)造成的過激磁下，5次諧波差流經(jīng)過一定延時(shí)可以啟動(dòng)跳閘。

過激磁閉鎖差動(dòng)保護(hù)25%過電壓條件43%5次諧波5次諧波制動(dòng)電壓，頻率和過流保護(hù)過流保護(hù):

I>(50/51),IN>(50/51N),I2>(46)四段方式:所有四段，高，中和低壓獨(dú)立配置四段相過流零序四段(自產(chǎn)零序電流和單獨(dú)測(cè)量零序電流)四段負(fù)序過流兩段可用反時(shí)限，四段定時(shí)限變壓器VT采集電壓，可使用帶有方向的電流保護(hù).電壓保護(hù)電壓偏差的原因調(diào)節(jié)原因負(fù)荷偏差故障情況所需求的保護(hù)相電壓測(cè)量所有相或任一項(xiàng)動(dòng)作告警/調(diào)閘保護(hù):兩段過壓V>,兩段低電壓V<,兩段零序過電壓VN>相電壓和零序電壓MiCOMP64x系列變壓器保護(hù):

總結(jié)單個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)保護(hù)，監(jiān)視，測(cè)量和記錄基于AREVA悠久變壓器保護(hù)經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字化繼電器DTH,MBCH,KBCH,PQ,P63x可實(shí)現(xiàn)多至三繞組保護(hù):HV,LV,TV多至5個(gè)制動(dòng)量輸入(CT組)主保護(hù):差動(dòng)87T,零差REF,熱過負(fù)荷后備保護(hù):I>,IN>,I2>….方向過流斷路器失靈擴(kuò)展硬件選項(xiàng)VTs,CLIO,RTDs,IRIG-B,以太網(wǎng),用戶自選I/O方便的軟件設(shè)計(jì)差動(dòng)保護(hù)(87G)保護(hù)元件快速低阻高阻設(shè)計(jì)可用于雙重化保護(hù)需要機(jī)端CT

輸入

中性點(diǎn)CT

輸入P343裝置比率制動(dòng)式差動(dòng)保護(hù)接線制動(dòng)電流(xIn)=I+I122差流(xIn)=I+I1201234123RestrainOperate比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性K1SlopeK2高靈敏性(5%)穩(wěn)定電阻的大小由外部故障時(shí)保護(hù)可靠不動(dòng)計(jì)算而得。中性點(diǎn)CTs機(jī)端CTsIA2,IB2,IC2CTInputs穩(wěn)定電阻非線性電阻(如果需要)高阻式差動(dòng)保護(hù)(87G)每相電流門檻單獨(dú)設(shè)定提供一段延時(shí)IA2IB2IC2匝間保護(hù)(50DT)接地保護(hù)(1)標(biāo)準(zhǔn)接地電流自產(chǎn)零序方向接地自產(chǎn)靈敏電流接地標(biāo)準(zhǔn)接地電流測(cè)量零序靈敏方向接地100%定子接地零序功率接地高阻式限制性接地低阻式限制性接地零序過電壓為非直接接地發(fā)電機(jī)提供零序電流速斷保護(hù)為直接接地發(fā)電機(jī)提供帶時(shí)延的零序過流保護(hù)可提供95%繞組保護(hù)范圍(x=5%)TerminalVoltage,V0Vx50N51N定子接地保護(hù)(50N/51N)中性點(diǎn)偏移/零序過電壓-接地保(59N)P340Relay312(1)從三相五柱式PT的三相電壓自產(chǎn)零序電壓(2)直接從開口三角測(cè)量零序電壓(3)直接從中性點(diǎn)PT測(cè)量零序電壓P341/2/3為自產(chǎn)和測(cè)量各提供二段定/反時(shí)限零序過電壓保護(hù)P344另外為第二零序電壓輸入口增加二段零序過電壓保護(hù)采用三次諧波方式不需注入信號(hào)與零序過電壓保護(hù)組成從中性點(diǎn)到機(jī)端的100%接地保護(hù)，并可與之共輸入。100%定子接地保護(hù)(27TN)100%定子接地保護(hù)(27TN)定子繞組三次諧波電壓分布圖(a)正常運(yùn)行(b)中性點(diǎn)側(cè)發(fā)生接地故障(c)機(jī)端側(cè)發(fā)生接地故障100%定子接地保護(hù)(27TN)(1)可從三相五柱式PT的三相電壓自產(chǎn)零序電壓(2)三次諧波過電壓方式(3)三次諧波低電壓方式

三次諧波低電壓方式需由機(jī)端三相低電壓、有功、無功、視在功率等來閉鎖。

P340Relay312注入式100％定子接地保護(hù)注入式100%定子接地保護(hù)用外部20Hz低頻發(fā)生器和過濾器通過接地互感器給發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)或機(jī)端注入低頻電壓正常情況下,僅有很小的電流流過對(duì)地電容器(Xc=1/2fc)故障情況下,20Hz電流將會(huì)增大,而20Hz電阻會(huì)減小有2段低阻保護(hù)，可用來發(fā)信/跳閘，還有一段過流保護(hù)低阻保護(hù)給高阻接地故障提供更加靈敏的保護(hù)元件，并且能補(bǔ)償回路中的串聯(lián)電阻和相角誤差帶低電流和低電壓監(jiān)視元件中性點(diǎn)偏移/零序過電壓-匝間保護(hù)(59N)P340Relay312(1)匝間保護(hù)，從專用三相五柱式PT的三相電壓自產(chǎn)零序電壓(2)匝間保護(hù)，直接從專用開口三角PT測(cè)量零序電壓(3)95%定子接地保護(hù)可通過接地電阻側(cè)電壓引入P344為(2)和(3)提供獨(dú)立VN輸入中性點(diǎn)偏移/零序電壓-匝間保護(hù)(59N)51 50 FLCGenFL小型發(fā)電機(jī)延時(shí)過流保護(hù)速斷過流代替差動(dòng)保護(hù)簡單過負(fù)荷保護(hù)后備保護(hù)相過流(50/51)滿負(fù)荷電流0.25s0.5s故障電流

自故障發(fā)生后時(shí)間無法用過流來提供外部故障后備必需和饋線保護(hù)有時(shí)差需要依賴電壓作判據(jù)，因?yàn)殡娏髟谝欢〞r(shí)間后衰減典型發(fā)電機(jī)故障電流衰減曲線三種方式為系統(tǒng)故障提供后備保護(hù)二段低阻抗保護(hù)I>TerminalVoltsLoadFaultk.I>電壓控制過流I>TerminalVoltsLoadFaultk.I>電壓限制過流RXLoadFault低阻抗保護(hù)帶電壓判據(jù)的過流保護(hù)或低阻抗保護(hù)(51V/21)IECCurvesCurrent(MultiplesofIs)0.11101001000110010OperatingTime(s)IECSIIECVIIECEIIECLTSIEEECurves0.1110100110100Current(MultiplesofIs)OperatingTime(s)USMIUSVIUSEIUSIUSSI反時(shí)限特性-過流和接地元件FFail1失磁保護(hù)(40)xLoadXRFFail2

失磁軌跡功率因數(shù)告警角

增加快速阻抗圓

傳統(tǒng)帶延時(shí)的阻抗圓

超過進(jìn)相角告警傳統(tǒng)失步保護(hù)(78)ReactanceLineRLensBlinderZAZBXqaZCZone1Zone2失步保護(hù)(78)傳統(tǒng)透鏡原理由電抗線分成二個(gè)區(qū)Zone1–在發(fā)電機(jī)內(nèi)失步Zone2–在系統(tǒng)內(nèi)失步每區(qū)獨(dú)立計(jì)數(shù)(1-20)可設(shè)定為以下工況的失步檢測(cè):發(fā)電電動(dòng)發(fā)電和電動(dòng)(抽水蓄能發(fā)電機(jī))失步保護(hù)(78)發(fā)電工況失步檢測(cè)阻抗點(diǎn)在透鏡特性右半?yún)^(qū)阻抗穿越右半?yún)^(qū)阻抗穿越右半?yún)^(qū)時(shí)間大于T1阻抗穿越左半?yún)^(qū)時(shí)間大于T2阻抗從左半?yún)^(qū)離開如果在Z1穿越Z1和Z2計(jì)數(shù)均加1如果在Z2穿越則Z2計(jì)數(shù)增加相應(yīng)區(qū)計(jì)數(shù)到達(dá)時(shí)跳閘電動(dòng)工況失步檢測(cè)則相反功率保護(hù)-32R,32Land32O2二段功率元件(3相，最小整定值0.5%Pn)

可選擇發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)模式每段均可設(shè)置為：逆功率過功率低正向功率可為非緊急停機(jī)設(shè)置聯(lián)鎖(發(fā)電LFP)可為主動(dòng)機(jī)故障跳閘(發(fā)電RP)可作為一般過負(fù)荷保護(hù)(發(fā)電OP)可作為失載保護(hù)(電動(dòng)機(jī)LFP)轉(zhuǎn)子熱過負(fù)荷保護(hù)(46)不平衡負(fù)載將導(dǎo)致負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子感應(yīng)倍頻電流導(dǎo)致轉(zhuǎn)子快速發(fā)熱轉(zhuǎn)子過熱保護(hù)(46)基于負(fù)序電流P340負(fù)序熱曲線保護(hù)轉(zhuǎn)子過熱，十分接近轉(zhuǎn)子發(fā)熱特性。當(dāng)負(fù)序電流超過門檻時(shí)，近似于I22t=K曲線可調(diào)整的指數(shù)復(fù)歸特性獨(dú)立的定時(shí)限告警輸出負(fù)序過流保護(hù)(46)負(fù)序過電流保護(hù)P340負(fù)序過流保護(hù)可作為不對(duì)稱故障時(shí)的后備保護(hù)。4段可帶方向和延時(shí)的保護(hù)段負(fù)序方向過流可與縱向零序電壓及負(fù)序功率