PST+671U變壓器保護裝置說明書

1、.國 電 南 自標準號：GB/T14598.300-2008PST 671U變壓器保護裝置（110 kV 電壓等級）說明書（南網(wǎng)版）國電南京自動化股份有限公司.GUODIANNANJING AUTOMATION CO.，LTD安全聲明為保證安全、正確、高效地使用裝置，請務必閱讀以下重要信息：1.裝置的安裝調試應由專業(yè)人員進行；2.裝置上電使用前請仔細閱讀說明書。應遵照國家和電力行業(yè)相關規(guī)程，并參照說明書對裝置進行操作、調整和測試。如有隨機材料，相關部分以資料為準；3.裝置上電前，應明確連線與正確示圖相一致；4.裝置應該可靠接地；5.裝置施加的額定操作電壓應該與銘牌上標記的一致；6.嚴禁無防護措

2、施觸摸電子器件，嚴禁帶電插拔模件；7.接觸裝置端子，要防止電觸擊；8.如要拆裝裝置，必須保證斷開所有地外部端子連接，或者切除所有輸入激勵量。否則，觸及裝置內(nèi)部的帶電部分，將可能造成人身傷害；9.對裝置進行測試時，應使用可靠的測試儀；10.裝置的運行參數(shù)和保護定值同樣重要，應準確設定才能保證裝置功能的正常運行；11.改變當前保護定值組將不可避免地要改變裝置的運行狀況，在改變前應謹慎，并按規(guī)程作校驗；12.裝置操作密碼為：99。版本聲明本說明書為 PST 671U 變壓器保護裝置說明書 V1.00N 版本，適用于南網(wǎng)地區(qū) 110 kV 電壓等級的變壓器保護。1軟件本說明書為 PST 671U 變壓

3、器保護裝置南網(wǎng)地區(qū) 110kV 電壓等級軟件版本的說明書，其中主后一體配置為標準 4U 整層機箱。分側保護配置包含變壓器差動單元，變壓器高后備單元，變壓器中后備單元和變壓器低后備單元，各分體單元機箱為標準 4U 半層機箱。其保護功能符合南方電網(wǎng)公司 10 kV110 kV元件保護技術規(guī)范，滿足南網(wǎng)地區(qū) 110kV 電壓等級變壓器保護的要求。2硬件本裝置采用 POWERPC 微處理器進行邏輯運算，總體運算速度快。產(chǎn)品說明書版本修改記錄表*技術支持電話：（025）51183084傳真：（025）51183077*本說明書可能會被修改，請注意核對實際產(chǎn)品與說明書的版本是否相符2012 年 02 月

4、第 1 版 第 1 次印刷10987654321V1.00N適用于南網(wǎng)地區(qū) 110kV 電壓等級的 PST 671U 變壓器保護裝置說明書第一版正式歸檔。V1.N2012/02序號說明書版本號修 改 摘 要軟件版本號修改日期目錄安全聲明版本聲明1 概述 . 11.11.21.31.4適用范圍 . 1保護配置 . 1性能特點 . 1各側單元的保護功能配置. 32 技術性能及指標 . 52.12.22.32.42.52.6額定電氣參數(shù). 5主要技術性能及指標. 5環(huán)境大氣條件. 6絕緣和耐濕熱性能. 6電磁兼容性能. 6機械性能 . 73 保護原理說明 . 83.13.23.33.4保護啟動 .

5、8差動保護 . 8后備保護 . 14告警功能及其它輔助功能. 184 硬件結構說明 . 204.14.24.34.44.54.64.74.8分側保護裝置安裝結構、外觀. 20分側保護裝置面板布置. 21分側保護裝置背板布置及端子說明. 21主后一體保護裝置安裝結構、外觀. 27主后一體保護裝置面板布置. 28主后一體保護裝置背板布置及端子說明 . 28硬件系統(tǒng)框圖及說明. 31主要模件工作原理. 325 定值說明 . 345.15.25.35.45.5PSTPSTPSTPSTPST671UA 分側半層差動單元定值 . 34671UB 分側半層后備單元定值 . 35671UCM 分側半層中后備單

6、元定值 . 38671UCL 分側半層低后備單元定值 . 40671U 主后一體保護定值 . 436 使用說明 . 536.1 指示燈說明 . 536.2 人機界面總體結構 . 536.3 人機界面使用說明 . 547 訂貨須知及其他 . 59PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書1 概述1.1 適用范圍PST671U 系列數(shù)字式變壓器保護裝置是以差動保護單元，后備保護單元分體配置或主后一體配置的成套變壓器保護裝置，適用于 110kV 電壓等級電力變壓器。其中分體配置的差動保護單元和后備保護單元為 4U 半層機箱結構，主后一體保護配置為 4U 整層機箱結構。P

7、ST 671U 系列數(shù)字式變壓器保護裝置是新一代全面支持數(shù)字化變電站的保護裝置。裝置支持電力行業(yè)通信標準 DL/T 667-1999（IEC 60870-5-103）和新一代變電站通信標準 IEC 61850。本說明書主要針對南網(wǎng)地區(qū) 110kV 電壓等級主后一體和分側配置的變壓器保護。1.2 保護配置PST671U 系列數(shù)字式變壓器保護裝置可實現(xiàn)全套變壓器的電氣量保護，各保護功能由軟件實現(xiàn)。裝置包括多種原理的差動保護，并含有全套后備保護功能模塊庫，可根據(jù)需要靈活配置，功能調整方便。主要保護功能如下。1. 縱聯(lián)差動保護差動速斷保護；穩(wěn)態(tài)比率差動保護；故障量差動保護。2. 后備保護復壓閉鎖（方向

8、）過流保護；零序（方向）過流保護；間隙保護；簡易母線保護。3. 保護告警差流越限告警；過負荷告警；零序過壓告警；CT、PT 斷線告警。1.3 性能特點123高性能硬件速度大于 200MIPS 的 32 位 CPU 系統(tǒng)；采樣速率為每周波 96 點（可為 144 點）的 16 位的模數(shù)轉換系統(tǒng)。高可靠性在半層機箱內(nèi) CPU 板采用主 CPU 和監(jiān)視 CPU 同時工作，出口回路實行雙 CPU 互鎖，即雙 CPU同時動作，保護才出口跳閘。在整層機箱內(nèi)采用雙 CPU 板同時工作，實現(xiàn)雙套電氣量保護與門保護出口。即實現(xiàn)雙 AD 采樣、雙 CPU 板并行邏輯判斷處理，出口回路實行雙 CPU 板出口互鎖，即

9、雙 CPU 板同時動作，保護才出口跳閘。支持數(shù)字化變電站PST 671U 應用了“PS 61850 數(shù)字化變電站軟件平臺”，全面支持 IEC 61850 標準。裝置中內(nèi)嵌有-1-PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書SCL 解析器，可以根據(jù)配置動態(tài)生成 IEC 61850 模型。IEC 61850 可實現(xiàn)傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)的各種“四遙”和保護信息傳輸，在不影響常規(guī)的保護及測控功能的前提下，在模型自描述體系的支撐下可達到和國內(nèi)外其它廠商方便的互操作。同時，IEC 61850 也為系統(tǒng)帶來了靈活性、實時性等功能和性能上的提升。PST 671U 裝置支持的 IEC

10、 61850 功能有：u 支持 TP 鏈接的所有服務器側 MMS 服務PST 671U 裝置支持所有 IEC61850 的 MMS 服務器側的通訊服務模型的所有必選項服務（包括 GOOSE 服務所涉及的訪問 GOCB 控制塊的 MMS 服務）。u 支持變電站對時PST 671U 裝置可以支持 IEC 61850-8-1 規(guī)定的 SNTP 網(wǎng)絡校時服務。456789強電磁兼容性裝置采用背插式和特殊的屏蔽措施，裝置能承受 GB/T 17626-1998 等級為 5 級的工頻磁場抗擾度試驗、5 級的阻尼振蕩磁場抗擾度試驗、4 級的靜電放電抗擾度試驗、4 級的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗、4 級的振蕩波

11、抗擾度試驗 3 級的射頻電磁場輻射抗擾度試驗、4 級的浪涌（沖擊）抗擾度試驗、3 級的射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗。邏輯圖編程設計各保護功能模塊化設計，各類工程配置不同的邏輯圖，即可實現(xiàn)各種保護配置。保護裝置采用多種差動原理判別變壓器是否發(fā)生區(qū)內(nèi)故障a. 故障量差動：不受負荷電流大小的影響，濾取故障特征量，進行差動判斷，保護動作快速，動作靈敏性高；b. 二次諧波制動：傳統(tǒng)的二次諧波閉鎖，能夠防止空投時勵磁涌流誤動；c. 波形對稱制動：實現(xiàn)分相制動，能夠準確的識別區(qū)內(nèi)故障和勵磁涌流。豐富、實用的界面設計接口顯示器采用真彩液晶，操作方式采用高可靠性的觸摸屏，便于用戶調試；界面可隨時顯示各側電流、

12、電壓及其相位，差流情況和壓板狀態(tài)等運行相關量。完善的事件記錄和故障錄波功能記錄所有電流電壓量故障時的波形，同時顯示差動保護記錄的差流，諧波等相關量以及電流、電壓向量圖等。強大的通信功能保護具有兩 個以太網(wǎng)接口或 兩個通信串口 RS485 ， 一個 RS232 打印接口。 通信規(guī)約采用IEC60870-5-103 規(guī)約或 IEC 61850 規(guī)約。10 支持多種 GPS 對時對時輸入接口可提供空接點、有源 24V 及 RS485 三種模式的選擇，支持 GPS 秒對時，GPS 分對時和 IRIGB 格式時間碼對時。-2-PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書1.4

13、 各側單元的保護功能配置1. PST 671UA 差動單元配置2. PST 671UB 高后備單元配置3. PST 671UCM 中后備單元配置4. PST 671UCL 低后備單元配置（同時適用于中后備單元）-3-高后備保護單元PST 671UB保護功能復壓過流保護 I 段 1 時限零序過流 I 段 2 時限零序過流 II 段 2 時限間隙過流過壓保護 I 段 2 時限間隙過壓保護 I 段 2 時限保護告警過負荷告警PT 斷線啟動通風 I 段 1 時限閉鎖調壓 I 段 1 時限差動單元PST 671UA保護功能縱聯(lián)差動速斷保護縱聯(lián)差動穩(wěn)態(tài)比例差動保護縱聯(lián)差動故障分量差動保護保護告警差流越限告

14、警中后備保護單元PST 671UCM保護功能復壓過流保護 I 段 3 時限復壓過流保護 II 段 3 時限保護告警過負荷告警PT 斷線零壓告警低后備保護單元PST 671UCL保護功能復壓過流保護 I 段 3 時限復壓過流保護 II 段 3 時限母線保護過流 I 段 1 時限PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書5. PST 671U 主后一體保護配置注：以上配置為參照規(guī)范的標準保護配置，對于有特殊要求的工程，以實際工程的保護配置為準。-4-保護配置PST671U差動保護縱聯(lián)差動速斷保護縱聯(lián)差動穩(wěn)態(tài)比例差動保護縱聯(lián)差動故障分量差動保護差流越限告警高后備保護復壓

15、過流保護 I 段 1 時限零序過流 I 段 2 時限零序過流 II 段 2 時限間隙過流過壓保護 I 段 2 時限間隙過壓保護 I 段 2 時限過負荷告警PT 斷線啟動通風 I 段 1 時限閉鎖調壓 I 段 1 時限中后備保護復壓過流保護 I 段 3 時限復壓過流保護 II 段 3 時限母線保護過流 I 段 1 時限過負荷告警PT 斷線零壓告警低 1后備保護復壓過流保護 I 段 3 時限復壓過流保護 II 段 3 時限母線保護過流 I 段 1 時限過負荷告警PT 斷線零壓告警低 2后備保護復壓過流保護 I 段 3 時限復壓過流保護 II 段 3 時限母線保護過流 I 段 1 時限過負荷告警PT

16、 斷線零壓告警保護告警過負荷告警PT 斷線零壓告警PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書2 技術性能及指標2.1 額定電氣參數(shù)2.2 主要技術性能及指標2.2.1 主要技術指標2.2.2 通信接口-5-序號名稱額定電氣參數(shù)1直流電源220V 或 110V(訂貨請注明)，允許工作范圍：（80110）額定直流電壓2交流電壓V (額定電壓 Un)，開口三角形 100V100 / 33交流電流5A 或 1A(額定電流 In，訂貨請注明)4額定頻率50Hz（或 60Hz 時訂貨請注明）5過載能力保護交流電流回路2 倍額定電流，連續(xù)工作；10 倍額定電流，允許 16s；4

17、0 倍額定電流，允許 1s；保護交流電壓回路1.2 倍額定電壓，連續(xù)工作；1.5 倍額定電壓，允許 10s；6功率消耗直流回路正常時，不大于 30W；跳閘時，不大于 60W；保護交流電壓回路不大于 0.5VA/相（額定電壓時）保護交流電流回路不大于 0.5VA/相（In5A 時）不大于 0.3VA/相（In1A 時）7觸點容量操作回路觸點閉合容量直流 220V 1100W（不斷?。┬盘柣芈酚|點閉合容量直流 220V 1100W（不斷弧）信號回路觸點關斷容量直流 220V 60W8狀態(tài)量電平通信接口模件的輸入狀態(tài)量電平24VGPS 對時脈沖輸入電平24V開入模件輸入狀態(tài)量電平220V 或 110

18、V序號名稱主要技術指標1保護采樣回路精確工作范圍相電壓： 0.2V200V3U0 電壓：0.2V600V電流： 0.04In40In2差動保護整組動作時間差動速斷：20ms (1.5Iop)比例差動：30ms (1.5Iop)3后備保護動作時間動作時間誤差：30ms序號名稱接口類型1打印機接口（不可更改）RS-2322三個可同時工作的以太網(wǎng)接口（或光纖以太網(wǎng)）RJ-45(或 LC 光纖接口)PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書3兩個可以同時工作的串行通信口RS-4852.3 環(huán)境大氣條件2.4 絕緣和耐濕熱性能2.5 電磁兼容性能-6-序號絕緣試驗項目試 驗

19、 結 果1絕緣電阻在正常試驗大氣條件下，裝置的外引帶電部分（通信接口回路除外）和外露非帶電金屬部分及外殼之間，以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間，用開路電壓為直流 500V 的兆歐表測量其絕緣電阻值，不小于 100M；通信接口回路對地，用開路電壓為直流 250V 的兆歐表測量其絕緣電阻值，不小于 100M。2介質強度在正常試驗大氣條件下，裝置能承受頻率為 50Hz，電壓 2000V（通信回路輸入端子為 500V）歷時 1min 的工頻耐壓試驗而無擊穿閃絡及元件損壞現(xiàn)象。試驗過程中，任一被試回路施加電壓時其余回路等電位互聯(lián)接地。3沖擊電壓在正常試驗大氣條件下，裝置的直流輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點

20、等各回路對地，以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間，能承受 1.2/50s 的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗。當額定絕緣電壓大于 63V 時，開路試驗電壓為 5kV；當額定絕緣電壓不大于 63V 時，開路試驗電壓 1kV。4耐濕熱性能裝置能承受 GB/T 2423.3-2006 規(guī)定的恒定濕熱試驗。試驗溫度+402、相對濕度（933）%，試驗時間為 48h，在試驗結束后恢復 12h，用開路電壓為直流 500V 的兆歐表，測量各外引帶電回路部分對外露非帶電金屬部分及外殼之間、以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻不小于 10M，介質強度不小于規(guī)定值的75。序號電磁兼容試驗項目試驗結果1輻射電磁場抗擾度能承

21、受 GB/T 14598.9-2002 中規(guī)定的輻射電磁場干擾度級試驗2快速瞬變脈沖群抗擾度能承受 GB/T 14598.10-2007 中規(guī)定的快速瞬變抗擾度 IV 級試驗31MHz 脈沖群抗擾度能承受 GB/T 14598.13-2008 中規(guī)定的 1MHz 和 100kHz 脈沖群抗擾度級（共模 2.5kV、差模 2kV）試驗，施加干擾期間，裝置無誤動或拒動現(xiàn)象。4靜電放電抗擾度能承受 GB/T 14598.14-1998 中規(guī)定的靜電放電抗干擾 IV 級試驗5電磁發(fā)射限值能符合 GB/T 14598.16-2002 中規(guī)定的電磁發(fā)射限制值6射頻場感應的傳導騷擾抗擾度能承受 GB/T 1

22、4598.17-2005 中規(guī)定的射頻場感應的傳導騷擾抗擾度級試驗7浪涌（沖擊）抗擾度能承受 GB/T 14598.18-2007 中規(guī)定的浪涌（沖擊）抗擾度級試驗8工頻磁場抗擾度能承受 GB/T 14598.19-2007 中規(guī)定的工頻磁場抗擾度 V 級試驗序號名稱環(huán)境參數(shù)1正常工作大氣條件環(huán)境溫度：-10+45 （室內(nèi)使用）；相對濕度：5%95%（產(chǎn)品內(nèi)部既不凝露，也不結冰）；大氣壓力：66kPa110kPa；2正常試驗大氣條件環(huán)境溫度：+15+35；相對濕度：45%75%；大氣壓力：86kPa106kPa；3貯存及運輸?shù)臉O限大氣環(huán)境裝置貯存、運輸允許的環(huán)境條件為-25+70，相對濕度不大

23、于 90%，在不施加任何激勵量的條件下，不出現(xiàn)不可逆變化。PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書2.6 機械性能-7-序號名稱機械性能1機箱結構尺寸整層機箱 482.6mm165.9mm267mm；半層機箱 259.08mm165.9mm267mm；嵌入式安裝；2振 動裝置能承受 GB/T 11287-2000 中 3.2.1 規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的振動響應能力試驗；3.2.2 規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的振動耐久能力試驗3沖 擊裝置能承受GB/T 145371993中4.2.1 規(guī)定的嚴酷等級為I 級的沖擊響應試驗；4.2.2規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的沖擊

24、耐久試驗4碰 撞裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.3 規(guī)定的嚴酷等級為 I 級的碰撞試驗PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書3 保護原理說明裝置在運行狀態(tài)下主程序按固定運算周期進行計算，正常采樣采集電流、電壓量。根據(jù)電流、電壓是否滿足啟動條件決定程序是進入故障計算，還是正常運行。在故障計算中進行差動保護及后備保護的判別。3.1 保護啟動保護程序采用檢測擾動的方式?jīng)Q定是進入故障處理還是進行正常的運行，自檢等工作。只有當裝置啟動后，相應的保護元件才會開放。各啟動元件的原理如下。3.1.1 差流啟動元件差電流啟動元件的判據(jù)為：|id |IQD；其

25、中：i d 為差動電流，IQD 為差流啟動門檻；當任一相差動電流大于啟動門坎時，保護啟動；適用保護：縱差保護。3.1.2 差流突變量啟動元件差流突變量啟動元件判據(jù)：i d(k)-id(k-2n)IQD；id(k)為當前差動瞬時值，id(k-2n)為當前采樣點前推二周波對應的差動采樣瞬時值，IQD 為差流突變量啟動門檻；連續(xù)三點滿足條件時，保護啟動；適用保護：縱差保護。3.1.3 相電流突變量啟動利用系統(tǒng)擾動時，相電流會發(fā)生突變的變化特征使保護進入故障處理程序。啟動量：所有相電流。啟動條件：相應側的突變量 |i(k)|-|i(k-2n)| IQD。i(k)為當前點瞬時值，i(k-2n)為當前采樣

26、點前推二周波對應的采樣瞬時值，IQD 為相電流突變量啟動門檻；連續(xù)三次滿足條件時，保護啟動；適用保護：復壓（方向）過流保護、過流保護、零序（方向）過流保護。3.1.4 自產(chǎn)零序電流啟動針對變壓器接地故障，也為防止轉換性故障，多條線路相繼故障及小匝間故障等情況下，相電流突變量啟動可能失去重新啟動能力。啟動量：接地系統(tǒng)三相電流量。啟動條件：零序電流大于相應側的零序電流啟動值。適用保護：復壓（方向）過流保護、過流保護、零序（方向）過流保護。3.2 差動保護電力變壓器在運行時，由于聯(lián)接組別和變比不同，各側電流大小及相位也不同。需通過數(shù)字方法對 CT聯(lián)接和變比進行補償。消除電流大小和相位差異。3.2.1

27、 縱差保護縱差保護是指由變壓器各側外附 CT 構成的差動保護，該保護能反映變壓器各側的各種類型故障。-8-PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書縱差保護應注意空載合閘時勵磁涌流對變壓器差動保護引起的誤動，以及過勵磁工況下變壓器差動保護動作的行為。由于各側電壓等級和 CT 變比的不同，計算差流時需要對各側電流進行折算，本裝置各側電流均折算至 I 側，即 I 側為基準側，且裝置內(nèi)部固定 I 側為 Y 側，即 I 側電流應選擇為變壓器某一 Y 型側的電流。若通過參數(shù)定值整定自動判別，I 側為高壓側，則其余各側電流均折算至高壓側，若 I 側為中壓側，則其余各側電流均折

28、算至中壓側，若 I 側為低壓側，則其余各側電流均折算至低壓側，具體整定判別見定值整定說明。以下以 Y0/Y/-11 變壓器為例來說明縱差差流的計算，假設通過整定，I 側為高壓側，則其它各側電流均折算至高壓側。此時變壓器各側二次額定電流：高壓側額定電流： In.h=3 * USh* na .h；中壓側額定電流： I n . m =S3 *U m * n a . m；低壓側額定電流： I n .l =S3 *U l * n a .l ；式中：S變壓器高中壓側容量；CT 為全 Y 接線；Uh、Um、Ul變壓器高、中、低壓側銘牌電壓；n a.h、n a.m、n a.l變壓器高、中、低壓側 CT 變比。

29、由于各側電壓等級和 CT 變比的不同，計算差流時需要對各側電流進行折算，本裝置各側電流均折算至高壓側。變壓器縱差各側平衡系數(shù), 和各側的電壓等級及 CT 變比都有關，如下：高壓側平衡系數(shù)：I中壓側平衡系數(shù)：低壓側平衡系數(shù)：II；變壓器各側電流互感器采用星形接線，二次電流直接接入本裝置。電流互感器各側的極性都以母線側為極性端。由于 Y 側和側的線電流的相位不同，計算縱差差流時，變壓器各側 CT 二次電流相位由軟件調整，裝置采用由 Y- 變化計算縱差差流。對于Y側：dai dbi 3對于 d-11 側：dai ai i dbi bi i dci ci iai bi ci-測量到的各側電流的二次矢量

30、值。-9-K h = I nn . hh =1 ；K m = I nn .mhK l = I nn .hlI& -I& *k& = aibi i ； &II3& -& * &-& * ci i ； I& = ciai i ； bi=3dciI& =I& *k ； I& =I& *k ； I& =I& *k ；I& , I& , I&PST 671U 變壓器保護裝置(南網(wǎng)標準 110kV 電壓等級)說明書dai dbi dci-經(jīng)折算和轉角后的各側線電流矢量值。k i -變壓器高、中、低側的平衡系數(shù)（ k h ， k m ， k l ）。差動電流：制動電流：ni =1daidbin ni = i =ndai； I rbndbi； I rcndc