DMP300型微机变压器差动保护测控装置

DMP300差动保护测控装置说明书第1页共30页一、简介1.概述DMP300型微机变压器差动保护测控装置，适用于110KV及以下电压等级的三圈变或两圈变，具有开入采集、脉冲电度量采集、遥控输出、通讯功能。其中DMP321适用于三圈变，DMP322适用于两圈变。保护功能：a）差电流速断保护b）二次谐波制动的比率差动保护c）CT断线识别和闭锁功能d）过负荷告警e）过载启动风冷f）过载闭锁有载调压遥信量采集：a）本体轻、重瓦斯信号有载轻、重瓦斯信号压力释放信号变压器超温告警b）主变一侧开关的弹簧未储能、压力异常闭锁、报警c）从主变一侧开关操作箱中采集开关跳、合位，手跳、手合开关量脉冲电量：一路有功脉冲电度、一路无功脉冲电度遥控：遥控主变一侧开关2.特点：1）差动保护中各侧电流平衡补偿由软件完成，中低压侧电流不平衡系数均以高压侧为基准。变压器各侧CT二次电流相位也由软件自动校正，即变压器各侧CT二次回路可接成丫型（也可选择常规接线），这样简化了CT二次接线，增加了可靠性。1)变压器保护的差动保护与后备保护完全独立，各侧后备也完全独立，独立的工作电源、CPU实现真正意义上的主、后备保护，极大地提高了主变保护的可靠性。2)通过菜单可直接查看主变各侧电流值的大小、相位关系，差电流大小，方便用户调试与主变投运。3)选用高性能、高可靠性的80C196单片机，高度集成的PSD可编程外围芯片；宽温军用、工业级芯片；高精度阻容元件；进口密封继电器。4)抗干扰、抗震动的结构设计DMP300差动保护测控装置说明书第2页共30页全封闭金属单元机箱，箱内插板间加装隔离金属屏蔽板；高可靠性的进口接插件，加装固定挡条。5)独到的多重抗干扰设计单元装置采取了隔离、软硬件滤波、看门狗电路、智能诊断各种开放闭锁控制，ALLINONE的主板电路设计原则，新型结构设计等多种抗干扰措施，取得了良好的效果。6)体积小、模块化，既可安装于开关柜，构成分散式系统，又可集中组屏。7)大屏幕液晶汉字显示运行参数、菜单，具有极好的人机界面，操作简单、直观、易学、易用。8)所有保护功能均可根据需要直接投退，操作简单。9)软件实现交流通道的模拟量精度调整，取消了传统的采保通道的误差补偿电位器，不但简化了硬件，更方便了现场调试、校验，还提高了精度。10)独到的远动试验菜单功能。装置中设有“远动试验”菜单,通过菜单按钮进行远动信息传输试验,如“差动速断动作”、“高压侧CT断线告警”等，无需试验接点真正闭合，可在线试验，方便了远动调试。11)多层次的PASSWORD：运行人员口令、保护人员口令、远动人员口令。12)事件记录分类记录32条故障信息，32条预告信息，8条自检信息，并具掉电保持功能。DMP300差动保护测控装置说明书第3页共30页二、主要技术参数1．额定数据交流电流5A交流电压100V交流频率50HZ直流电压220V2．功率消耗交流电流回路IN=5A每相不大于0.5VA直流电源回路正常工作不大于8W保护动作不大于10W3.过载能力交流电流回路2倍额定电流连续工作10倍额定电流允许10S直流电源回路80%—130%额定电压连续工作4．测量误差：保护电流不大于±5%5.温度影响装置在-10℃～55℃温度下动作值因温度变化而引起的变差不大于±3%6．允许环境温度正常工作温度：-10℃～55℃极限工作温度：-25℃～75℃7．抗干扰性能:7.1脉冲干扰试验能承受频率为1MHZ及100KMZ电压幅值共模2500V,差模1000V的衰减震荡波脉冲干扰试验.7.2静电放电测试能承受IEC1000-4-2标准Ⅲ级、试验电压6KV的静电放电试验。DMP300差动保护测控装置说明书第4页共30页7.3辐射电磁场干扰测试能承受IEC1000-4-3标准Ⅲ级、干扰场强10V/M的辐射电磁场干扰试验。7.4快速瞬变干扰测试能承受IEC1000-4-4标准Ⅲ级的快速瞬变干扰试验。8．绝缘耐压标准满足部标1)交流输入对地：大于100兆欧2)直流输入对地：大于100兆欧3)信号及输出触点对地：大于100兆欧4)开入回路对地：大于100兆欧能承受2KV/1min的工频耐压，5KV的冲击电压。9．保护的主要技术数据1)差动速断保护电流元件：整定范围2～80A，整定级差0.01A，误差小于±5%时间元件：整定范围0～10S，整定级差0.01S,误差小于40ms2)比率差动保护差动门坎电流：整定范围：0.5～10A，整定级差0.01A，误差小于±5%二次谐波制动比：整定范围：0.1～0.15制动比：固化为0.53）过负荷告警电流元件：（高压侧B相电流）整定：0.5～10A，整定级差0.01A，误差小于±5%时间元件：整定范围0～10S，整定级差0.01S,误差小于40ms4）过载起动风冷电流元件：整定范围2～80A，整定级差0.01A，误差小于±5%5）过载闭锁有载调压电流元件：（高压侧B相电流）整定：0.5～10A，整定级差0.01A，误差小于±5%时间元件：整定范围0～10S，整定级差0.01S,误差小于40msDMP300差动保护测控装置说明书第5页共30页三、保护逻辑原理1.比率差动保护当以下两式同时成立时比率差动元件保护动作Icd＞IcdqdIcd＞KID×Izd（KID=0.5）Izd=maxIg，Iz，Id其中：Ig、Iz、Id分别为高、中、低压侧负荷电流Icd为差动电流Icdqd为差动保护门坎定值Izd为制动电流，取最大负荷侧电流KID为比率制动特性斜率，固化为0.52.二次谐波制动数据本保护利用三相差动电流二次谐波来防止涌流误动，Icd为差动电流基波分量，Icd2为差电流二次谐波分量，K2为二次谐波制动系数。IzdKID=0.5IcdIcdqd动作区DMP300差动保护测控装置说明书第6页共30页二次谐波制动采用或制动方式，即A、B、C三相中有一相满足制动条件，则闭锁差动保护出口。3.差动速断保护当任一相差动电流大于差流速断定值时，瞬时动作于出口继电器。该保护可在变压器内部发生严重故障时快速切除故障变压器。4.CT断线判断方法当主变（两圈或三圈）两侧有正常三相电流，此时如果一侧不平衡电流，产生的负序电流大于0.2A时，程序判断CT断线，当差电流不大于6A时，发CT断线信号，闭锁保护出口。当差电流大于6A时，不闭锁保护出口。5.过负荷告警动作条件：Ihb（高压侧B相电流）IsetTTset式中Iset为该保护整定电流，Tset为该保护整定时间。6.过载起动风冷起动风冷动作条件：Ihb（高压侧B相电流）Iset1TTset关闭风冷动作条件：Ihb（高压侧B相电流）Iset2TTset式中Iset1、Iset2为该保护整定电流，Tset为该保护整定时间。7.过载闭锁有载调压动作条件：Ihb（高压侧B相电流）IsetTTset式中Iset为该保护整定电流，Tset为该保护整定时间。8.主变本体保护：变压器本体保护通过主变操作箱中重动板上的重动继电器分别出口，跳各侧开关，其事件信号在差动装置采集与上送。DMP300差动保护测控装置说明书第7页共30页四.机箱结构装置为IEC标准6U机箱,其单箱外形及安装开孔尺寸见附图1。集中组屏时,三个单元插箱组成一层机箱,嵌入式安装于屏柜上,每屏可装四层共12个单箱，标准屏柜尺寸为：2260X800X600或2360X800X600。五.硬件组成DMP300型微机变压器主保护单元（差动保护）和后备保护单元保护装置硬件组成一样，由下列模件组成：电源模件，交流模件，CPU模件，开入开出板模件，背板模件，液晶显示模件，全封闭金属机箱，操作单元由变压器各侧的操作板模件背板模件，跳合闸状态显示模件，全封闭金属机箱组成，各模件之间有金属屏蔽板，减少电磁干扰的影响。插件位置示意如图：交流模件电源模件CPU模件开入开出模件各模件功能简述如下：1．电源模件：提供装置各种工作电源，直流或交流220V输入，经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出±5V，±12V，+24V。三组电压均不共地，且采用浮地方式，同外壳不相连。电源具有过压保护、过流保护功能。经拨动开关进行投退，有绿色LED灯指示。+5V用于CPU及外围芯片±12V用于模拟量采集回路+24V用于驱动继电器DMP300差动保护测控装置说明书第8页共30页N7N4N8N5N1N2N9N6N3模拟地模拟地模拟地2．交流模件：将交流电压、电流转变为弱电信号，以便模数转换。保护CT与测量CT分开，保证保护要求的抗饱和特性与测量精度。交流模件共可以装12路交流输入回路,据用户所要求的保护功能及测量功能而配备。其原理图如下：3.CPU模件：采集数据、开入量，数据加工处理，完成计算、保护功能,产生控制出口、信息，完成通讯功能。本装置CPU采用高性能十六位单片机80C196,有可靠的看门狗功能,当因干扰等原因造成程序走飞时,会使CPU复位,提高可靠性。交流模件送到CPU模件的模拟量，经放大滤波后，进行A/D转换，精度达十四位。采用全波傅氏算法，具有良好的滤波效果，抗干扰性能好，适用于继电保护。从P1口及高速输出口产生控制出口，经隔离与电压转换后，驱动继电器。当程序起动出口时，先起动保护起动继电器，将+24V切换到出口继电器，保证出口可靠，当电源模件+220-220+5V-5V+12V-12V+24V地地地地DMP300差动保护测控装置说明书第9页共30页出口器件损坏或输入定值丢失出错时，程序自检发现后，除发自检信息外，还起动自检继电器，切断出口继电器+24V电压，防止误动,提高可靠性。采用CAN通讯（或电流环方式、485），有红色LED、绿色LED指示灯。通过26芯扁平电缆与液晶显示模件相连。经光电隔离后的开入量，驱动后与数据总线相连。原理示意图如下：4.开入开出板模件：开关量信号采集与输出。操作电源为直流220V电压，装有遥跳、遥合、各保护跳闸继电器，并留有一备用继电器，通过单元间连线（组屏时已连好）将信号送至操作箱单元，驱动保护出口继电器。开入开出板上装焊开入量的光电隔离回路，其公共端为—220V，原理示意图为：CPU模/数转换开入光隔驱动通讯开出驱动存储控制液晶显示DMP300差动保护测控装置说明书第10页共30页5．背板模件：各模件之间用牢靠进口接插件与背板相连接，相互传递数据。外部模拟量,开入量输入,控制输出均通过牢靠的端口子与背板相连。6．液晶显示模件：实时显示电流、频率，保护信息等，保护功能投退，定值修定，人机界面友好。DMP300差动保护测控装置说明书第11页共30页六.变压器差动保护整定说明（一）装置二次CT接线方式方式1：主变各侧一次绕组接线方式的差异而引起各侧一次电流相位差异的补偿，由各侧CT接线方式进行纠正补偿。例如：主变一次绕组接线方式：“丫/Δ”，二次接线为“Δ/丫”主变一次绕组接线方式：“丫/丫/Δ”，二次接线为“Δ/Δ/丫”采用这种接线方式时，本装置菜单中关于主变各侧CT接线方式的设置均为“OFF”，如高压侧丫/丫，设置为“OFF”，中低压“丫/丫”，设置为“OFF”。方式2：主变各侧二次CT接线均按“丫”方式接线，相位差由软件补偿。采用这种接线方式时，本装置菜单中关于主变各侧CT接线方式功能选择，将主变一次绕组为“丫”的变压器侧接线方式“丫/丫”设置为ON。以上两种接线方式各侧二次CT极性均以母线侧为同名端接入装置。（二）不平衡系数主变各侧保护CT变比配备的差异形成的不平衡电流的补偿方式采用不平衡系数方式，在“测量精度调节”菜单中有“不平衡系数”菜单中进行不平衡系数设置。不平衡系数以高压侧为基准，高压侧不平衡系数固化为“1”主变各侧不平衡系数的计算：A.主变高压侧为1（已固化）B.中压侧不平衡系数=（Um×Km×Khjx）/（Uh×Kh×Kmjx）C.低压侧不平衡系数=（UL×KL×Khjx）/（Uh×Kh×KLjx）其中Uh、Um、UL分别为主变高、中、低压侧额定电压Kh、Km、KL分别为主变高、中、低压侧变比Khjx、Kmjx、KLjx分别为主变高、中、低压侧CT接线系数D.CT接线系数：当CT