CSC-241数字式变压器保护装置

CSC241系列数字式变压器保护测控装置-1-CSC241系列数字式变压器保护测控装置综述CSC241系列数字式变压器保护测控装置是适用于66kV及以下电压等级的变压器成套保护装置，由差动保护、后备保护、厂（所）用变保护、接地变保护和非电量保护组成。1装置型号及基本功能描述型号名称基本功能备注CSC241A数字式变压器差动保护装置差动速断保护比率差动保护CT断线功能差流越限告警功能非电量保护遥信变压器差动保护，适用于66kV及以下电压等级的两卷变压器。CSC241B数字式变压器后备保护测控装置三段式过流保护，可经负序过电压、低电压闭锁启动风扇闭锁调压过负荷告警出口操作回路遥控、遥信、测量反应变压器相间故障的后备保护及测控装置，适用于66kV及以下电压等级的变压器。CSC241C数字式厂(所)用变保护测控装置速断保护过流保护低电压保护过负荷保护零序过流保护非电量保护出口操作回路遥控、遥信、测量以电流电压及非电量保护为基本配置的所用变压器保护测控装置，适用于66kV及以下电压等级的变电站或发电厂用变压器。CSC241E速断保护以电流电压保护为基本配置的接CSC241系列数字式变压器保护测控装置-2-数字式接地变保护测控装置过流保护高压侧零序过流低压侧零序过流零序过压非电量保护出口操作回路遥控、遥信、测量地变压器保护测控装置，适用于66kV及以下电压等级的接地变压器，或兼作站用的接地变压器。CSC241F非电量保护装置重瓦斯、轻瓦斯等本体保护的重动跳闸和发信标准配置八路跳闸或告警，可扩展为12路。2CSC241系列数字式变压器保护配置方案应用场合变压器类型保护配置方案发电厂2000kVA以下容量的小型厂用变压器CSC241C2000kVA及以上容量的大型厂用变压器CSC241A＋CSC241C变电所主变压器CSC241A＋CSC241B(高压侧)＋CSC241B(低压侧)＋CSC241F所用变压器CSC241C接地变压器CSC241E3主要技术指标及参数额定参数直流电压：220V/110V交流电压：100V或3/100V交流电流：1A/5A系统频率：50Hz/60Hz功率消耗直流回路：15W交流电压回路：0.15VA/相交流电流回路：0.25VA/相过载能力交流电流：2In持续工作CSC241系列数字式变压器保护测控装置-3-20In允许10s40In允许1s交流电压：1.2Un持续工作1.4Un允许10s继电器触点容量跳合闸出口：5A，DC220V（吸合）信号触点：1A，DC220V（吸合）跳合闸电流跳闸电流：0.5～4A合闸电流：0.5～4A定时限过流元件电流定值：0.2In～20In时间定值：0～20S定值误差：5％整定值精确工作范围电压：0.4V～120V电流：0.04In～30In频率：40～55Hz/50～65Hz动作时间电流速断：＜40ms(2倍整定值)零序速断：＜40ms(2倍整定值)差动动作：＜35ms(2倍整定值)差速动作：＜30ms(2倍整定值)监视报告性能事件记录分辨率：≤1msGPS对时精度：≤1ms测量表计精度电流、电压：0.2级功率、电度：0.5级通讯端口规范RS485端口：最高速率19200bps，屏蔽双绞线接口以太网:10BASE-T端口：UTP5通讯介质，RJ45接口10BASE-F端口：多模光纤通讯介质，820nm，ST接口绝缘性能绝缘电阻100MΩ（500V兆欧表）介质强度GB/T14598.3-1993CSC241系列数字式变压器保护测控装置-4-冲击电压GB/T14598.3-1993电磁兼容性能辐射电磁场干扰:GB/T14598.9-1995Ⅲ级快速瞬变干扰:GB/T14598.10-1996Ⅳ级脉冲群干扰:GB/T14598.13-1998Ⅲ级静电放电干扰:GB/T14598.14-1998Ⅳ级射频电磁场辐射干扰:GB/T17626.3－1998Ⅲ级浪涌（冲击）干扰:GB/T17626.5－1999标准III级机械性能振动GB/T11287-2000Ⅰ级冲击GB/T14537-1993Ⅰ级碰撞GB/T14537-1993Ⅰ级环境条件保存温度：25℃～+70℃工作温度：-10℃～55℃相对湿度：最大不超过95％大气压力：86～106kPaCSC241A数字式变压器差动保护装置-5-CSC241A数字式变压器差动保护装置1装置简介CSC241A为适用于66kV及以下电压等级的两卷变压器差动保护装置，可在开关柜就地安装。一般需与本系列CSC241B后备保护（或CSC241C厂用变保护）装置构成成套保护。2主要功能反应保护区内故障的差动速断保护；反应保护区内故障经二次谐波制动的比率差动保护；CT断线功能；差流越限告警功能；故障录波；9路遥信开入采集（包括非电量保护输出接点的采集及信息上传功能）、装置遥信变位、事故遥信；各种事件SOE等。3保护元件3.1差动速断元件当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于出口。用于在变压器差动区发生严重故障情况下快速切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的最大不平衡电流和空投变压器时的励磁涌流，一般取6～12倍的额定电流。MAX(Icd)Ics跳闸差速压板3.2比率差动元件为了保证内部故障时差动保护灵敏动作，同时防止外部故障时及差动各侧CT特性不一致时暂态不平衡电流引起的误动，本装置采用三段式比率差动原理，其动作方程如下：CSC241A数字式变压器差动保护装置-6-cddII1rrIIcdrrdIIIKI)(1121rrrIIIcdrrrrdIIIKIIKI)()(121222rrII其中，cdI为差动保护的起动电流定值，dI为差动电流，rI为制动电流。1rI为可整定的第一拐点电流，2rI为第二拐点电流（内部固定取为2eI，eI为变压器高压侧额定电流）,1K为可整定制动曲线斜率，2K为内部固定的系数（取为0.7）。21IIId，2121IIIr式中，1I和2I分别为变压器两侧的电流，均以流入变压器为正方向。变压器两侧的电流互感器以指向变压器为同极性。IrIdIrIr0Ir1Ir2IcdIsdK1K2动作区cdI一般整定为0.2～1.2eI，1rI一般整定为0.8～1.2eI，1K一般整定为0.2～0.7，2rI取为2eI，2K取0.7。在本装置内，变压器各侧电流的相位差由软件自动校正，变压器各侧的电流互感器均采用星形接线。3.3二次谐波制动元件利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：Id2Kxb·Id其中Id2为三相差动电流中的二次谐波，Id为对应的三相差动电流，Kxb为二次谐波制动系数。三相差CSC241A数字式变压器差动保护装置-7-动电流中只要任一相满足上述条件，均闭锁三相比率差动保护。Kxb一般取为10％～30％之间。3.4CT断线比率差动启动后，需经过瞬时CT断线的检测，保证差流不是由于断线引起的。判别为CT断线后，发出告警信号，报告CT断线，通过调整控制字可以决定是否闭锁差动保护。瞬时CT断线判别在满足下列任何一个条件时，将不进行CT断线判别：启动前某侧最大相电流小于该侧额定电流的20％，则不判该侧；启动后相电流最大值大于该侧额定电流的120％；启动后任一侧电流比启动前增加。在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为CT断线：有一相电流为零；其余两相电流于启动前电流相等。瞬时CT断线是否闭锁差动保护可以通过控制字选择投退。差动动作比率制动闭锁谐波闭锁CT断线≥H1KG1.100&Y跳闸出口3.5差流越限告警如差流大于15％的高压侧额定电流，经判别超过10s后，发出差流越限告警信号，但不闭锁差动保护。这一功能兼起保护装置交流采样回路的监视功能。MAX(Icd)15%Ieh10s差流越限告警1差流越限告警投003.6非电量保护的事件记录从变压器本体来的接点经非电量保护装置重动后，输出一组空接点至差动主保护装置进行事件记录，并可通过网络或现场总线将记录上传至后台计算机。CSC241A数字式变压器差动保护装置-8-4定值及整定说明4.1软压板清单：压板名称对应功能差速差动速断保护功能投退差动差动保护功能投退CT断线CT断线功能投退重瓦斯遥信记录功能投退调压重瓦斯遥信记录功能投退冷却故障遥信记录功能投退压力释放遥信记录功能投退轻瓦斯遥信记录功能投退调压轻瓦斯遥信记录功能投退油温高遥信记录功能投退需要的功能必须将软压板投入，不采用的功能将相应软压板退出即可。4.2定值清单：序号定值名称参考范围单位备注1控制字一0000～FFFF无参见控制字说明2控制字二0000～FFFF无备用3额定电流eI0.2～10A高压侧二次值4差动速断电流3Ie～12IeA5差动起动电流cdI0.2Ie～1.2IeA6拐点电流1rI0.8～1.2eIA7比率制动系数1K0.2～0.7无8二次谐波制动系数0.10～0.30无9低压侧平衡系数0.1～10无CSC241A数字式变压器差动保护装置-9-4.3控制字一定义：位置0含义置1含义D15CT额定电流5ACT额定电流1AD7～14备用备用D6变压器接线方式D5D4D3备用备用D2二次谐波制动退出二次谐波制动投入D1CT断线不闭锁差动保护CT断线闭锁差动保护D0备用备用4.4变压器接线方式选择说明：位6位5位4变压器接线方式000变压器为Y/Y-12接线方式001变压器为Y/△-11接线方式010变压器为Y/△-1接线方式011变压器为△/Y-1接线方式100变压器为△/Y-11接线方式101备用接线方式110无此选择111无此选择4.5定值整定计算方法变压器各侧CT二次电流相位由软件自校正，对Y侧进行相位校正。对于Y/Δ-11的接线，其校正方法如下：Y侧：CSC241A数字式变压器差动保护装置-10-3/)('BAAIII3/)('CBBIII3/)('ACCIIIΔ侧：aaII'bbII'ccII'式中，AI、BI、CI为Y侧CT二次电流，AI'、BI'、CI'为Y侧校正后的各相电流；aI、bI、cI为Δ侧CT二次电流，aI'、bI'、cI'为Δ侧校正后的各相电流。其它接线方式可以类推。装置中可通过变压器接线方式整定控制字选择正确的接线方式。差动电流与制动电流的相关计算，都是在电流相位校正和平衡补偿后的基础上进行。4.5.1变压器额定电流：TAnnenUSI13式中，nS为变压器额定容量，nU1为变压器高压侧额定电压（应以运行的实际电压为准），TAn为变压器高压侧CT变比。4.5.2低压侧平衡系数的计算以高压侧为基准，计算变压器低压侧平衡系数TAHTALnHnLphLnnUUK11其中，nHU1为变压器高压侧额定电压，nLU1为变压器低压侧额定电压，TALn为低压侧CT变比，TAHn为高压侧CT变比。4.5.3举例已知变压器参数为：额定容量Sn＝20MVA，各侧额定电压354×2.5％/10.5kV，接线方式为Y/-11,高压侧CT变比为600/5，低压侧为1200/5。则CSC241A数字式变压器差动保护装置-11-变压器高压侧额定电流二次值为：AnUSITAHnHe749.260035352000031低压侧平衡系数：6.05/6005/1200355.1011TAHTALnHnLphLnnUUK以A相为例，A相差流即为：ALphLBHAHdAIKIII)(314.5.4其它整定说明：比率差动元件的启动值一般取“高压侧额定电流”定值的30％～50％。比率差动拐点电流一般取0.8～1.2倍的“高压侧额定电流”定值。比率制动系数一般取0.3～0.7之间。二次谐波制动系数一般可取0.10～0.3之间。差动速断元件按考虑躲过变压器的励磁涌流，最严重外部故障时的不平衡电流等情况整定。CSC241A数字式变压器差动保护装置-12-5装置端子图空直流消失入输源电输出1719201