RCS 9000变压器保护原理课件.ppt

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1、南瑞继保电气有限公司,欢迎各位领导和同人！,股份制企业民营企业业务范围：微机继电保护变电站综合自动化电网安全稳定控制直流输电系统控制和保护,公司情况简介(1),国家级重点高新技术企业江苏省软件企业国内百强软件企业第32位与南瑞集团双双进入中国电气100强。,公司情况简介(2),公司员工800人左右,80%具有大学学历,200多位硕士、10余位博士。合同总额：2004年17亿致力于为中国电力系统的技术进步服务积极拓展海外市场.,公司情况简介(3),年生产单装置 45000台套年生产保护屏柜 8000面年工程服务 2000站,公司情况简介(4),RCS9000变压器保护测控装置,RCS9000系列

2、变压器保护测控装置是适用于110KV及以下电压等级的变压器成套保护装置。成套保护由差动保护、后备保护和非电量保护组成。对于35KV或66KV变压器，一般可用RCS-9679变压器保护装置，本装置中有差动保护，高、低压侧后备保护，非电量保护及三相操作回路等功能，如要对变压器进行测控则需另加单元测控装置。对于110KV变压器，一般配置为RCS-9671/3（差动保护）+RCS-9681（高压侧后备保护测控）+RCS-9682（低压侧后备保护测控）+RCS-9661（非电量保护+操作回路+压切回路）+RCS9603(直流量、变压器挡位控制)构成对变压器的全部保护和测控功能。,RCS9671/3变压器

3、差动保护装置,装置为由多微机实现的变压器差动保护，适用于110KV及以下电压等级的双圈、三圈变压器，满足四侧差动的要求。本装置包括差动速断保护，比率差动保护，中、低侧过流保护，CT断线判别。RCS-9671装置中的比率差动保护采用二次谐波制动，RCS-9673装置中的比率差动保护采用偶次谐波判别原理。,保护总体流程,系统图,比率差动元件,装置采用三折线比率差动原理，其动作方程如下：,Ir,3Ie,0.5Ie,二次谐波制动,在RCS-9671保护中，比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作方程如下：式中Id2为A、B、C三相差动电流中的二次谐波，Id为对应的三相差动电

4、流中的基波，Kxb为二次谐波制动系数。保护采用按相闭锁的方式。,偶次谐波原理,RCS-9673保护利用三相差流的偶次谐波作为励磁涌流识别判据。滤除非周期分量后，在内部故障时，差流基本上是工频正弦波，而励磁涌流有大量的偶次谐波分量存在。滤除非周期分量后，内部故障时，有下列关系式成立：是的全周积分值，即差动电流的幅值。是偶次谐波的幅值。是门坎定值 是防止 和 都很小时 误判,差动速断保护,当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。,CT断线报警及闭锁比率差动保护设有延时CT断线报警,i)延时CT断线报警在保护采样程序中进行，当满足以下两个条件中的任一条件，且时间超过10秒时发出CT

5、断线告警信号，但不闭锁比率差动保护。这也兼起保护装置交流采样回路的自检功能。a)任一相差流大于Ibj整定值；b)di2+dimax；其中：di2为差流的负序电流 dimax为三相差流的最大值 为固定门槛值 为某一比例系数,瞬时CT断线闭锁或报警功能,ii)瞬时CT断线报警在故障测量程序中进行，满足下述任一条件不进行CT断线判别：a)起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线判别；b)起动后最大相电流大于1.2Ie；c)起动后任一侧电流比起动前增加；只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：a)只有

6、一相电流为零；b)其它二相电流与起动前电流相等；通过整定控制字选择，瞬时CT断线判别动作后可只发报警信号或闭锁比率差动保护出口。,过流保护,本装置为变压器中、低压侧各设一段过流保护，每段均为一个时限，分别设置整定控制字控制各保护的投退。,装置告警,当检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障报警信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。当检测到下列故障时，发出运行异常信号(BJJ继电器动作)：a)CT告警 b)CT断线(可经控制字选择是否闭锁比率差动保护),接线方式KMODE的整定对应如下：,上表中十位数0表示CT接成全星形，由程序进行

7、Y转换，1表示CT在装置外部进行Y转换。,各侧平衡系数的计算,装置通过变压器容量，变压器各侧额定电压和各侧CT变比及接线方式的整定，装置自动进行各侧平衡系数的计算，通过软件进行Y转换及平衡系数调整。平衡系数的内部算法如下：以Kmode=1为例 对于变压器Y接线侧 对于变压器接线侧 若报“平衡系数错”，这说明平衡系数太大，最好改变CT变比以满足要求。这样更能保证差动保护的性能。,保护运行时控制字的说明,运行方式控制字在定值整定时输入，用作保护运行功能的切换。其中断线闭锁(DXBS)控制字投入后，一旦瞬时CT断线判别元件动作，则闭锁比率差动保护出口，其它保护元件正常运行，正常运行灯不熄灭。比率差动

8、保护出口闭锁后，将一直保持，报警灯不熄灭，直到按面板上的“复位”键，使装置复位。反之，若DXBS控制字整定为“0”，则瞬时CT断线判别元件动作后仅发告警信号，所有保护元件均正常运行。,Y调整,变压器各侧电流经软件进行Y调整，即采用全星形接线方式。采用全星形接线方式对减小电流互感器的二次负荷和改善电流互感器的工作性能有很大好处。,Y形侧做如下计算再与型侧电流算差流：IA=IA-IB IB=IB-IC IC=IC-IAIb,RCS-9671逻辑框图,RCS-9671/3背板端子图,若保护只用两侧或三侧电流，可将不用的那侧“CT额定一次值”置为0，并将该侧电流输入短接，实现两侧或三侧差动。例如：有一

9、台Y/-11两圈变压器，只需要实现两侧差动，可将高压侧CT接入第一侧，低压侧CT接入第四侧。将“定值整定”中的“保护定值”菜单下的“二侧CT额定一次值”和“三侧CT额定一次值”整定为0，根据接线方式对照表，选择Kmode=01（或02、03）。此时应将“投三侧过流”退出（GL3=0），并将“三侧过流电流定值”整为最大值（99A），“三侧过流时间定值”整为最大值（10S）。第四侧即低压侧过流保护按需整定；若不用，则将“投四侧过流”退出（GL4=0），将“四侧过流电流定值”整为最大值（99A），“四侧过流时间定值”整为最大值（10S）。,RCS-9681变压器后备保护测控装置,RCS-9681为用

10、于110KV电压等级变压器的110KV侧后备保护测控装置。保护方面的主要功能有：1）三段复合电压闭锁过流保护（、段可带方向）；2）接地零序保护（三段零序过流保护）；3）不接地零序保护（一段定值二段时限的零序无流闭锁过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护）；4）保护出口采用跳闸矩阵方式，可灵活整定；5）过负荷发信号；6启动主变风冷；7）过载闭锁有载调压；8）故障录波。,软件说明,复合电压闭锁过流：本装置设三段复合电压闭锁过流保护，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制这三段保护的投退。、段可带方向闭锁，由控制字选择，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相起动方式

11、。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。当电流方向指向变压器时，方向元件指向变压器，方向元件灵敏角为45度。复合电压元件，其负序电压由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。复合电压闭锁过流保护可取三侧复合电压，任一侧复合电压动作均可起动过流保护动作（其它两侧动作后给出动作接点Ubl）。,接地保护：对于110KV及以上电压等级的变压器需要设置接地保护。本装置针对三种接地方式均设有保护：a)中性点直接接地运行；b)中性点不接地运行；c)经间隙接地运行中性点直接接地运行：装置设有三段零序过流保护，每段均一个时限，分别设有整定控制字控制这三段保护的投退。中性点不接

12、地或经间隙接地运行：装置设有段两时限零序无流闭锁零序过压保护和段两时限间隙零序过流保护，两者第一时限出口跳闸用于缩短故障范围，第二时限均跳主变各侧开关。零序无流的定值同、段零序过流电流定值的最小值。,过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压：装置设有三个定值分别对应这三项功能，取最大相电流作为判别。装置给出一付过负荷接点，一付启动风冷接点，一付过载闭锁有载调压接点（可选择为常开或常闭接点，如无特别指明，出厂时跳线选择为常闭）。PT断线：PT断线判据如下：a)正序电压U1小于30伏，而任一相电流大于0.06In；b)负序电压大于8伏；满足上述任一条件后延时10秒报母线PT断线，发出装置异常报警信号（B

13、JJ继电器动作），待电压恢复保护也自动恢复正常。在断线期间，根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判PT断线。,当本侧PT检修或旁路代路时，为保证该侧后备保护的正确动作，需投入“本侧PT退出”压板，此时该侧后备保护的功能有如下变化：a)复合电压闭锁（方向）过流保护自动解除本侧复合电压闭锁，只是经过其他侧复合电压闭锁（控制字UBS=1时）；b)复合电压过流保护自动解除方向元件；c)PT断线检测功能解除；d)本侧复合电压动作功能解除；,跳闸逻辑矩阵,本装置各保护跳闸方式采用整定方式，即哪个保护动作，

14、跳何开关可以按需自由整定。RCS9681共有三组出口跳闸继电器：出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）。原则上，出口跳闸继电器2用于跳开主变各侧开关。出口跳闸继电器1、3可由用户选择去跳何种开关。跳闸矩阵如下：,装置告警,当CPU检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障闭锁信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。当CPU检测到下列故障时，发出装置异常报警信号(BJJ继电器动作)：a)过负荷；b)PT断线；c)三相电流不平衡经10秒延时报CT异常。,RCS-9681逻辑框图,RCS-9681背板图,RCS-9682变压器

15、后备保护测控装置,RCS-9682为用于110KV及以下电压等级的变压器低压侧或中压侧(35KV、10KV或6KV)的后备保护测控装置。保护方面的主要功能有：1）四段复合电压闭锁过流保护(段、段、段可带方向，段不带方向)；2）保护出口采用跳闸矩阵方式，可灵活整定；3）过负荷发信号；4零序过压报警；5）故障录波。,软件说明,复合电压闭锁过流：本装置设四段复合电压闭锁过流保护，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制各段保护的投退。、段可带方向闭锁，由控制字选择，方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相起动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。当电流

16、方向指向变压器时，方向元件指向本侧系统，方向元件灵敏角为225度。复合电压元件，其负序电压由相电压计算得到，应按相整定；低电压取自线电压，应按线整定。,软件说明,零序过电压报警：110KV变压器低压侧为不接地系统，若发生单相接地故障，则会出现零序过电压。本装置设有零序过电压报警信号，取低压母线PT开口三角电压作为判别，动作后报运行异常信号(BJJ动作)。过负荷报警：装置取三相最大电流作为判别，过负荷动作后给出一付过负荷报警接点，并报运行异常信号(BJJ动作)。,软件说明,PT断线：PT断线判据如下：a)正序电压U1小于30伏，而任一相电流大于0.06In；b)负序电压大于8伏；满足上述任一条件

17、后延时10秒报母线PT断线，发出装置异常报警BJJ，待电压恢复保护也自动恢复正常。在断线期间，根据整定控制字选择是退出经方向或复合电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和复合电压闭锁。当各段复压过流保护都不经复压闭锁和方向闭锁时，不判PT断线。,跳闸逻辑矩阵,跳闸逻辑矩阵同RCS-9681，RCS9682共有三组出口跳闸继电器：出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）。原则上，出口跳闸继电器2用于跳开主变各侧开关。出口跳闸继电器1、3可由用户选择去跳何种开关。,装置告警,当CPU检测到装置本身硬件故障时，发出装置故障报警信号(BSJ继电器返回)，闭锁整套保护。硬件故障包括：RAM、

18、EPROM、定值出错和出口三极管长期导通。当CPU检测到下列故障时，发出运行异常信号(BJJ继电器动作)：a)过负荷；b)PT断线；c)三相电流不平衡经10秒延时报CT异常。,RCS-9682逻辑框图,RCS-9682背板图,RCS9661/A变压器非电量保护装置,RCS9661为变压器的非电量保护装置。装置对从变压器本体来的非电量接点(如瓦斯等)重动后发出中央信号、远动信号，并送给本装置的CPU作为事件记录，其中中央信号磁保持。需要直接跳闸的则另外起动本装置的跳闸继电器。同时装置还有四路不按相操作断路器的独立的跳合闸操作回路及两个电压切换回路。RCS-9661A与9661的区别是有两个电压并

19、列回路而无电压切换回路。,J3C,J4C,J5B,J4B,J6C,J7B,J7C,1UA,1UB,1UC,1UN,1UMA,1UMB,1UMC,BY1+,2UA,2UB,2UC,2UN,2UMA,2UMB,2UMC,BY1-,BY2+,BY3+,BY4+,BY5+,BY2-,BY3-,BY4-,BY5-,J5C,BL,YK,YB,YF,电源+,01并列,02远控,03远并,04远分,07,09,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,08,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,06,说明：虚线框内电路表示在标准装置中未焊元件,RCS-9661A 电压并列回路,