TWDZ5200 07 V103 WDZ5241变压器差动保护装置.docx

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TWDZ520007V103WDZ5241变压器差动保护装置

WDZ-5241变压器差动保护装置

1装置功能

WDZ-5241变压器差动保护装置主要用于10KV及以下容量为6300KVA以上或2000KVA以上电流速断保护灵敏性不满足要求的大容量低压变压器的差动保护，与配套的WDZ-5242变压器保护测控装置共同构成大型变压器的全套保护。

WDZ-5200系列变压器保护装置还包括WDZ-5242变压器保护测控装置、WDZ-5243变压器综合保护测控装置、WDZ-5244三卷变差动保护装置，其在保护、测控功能的区别见下表所示。

WDZ-5241

WDZ-5242

WDZ-5243

WDZ-5244

差动速断保护

√

√

√

比率差动保护

√

√

√

CT断线告警

√

√

√

差流越限告警

√

√

√

过流一段保护

√

√

过流二段保护

√

√

负序一段保护

√

√

负序二段保护

√

√

过负荷保护

√

√

接地保护一段

√

√

接地保护二段

√

√

低侧零序一段保护

√

√

低侧零序二段保护

√

√

FC过流闭锁

√

√

熔断器保护

√

√

开关量保护一

√

√

开关量保护二

√

√

开关量保护三

√

√

测量功能

√

√

控制功能

√

√

硬件电能计量功能

√

√

操作回路功能

√

√

2保护功能及原理

2.1差动起动元件

装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s，开放起动继电器。

2.2差动电流制动电流计算公式

按照同名端同在变压器侧或母线侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。

装置支持钟点数接线为YN,y/YN,d11/d,YN11/d,YN1，通过折算到高压侧的副边变比系数Kphl自动进行星三角转换，不需要通过外部转换。

变压器钟点数为YN，y：

式中：

DIa、DIb、DIc：

变压器A、B、C差动电流

HIa、HIb、HIc：

变压器A、B、C制动电流

Iah、Ibh、Ich：

变压器高压侧A、B、C电流

Ial、Ibl、Icl：

变压器低压侧A、B、C电流

变压器钟点数为YN，d11：

变压器钟点数为d，YN11：

变压器钟点数为d，YN1：

2.3差动速断保护

2.3.1保护动作逻辑框图

2.3.2保护动作判据

式中，Icdsd：

差动速断保护动作电流整定值（A）

2.4比率差动保护

装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。

2.4.1保护动作逻辑框图

2.4.2保护动作判据

式中，Icdqd：

比率差动保护动作电流整定值（A）

Ie：

变压器运行额定电流二次值（A）

2.5二次谐波制动

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，采用综合相制动的方式，方程如下：

式中DI2max为三相差动电流中的二次谐波最大值，DImax为三相差动电流最大值，Kxb为二次谐波制动系数。

2.6CT断线

CT断线判别是基于以下假设的：

（1）CT断线不是多相同时发生的；

（2）CT断线与故障不是同时发生的。

满足下述任一条件不进行CT断线判别：

（1）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；

（2）起动后最大相电流大于1.2Ie；

（3）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：

（1）只有一相电流为零；

（2）其它二相电流与起动前电流相等；

通过控制字投入或退出，CT断线可瞬时闭锁比率差动，延时2s报CT断线告警。

2.7差流越限告警

装置提供差流越限告警功能，检测到最大差动电流大于整定值，延时10s告警，但不闭锁差动保护。

2.7.1保护动作逻辑框图

2.7.2保护动作判据

式中，Iclyx：

差流越限告警电流整定值（A）

2.8保护定值

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

1

变压器额定电流

Ie

A

0.20In-1.20In

2

副边变比系数

Kphl

0.20-5.00

3

变压器钟点数

Mode

YN,y/YN,d11

/d,YN11/d,YN1

4

差动速断电流

Icdsd

Ie

0.20-20.00

5

最小动作电流

Icdqd

Ie

0.20-20.00

6

比率制动系数

K

0.10-0.60

7

二次谐波制动系数

Kxb

0.10-0.40

8

CT断线闭锁比率差动

退出、投入

9

差流越限告警电流

Iclyx

Ie

0.20-20.00

2.9软压板

装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。

序号

名称及含义

符号

整定范围

1

差动速断保护

退出、投入

2

比率差动保护

退出、投入

3

CT断线告警

退出、投入

4

差流越限告警

退出、投入

3背板端子和接线原理图

3.1模拟量输入

Iah、Ibh、Ich为变压器高压侧三相保护电流，有额定5A和1A之分。

Ial、Ibl、Icl为变压器低压侧三相保护电流，有额定5A和1A之分。

3.2背板端子

从装置前面看，背板端子最左边为插槽1，最右边为插槽5，中间分别为插槽2、插槽3、插槽4。

从装置背面看，最右边为插槽1，最左边为插槽5。

端子编号为3位数，如“ABC”，第一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子的序号。

如插槽3的第1个端子，编号为301。

插槽1：

模入板

端子101～102为变压器高压侧保护A相电流输入。

端子103～104为变压器高压侧保护B相电流输入。

端子105～106为变压器高压侧保护C相电流输入。

端子107～108为变压器低压侧保护A相电流输入。

端子109～110为变压器低压侧保护B相电流输入。

端子111～112为变压器低压侧保护C相电流输入。

插槽2：

空板

插槽3：

出口板

端子301～304为保护联跳输出。

301～302为其中一副接点输出，常开接点；303～304为其中另一幅接点输出，常开接点。

端子305～308为开出2出口。

305～306为其中一副接点输出，常开接点；307～308为其中另一幅接点输出，常开接点。

可通过内部跳闸矩阵整定对应相应出口。

端子309～310为保护跳闸出口。

端子311～312为开出4出口。

端子313～314为开出5出口。

端子325～326为装置故障告警信号输出。

端子327～328为保护跳闸信号输出。

端子329～330为保护告警信号输出。

端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。

插槽4：

接口板

端子401～402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。

可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子403为信号地。

端子404～405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。

可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子406～407为GPS对时输入端口，接485差分电平。

端子408为信号地。

装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。

插槽5：

电源板

端子503～504装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或交直流110V。

503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。

端子506～530为24路强电直流110V或220V开入。

506为开入公共负端，507～530为24路开入输入。

端子531～532为装置闭锁输出，常闭接点。

装置24V失电或内部CPU不正常工作，接点闭合。

3.3端子接线原理图

3.3.1模拟量输入接线原理图

3.3.2开入、开出、中央信号、网络回路接线原理图

4装置选型

（1）装置网络通讯接口可选配CAN、ProfiBus，均为双网配置；如果需要选配RS485接口，请特殊说明；

（2）装置开入电源有直流110V和直流220V之分；装置电源不区分110V和220V，也不区分交流和直流；

（3）装置保护电流二次额定值有1A和5A之分；

（4）装置可扩展开入、开出资源，请特殊说明；

（5）装置无测控功能，不配置4~20mA输出和硬件电能板；也不配置操作回路。

5整定说明

5.1重要提示

本整定说明仅供参考。

5.2变压器参数计算

5.2.1变压器额定电流Ie

式中，Ie：

变压器高压侧额定电流（A）

S：

变压器容量（KVA）

Un：

变压器额定电压（KV）

nTA：

电流互感器变比

5.2.2副边变比系数Kphl

装置支持钟点数接线为YN,y/YN,d11/d,YN11，通过折算到高压侧的副边变比系数Kphl自动进行星三角转换，不需要通过外部转换。

5.3差动保护

5.3.1差动速断电流Icdsd

按躲过变压器的励磁涌流、最严重外部故障时的不平衡电流计算，一般可取Icdsd=（6~7）Ie

5.3.2最小动作电流Icdqd

按躲过变压器额定负载时的最大不平衡电流计算，一般可取Icdqd=（0.5~0.8）Ie

5.3.3比率制动系数K

一般为K=0.3~0.75，可取K=0.5

5.3.4二次谐波制动系数Kxb

一般可取Kxb=0.15

5.4差流越限告警

差流越限告警电流Iclyx按照躲过最大不平衡电流整定，一般可取Iclyx=0.2Ie