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VIP-96S93N主变差动保护装置(带零序差动-三侧差动)

适用范围:VIP-96S93N 主变差动保护装置适用于110kV及以下电压等级的两圈、三圈电力变压器,满足变压器零序差动(三侧差动)的要求。用于主保护单独配置的变压器保护。

主要功能:差动速断、比率差动、零序差动速断 、零序比率差动 、CT断线、差流越限、非电量保护

测控功能:电流:ia1、ib1、ic1、ia2、ib2、ic2、ia3、ib3、ic3;支持21路有源开入;支持11路保护出口,2路信号出口,1路装置失电出口

通讯功能:2路以太网口;2路485口,其中第二路485口与对时口复用,通信与对时通过设置二选一;通讯规约:以太网103规约,MODBUS RTU规约。支持通信报文对时、SNTP对时和IRIG-B对时。支持带串口通信的针式打印机

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VIP-96S93N 主变差动保护装置简介

    VIP-96S93N 主变差动保护装置是一款主要用于变压器三侧零序差动保护的装置,该主变零序差动保护采用32位高性能微控制器,集成DSP和FPU,高效完成保护运算、出口逻辑、事件记录、故障录波、后台通信等功能。高性能的硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有模拟量以及开入量进行实时计算。装置硬件配置灵活,采用内部高速总线,具有易于扩展、易于维护的特点。该装置可以集中组屏安装,也可分散安装在开关柜上。


VIP-96S93N 主变差动保护装置保护配置

      差动速断      (跳闸)

      比率差动      (跳闸,可经二次谐波闭锁,CT断线闭锁)

      零序差动速断   (跳闸)

      零序比率差动   (跳闸)

      CT断线        (告警)

      差流越限      (告警)

      非电量保护    (告警/跳闸)


VIP-96S93N 主变差动保护装置原理

1、参数计算

      装置根据变压器绕组、各侧电压等级及CT变比等参数对差流计算中的各侧相电流进行平衡折算和自动相位补偿。

2、CT接线方式

      变压器各侧CT均采用星型接线方式,CT二次电流接入到本装置,电流互感器各侧的极性都以母线侧为极性端。

3、额定电流计算

零序差动保护


其它各侧额定电流计算与高侧一致,只需把各侧对应的额定电压,一次CT值,二次CT值带入公式即可。

●平衡系数计算

      高压侧绕组为Y型:高压侧平衡系数为 1/;

      高压侧绕组为△型:高压侧平衡系数为 1 ;

      中压侧绕组为Y型:中压侧平衡系数为 (Kct_m * Un_m)/( Kct_h * Un_h *)=Ieh/(Iem*);

      中压侧绕组为△型:中压侧平衡系数为 (Kct_m * Un_m)/( Kct_h * Un_h ) =Ieh/Iem;

      低压侧绕组为Y型:低压侧平衡系数为 (Kct_l * Un_l)/( Kct_h * Un_h *)=Ieh/(Iel*);

      低压侧绕组为△型:低压侧平衡系数为 (Kct_l * Un_l)/( Kct_h * Un_h ) =Ieh/Iel;

其中:

      Kct_h为高压侧CT变比            Un_h为高压侧额定电压

      Kct_m为中压侧CT变比            Un_m为中压侧额定电压

      Kct_l为低压侧CT变比            Un_l为低压侧额定电压

      Ieh为高压侧额定电流             Iem为中压侧额定电流

      Iel为低压侧额定电流


●各侧电流相位补偿

变压器各侧CT二次电流相位由软件调整,装置采用Y->△的转换方式,转换公式如下

高压侧为星形接线:

a)变压器绕组为Y12型:

      Ia′=K(ia-ib);Ib′=K(ib-ic);Ic′=K(ic-ia);


b)变压器绕组为Δ11型:

      Ia′=Kia;Ib′=Kib;Ic′=Kic;


高压侧为角形接线:

a)变压器绕组为Y1型:

      Ia′=K(ia-ib);Ib′=K(ib-ic);Ic′=K(ic-ia);

b)变压器绕组为Y11型:

      Ia′=K(ia-ic);Ib′=K(ib-ia);Ic′=K(ic-ib);


c)变压器绕组为Δ12型:

      Ia′=Kia;Ib′=Kib;Ic′=Kic;

      其中:ia、ib、ic为相电流;

      Ia′、Ib′、Ic′为补偿后的计算电流;

      K为各侧对应绕组的平衡系数;


差动电流及制动电流计算

差动电流及制动电流计算

      式中差动电流是各侧电流经过相位补偿和平衡系数折算过后的各相电流代数和,制动电流则选取各侧经过相位补偿和平衡系数折算过后的最大相电流。

零序差动3.png

       式中,参与计算的电流为各侧二次谐波电流经过相位补偿和平衡系数折算后的二次谐波值的代数和。


2、零序差动速断

      1).零序差动速断-投(0代表退,1代表投);

      2).零序差动电流idn≧ 零差速断定值;

      满足以上条件,保护立即出口3J(B305/B306)、4J(B307/B308)、5J(B309/B310), 同时驱动事故继电器出口12J(B323/B324)(直到手动复归,继电器才返回),液晶显示事故信息,面板事故灯亮(液晶报警提示和事故指示灯需手动复归)。动作的逻辑框图如3-4所示:

零序差动速断保护动作逻辑图

零序差动速断保护动作逻辑图


3.零序比率差动

零序比率差动动作判据:

      1.零序比率差动-投(0代表退,1代表投);

      2.零序制动电流 izn≤零差拐点定值,且零序差动电流idn>零差启动电流定值,

      零序制动电流 izn>零差拐点定值,且(idn-Inqd) ≥(izn-Ingd)*Kbn。

      其中: Kbn为零差比率制动系数;

idn是变压器三侧零序差动电流:

变压器三侧零序差动电流

izn是零序差动制动电流:

零序差动制动电流

Inqd是零序差动启动电流定值,Ingd是零序差动拐点定值。

3.零序差动速断未动作。

      满足以上条件,保护立即出口3J(B305/B306)、4J(B307/B308)、5J(B309/B310), 同时驱动事故继电器出口12J(B323/B324)(直到手动复归,继电器才返回),液晶显示事故信息,面板事故灯亮(液晶报警提示和事故指示灯需手动复归)。动作的逻辑框图如3-5所示:

图3-5:零序比率差动保护动作逻辑图

      注意:为确保零差保护的动作可靠性,其各侧采用的零差电流互感器应型号相同、变比相同。当各侧电流互感器变比不同时,需由软件引入平衡系数。此时,各侧的平衡系数,分别等于各侧零序电流互感器的CT变比与高侧零序电流互感器CT变比之比。

零序差动逻辑图


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