金智科技110kV变压器成套保护装置PACS-5941T1-N技术说明书.docx

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1、由金智科技VISCOM金智科技IlOkV变压器成套保护装置PACS-5941T1-N技术说明书V1.00符合10kV110kV元件保护技术规范（2018年试行版）江苏金智科技股份有限公司WISCOMSYSTEMCO.,LTD金智科技IIOkV变压器成套保护装置PACS-5941T1-N技术说明书VI.00编制：赵万云校核：陈洪利审定：壳版本号：V1.00发布日期：2019年12月刖百为了指导专业管理人员和整定人员，江苏金智科技股份有限公司技术支持部编写了PACS5941T1N变压器成套保护装置技术说明书，本技术说明书力求实用，涵盖了设备的技术条件、软硬件原理、逻辑框图、定值清单及整定说明等。编

2、写本技术说明书的主要目的是为保护运维人员、整定人员、技术管理等人员提供一本实用工具书，当现场遇到疑问时能通过查找手册相关内容解决大部分的工程问题。本技术说明书可能有些地方内容不够详尽或者存在错误，欢迎大家批评指正,我们将在今后继续完善，为工程的顺利实施及产品的安全、可靠运行提供技术保障。最后，衷心感谢江苏金智科技股份有限公司相关部门在手册编制过程中给予帮助。目录-XU-刖言第一章概述1.1 手册内容介绍1.1.1 整套手册说明1.1.2 技术说明书说明.1.2 适用范围及主要功能配置1.3 产品版本历史第二章安全须知2.1 安全标识符号2.2 标识举例2.2.1当心触电标识2.2.2注意安全标

3、识2.2.3静电敏感器件标识2.2.4必须接地标识2. 2.5信息标识第三章装置介绍3.1概述3.2技术条件3. 2.1环境条件3. 2.2电气绝缘性能3. 2.3机械性能3. 2.4电磁兼容性3. 2.5安全性能3. 2.6热性能（过载能力）3. 2.7功率消耗3. 2.8输出触点容量3.3装置主要技术参数3.3.1额定参数3. 3.2交流回路精确工作范3.4 订货须知第四章装置硬件3.5 装置功能组件概述3.6 装置硬件系统框图3.7 装置插件说明4. 3.1交流插件4. 3.2CPU插件错误!未定义书签。误误误误误误昔告111111暂锭锂佳锂锂锂误误误误误误误误错错错错错错错错义义义义义

4、义义义定定定定定定定定Iii-K-Iy-IyiL/ -K月月另月另另另月误误误误误误误误误误误误误误误错错错错错错错错错错错错错错错书书书书书书书书签签签签签签签签义义义义义义义义义义义义义义义定定定定定定定定定定定定定定定-IzItZll1is -12 ,三一IzIIyil-IyiL/ is -I-l月H月月月月月月月月月月月月月书书书书书书书书书书书书书书书签签签签签签签签签签签签签签签错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。4.3.3开入插件错误!未定义书签。4.3.4电源插件错误!未定义书签。4.3.5人机接口（MMD

5、错误!未定义书签。4.3.6管理插件错误!未定义书签。4.3.7开出及信号接点输出插件错误!未定义书签。4.3.8AS插件错误!未定义书签。第五章装置软件及保护功能错误!未定义书签。5.1保护程序整体结构错误!未定义书签。5.2启动元件错误!未定义书签。5.2.1差流启动元件错误!未定义书签。5.2.2相电流启动元件错误!未定义书签。5.2.3零序电流启动元件错误!未定义书签。5.2.4零序电压启动元件错误!未定义书签。5.2.5间隙电流启动元件错误!未定义书签。5.3主保护错误!未定义书签。5.3.1比例差动保护错误!未定义书签。5.3.2励磁涌流判别原理错误!未定义书签。5.3.3TA饱和

6、的判别方法错误!未定义书签。5.3.4差动速断保护错误!未定义书签。5.3.5差流回路的异常情况判别错误!未定义书签。5.3.6变压器各侧电流平衡处理错误!未定义书签。5.3.7差动保护的动作逻辑错误!未定义书签。5.4复合电压闭锁方向过流错误!未定义书签。5.4.1方向元件错误!未定义书签。5.4.2复合电压元件错误!未定义书签。5.4.3PT断线对方向元件的影响错误!未定义书签。5.4.4“X侧电压投入”压板投退对方向元件的影响错误!未定义书签。5.4.5复合电压闭锁方向过流逻辑框图错误!未定义书签。5.5零序方向过流保护错误!未定义书签。5.5.1方向元件错误!未定义书签。5.5.2PT

7、断线对零序方向过流元件的影响错误!未定义书签。5.5.3x侧电压投入”压板投退对零序方向过流元件的影响错误!未定义书签。5.5.4零序过流保护逻辑框图错误!未定义书签。5.6间隙零序过流过压保护错误!未定义书签。5.5.5“x侧电压投入”压板投退对间隙零序过流过压保护元件的影响错误!未定义书签。5.5.6PT断线对间隙零序过流和零序过压元件的影响.错误!未定义书签。5.5.7间隙零序过流过压保护逻辑图错误!未定义书签。5.7 PT断线异常判别原理错误!未定义书签。5.8 过负荷报警错误!未定义书签。5.9 启动风冷错误!未定义书签。5.10 闭锁调压错误!未定义书签。5.11 零序过压报警错误

8、!未定义书签。5.12 跳闸控制字错误!未定义书签。5.13 异常检测和其他判断错误!未定义书签。第六章定值清单及整定计算说明错误!未定义书签。6.1 定值清单及整定计算说明错误!未定义书签。6.1.1 定值清单错误!未定义书签。4.3.9保护整定计算说明错误!未定义书签。附录错误!未定义书签。附录1：字符和中文字符集错误!未定义书签。附录2：交流插件原理图错误!未定义书签。附录3：CPU简化原理图错误!未定义书签。附录4：开入插件原理图错误!未定义书签。附录5：开出插件原理图错误!未定义书签。附录6：电源插件原理图错误!未定义书签。附录7：管理插件简化原理图错误!未定义书签。附件8：装置打印

9、定值清单错误!未定义书签。SWMtt BV a8tf(tKVkXF*5M 恰或W R 8*BHttMatflFxM9HITI NfnFBV1 00技术说明书设计安装手册测试检修手册运行操作手册第一章概述摘要：本章向用户介绍手册内容。1.1手册内容介绍1.11整套手册说明宜*BfaH*vafiarsaM9M1V1NttUmC为中压侧母线电压，Ima、Imb、ImC为中压侧电流。HUIla、Unb、Ullc为低压侧一分支对应的母线电压，Illa、Wb、Illb为低压侧一分支的电流，110为低中性点零序电流。HUI2a、U12bU12c为低压侧二分支对应的母线电压，H2a、I12b、112c为低压侧

10、二分支的电流。第三章装置介绍摘要：本章向用户介绍保护装置的功能配置、特点及相关技术条件和参数。6.1 概述本装置特点主要有以下几点：1）完全符合南方电网10kVIlOkV元件保护技术规范（2018年试行版）装置依据南方电网10kV110kV元件保护技术规范（2018年试行版），装置的输入输出量、压板、端子、报告和定值等按照此要求规范执行。2）软硬件系统a）保护装置为主后一体，最大限度满足现场保护功能。b）保护出口故障的快速保护采用半波积分算法，保证了保护的快速性；保护、零序保护等采用傅氏算法，滤波效果好，计算精度高。c）采用一片ARM+两片高速数字信号处理芯片（DSP）并行工作。ARM负责装置

11、通信功能，启动DSP负责保护总启动，保护DSP实现保护的高精度快速运算及全部保护逻辑功能。出口继电器和启动继电器构成与门输出,杜绝了硬件问题可能引起的保护误动，提高了装置的可靠性。d）启动DSP和保护DSP之间通过高速同步串口实时交换数据。启动DSP通过同步串口得到保护DSP用于保护计算的电气量及中间结果，整理数据完成保护录波功能。既明确了功能划分，又保证了录波数据的真实性。e）装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式，同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。f）完善的事件报文处理,可保存最新128次动作报告,2

12、4次故障录波报告。g）CoMTRADE格式的故障录波。h）友好的人机界面、汉字显示、中文报告打印。i）灵活的后台通信方式，配有冗余100M以太网。j）支持电力行业标准DLT/860（IEC61850）系列规约以及DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）的通信规约。k）电路板采用表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了装置可靠性。6.2 技术条件3. 2.1环境条件装置在以下环境条件下可正常工作:环境温度：-10+55o相对湿度：10%90%。大气压力：80kPa-IlOkPao3. 2.2电气绝缘性能表3-1电气绝缘性能试验指标参考标准绝缘电阻500VDC,100MG

13、B/T14598.3(IEC60255-5)绝缘耐压2.0kVC,1minGB/T14598.3(IEC60255-5)冲击电压5kV,1.2/50sGB/T14598.3(IEC60255-5)7. 2.3机械性能1）能承受严酷等级为I级的振动响应，冲击响应。2）冲击和碰撞能承受GB/T14537（idtIEC60255-21-2）规定的I级冲击响应和冲击耐受试验，以及I级碰撞试验。3.2.4电磁兼容性1）辐射电磁场干扰试验符合：GB14598.9-2002中规定的3级试验标准。2）快速瞬变干扰试验符合：GB/T14598.10-2007中规定的A级试验标准。3）静电放电试验符合：GB/T1

14、4598.14-1998中规定的4级试验标准。4）脉冲群干扰试验符合：GB/T14598.13-1998中规定的3级试验标准。5）射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合：GB/T17626.6-1998中规定的3级试验标准。6）工频磁场抗扰度试验符合：GB/T17626.8-1998中规定的5级试验标准。7）脉冲磁场抗扰度试验符合：GB/T17626.9-1998中规定的5级试验标准。8）浪涌（冲击）抗扰度试验符合:GB/T17626.5-1999中规定的4级试验标准。9）电压突降、短时中断和电压变化抗扰度符合：GB/T17626.11-1999中规定的标准。3.2.5安全性能符合GB14598.

15、27规定。3.2.6热性能（过载能力）产品的热性能（过载能力）达到以下水平：1）交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，10倍额定电流，允许10S,40倍额定电流下允许1So2）交流电压回路：在1.5倍额定电压下连续工作。3. 2.7功率消耗1）交流电流回路：当额定电流为5A时，每相不大于0.5VA。当额定电流为IA时，每相不大于0.3VA。2）交流电压回路：当额定电压时，每相不大于0.5VA。3）直流电源回路：正常20W;跳闸30W3. 2.8输出触点容量1）信号接点容量：允许长期通过电流8A切断电流0.3A（DC220V,V/R1ms）2）其它辅助继电器接点容量：允许长期通过电流5A切断电

16、流0.2A（DC220V,V/R1ms）3）跳闸出口接点容量：允许长期通过电流8A切断电流0.3A（DC220V,V/R1ms）,不带电流保持3.3装置主要技术参数3. 3.1额定参数1）交流电压：57.7V,100Vo2）交流电流：5A,IA（由用户订货时选定）。3）交流频率：50Hzo4）直流电源：220V,IlOV,允许偏差+15%,-20%。5）开入输入直流电压：24V,220V或IlOV（由用户订货时选定）。4. 3.2交流回路精确工作范围1）相电压：（0.011.1）UnO2）电流：装置在0.05In20In的测量精度均需满足测量误差不大于相对误差2.5%或绝对误差0.02Inoo

17、3.4订货须知1）产品型号、名称、数量；2）额定直流电压是220V还是U0V；3）开入输入直流电压是24V+还是220V（110V）；4）额定交流电流二次值IA还是5A；5）通信接口要求，打印接口选配；6）收货地址和时间；7）组屏颜色、尺寸及附件要求。第四章装置硬件摘要：本章向用户介绍保护装置的硬件结构。4.1 装置功能组件概述装置面板布置如图4-1所示。图4-1面板布置图装置背板插件配置如图4-2。图4-2端子布置图（背视）4.2 装置硬件系统框图PACS-5941变压器成套保护装置硬件系统框图如下图4-3：交流信号低通 滤波A/D智能 终端其它 设备低通7滤波:A/D采集CPUfv,打印串

18、口站控层 网络保护DSP图4-3硬件系统框图ARM负责调试、通信、打印、显示、人机交互功能等功能。后台调试软件通过网络与ARM通信，实现对两片DSP的所有调试命令，包括数据区的读写，程序下载，均通过ARM转发完成。外部开入经光隔、CPLD,按不同的功能经不同的延时，分别提供给保护DSP和启动DSP。ARM的开入通过DSP得到。采用多CPU结构，分别为采集CPU、保护CPU、启动CPU以及通信CPU,各CPU分工明确。采集CPU通过两路独立的AD回路进行采样，分别提供给保护CPU和启动CPU,能有效避免AD采样回路故障而导致保护装置误动作。4.3 装置插件说明装置的插件配置如图4-4,插件1为电

19、源插件；插件2-7为I/O插件（部分备用，可扩展），可根据需要配置为U0/220V强电光耦输入；插件8-11为出口插件，负责保护装置跳闸信号输出；插件12-13为信号输出插件；插件14为CPU插件,负责装置采样、逻辑判别、事件记录；插件15为保护模拟量采集插件；插件16为启动模拟量采集插件；插件17为通讯插件；插件1821为交流插件。图4-4装置插件布置图4.3.1交流插件交流插件的作用是将系统电压互感器PT和电流互感器CT二次信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用，经保护和启动的模拟量采集板上的低通滤波、AD转换，分别提供给CPU板上的保护DSP和启动DSP使用，其电原理图

20、如附录2。所有保护装置交流插件完全一样，背面接线为端子18端子21,如图4-5。18192021AClAC2AC3AC4OlUhaUhb0201UllaUlli07OlIhlaIhla,ImaIma,0203UhcUhn0403UllcUllr0403IhlbIhlb0403ImbImb04OSUhOUhO,06050605IhlcIhlc0605ImcIec0607UmaUmb0807U12aU12t0807IhOIhO,0807LlaIlla0809UmcUmn100912cV12t1009IhjIhy1009LlbIllb101112111211IlOI10,1211IllcIllc12

21、1314131413Ih2aIh2a1413112a112a141516151615Ih2bIhzb1615112b112b161718171817lh2cIh2c1817112c112c181920192019201920图45交流插件背板图Uha、Uhb、Uhc为高压侧母线电压，UhO为高压侧中性点电压，Ihla、IhIb、IhIC为高压侧电流，Ih2a、Ih2b、Ih2c为高压桥电流，IhO为高压侧中性点零序电流，Ihj为高压侧中性点间隙零序电流。Uma、Umb、UmC为中压侧母线电压，Ima、Imb、ImC为中压侧电流。Ulla、UllbsUllc为低压侧一分支对应的母线电压，Illa

22、、Illb、Inb为低压侧一分支的电流，110为低中性点零序电流。UI2a.U12b、U12c为低压侧二分支对应的母线电压，112a112b112c为低压侧二分支的电流。4.3.2CPU插件该插件是装置核心部分，包含功能模块图中保护和启动DSP和CPLDo两个400MHZ核心频率的高速DSP、存储器以及I/O扩展电路，分别用于装置的启动和保护功能，两部分电路完全冗余配置，确保装置的可靠性，其具体简化原理图如附录3。4.3.3开入插件开入插件简化原理图见附录4,背板图见图4-6。2INEiaa12白蹒“即3Ftt跳低及的1分支分段断路褚227289OUT然低吃倒2分支斯珞发112旅批乐侑2分支断

23、珞出234桃加K（B2分支分及所疏需：56扁低用2分支分段新孤6278跳地区电淞井网段1910跳地区电源并网炫21112阳也【电源并网技313U跳地区电源并网段4ISICRjSI陶辰MMfr自投】17Ig闭愫离IK（B*门投21920闭陵中JK便停fl投12122闭彼中片的各Fl投22324用犊法保1分支ft11tt2S26用锁混瓯!分支占自投2272810OUT钺低伍2分支名一投112钺延乐2分支各自投234跳网答用156跳闸备用1279MMftHJz-I91：1跳河翁用2-2：1二2跳网各用3T13.C跳他箸用3-215潴川急用4-117.9跳各用4-21920H动冷Hah2122启动冷却

24、富22324mmftayffi252627231213SIGSIG公其端1找Ift放聋2公共城1%Wm23434过S*S坛行弁常6SftW5frft*6保护动作7保妒动作789IC9H11121：1213141314HIt公共端1，装N故障IE18IEIf20设负荷1ifilr*2(2122(HiM作2：22224/742:2zc2E228T24.3.8AS插件负责采集模拟量，然后传给CPU板上的保护启动DSP进行数据处理。第五章装置软件及保护功能摘要：本章向用户介绍保护装置的保护元件。5.1保护程序整体结构保护CPU软件包括主程序、采样中断服务程序和故障处理中断程序。正常时运行主程序，主程序

25、完成装置的硬件自检、投切压板、固化定值、上送报告等功能。每隔一个采样间隔时间执行一次采样中断程序，进行电气量的采集、录波、突变量启动判别等。故障处理中断也是每隔固定时间执行一次，完成保护功能的逻辑和PT异常、CT异常判别等。如果有异常，则发出相应的告警信号和报文。对于普通告警（保护运行异常），发出信号提示运行人员注意检查处理；对于危及保护安全性和可靠性的严重告警（装置故障告警），发出信号的同时闭锁保护出口。当电力系统发生故障时，在故障处理中断中完成相应保护功能，直到整组复归，返回正常运行的主程序。5.2启动元件装置的启动DSP设有不同的启动元件，各启动元件动作时开放出口正电源。同时保护DSP也

26、有独立的启动元件，保护DSP只有在相应的启动元件启动后，才进入相应的故障处理程序，这样使得装置具有很高的可靠性。本装置启动元件包括差流启动元件、相电流启动元件、零序电流启动元件、零序电压启动元件、间隙电流启动元件。表5-1启动元件与保护功能对应表启动元件主保护后备保护复压过流零序过流间隙保护零序过压差流启动元件相电流启动元件零序电流启动元件零序电压启动元件间隙电流启动元件5. 2.1差流启动元件三相差动电流最大值大于差动电流启动整定值时启动。该启动元件用来开放比例差动保护和差动速断保护。5. 2.2相电流启动元件当三相电流最大值大于整定值时启动。该启动元件用来开放相应侧的过流保护。5. 2.3

27、零序电流启动元件当零序电流大于整定值时启动。该启动元件用来开放相应侧的零序过流保护。5. 2.4零序电压启动元件当开口三角零序电压大于整定值时启动。该启动元件用来开放相应侧的零序过压保护。5. 2.5间隙电流启动元件当间隙零序电流大于整定值时启动。该启动元件用来开放相应侧的间隙零序过流保护。5.3主保护5.3.1比例差动保护比例差动保护的动作方程如下:IdJqd5IllKhllr-0.5IeIedqd0,5IeIr3IeZj1.0-3+跖2.5/1+&加Ir344=A乙/=1勿1Id=Ai=l/”1.叱 /,1(5-2)其中为变压器额定电流，1,“分别为变压器各侧电流，4划为稳态比率差动启动定值，为差动电流，为制动电流，原,为比例制动系数。稳态比率差动保护按相判别，满足以上条件时动作。式（5-1）所描述的比率差动保护经过TA饱和判别，TA断线判别（可通过控制字选择），励磁涌流判别后出口。它可以保证灵敏度，同时由于TA饱和判据的引入，区外故障引起的TA饱和不会造成误动。式（5-2）所描述的比率差动保护只经过TA断线判别（可选择），励磁涌流判别即可出口。它利用其比率制动特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和,而在区内故障TA饱和时能可靠正确动作。O 0.51el. 21)4Iej*2.5Ieie+IciqdICdQ(I制动电流图5-1稳态比率差动保护的动作特性5.3.2励磁涌流