微机保护变压器保护

1 装置介绍
　　1.1 概述
　　AM5SE 系列微机保护测控装置(以下简称装置)集保护、控制、测量、通讯和监视功能于一体，资源丰富、配置完善、维护方便、稳定可靠，适用于35kV 及以下电压等级电力系统的保护和测控。应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。
　　装置硬件设计采用可靠性配置，软件配以专门的保护算法，抗干扰性能强，可靠性高，保护实现方式灵活，能与Acrel-2000 变电站综合自动化系统配套使用，为电力系统的安全可靠运行提供**。
　　1.2 特点
　　高性能的硬件平台
　　装置采用主频为168MHz 的处理器，16 位同步采样A/D，每周波高48 点高速采样、实时并行计算;配置512K 字节Flash、(192+4)K 字节Sram、外置4M 字节NorFlash、外置512K 字节Sram，硬件资源充足，可靠性高。
　　统一的硬件设计和完善的保护功能
　　装置硬件包括电源模块、CPU 模块、开入开出模块、控制回路模块、模拟量采集、通讯模块等采用模块化设计，通用性强。在同一硬件平台上针对不同对象进行保护功能设计，实现35kV 及以下电压等级的电力系统保护，适用于进线、馈线、主变(容量2000kVA 以上)、配电变压器(容量2000kVA 以下)、高压电动机、高压电容器、母联、PT 等设备的保护和自动控制功能。
　　丰富的接口资源
　　12 路(可扩展到14 路)交流电压/电流通道，测量三相电流、两路零序电流、三相电压、零序电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能。保护电流的测量不仅反映基波，还可以通过逻辑可编程软件增加测量2~10 次谐波，具有带谐波制动的保护功能。
　　具有2 路4～20mA 直流模拟量变送输出，可通过逻辑可编程软件自定义变送量。自带操作回路，可自适应0.25~5A 开关跳合闸电流。20 路有源开关量输入通道、除操作回路外独立10 路无源开关量输出通道。具有2 路RS485 串行通讯接口，支持IEC60870-5-103、Modbus-RTU 规约;2 路以太网接口，支持TCP IEC60870-5-103、TCP Modbus-RTU 规约。具有GPS 对时功能，可采用硬接点分脉冲或秒脉冲方式，也支持IRIG-B 对时方式(RS485 接口)。
　　带一个RS232 接口，可通过USB 转232 数据线升级装置程序，还可上传装置定值、动作事件信息和故障录波数据，方便现场事故分析。带一个UBS 接口，可通过U 盘升级装置程序，也可导出装置的定值、故障录波数据，方便故障分析。
　　人性化
　　装置采用全汉化大屏幕液晶显示，人机界面清晰易懂。灵活的按钮设计，菜单式操作简单、便捷。保护功能的出口可通过跳闸矩阵进行设置，方便用户选择要动作的继电器。配备计算机界面的调试与分析软件，调试及维护简单方便。
　　透明化
　　实时记录交流量、开入量、开出量和所有保护模块的状态。装置记录内部各元件动作行为、动作时间和录波数据，共可记录16 条故障录波，每条录波可触发12 次录波，每次录波可录故障前8 个周波、故障后4 个周波波形，共计46s。每个采样点录波至少包含12 个模拟量、10 个开关量波形。
　　可靠性设计
　　装置采用全图形编程技术设计每个保护功能，以提高程序的可靠性及正确性。软硬件具有持续完善的自检功能，抗干扰性能好，装置通过多项电磁兼容检测认证，电快速瞬变脉冲群、静电放电、浪涌抗干扰性能均达到IV 级标准。

1.2 保护原理
　　1.2.1 三段式过流保护(可经低电压闭锁、可带方向闭锁)
　　当任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸。
　　三段过流保护由过流一段(瞬时速断)保护、过流二段、过流三段构成，均由独立控制字选择投退，是否需经低电压闭锁与是否带方向闭锁也可由相应控制字选择。
　　(1)经低电压闭锁
　　由于过流保护的动作电流是按躲过大负荷电流整定的，为了提高过流保护在发生故障时的灵敏度和改善躲过大负荷电流的条件，需在过流保护中加低电压闭锁条件。当选择经低电压闭锁启动过流保护：当三个线电压中小的线电压小于低压定值且大于低压阈值时，开放过流保护出口。若低电压闭锁条件退出，则过流保护不需要考虑电压条件。
　　(2)带方向闭锁
　　采用90°接线方式，按相起动。以电流流出母线为正方向。
　　1.2.2 反时限过流保护(可经低电压闭锁)
　　本装置共集成了三条特性曲线的反时限保护，用户可根据需要选择任何一种反时限特性曲线。　　　　
　　1.2.3 两段式零序I01 过流/反时限过流保护
　　采用零序电流互感器获取馈线/进线的零序电流，构成馈线/进线回路的单相接地保护。在某些不接地系统和经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，采用直接跳闸方式。装置中设两段零序过流保护，由独立控制字选择投退，可独立设时限。
　　1.2.4 两段式零序I02 过流/反时限过流保护
　　原理同两段式零序I01 过流/反时限过流保护。
　　1.2.5 重合闸
　　装置提供三相一次重合闸功能，其启动方式有位置不对应启动和保护启动两种。
　　重合闸方式有不检、检无压两种。
　　当重合闸功能投入、断路器在合位且无其他闭锁信号时运行15 秒后充电。下列信号闭锁重合闸：重合闸已动作、手动跳闸或遥控跳闸、弹簧未储能、闭锁重合闸投入、低频减载动作时、控制回路断线。
　　重合闸充电完成后，一旦保护跳闸或断路器偷跳，经过重合闸延时，重合闸启动。
　　重合闸启动后，根据控制字选择检无压或不检。
　　1)检无压重合闸条件：线路电压 ≤ 检无压定值。
　　2)不检重合闸：不判别线路电压幅值或相角，直接合闸。
　　1.2.6 后加速过流保护(可经低电压闭锁)
　　当手动合闸或重合闸动作时，如果遇到故障，为了能快速切除故障，装置设有加速保护。
　　该保护监视开关由分位变为合位后3 秒钟内的电流，如任一相电流大于定值，经短延时，装置跳闸。3 秒后，后加速保护自动退出。
　　后加速过流保护可选择是否需经低电压闭锁条件，原理同三段式过流保护。
　　1.2.7 过负荷保护
　　装置有过负荷告警和过负荷跳闸保护，当任一相电流大于过负荷告警定值时，经延时装置发出告警信号;当任一相电流大于过负荷跳闸定值时，装置经延时跳闸。两种保护功能由独立的控制字实现投退。
　　1.2.8 PT 断线告警
　　装置采用两种方法识别PT 断线。
　　方法一：当负序电压3U2 大于PT 断线负序电压时，经延时,装置发出PT 断线告警。
　　方法二：当三相线电压均小于无压定值，且至少有一相电流大于无流定值时，经延时，装置发出PT 断线告警。
　　1.2.9 控故障告警
　　装置判断断路器操作回路的分位监视TWJ、合位监视HWJ 状态来识别控制回路是否异常，当分位监视与合位监视同时处于合状态或分状态时判为异常状态，装置将发出告警信号。
　　1.2.10 频率保护
　　(1)低频减载
　　装置通过检测系统频率，根据系统频率的变化按用户设定的频率定值，当系统频率低于定值时，自动切除负荷。为保证装置可靠动作，系统正常时对低频减载功能进行闭锁，当系统频率下降到一定程度时才解除闭锁。为防止系统发生负荷反馈引起装置误动，采用了低电压、欠电流和滑差闭锁。
　　低电压闭锁判据为：Ua 低于低电压闭锁定值，同时零序电压3U0 低于8V，或PT 断线时，闭锁低频减载出口。
　　滑差闭锁判据为：df/dt 大于滑差闭锁定值时，闭锁低频减载出口。
　　欠流闭锁判据为：三相电流Ia、Ib、Ic 均低于欠流闭锁定值时，闭锁低频减载出口。
　　(2)高频保护
　　装置通过检测系统频率，根据系统频率的变化按用户设定的频率定值，当系统频率**定值时，自动切除负荷。
　　1.2.11 FC 回路配合的过流闭锁功能
　　本装置设置了大电流闭锁保护动作的功能，用于断路器开断容量不足或现场为FC 回路的情况。当故障电流大于电流闭锁保护定值时，闭锁装置保护出口，以保证熔断器首先熔断。
　　当故障电流小于闭锁保护定值时，经延时开放所有保护出口。
　　1.2.12 失压跳闸
　　当三个线电压均小于失压跳闸定值时，经过延时，装置保护跳闸。为防止因PT 断线使保护误动，设置有PT 断线闭锁。当发生PT 断线时，装置将发告警信号并闭锁失压保护。
　　失压保护开放条件：三个线电压有一个大于1.05 倍低电压定值，且延时500ms。该条件一旦成立，失压保护有效。
　　1.2.13 逆功率保护
　　当检测到回路有逆向电流流过且逆向功率值**过设定值时，装置经可设置延时发出逆功率跳闸命令，停止送电。
　　1.2.14 过电压保护
　　装置设有过电压保护，当断路器处于合闸位置且装置检测到大线电压**过电压保护定值时，经可设延时装置过电压保护命令，保护动作于跳闸或告警可选。
　　1.2.15 零序过压保护
　　装置设有零序过压保护功能，当母线电压为3PT 接线时，装置通过采集开口三角的电压，若**过零序电压定值，装置保护跳闸。

AM3 系列微机综合保护装置，集保护、测量、控制功能于一体，适用于10kV 及以下电压等级的配电线路和变压器保护，体积小巧，就地安装于中置柜、环网柜等，应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。

3 装置操作说明
　　3.1 前面板说明
　　AM5的人机交互主要在面板上进行，包括四个部分：液晶显示、LED灯指示、按键和RS232(DB9)维护口。
　　液晶显示屏采用256*160点阵，可以显示测量电流、电压、功率等电参量实时值，遥信量，事件记录，装置参数，定值参数，时间，装置版本号信息等。
　　LED灯用来指示AM5的运行状态、保护动作等信息，具体指示内容可根据用户需要进行任意配置。
　　3.2 按键说明
　　按键包括上、下、左、右、确认键、返回键及功能键，实现人机交互功能。
　　3.3 菜单说明
　　装置上电即进入主界面，主界面分三个界面显示：运行界面、遥测量界面、遥信量界面。各个界面之间可以通过左右键来切换显示。
　　3.3.1 快速导航
　　AM5菜单为多级菜单，在任一幅主界面里按“主菜单”键或者“确认”键即进入主菜单，主菜单分为8个子菜单，由子菜单名称、图标构成。选定任一子菜单后按“确认”键进入菜单，按“返回”键返回上级菜单。
　　3.3.3 定值
　　“定值”菜单里有定值显示、定值修改、定值切换三个子菜单。
　　3.3.3.1 定值显示
　　“定值显示”菜单中有选择定值区、运行定值区两个子菜单。选择定值区里有四组有效定值，分别为00、01、02、03四个区号，选择相应区号，按“确认”键进入定值显示。所有定值分页显示，按左右键可分页查看。运行定值区里显示装置当前运行的定值区。
　　3.3.3.2 定值修改
　　“定值修改”菜单有选择定值区、运行定值区两个子菜单，该菜单初始密码为“1000”。
　　在选择定值区内设置需修改的定值区号，按“确认”键进入定值修改界面。这里分页显示所有定值信息，可通过上下左右键选择需修改的定值，先按“确认”键，再按上下键设置修改内容，如图3.13。修改完成后，按“确认”键确定，再对下一个需修改的定值进行修改，待全部定值修改完成后，再按“返回”键退出，这时若数据有改动，则装置会弹出同图3.8所示的数据保存对话框，按“确认”键保存修改并返回定值管理菜单，按“返回”键不保存且返回定值管理菜单。
　　运行定值区只显示装置当前运行的定值区号，这里不做修改。
　　3.3.3.3 定值切换
　　“定值切换”菜单有切至定值区、运行定值区两个子菜单，该菜单初始密码为“1000”。切至定值区内有00-03四个有效定值区可供切换，设置好后，按“确认”键确定，再按“返回”键返回主菜单。运行定值区将显示当前运行的定值区号，如图3.14。
　　3.3.4 调试
　　“调试”菜单为出厂前测试装置使用，不对用户开放。
　　3.3.5 记录
　　“记录”菜单中可以查看事件记录、出错记录两类信息。
　　3.3.5.1事件记录
　　“事件记录”菜单可显示事件序号、事件总数、事件代码、事件发生时间、时间名称、动作类型动作或告警等信息。如果是保护动作引起事件记录，还会记录事件发生时刻动作元件动作值和时间。装置可保存大于200条事件记录。
　　3.3.5.2 出错记录
　　“出错记录”菜单可显示出错序号、出错总数、出错时间、出错名称、出错码等信息。装置可保存大于200条记录。
　　3.3.6 通讯
　　“通讯”菜单可设置通讯地址及波特率，如图3.17。通讯参数可从下表选择参数进行设置。设置完成后先按“返回”键退出，然后按“确认”键保存后再按“返回”键返回主菜单。
　　3.3.7 控制
　　“控制”菜单为出厂前测试装置使用，不对用户开放。
　　3.3.8 时间
　　“时间”菜单用于修改时钟。如图3.18，时间设置完成后按“确认”键即修改成功，再按“返回”键返回主菜单。
　　3.3.9 信息
　　“信息”菜单可显示本装置基本信息包括装置名称、版本号、校验码、硬件配置时间、软件配置时间、保护逻辑图下载时间等。
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