SEL387保护说明书-2
国外变压器差动保护原理浅析
国外变压器差动保护原理浅析国外变压器差动保护原理浅析深圳市中电电力技术有限公司刘洪波摘要本文以美国SEL公司生产的微机型变压器电流差动保护装置SEL-587、SEL-387为例，介绍了国外微机型变压器电流纵差保护原理。
本文从简单的单相变压器差动保护入手，介绍电流纵差保护原理。
进而讨论两圈变Y/Δ-11接线三相变压器差动保护、三圈变Y/Y/Δ-11接线三相变压器差动保护，分析了因变压器连接组别、二次CT接线方式引起的变压器各绕组侧二次电流之间存在的相角差及幅值差，及微机对各侧二次电流的计算处理。
近年来，由于计算机技术的迅猛发展，微机型保护装置正逐步取代传统保护；同时一些先进可靠的国外微机保护装置也涌入我国。
目前国外微机保护装置在我国使用越来越广泛。
这里就将美国SEL公司生产的微机型变压器电流差动保护的原理介绍给大家。
单相变压器差动保护原理的简单说明先以单相变压器介绍差动保护原理。
假设变压器绕组1（通常为高压侧）额定电压为U1，CT变比为CT1；绕组2（通常为低压侧）额定电压为U2，CT变比为CT2。
正常运行时，由于变压器损耗很小，可近似认为高低压侧视在功率相等，因而有: S=U1*I1=U2*I2(I1为高压侧电流，I2为低压侧电流)所以：I1/I2=U2/U1假设高压侧CT二次电流为I1’, 低压侧CT二次电流为I2’，则有：I1=CT1*I1’ I2=CT2*I2’那么：I1/I2=(CT1*I1’)/(CT2*I2’)=U2/U1所以：I1’/I2’=(CT2*U2)/(CT1*U1)=(CT2/CT1)*(U2/U1) ①结论：正常运行时单相变压器高低压侧CT二次电流成正比。
变换式①：I1’-(CT2/CT1)*(U2/U1)*I2’=0令变压器差流：。
I d=。
I1’-k*。
I2’（相量运算）②其中平衡系数k=(CT2/CT1)*(U2/U1)=(U2*CT2)/(U1*CT1)忽略误差，理论上高低压侧CT二次电流成一正比。
sel整定方法
=>> SET G Save Changes （Y/N）？Y （更改后逻辑被存储）
3. 软件整定输入
1. 联机:用C234连接PC机与SEL继电器
2. 运行SEL-5010整定专用软件, 按提示完成 联机通信 3. 调用被试继电器的整定值清单, 按 5010 提供格式集中修改编制完定值清单后 再一次性发送回继电器
SELECT PASSWORD: Change 1
ABCDEF Group
to
Change to Group 2? Yes No Active Change Group Exit 2
选Yes,按Select确认,则改为2
已改为整定组2,选Exit确认后退出
： OUTPUT SELECT CONTACT
总共14项 ，选择要查 看的内容， 按SELECT 键确认进入
Exit Settings YES NO
按YES，退出SET菜单
387 整定组查看、更改
按GROUP键
Active Change Group Exit 1
当前有效整定值组为 1 选择Change,按Select确认 以下为更改整定组操作： 选口令TAIL,按Select确认 按 键,选择整定组2,并确认
通信连接方式
通过SEL-2020再进入SEL-351
直接进入SEL-351
整定应用举例
主变差动保护：SEL-387
整定单： 主变容量 100MVA 额定电压 230/138/13.8kV 连接方式 Y/Y/△ CT变比 600/5,1200/5,2000/5 SEL-387整定： 定值设置（SET n ）: RID =220kV MAIN TRANSFOMER } 设备名 TID =220kV DOWNVOLTAGE STATION } 站名
SEL-351A保护说明书
0.05 A
IN
1.5 A
20 A 1
100 A 1
0.0004 VA @ 0.05 A, 0.36 VA @ 1.5 A.
60/50 Hz
ABC/ACB
40.1 - 65 Hz (
VA)
1.5A
IEC 255-0-20 1974, 6A
30 A 100 A
IEEE C37.90 : 1989
270 Vac/360 Vdc MOV
guidance:
(12 + 12-
Part 2: Tests, Test Db and
), (
).
IEC 529: 1989-11 SEL-9103
)
- IP30 (IP54
IEEE C37.90.1 - 1989 IEEE
5 kV
)(
).
SWC (3 kV
IEEE C37.90.2 IEEE
10
27
Undervoltage
59
Overvoltage
25
Synchronism Check
79
Reclosing
Event Reporting and Sequential Events Recorder
High-Accuracy Metering Fault Locator
SELOGIC® Control Equations Circuit Breaker Monitor
Section 3: ).
IEC 255-22-4: 1992
4–
(
)
Section
IEC 255-5: 1977 6:
).
Part 5: C (2500 Vac ) Section 8:
变压器差动保护配置介绍
变压器差动保护配置介绍【摘要】本文介绍了RADHA高阻抗保护的不稳定性，提出主变改造工程的必要性，着重介绍RCS-978C和CSC-326C以及以及SEL-387等现主流主变差动保护的原理及现场校验过程的注意事项，并就非区内故障时的不平衡电流的产生因素及新保护是如何考虑解决的作了介绍【关键词】主变保护RADHARCS-978CCSC-326CSEL-387不平衡电流校验方法1引言变压器作为变电站内主设备，其重要地位不言而喻，其容量大，造价高，在电网中的作用更是举足轻重。
为了保证电网的运行，主变保护要求配置两套不同的主保护，采用强化主保护，简化后备保护的原则进行保护配置。
差动保护是目前应用较为广泛的变压器主保护，因此其动作的正确性就显得尤为重要。
高阻抗差动保护是主变差动保护中的一种，但其对流变的要求极高，容易发生主变保护误动事故。
2改造的必要性高阻抗差动保护RADHA的不稳定性。
RADHA高阻抗差动保护是一种电压型主变差动保护，是引入主变高压、中压及公共绕组电流的分侧差动。
这种保护对各侧流变的特性（励磁特性等）要求极高。
曾经出现过区外故障时该差动保护误动的情况。
后经分析，原因是主变公共绕组流变与500kV侧和220kV侧流变特性相差较大，在近端故障短路电流较大时将产生差流，从而导致高阻抗差动保护误动。
由于RADHA回路中的CT励磁特性的不一致和差动回路中CT的固有匝比差，在正常运行时已经存在一定的差流和不平衡电压，在短路时，由于短路电流较大，CT回路的电阻也较大，如再考虑非周期分量和其它暂态的影响，则会造成外部穿越故障时在差回路中产生较大的不平衡量，大于RADHA整定值，从而引起误动。
在流变变比误差较小的情况下，可通过调整RADHA差动回路可变电阻的串并联阻值来提高差动保护的整定值，从而防止误动。
但是对于电压整定，由于区内故障不平衡电压有效值并不比区外故障大很多，故障电流再大也仅几百伏，因此电压定值不宜提高太多，电压提高太多会导致拒动。
SEL587整定说明
SEL587整定说明SEL-587继电器可用于双绕组变压器、电抗器、发电机、大型电动机以及其它双端设备的电流差动保护。
继电器可适应各种电力变压器连接。
继电器能自动补偿各种连接来获取适用的差动动作量。
SEL-587继电器的变压器差动保护功能设计了一套可整定的动作电流启动量以及两个百分比制动折线特性。
这样可使继电器设置灵敏，同时使继电器能够在高故障电流情况下区分内部和外部故障。
继电器也提供一种无制动元件来快速清除高值内部故障。
二次和五次谐波闭锁使继电器可通过电流信号中的频率分量来区分由内部故障和由励磁涌流或过励磁引起的差动电流。
谐波闭锁元件具有可整定的门槛。
SEL-587继电器保护原理与国内的微机型差动保护原理几乎是一样的，即使是与常规的电磁型比较，原理也是类似，只不过微机型保护的应用更方便。
如：常规电磁型差动保护星三角变换(CT 接线)需在外部完成，微机型差动保护既可以在外部完成，也可在内部完成(外部两侧CT 均可接成星型)；常规电磁型差动保护电流调平衡是用改变线圈缠绕匝数来完成的，微机型差动保护经过自动计算或输入变压器额定电流值(二次值)即可。
SEL-587继电器的百分比制动折线一般只应用第一段(SLP1)，第二段关闭(SLP2=OFF).比例制动差动保护动作条件：IOP>(SLP1/100)*IRT 且IOP>O87P ；如果二次谐波I2>(PCT2/100)*IOP ，则闭锁差动保护。
即差流大于一定比例的制动电流且差流大于差动启动值(差动门槛)，差动保护动作。
但二次谐波较大时，闭锁差动保护(主要是考虑励磁涌流)。
差动速断保护动作条件：IOP>U87P 。
一般来说，差动速断启动值要大于可能出现的励磁涌流最大值。
其中：IOP 为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧差流标么值，IRT 为经过星三角变换与幅值调平衡后的制动电流标么值，I2为二次谐波标么值。
计算公式：IOP=Ih ＋Il IRT=(|Ih|＋|Il|)/2上式Ih 、Il 为经过星三角变换与幅值调平衡后的高低压侧电流标么值，差流计算为相量运算后取模(幅值)，制动电流为高低压侧幅值相加再除以二。
SEL-587电流差动保护继电器
52
P H 51 N Q
OUT3 UT3 T3
IN2 2
or
or
86
87
三相电流差动
IN1 N1 1
P H 51 N Q
52 OUT1 UT1 T1 1
P H 50 N Q
反时限过流 相 高定值 零序 负序 过流 相 高定值 零序 负序
3 SELOGIC® 控制方程 制动与差动速断 元件 二次和四次 谐波制动
➤ 监视. 具有相、零序、负序、差动电流和谐波电流的测量功能。通过15周波长度的事件报告中的信息记录
可大大简化事后故障分析，多达10条事件报告可储存于非易失内存中，同时具有标准的自检与告警功能。
➤ 继电器与逻辑整定软件. ACSELERATOR QuickSet® SEL-5030 软件可减少继电器设定与逻辑编程等工程费用，内置
9 PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 EIA-232 OPTION N/C OR +5Vdc RXD TXD +IRIG-B GND -IRIG-B RTS CTS GND EIA-485 OPTION +TX -TX N/C +IRIG-B SHIELD -IRIG-B +RX -RX SHIELD
事件报告
ASCII,二进制, 分散式端口切 换通讯 相, 零序, 负序, 差动和谐波测量
五次谐波与 直流闭锁
CT 与变压器 接线补偿
图 1
继电器保护功能
SEL-587 产品简介
Schweitzer Engineering Laboratories, Inc.
3
型号差异
SEL-587-0 继电器
SEL-587-0 推出后已经安全可靠运行多年，能够很好 的满足大多数用户需求。然而，SEL建议用户采用最 新设计的SEL-587-1 继电器，因为它在原来基础上新 增了功能。
SEL-351A保护说明书
: 1977
CE
-40 185 F (-40 +85 C) (
).
( -20°C
LCD
)
IEC 68-2-1: 1990 ).
Part 2: Tests - Test Ad: (
IEC 68-2-2: 1974 ).
Part 2: Tests - Test Bd:
(
IEC 68-2-30: 1980
0.35” (8.9 mm)
) #10-32
11
16
/
30 SER LED
30° 16
SER LED
15
512 /
kA
17
16
16
SCADA
16
16
IRIG-B
EIA-232 IRIG-B
EIA-485
18
SEL-351A
AC Voltage Inputs
300 VL-N
(
300Vac ). 600 Vac
) 0.00 )
0.005 - 0.500 Hz, 0.001 Hz ±0.003 Hz 0 - 80°, 1°
2°
40.10 - 65.00 Hz, 0.01 Hz
±0.01 Hz
2.00 - 16,000.00 , 0.25-
±0.25
±0.1%
23
0.00 - 999,999.00 , 0.25-
IN
)
(5 A ) (1 A )
(0.05 A
0.05 A ±3% 0.01 A ±3% ±1 mA ±5%
)
(5 A )
(1 A )
(0.05 A
IN
0.50- 15.00, 0.01 0.05 - 1.00, 0.01
SEL 主变保护装置
➤
➤
➤
➤
➤
➤
➤
restraint. Phase, negative-sequence, residual-ground, and neutral-ground overcurrent elements for backup protection. Breaker failure protection for two three-pole breakers. Optional Protection Features. Use the SEL-787 with optional voltage inputs to provide volts/hertz protection with frequency tracking from 20 to 70 Hz for generator step-up and other variable frequency applications. Implement load shedding and other control schemes with over- and underfrequency and over- and undervoltage elements. In addition, use Sensitive Restricted Earth Fault (REF) protection for grounded-wye transformers. Transformer Monitoring. Use transformer through-fault monitoring to measure accumulated through-fault levels of the transformer. Monitor ambient, load tap-changer (LTC) tank and transformer oil temperature using optional 4–20 mA or RTD thermal inputs. Operator Controls. Four programmable front-panel pushbuttons each with two programmable LEDs allow for a wide variety of uses, including easy trip and close control and status indications for a breaker. Implement local and remote operator control schemes using 32 local and 32 remote control bits. Relay and Logic Settings Software. ACSELERATOR QuickSet® SEL-5030 Software reduces engineering costs for relay settings and logic programming. Tools in ACSELERATOR QuickSet make it easy to develop SELOGIC® control equations. Use the built-in phasor display to verify proper CT polarity and phasing. Metering and Reporting. Built-in metering functions eliminate separately mounted metering devices. Analyze Sequential Events Recorder (SER) reports and oscillographic event reports for rapid commissioning, testing, and post-fault diagnostics. Unsolicited SER protocol allows station-wide collection of binary SER messages. Additional Standard Features. Includes Modbus® RTU, Event Messenger support, MIRRORED BITS® communications, load profile, support for 12 external RTDs (SEL-2600 series module), IRIG-B input, advanced SELOGIC, configurable labels, IEEE C37.118-compliant synchrophasor protocol, and SEL-2812 compatible ST® fiber-optic serial port. Optional Features. Select from a wide offering of optional features, including IEC 61850, Modbus TCP/IP, Simple Network Time Protocol (SNTP), DNP3 LAN/WAN, DNP3 Serial, 10 internal RTDs, expanded digital/analog I/O, voltage inputs, additional EIA-232 or EIA-485 communication ports, and single or dual, copper wire or fiber-optic Ethernet ports.
SEL继电器特点
事件纪录
顺序事件记录：
SER1 = 51P 51G 50P1 SER2 = LB3 LB4 IN1 IN2 OUT1 OUT2 SER3 = CF 79CY 79LO
注意： 每方程不超过24个字位，总共可记录72个字位。 记录条目512个，超过时，最先记录被覆盖。
•馈线保护 •电容器保护 •电抗器保护 •备自投 •重合闸 •电动机保护 •发电机保护 •通信处理器 •测试仪 •光纤接口
SEL-351A SEL-551 SEL-351A SEL-287+SEL-351 SEL-587 SEL-351A SEL-351A SEL-351-51 SEL-279H SEL-351A SEL-501 SEL-701* SEL-300G(00,01,10,11) SEL-2020/2030 SEL-4000(包括SEL-AMS） SEL-2800/2810/2815/2830 (80)
SEL保护继电器
特点
• 继电器工作温度-40 ℃到+85 ℃ • 继电器质保期10年 • SELogic 逻辑控制方程 • 一块板结构模式 • Mirrored Bits 映像通信技术 • 综合自动化功能
常规(标准)功能
• 表计功能:电流,电压,有功,无功,需量表计等
（I、V、MW、MVAR、DEM、……）
通信处理器
(SEL-2020/2030)
• 16个串口连接SEL继电器，实现数据的 快速并行处理
• 通过Modbus、DNP3.0或2701规约网卡 与RTU通信，实现数据信息的远传
• 内置Modem ，通过电话线更改继电器 定值、调用事件记录等远方诊断功能
SEL-587
• 以躲过变压器分接头、励磁电流以及继电器误 差引起的差电流
• 范围: 5 - 100%
考虑 SLP1的设定
• CT 误差 ±10%, e • 调压误差 ±10%, a • 励磁电流误差 3% • 继电器测量误差 5% • 典型 SLP1 = 25-40%
SLP1 = 40
• 制动电流拐点
• 以 TAP为基准设定
• 当使用 SLP2,才使用IRS1. • 当SLP2 = OFF,IRS1不用. • 范围: 1 - 16 p. u.
考虑 IRS1设定
1.05
Ratio Correction Factor
1.04
IRS1
1.03 1.02 1.01 1.00
Secondary Current If IRS1 = 3 and TAP1 = 5 then IRS1 = 15 Amps secondary
差动元件动作逻辑
差动元件谐波闭锁逻辑图
谐波独立闭锁逻辑
87R1 87BL1 87R2 87BL2 87R3 87BL3
87R
谐波共同闭锁逻辑
87R1 87R2 87R3
87R
87BL1 87BL2 87BL3
87BL
SEL-587 过流保护
• 速断、定时限和反时限相电流元件
• 定时限和反时限负序电流元件
TH5 = 0.3
Settings TH5D
• 五次谐波差动电流 告警延时 • 防止继电器动作于暂态的五次谐波 • 范围: 0 - 8000 cycles
TH5D = 30.00
Settings IHBD
• 独立谐波闭锁元件 • 设定:
–Y 如果该相的谐波（二次或五次）超过闭锁门槛的话 , 可 闭锁特定相的百分比率差动元件而其它的元件不闭锁。 – N 如果任一相谐波量值超过闭锁门槛, 将闭锁所有的百分 比率差动元件，。
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继电器通信电缆号 表格 ：
继电器第二报警接点跳线器位置
继电器 接线图
表格 ：灵敏光电隔离输入额定值 表格 ：
低压模拟接口
时钟电池
：接口板 和 端子排； 灵敏输入 图 ：接口板 元件布置 图 ：接口板 元件布置 图 ： 回路接线举例（三卷变压器）
继电器后面板接线 端子连接 机壳接地 电源 输出接点 光隔输入 电力系统二次回路 串行端口 同步时钟， 线路板连接 输出接点跳线器 第二报警接点跳线器 口令和断路器跳线器 串口跳线器 其他跳线器
i-1
SEL-387 使用手册
图 ： 回路接线举例
i-2
SEL-387 使用手册
主机板跳线器、连接器和电池位置 图 ：接口板 端子排； 标准输出接点 图 ：接口板 端子排； 高电流分断接点 图
SEL-387 使用手册源自 ........................................................................................... 2-1
继电器安装
本节内容包括极继电器安装、 回路接线、通信电缆连接和设定线路板上的跳线器所需的 信息，还包括用于继电器日期时间后备的锂电池的有关信息。
图 ：
继电器外型尺寸、盘面开孔图和钻孔图
2-1
SEL-387 使用手册
附加输入输出板
端子排连接
图 ：
继电器外型尺寸、盘面开孔图和钻孔图 图 ：
继电器后面板（端子输入和输出） 图 ：标准独立输出接点表示法 图 ：