387G说明书

第十四章 ISA387G变压器差动保护装臵

387G为变压器差动保护装臵，无测控功能，采用独立双CPU系统技术，确保变压器主保护的运行安全，包括387GA、387GB两种型号。采用标准4U（半层）机箱，由交流（WB7187A/WB7187B）、MCPU（WB720A）、PCPU（WB720A）、开入开出（WB730A）、电源（WB760B）等5个插件组成，使用WB701总线板。387GA适用于接入3组CT电流，387GB适用于接入4组CT电流。

1差动保护接线及电流计算

387G装臵适用于多种接线方式的三卷和两卷变压器，界面提供了变压器接线方式配臵功能，软件根据变压器接线方式进行保护逻辑的自适应处理。本装臵所提到的接线方式不单指变压器内部绕组的接线方式，而是综合考虑变压器绕组的接线方式和各侧CT接线方式。

为简化现场接线，改善涌流制动特性，本装臵要求变压器各侧CT均按Y形接线，并要求各侧CT均按同极性接入，即各侧电流均以流入(或流出)变压器为正方向。装臵内部对变压器Y形侧的电流进行相位校正，其效果与将CT按Δ形接线完全相同。对于老站改造项目，如果变压器Y侧的CT原来为Δ接线，一般要求改造为Y形接线，若改造有困难，可综合考虑变压器接线方式与CT接线方式，采用相应的12点钟接线方式。

387GA接入3组CT电流，适用8种接线方式： Y/Y/Δ-11、Y/Δ/Δ-11、Y/Y/Δ-1、Y/Δ/Δ-1、Y/Y/Y-12、Y/Q/Δ-11、Y/Q/Δ-1、Y/Q/Y-12。各侧定义对应关系如表1。

表1. 387GA装臵接线方式和侧别定义对照表

/Δ-11、Y/Q/Y/Δ-1、Y/Y/Δ/Δ-1、Y/Q/Δ/Δ-1、Y/Q/Y/Y-12、Y/Y/Y/Y-12。其中Y/Y/Y/Y-12指三卷变压器的低压侧有双分支，且变压器Y侧的CT为Δ接的情况。接线方式和各侧定义对应关系如表2。接线方式中的“Q”侧均表示“高压桥侧”。

表2. 387GB装臵接线方式和侧别定义对照表

不同的变压器接线方式，变压器差动电流、制动电流的计算方法也会不同。第一侧电流表示为I1a、I1b、I1c，第二侧电流表示为I2a、I2b、I2c，第三侧电流表示为I3a、I3b、I3c，第四侧电流表示为I4a、I4b、I4c。各种接线方式下，电流对应关系见表3、表4。

表3. 387GA装臵差动电流和制动电流计算方法

表4. 387GB装臵差动电流和制动电流计算方法

本装臵由软件对变压器各侧CT变比不一致进行调整，即每侧设臵一个CT变比调整系数定值，装臵采集的电流量乘以该定值即为CT变比调整后量，无需外接辅助CT，与使用硬件回路调整相比，可靠性更高。如果是某组CT无需引入，可将不用一侧的CT回路在装臵端子排上短接，相应的CT变比调整系数定值臵为0.001。

本装臵MCPU和PCPU两个插件独立采集各侧电流量，均经CT变比调整后参与保护计算。装臵显示的交流量均为经CT变比调整后的交流量。装臵显示中，MCPU采集和计算的交流量以相位带下标“M”表达；PCPU采集和计算的交流量以相位带下标“P”表达。

2保护配臵与说明

本装臵保护元件有：

● 差动电流越限记录元件 ● 差动电流越限告警 ● 独立差流启动元件 ● 差动速断保护

● 复式比率差动保护 ●

CT 断线告警

2.1 差动保护动作区示意图

387G 装臵的差动保护由复式比率差动和差动电流速断保护组成，动作特性见图1。图中阴影区为动作区，d042

以上为差动速断动作区，d045和d043以上为比率差动保护动作区。

图1. 差动保护动作区

2.2

差流起动元件

定值取d045，返回系数取0.95，其固有动作时限小于差动保护的固有动作时限。用于启动继电器的控制，该元件动作时开放出口继电器正电源。

2.3 差动电流速断保护

定值按躲过最大涌流整定，返回系数取0.95，作为差动保护范围内严重故障的保护。CT 断线不闭锁该保护。

Ida>d042Idb>d042Idc>d042

F288数字信号

图2. 差流速断保护逻辑图

2.4 复式比率差动保护

复式比率差动保护经涌流判别制动。本装臵涌流制动采用独创的二次谐波复合逻辑制动原理，主要在以下两个方面有重大改进。该原理已为大量的运行经验所证实。

① 对Y/Δ接线变压器，差流反映Y 形接线侧两相电流相量差，见表3、表4。变压器在Y 形接线侧空投时，单相电流中较强的涌流特征(二次谐波含量或间断角)在两相电流相减后，差流中的涌流特征可能减弱。这种情况下，从差流中提取二次谐波分量实现制动的传统

方法可能失效。本装臵变压器Y 侧的CT 也按Y 形接入，故可以实现当差流二次谐波未能制动时，再进一步用两个相电流中的二次谐波进行制动，这就大大提高了涌流制动的可靠性。

② 常规二次谐波涌流制动原理在任一相差流涌流制动时，闭锁全部三相比率差动保护——称为“或”制动逻辑。本装臵则根据涌流和故障电流在三相差流中的反映，在变压器无故障时采用“或”制动方式可靠地避开涌流，空投于故障变压器时自动转换为分相制动方式，保证了空投于故障变压器时比率差动仍能快速灵敏动作。

差动电流门槛定值d045用以躲过变压器正常运行时的不平衡电流，返回系数取0.95。 复式比率特性Id/IR ＞d043用以躲外部故障。由表3、表4中的计算公式可见，在CT 未饱和情况下，外部故障时，Id/IR=0；内部故障时，Id/IR 为无穷大。可见复式比率差动扩大了制动系数的整定范围，允许的误差也扩大了。

当投入CT 断线闭锁比率差动(d032=on)而任一侧CT 断线时，比率差动将被瞬时闭锁。

Ida/Ira>d043Idc/Irc>d043Idb/Irb>d043F007数字信号F007对应出口中央信号一

图3. 复式比率差动保护逻辑图

2.5 CT 断线告警

该元件充分考虑了各种因素，动作十分可靠，能检查出CT 二次侧全部故障，包括CT

回路单纯断线、端子排接触不良、端子排相对地或相间击穿、短路或爬电等，总称CT 断线。

下面以387GA 三侧CT 断线检测元件为例，387GB 四侧CT 断线检测判据相同。

图4中，1、2、3分别表示第一、第二、第三侧。由于本装臵负序电流自Y/Δ转换前相电流计算得出，故负序电流和负荷电流判据门坎对Y 形侧应取d033/3，对Δ形侧取d033。对于12点钟接线，因为没有Y/Δ转换，负序电流和负荷电流判据门坎取d033。为了原理图表述统一，负序电流和负荷电流判据门坎均表示为d033。图中逻辑门G 仅在只有一侧出现负序电流时输出“1”态，其他所有情况均输出“0”态。不考虑两侧CT 或一侧三相CT 同时断线的情况，原理说明如下。

① 变压器内外部发生不对称故障时，至少有两侧会出现负序电流(3I2大于d033/3或d033)，故CT 断线以仅一侧出现负序电流为主判据。

② 为防止变压器空投和空载时发生故障、仅电源侧出现负序电流的情况，要求未出现负序电流的任一侧最大相电流大于d033/3或d033(有一定的负荷电流)。

③ 三相短路时可能因CT 误差仅一侧出现负序电流，但考虑CT 的10%误差特性，三相电流的不平衡度不会大于3/2。为此，要求出现负序电流的那一侧三相电流不平衡度大于

3/2，即三相电流中最小值与最大值之比小于3/2。

3I22>d033

F111数字信号

中央信号二

图4. CT 断线检测元件逻辑图

CT 断线情况下发生区外短路时，因为会在两侧以上出现负序电流，比率差动会误动，故CT 断线发出告警后即应及时排除CT 故障，确保比率差动保护的正常工作。

2.6 差流越限记录元件

差流越限记录元件设独立的差流门坎定值d798，并按相记录各相差流的越限情况，产

生独立的差流越限记录。分相记录便于更详细、更全面地记录扰动过程。该记录不用于告警，仅用于扰动分析。装臵界面提供差流越限记录查看功能。

2.7 差流越限告警

为防止装臵交流输入和数据采集系统故障，以及防止变压器运行时出现较大差流(如差流门槛定值

d045未考虑最大有载调压范围)，本装臵装设了差流越限监视元件。发生上述情况时，该元件发出告警信号，有利于及时处理。

Ida>d045

Idc>d045Idb>d045Idc>0.4A Idb>0.4A Ida>0.4A 中央信号二

图5. 差流越限告警元件逻辑图

表5. 差流越限元件各相负荷电流IHload 选取原则

IHload 的1/4，是为防止变压器有载调压过程中因出现较大负荷电流导致差流过大误发差流越限信号

而设。负荷电流Ihload 均取变压器高压侧线圈实际流过的电流，对于有Q 接的变压器，高压侧线圈电流实际为第一侧和第二侧的电流向量和；负荷电流选取原则见表5。

3 整定计算和整定原则

3.1

CT 变比调整系数的整定

每侧设臵一个CT 变比调整系数定值。CT 变比调整系数定值的整定范围为0.001～8，级差为0.001。CT 变比调整系数定值的整定一般以第一侧为基准，即臵d220=1，其他侧按本侧与第一侧具有相同的二次额定电流值整定；只有在第一侧CT 变比极不合理时，才考虑d220按需要取值，以保证差动保护的灵敏性和安全性。具体整定计算方法如下：

)K U /()K K U (x 22d 1CT 1N Jx CTx Nx ???=

式中d22x 为第x 侧CT 变比调整系数定值、U N x 为第x 侧额定电压、K CTx 为第x 侧CT 的变比、K Jx 为第x 侧接线系数（Y 接时K Jx ＝1，?接时3K Jx =

）

。对有载调压变压器，U N x 应取中间抽头电压，如实际情况不可能改变抽头位臵，应取实际使用的抽头电压。

如果是某组CT 无需引入，可将不用一侧的CT 回路在装臵端子排上短接，相应的CT 变比调整系数定值臵为0.001。

3.2 复式比率差动保护的整定

差流门坎定值d045建议取以下两式的计算值中的大值：

d045=(0.3～0.8)Ie （推荐取0.5 Ie ）

d045>1.5A

式中Ie 为电流计算基准侧的额定电流，其计算公式为Ie=(S*

Ktzxs*KJx)/( 3*Ue*KCT)，S 为变压器额定容量（若各侧容量不等，取最大值），Ue 为基准侧额定线电压，Ktzxs 为基准侧的CT 变比调整系数整定值，KCT 为基准侧CT 变比，KJx 为基准侧接线系数（若差流形成过程中存在Y/Δ转换，KJx=3,否则KJx=1）。

差动比率定值d043按躲外部故障时CT 变比最大误差特性整定，可取0.3～0.9，推荐取0.5。

涌流谐波制动系数定值d044根据运行经验，典型取值范围为0.12～0.15；针对110KV 及以下变压器，为可靠躲过励磁涌流，建议整定0.12。

3.3 差动速断保护的整定

差动速断电流定值d042的整定应满足两个条件：(1)躲过各种情况下的最大不平衡电流；(2)躲过变压器励磁涌流。

励磁涌流一般大于最大不平衡电流，故d042按下式整定：

d042=1.2I ylmax 式中Iylmax 为最大励磁涌流值。

3.4 CT 断线告警的整定

CT 断线负序电流定值d033按躲过正常运行时由三相不平衡产生的最大负序电流整定，同时应小于复式比率差动门坎定值d045，d045与d033约整定为d045的75％。

d033=1.2*3I

2max

d033整定值建议不小于0.5A。可根据运行要求选择是否闭锁比率差动保护。

4保护配臵及定值代码表

4.1保护元件配臵

保护元件配臵是根据用户的要求，在出厂前投入选配的元件。具体保护元件见表6。装臵出厂后不得轻易更改保护元件配臵，如果改动需重新整定定值和重新配臵保护出口。

表6. ISA-387G装臵保护元件

4.2出口配臵

本装臵各保护跳闸方式采用整定方式，即保护动作出口继电器可以按需要整定。本装臵有7组出口继电器： CJ1～CJ7。

4.3装臵定值表

装臵有两种定值类型：投退型（或开关型）和数值型。数值型定值按位整定，可整定为整定范围内任意值。保护原理中无特殊说明的保护段按有关规程整定，有特殊说明的保护段应按其说明进行整定。

表7、表8按保护元件列出了装臵的全部定值。该表也列出了ISA规约与103规约编号对照关系。在ISA规约编号一栏内带“*”者为投退型定值，带“☆”号的为重复定值，重复定值不再分配103规约编号。

表7. ISA-387GA装臵保护定值

表8. ISA-387GB 装臵保护定值

5 动作事件类型定义

表9. ISA-387G 装臵保护动作信息及其中央信号定义

注： 信号类型定义：信号1－点动作接点和跳闸灯、信号2－点告警接点和告警灯。

6保护测量通道

表10. ISA-387GA装臵保护测量通道定义

表11. ISA-387GB装臵保护测量通道定义

7装臵遥信

387G装臵提供一路“事故总信号”软遥信：装臵保护出口时状态为“1”，保护返回后状态为“0”。此软遥信可作为“瞬动不保持信号”。可界面设臵其遥信上送等级。

表12. ISA-387G装臵遥信编号及名称缺省定义

8装臵端子接线

387GA和387GB装臵的端子图基本相同，不同的仅为交流端子。

P01-01～04/05～08：第一组/第二组信号输出，其中P01-01/05为信号公共端。

P01-09～16：8路开入，使用P02-02为输入负端。缺省定义见附图1、附图2。

P02-01～03：保护电源输入，P02-03接大地。

P02-04～16:备用开入端子，公共负端为P02-16。

P03-01、P03-16：操作电源输入。

P03-01～18：7组开出继电器的9付空接点，可任意配臵。

P05-01～10：保护CPU的端子。

P07-01～04：双通道通信端子。通信方式可WB720板跳线选择。

P07-05～07：GPS脉冲校时输入端子。

P07-08～10：调试口和打印机接口。

P10、P09：交流输入端子。387GA可引入3组三相CT，P10-12、P09-12接大地；387GB 可引入4组三相CT，P10-16、P09-16接大地；