国电南自PSM642UX电动机保护微机综保

保护功能及原理
2.1 差动保护（D 型配置）
比率差动保护主要保护变压器的内部故障。装置直接采集变压器两侧电流，存在的相位差由软件
根据现场绕组接线方式自动进行校正，然后计算出差动电流和制动电流。
采用常规比率差动原理，其动作方程如下：
Id ＞ Icd
（Ir ＜ Ir0）
Id - Icd ＞ Kcd ·(Ir- Ir0)
(Ir ≥ Ir0)
同时满足上述两个方程时，比率差动元件动作。其中，Id 为差动电流，Ir 为制动电流，Kcd 为比率
制动系数，Icd 为差动电流门槛定值，Ir0 为拐点电流值。
建议将元件中的拐点电流 Ir0 设定为 0.7 倍的高压侧额定电流 Ie，以匝间短路在制动电流小于
额定电流即 Ir ＜ Ie 时，没有制动作用。
差动电流门槛判据不宜过小，建议取 Icd＝(0.4～0.8) Ie。
比率制动系数的整定可按以下的公式进行:
Kcd = Kk ·(Ktx·Fwc + �U + �Fph)
其中，Kk 为可靠系数，取 1.3～1.5；Ktx 为同型系数，取 1.0；
Fwc 为电流互感器的允许误差，取 0.1
�U 为变压器调压抽头引起的误差，取调压范围的一半
�Fph 为因电流互感器引起的电流不平衡产生的相对误差，取 0.05
比率制动系数 Kcd 建议取值范围为 0.3～0.7。
对于双圈变：
Id ＝∣
·
IH +
·
IL∣
Ir ＝∣
·
IH-
·
IL∣/ 2
式中，
·
IH、
·
IL分别为高压侧和低压侧电流，均以流入变压器为正方向。
在差动保护装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感器均
采用星形接线，并且以指向变压器为同极性。各差动元件的差电流、制动电流均可在“运行状态\计算量 ”
菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显示，以便于装置检测和运行监视。
2.1.1 相位校正方法
装置软件对 Y 侧电流相位进行校正，以 Y/Δ-11 接线为例，方法如下：
3
/
)
-
(
'
A
B
A
I
I
I
�
�
�
=
3
/
)
-
(
'
B
C
B
I
I
I
�
�
�
=
3
/
)
-
(
'
C
A
C
I
I
I
�
�
�
=
2.1.2 二次谐波制动
利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：
Max[Ida2, Idb2, Idc2] ＞ Kxb · Max[Ida, Idb, Idc]
PST 645UX 变压器保护测控装置技术说明书
68
其中 Ida2, Idb2, Idc2 为 A ,B,C 三相差动电流中的二次谐波含量，Ida, Idb, Idc 为 A ,B,C 三相差动电流，
Kxb 为二次谐波制动系数。当满足上述条件时，闭锁三相比率差动保护。Kxb 一般取为 10％～20％之
间，建议取为 0.15，误差范围为±5%或误差 0.05。
各差动元件的二次谐波有效值均可在“运行状态\计算量 ”菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显
示，以便于装置检测和运行监视。
2.1.3 TA 断线
具有瞬时 TA 断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。
TA 断线启动条件为差流大于差动启动电流,在满足下列任何一个条件时，装置退出瞬时 TA 断线判
别：
a) 启动前某侧大相电流小于该侧额定电流的 20％，则不判该侧；
b) 启动后相电流大值大于该侧额定电流的 120％；
c)
启动后任一侧电流比启动前增加。
在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则判为 TA 断线：
1) 只有一相电流为零；
2) 其余两相电流与启动前电流相等。
如差流大于 15％的差动启动电流，经 10s 延时装置报差流越限，但不闭锁差动保护。这一功能可
兼作保护装置交流采样回路的监视功能。
2.1.4 差动速断
当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于总出口继电器。用于在变压器差动区发生严重
故障情况下切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的大不平衡电流和空投变压器时的励
磁涌流，一般取 6～12 倍的额定电流。
2.2 相间过电流保护
装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：
1) Iϕ ＞ Idn；Idn 为 n 段电流定值，Iϕ为相电流；
2) T ＞ Tdn ；Tdn 为 n 段延时定值。
其低压闭锁元件、负序电压闭锁元件由相应控制字投退。
2.2.1 低电压闭锁元件
低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，
可以装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。
2.2.2 负序过电压闭锁元件
当负序大于负序过电压定值时，开放被闭锁保护元件。可以同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁
元件，与过流元件构成复合电压过流保护。
2.2.3 相间电流反时限元件
反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以
非常方便地实现全线的配合。装置提供常见的三类反时限特性，即标准反时限、非常反时限、极端反时限，
反时限特性由整定值中相应的“反时限指数”整定。各反时限特性公式如下：
1）
一般反时限
1
)
(
14
.0
02
.0
−
=
Ip
I
tp
t
PST 645UX 变压器保护测控装置技术说明书
69
2）
非常反时限
3）
极端反时限
其中： tp 为时间系数，范围是（0.05～1）；Ip 为电流基准值；I 为故障电流；t 为跳闸时间。
整定值部分反时间为上述表达式中分子的乘积值，单位为秒，整定范围为（0.005～127）。
对于长时间反时限亦能实现。长时间反时限表达式如下：
装置的相间电流保护，可通过设置控制字的相关位选择定时限或反时限方式。当选择反时限方式后，
自动退出定时限过流Ⅲ段保护，相间电流Ⅲ段的功能压板为相间电流反时限功能投退压板。
2.3 过负荷元件
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：
MAX (Iϕ)>Ifh，其中 Ifh 为过负荷电流定值。
可通过相应控制字设置为告警或跳闸。
2.4 零序过流保护
装置提供高低压侧各三段零序过流保护，其中高压侧零序Ⅲ段可通过控制字设置为告警，当高压
侧零序电流用作跳闸或告警时，零序电流可以由运行参数中的控制字一的 KG1.1 位选择零序电流由外部专
用的零序 CT 引入，或者由软件自产生成，装置默认为高压侧零序电流外接。
低压侧零序Ⅲ段保护可通过控制字设置为反时限保护，零序保护反时限特性同相间电流反时限元
件。
2.5 零序过压保护
在满足下列条件时，零序过电压元件动作：
1)
零序电压零序过压整定值；
2)
断路器在合位；
3)
延时时间到。
可通过相应控制字设置为告警或跳闸，当零序过压选择为告警时，装置采用自产 3U0 零序电压进行判
别。
1
)
(
80
2 −
=
Ip
I
tp
t
1
)
(
5.
13
−
=
Ip
I
tp
t
1
)
(
120
−
=
Ip
I
tp
t
PST 645UX 变压器保护测控装置技术说明书
70
2.6 低电压保护
当系统电压低于整定电压时，判定是否切除负荷。低电压保护经电流闭锁，以防止 PT 断线时低
电压保护误动。
低压元件的判据为：
1） 三个相间电压均低于低电压定值；
2） 三相电流均小于某一整定值；
3） 断路器在合位；
4） 延时时间到。
2.7 加速功能
本装置设置有手合后加速功能，由软压板投退，启动条件为：
1)
断路器在分闸位置的时间超过 30s；
2)
断路器由分闸变为合闸，加速允许时间展宽 3s；
装置设置了立的电流加速段电流定值及相应的时间定值。
2.8 非电量保护
装置提供四路非电量保护开入，可由软压板选择跳闸或告警。当软压板投入时，非电量动作于跳
闸；当软压板退出时，非电量只发信号。
为灵活起见，装置面板的信号灯仅示以非电量 1、非电量 2、非电量 3、非电量 4 共四种信号。各非
电量的具体意义，应根据各工程的具体端子接入情况而定。一般情况下，默认非电量 1 为重瓦斯输入端，
非电量 2 为轻瓦斯输入端，非电量 3 为压力释放输入端，非电量 4 为油温高输入端。
2.9 跳闸逻辑矩阵
本装置各保护跳闸逻辑采用定值整定方式，各保护元件动作后由出口跳闸密码设置出口组，其中
X3:3-4 为备用遥控点，X3:13-14 为手跳开出，不参与跳闸矩阵整定。跳闸密码为 16 位二进制码，其整定
范围为 0000～FFFFH。当保护元件动作后，其跳闸密码的某位设置为 1 时，则跳相应出口，为 0 时相应
出口不动作。
位
出口
整定值
位
出口
整定值
0
X3:1-2
1
8
X6:5-6
1
1
X3:5-6
0
9
X6:7-8
0
2
X3:5-7
0
10
X6:9-10，X6:11-12
0
3
X3:8-9
0
11
X6:13-14，X6:15-16
0
4
X3:11-12
0
12
备用
0
5
备用
0
13
备用
0
6
X6:1-2
0
14
备用
0
7
X6:3-4
0
15
备用
0
举例说明：过流Ⅰ段动作需要跳出口“跳闸”、“X6:5-6”，对应的出口整定值二进制数为 0000 0001 0000
0001，以四位为一组，按 8421 码制计算出相应 16 进制数，在定值菜单项中将“过流Ⅰ段跳闸密码”整定为：
0101H。
PST 645UX 变压器保护测控装置技术说明书