PRS-778微机变压器成套保护装置
技术说明书
Ver 1.00（山西220kV/110kV版）
深圳南瑞科技有限公司
二〇〇六年九月
PRS-778微机变压器成套保护装置
技术说明书
Ver 1.00（山西220kV/110kV版）
编写：郝后堂江卫良
审核：于霞李延新
批准：徐成斌
深圳南瑞科技有限公司
二〇〇六年九月
本说明书为PRS-778装置用于山西220kV和110kV系统时的技术说明书，适用于PRS-778软件PRS-778SX2/SX1 V1.00及以上版本。
说明：
1）PRS-778应用于山西220kV系统时的软件编号在“778”后增加“SX2”；
2）PRS-778应用于山西110kV系统时的软件编号在“778”后增加“SX1”；
PRS-778SX版软件分类如下：
序号软件版本备注
1 PRS-778SX
2 适用于山西220kV系统三卷变压器保护
2 PRS-778SX1 适用于山西110kV系统三卷变压器保护
本说明书由深圳南瑞科技有限公司编写并发布，并具有对相关产品的最终解释权。
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PRS-778微机变压器成套保护装置
深圳南瑞科技有限公司 - I - 目 录
1 装置概述 (1)
1.1
应用范围.....................................................................................................................1 1.2
保护配置.....................................................................................................................1 1.3
典型应用配置.............................................................................................................3 1.4 主要性能特点.............................................................................................................4 2 技术参数 (5)
2.1
机械及环境参数.........................................................................................................5 2.2
额定电气参数.............................................................................................................5 2.3
主要技术指标.............................................................................................................5 2.4 通讯接口.....................................................................................................................6 3 保护接线 (7)
3.1
TA 接线原则及其平衡................................................................................................7 3.2 差流计算公式.............................................................................................................7 4 保护原理 (9)
4.1
启动元件.....................................................................................................................9 4.2
差动速断.....................................................................................................................9 4.3
比率差动保护.............................................................................................................9 4.4
采样值差动保护.......................................................................................................11 4.5
差动保护的其他相关元件.......................................................................................12 4.6
复合电压闭锁过流保护...........................................................................................13 4.7
零序方向过流保护（中性点接地保护）...............................................................15 4.8
间隙零序保护（中性点不接地保护）...................................................................17 4.9
过负荷保护...............................................................................................................18 4.10
TV 断线判别元件......................................................................................................18 4.11 TA 断线判别元件......................................................................................................18 5 辅助功能. (19)
5.1
信号系统...................................................................................................................19 5.2 事故分析与过程记录...............................................................................................19 6 定值清单及整定说明.. (24)
6.1
PRS-778SX2系统参数及主保护定值....................................................................24 6.2 PRS-778SX1系统参数及主保护定值.. (32)
7硬件说明 (39)
7.1装置整体结构（硬件原理图） (39)
7.2动作出口 (40)
7.3输入开关量 (41)
7.4信号接点 (42)
7.5装置接线与安装 (43)
8订货须知 (44)
8.1 基本订货参数 (44)
8.2 装置软件编号定义 (44)
8.3 装置软件版本列表 (45)
附录A 装置使用 (46)
A.1面板布置与显示 (46)
A.2菜单界面操作说明 (48)
附录B 装置调试与投运 (62)
B.1 调试资料准备 (62)
B.2 通电前检查 (62)
B.3 上电检查 (62)
B.4 整机调试 (62)
B.5 装置投入运行操作步骤 (63)
B.6 注意事项 (63)
附录C 装置通讯说明（IEC60870-5-103规约） (65)
C.1 定值和交流量 (65)
C.2 保护动作事件 (65)
C.3 自检信息 (66)
C.4 保护开关量和启动信息 (66)
C.5 故障录波实际通道序号表（ACC） (67)
附录D 差动保护整定计算 (68)
D.1 比率差动 (68)
D.2 差动速断 (71)
附录E 后备保护整定计算 (72)
E.1 复压闭锁过流 (72)
E.2 变压器接地运行后备保护 (73)
E.3 变压器不接地运行后备保护 (74)
E.4 阻抗保护 (75)
- II - 深圳南瑞科技有限公司
【附图1】装置背视图 (77)
【附图2】装置开入开出端子排接线图（PRS-778SX2） (78)
【附图3】装置开入开出端子排接线图（PRS-778SX1） (78)
【附图4】装置交流端子接线图 (80)
【附图5】装置正面布置及安装开孔图 (81)
深圳南瑞科技有限公司 - III -
深圳南瑞科技有限公司 第 1 页
1 装置概述
1.1 应用范围
PRS-778微机变压器成套保护装置适用于500kV 及以下各种电压等级的变压器。它集成了一台变压器的全套电量保护，主保护和后备保护共用一组TA ，可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双套后备保护完全独立配置的要求，满足变电站综合自动化系统的要求。
1.2 保护配置
PRS-778装置集成了一台变压器的全套电量保护，每项保护功能均可通过整定或压板设置分别选择投退。各项（段）保护出口均可由整定控制字来选择，适用于各种跳闸方式。
表1-1 PRS-778SX2保护配置 保护元件
配置方式 备 注 ①差动速断保护
②比率差动保护
③采样值差动保护
④差流越限告警
? 只发信 ⑤TA 断线告警及闭锁
? 可选择是否闭锁比率差动 主保护 ⑥TA 饱和闭锁
? 闭锁比率差动 ①复压过流保护 2段：
I 段2时限
II 段1时限
?I 、II 段经复压闭锁（可投退） ?I 段带方向（可整定） ?II 段不带方向 ②零序过流保护 3段：
I 段2时限
II 段3时限
III 段1时限
?I 、II 段带方向（可整定），经零压闭锁? III 段不带方向 ③零序过压保护 1段1时限
④间隙过流保护 1段2时限
⑤过负荷告警 1段1时限
⑥过负荷启动风冷 1段1时限
⑦过负荷闭锁有载调压 1段1时限
⑧TV 断线告警
高压侧 后备 ⑨TA 断线告警
①复压过流保护 2段：
I 段2时限
II 段1时限
?I 、II 段经复压闭锁（可投退） ?I 段带方向（可投退），方向固定指向本侧母线 ?II 段不带方向 ②零序过流保护 2段：
I 段2时限
II 段3时限
?I 、II 段带方向（可投退），方向固定指向本侧母线，，经零压闭锁 中压侧 后备 ③零序过压保护
1段1时限
第 2 页 深圳南瑞科技有限公司 ④间隙过流保护
1段2时限 ⑤过负荷告警
1段1时限 ⑥过负荷启动风冷
1段1时限 ⑦TV 断线告警
⑧TA 断线告警
①复压过流保护
2段： I 段3时限 II 段3时限 ? I 、II 段经复压闭锁（可投退） ? I 、II 段均不带方向 ②零序过压告警 1段1时限 ③过负荷告警 1段1时限
④TV 断线告警
低压侧
后备
⑤TA 断线告警
表1-2 PRS-778SX1保护配置 保护元件
配置方式 备 注 ①差动速断保护
②比率差动保护
③采样值差动保护
④差流越限告警
? 只发信 ⑤TA 断线告警及闭锁
? 可选择是否闭锁比率差动 主保护 ⑥TA 饱和闭锁
? 闭锁比率差动 ①复压过流保护 2段：
I 段2时限
II 段1时限
?I 、II 段经复压闭锁（可投退） ?I 段带方向（可整定） ?II 段不带方向 ②零序过流保护 2段：
I 段2时限
II 段3时限
?I 、II 段均不带方向 ③零序过压保护 1段1时限
④间隙过流保护 1段2时限
⑤过负荷告警 1段1时限
⑥过负荷启动风冷 1段1时限
⑦过负荷闭锁有载调压 1段1时限
⑧TV 断线告警
高压侧 后备 ⑨TA 断线告警
①复压过流保护 2段：
I 段3时限
II 段3时限
?I 、II 段经复压闭锁（可投退） ?I 段带方向（可投退），方向固定指向本侧母线 ?II 段不带方向 ②零序过压告警 1段1时限
③过负荷告警 1段1时限
④过负荷启动风冷 1段1时限
⑤TV 断线告警
中压侧 后备 ⑥TA 断线告警
①复压过流保护 2段：
I 段3时限
II 段3时限
? I 、II 段经复压闭锁（可投退） ? I 、II 段均不带方向 ②零序过压告警 1段1时限
低压侧 后备 ③过负荷告警
1段1时限
④TV断线告警
⑤TA断线告警
1.3典型应用配置
图1-1为PRS-778SX2在220kV系统三卷变中的典型应用配置，其具体接线方式应参考实际应用。
第二套保护功能；
3 [ ]内的选项可投退。
4 复合电压元件可取各侧复合电压。II母I母
低压侧
图1-1 PRS-778SX2在三卷变中的典型应用配置
1.4主要性能特点
z高性能的数字滤波算法：装置采样率为每周波24点，采用全周傅氏算法，在较高采样率的前提下，保证在故障全过程对所有继电器的实时计算，使装置具有很高的固有可靠性和及时动作速度。z独立的启动元件：装置的两个DSP板互为启动和闭锁；同时每种保护均有各自不同的启动元件，各保护元件只有在其相应的启动元件动作后才能出口跳闸。
z变压器差动各侧电流的自动平衡补偿：变压器各侧TA二次电流相位由软件自动调整，采用Y→△变换调整差流平衡，便于明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。
z完善的稳态差动保护配置：本装置稳态差动保护由差动电流速断保护和比率差动保护组成。比率差动动作特性采用三折线，励磁涌流闭锁判据采用本公司独创的二次谐波复合制动原理或波形识别原理。
z独特的采样值差动：采样值差动本身具备识别励磁涌流和外部故障TA饱和的能力，不需要另外附加励磁涌流制动判据，同时其数据窗为小于一个周波的短窗，故可以实现大多数变压器内部故障的快速切除。
z完备的TA断线、短路闭锁与报警功能：采用可靠的TA断线和短路闭锁功能，保证装置在TA 断线、短路及交流采样回路故障时不误动。
z先进的TA饱和闭锁技术：采用可靠的TA饱和闭锁功能，可有效防止在TA深度饱和时差动保护误动。
z灵活完善的后备保护：各侧后备保护考虑最大配置要求，其动作元件跳闸出口可以整定，适用于各种跳闸方式。
z完善的事故分析功能：装置具有完善的记录，包括保护事件记录、启动记录、录波记录、保护投退记录、装置运行记录、装置操作记录、开入记录、自检记录和闭锁记录等。装置还具有保护逻辑透明化分析功能，对保护的主要动作逻辑行为有详细的记录，能动态再现保护动作流程。
z完美的人机界面：正常时液晶可显示时间、变压器的主接线及差流大小等。键盘操作简单，采用菜单方式，仅有八个按键，易于学习掌握。人机对话中所有的菜单均为简体汉字，打印的报告也为简体汉字，使用方便。
z强大的通信功能：装置内部数据交换采用电流环接口，不同功能模块隔离供电，保证装置部分模块发生故障时不会影响其他模块的正常工作。装置对外提供的通信接口有：三个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空节点输入，对秒、分脉冲及IRIG-B串行编码三种校时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准IEC 60870-5-103规约。
2 技术参数
2.1 机械及环境参数
机箱结构尺寸： 482.6mm ×265.9mm ×283mm （宽×高×深） 正常工作温度： -5℃ ～ 40℃ 极限工作温度： -10℃ ～ 55℃ 贮存及运输： -25℃ ～ 70℃
相对湿度： 45% ～ 75% 大气压力： 86 ～ 106KPa
2.2 额定电气参数
频率：
50Hz
交流电压： 100V 或100 ? V （额定电压Un ） 交流电流：
5A 或1A （额定电流In ）
直流工作电源： 220V/110V ， 允许偏差： -20％～+15％ 数字系统工作电压： +5V ，
允许偏差： ±0.15V 继电器回路工作电压： +24V ，
允许偏差： ±2V
功耗：
交流电压回路： Un =
100V ，每相不大于0.5V A 交流电流回路： In = 5A ，每相不大于1V A In = 1A ，每相不大于0.5V A 直流电源回路： 正常工作时，全装置不大于35W
跳闸动作时，全装置不大于50W
保护回路过载能力：
交流电压回路： 1.2倍额定电压，连续工作
交流电流回路： 2倍额定电流，连续工作（大于1min ）
10倍额定电流，允许10s 40倍额定电流，允许1s
直流电源回路： 80～115%额定电压，连续工作 装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。 2.3 主要技术指标
2.3.1 动作时间
差动速断： ≤ 15ms （2倍整定值） 比率差动：
≤ 30ms （2倍整定值）
采样值差动： ≤ 25ms （2倍整定值）
3
2.3.2定值精度
电流定值误差：≤ 5%
电压定值误差：≤ 5%
阻抗定值误差：≤ 5%
时间定值误差：≤ 1%整定值+40ms
装置定值整定范围和步长见定值表。
2.3.3输出接点容量
装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为150W或1250V A，最大允许长期接通电流5A，多副接点并联时接通功率和电流可以适当提高。两种方式下接点均不允许断弧。
2.3.4实时时钟
掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机监控系统的校时。装置内部实时时钟在装置掉电时自动切换为由时钟芯片内部锂电池供电，在电池无短路及其它异常情况下，后备电池工作时间不少于10年。 BCPU和PCPU时钟严格与MCPU同步，误差不超过±5ms。
2.3.5电磁兼容
静电放电性能符合： GB/T14598.14-1998（Ⅳ级）
快速瞬变干扰性能符合： GB/T14598.10-1996（Ⅳ级）
浪涌（冲击）抗扰度性能符合： GB/T17626.5-1999（Ⅳ级）
高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合： GB/T14598.13-1998（Ⅲ级）
辐射电磁场干扰性能符合： GB/T14598.9-2001（Ⅲ级）
2.3.6绝缘试验
绝缘试验符合：GB/T14598.3-93 6.0
冲击电压试验符合： GB/T14598.3-93 8.0
2.4通讯接口
装置对外提供的通信接口有：三个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空节点输入，对秒、分脉冲及IRIG-B串行编码三种校时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准IEC 60870-5-103规约。
3保护接线
3.1TA接线原则及其平衡
为了简化现场接线，改善（相电流）涌流制动特性，本装置要求变压器各侧TA均按Υ形接线，并要求各侧TA均按相同极性接入，都以母线侧为极性端，参见第1章应用配置图。装置内部对变压器Υ形侧的电流进行相位校正，其效果与将TA按Δ形接线完全相同。
TA二次侧电流的Y→Δ转换示意图如下所示：
11点钟接线1点钟接线
Iab=Ia-Ib Ibc=Ib-Ic Ica=Ic-Ia Iac=Ia-Ic Iba=Ib-Ia Icb=Ic-Ib
1点钟接线
另外，装置还对变压器各侧TA变比不一致进行调整，即每侧设置一个TA变比调整系数，装置采集的电流量乘以该系数即为TA变比调整后得到的量。装置只需要将变压器相关参数输入（参见定值表）就可以自动得到各侧TA调节系数，无需外接辅助TA，与使用硬件回路调整相比，可靠性更高。
3.2差流计算公式
装置显示和计算的差流和制动电流如下表3-1，高、中、低压侧分别以下标H、M和L表示。
表3-1 三相差流和制动电流计算公式
接线方式差动电流制动电流
Y/Y/Y-12-12-12 Ida = IHab + IMab + ILab
Idb = IHbc + IMbc + ILbc
Idc = IHca + IMca + ILca
Ira = （|IHab| + |IMab| + |ILab| ） / 2
Irb = （|IHbc| + |IMbc| + |ILbc| ） / 2
Irc = （|IHca| + |IMca| + |ILca| ） / 2
Y/Y/△-12-12-11 Ida = IHab + IMab + ILa
Idb = IHbc + IMbc + ILb
Idc = IHca + IMca + ILc
Ira = （|IHab| + |IMab| + |ILa| ） / 2
Irb = （|IHbc| + |IMbc| + |ILb| ） / 2
Irc = （|IHca| + |IMca| + |ILc| ） / 2
Y/△/△-12-11-11 Ida = IHab + IMa + ILa
Idb = IHbc + IMb + ILb
Idc = IHca + IMc + ILc
Ira = （|IHab| + |IMa| + |ILa| ） / 2
Irb = （|IHbc| + |IMb| + |ILb| ） / 2
Irc = （|IHca| + |IMc| + |ILc| ） / 2
Y/Y/△-12-12-1 Ida = IHac + IMac + ILa
Idb = IHba + IMba + ILb
Idc = IHcb + IMcb + ILc
Ira = （|IHac| + |IMac| + |ILa| ） / 2
Irb = （|IHba| + |IMba| + |ILb| ） / 2
Irc = （|IHcb| + |IMcb| + |ILc| ） / 2
Y/△/△-12-1-1 Ida = IHac + IMa + ILa
Idb = IHba + IMb + ILb
Idc = IHcb + IMc + ILc
Ira = （|IHac| + |IMa| + |ILa| ） / 2
Irb = （|IHba| + |IMb| + |ILb| ） / 2
Irc = （|IHcb| + |IMc| + |ILc| ） / 2
Ic-Ia
Ic-Ib
Y/Y-12-12
Ida = IHab + ILab Idb = IHbc + ILbc Idc = IHca + ILca Ira = （ |IHab| + |ILab| ） / 2 Irb = （ |IHbc| + |ILbc| ） / 2
Irc = （ |IHca| + |ILca| ） / 2 Y/
△-12-11
Ida = IHab + ILa Idb = IHbc + ILb Idc = IHca + ILc Ira = （ |IHab| + |ILa| ） / 2
Irb = （ |IHbc| + |ILb| ） / 2 Irc = （ |IHca| + |ILc| ） / 2 Y/△-12-1 Ida = IHac + ILa Idb = IHba + ILb Idc = IHcb + ILc
Ira = （ |IHac| + |ILa| ） / 2 Irb = （ |IHba| + |ILb| ） / 2 Irc = （ |IHcb| + |ILc| ） / 2
4 保护原理
4.1 启动元件
PRS-778装置利用双保护主板（BCPU 和PCPU ）互为闭锁启动，启动元件动作后，开放出口正电源；同时，针对不同的保护设置不同的启动元件。各保护元件只有在本身动作且另一主板上相应的启动元件动作后才能跳闸出口。 差动启动元件： max{Ida,Idb,Idc} > 比率差动启动电流定值 高（中）压侧后备保护启动： 相电流启动元件： max{Ia,Ib,Ic} > 相电流启动定值
相电流突变量启动元件：max{?Ia, ?Ib, ?Ic} > 固定门槛值 零序电流启动元件： 零序电流 > 零序电流启动定值 零序电压启动元件： 零序电压 > 零序电压启动定值 间隙电流启动元件： 间隙电流 > 间隙电流启动定值
低压侧后备保护启动： 相电流启动元件： max{Ia,Ib,Ic} > 相电流启动定值 注：“零序电流”为外接零序电流；
“零序电压”为开口三角零序电压；
“相电流启动定值”为相应侧所有相电流过流元件定值的最小值；“零序电压启动定值”为相应侧零序电压元件定值； “间隙电流启动定值”为相应侧间隙电流元件定值。
4.2 差动速断
任一相差流大于整定值cdsd I （差动速断电流定值）时，该保护瞬时动作切除变压器。动作逻辑及动作特性分别见图4-1和图4-3。cdsd I 定值按躲过最大励磁涌流整定，返回系数取0.95。作为差动保护范围内严重故障的保护，TA 断线不闭锁该保护。
差动硬压板投入差动速断跳闸
&
&
差动速断元件动作差动速断软压板投入差动启动元件
图4-1 差动速断逻辑框图
4.3 比率差动保护
比率差动保护的动作逻辑如图4-2所示，比率差动保护的动作特性采用三折线方式实现（见图4-3）。图4-3中d I 为差动电流，r I 为制动电流；cdqd I 为“比率差动启动电流定值”，cdsd I 为“差动速断电流定值”，1k 、2k 、3k 为比率差动“比率制动系数定值”
，1r I 、2r I 为比率特性“拐点制动电
流定值”。比率差动启动电流定值cdqd I 用以躲过变压器正常运行时的不平衡电流，返回系数取0.9。
图4-2 比率差动逻辑框图
I I I
图4-3 稳态量差动保护动作特性
4.3.1 动作方程
比率差动保护的动作方程如下：
?
??
??>++?+?>≤<++?>≤+>2
111222*********,)()(,)(,r r cdqd
r r r r r d r r r cdqd
r r r d r r cdqd r d I I I I k I I k I I k I I I I I I k I I k I I I I I k I （4-1） 式中 ：d I 为差动电流，∑==n
i i d I I 1
&，r I 为制动电流，∑==n i i r I I 121&（1I &, … ,n I &分别为变压器各侧电流）；1k 、2k 、3k 为比率斜率，321k k k ≤≤；1r I 、2r I 为拐点制动电流，21r r I I ≤。（比率差动制动系数1k 和3k 由装置内取固定值，分别取1.01=k 、75.03=k ，2k 可由用户整定；拐点电流由装置内取固定值，分别取e r I I 31=、e r I I 3*62=。
） 4.3.2 励磁涌流闭锁原理
装置的励磁涌流闭锁方式有以下两种，用户可由定值“涌流闭锁方式控制字”来选择使用。若
考虑保护的双重化配置，则比率差动保护其中一套采用二次谐波复合制动原理，另一套采用波形识别原理。
4.3.2.1 二次谐波
利用三相差电流中的二次谐波与基波的比值作为励磁涌流闭锁判据，其动作方程如下：
st xb nd I K I 122?> （4-2）
式中：nd I 2为每相差动电流中的二次谐波，st I 1为对应相差动电流的基波，xb K 2为二次谐波制动系数。
本装置采用我公司独创的二次谐波复合逻辑制动原理，该原理已为大量的运行经验所证实。具体如下：
1) 对Υ/Δ接线变压器，差流反映Υ形接线侧两相电流相量差，见表3-1。变压器在Υ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，从差流提取二次谐波分量实现制动的传统方法可能失效。本装置变压器Υ侧的TA 也按Υ形接入，故当差流二次谐波未能制动时，可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。若单纯用“或”逻辑进行制动，空投于故障变压器时，差动保护的动作速度有可能较慢。本装置则根据涌流和故障电流在三相差流中的反映，采用涌流复合制动逻辑：在变压器无故障时采用“或”逻辑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保护仍能快速灵敏动作。
4.3.2.2 波形识别
故障时，差流基本上是工频正弦波，而励磁涌流时，有大量的谐波分量存在，波形发生畸变、间断和不对称。利用算法识别出这种畸变，即可识别出励磁涌流。
故障时，有如下表达式成立：
'
2
''
2
'T i i b T i i I I K I I +
+?≤+ （4-3）
式中：i I ′为差流导数前半波某一点的数值，'2
T i I +为后半波对应点的数值；b k 为波形不对称系数。
4.4 采样值差动保护
采样值差动是微机保护特有的一种差动保护，它将传统的向量转变为各采样点（瞬时值）的比率差动，并依靠多点重复判断来保证可靠性。采样值差动保护的逻辑图如图4-4所示。
图4-4 采样值差动逻辑框图
采样值差动保护的设置主要是为一般的非轻微变压器内部故障提供一个“速动段”（其定值远低于差动速断定值，且数据窗小于一个周波），有助于消除二次谐波判据带来的长延时影响。它可快速切除绝大多数非轻微的变压器相间、接地故障。其动作方程为：
??
?×>>r
d icdqd
d i k i I i （
4-4） 式中：d i 为采样值差动电流，∑==n
l l d i i 1
，r i 为采样值制动电流，∑==n
l l r i i 121（1i , … ,n i 分别
为变压器各侧电流的瞬时采样值）；icdqd I 为采样值差动启动电流（装置内固定，取为n I 0.1）；k 为采样值差动比率制动系数（装置内固定，取为0.6）。
ir id
Ii cdqd
图4-5 采样值差动保护动作特性
采样值差动保护具有很强的躲涌流能力，因此不需要再附加涌流闭锁判据。采样值差动判据的返回条件是稳态差流小于“比率差动启动电流定值”（cdqd I ）
。 由于采样值差动反映的是时变的瞬时值，且由多点重复判断来保证可靠性，所以其有效动作值有一个下限值和上限值。二者之间有些工况能动，有些工况不能动，称为模糊区。在本装置中模糊区为[]
icdqd icdqd I I 848.1,414.1，模糊比为3065.1＝α。
4.5 差动保护的其他相关元件
4.5.1 差流越限监视
为防止装置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，当任一相差流大于“比率差动启动电流定值”（cdqd I ）的时间超过10秒种时发出差流越限告警信号。该元件对差动保护无任何影响，但差动保护动作时闭锁该元件发信。
4.5.2TA断线告警及闭锁差动保护
不考虑一侧三相TA断线及多侧TA断线和故障同时发生的可能性。在此前提下，可利用以下特征区分是TA断线还是故障，如果是TA断线，再具体识别断线相。
电流突变的标准是突变量是否大于10～15%I n。
TA断线达8秒钟发告警信号，通过整定控制是否瞬时闭锁相关的差动保护；TA断线返回条件是本侧无负序电流，即本侧负序电流小于TA断线负序电流门槛（内部固定值）。
TA断线闭锁差动按下面原则处理：
1)“TA断线闭锁差动控制字”整定为“1”时，表示TA断线或短路始终闭锁比率差动保护；
2)“TA断线闭锁差动控制字”整定为“0”时，表示TA断线或短路不闭锁比率差动保护。
需要说明的是：TA断线闭锁功能主要是为了防止TA断线而引起差动保护误动，它遵循以下几点原则：一是不考虑一侧三相TA断线以及多侧TA断线和故障同时发生；二是故障与TA断线同时发生允许差动保护跳闸；三是先TA断线后发生故障闭锁相关保护；四是先发生故障后TA断线保护应出口跳闸。
4.5.3TA饱和闭锁
为防止在区外故障时，由于TA饱和原因造成差动保护发生误动，装置有TA饱和检测元件判别TA是否饱和，并确定是否闭锁相关差动保护。
在区内故障时会有：
∑∑
= =Δ
=Δ
n
i i
n
i
i
I
I
1
1
&
&（4-5）
式中：n为变压器共有的侧数。
上式左边相当于制动电流，右边相当于差动电流，在区外故障或区外故障且TA饱和时上式都不成立。实际上若差流是由于TA饱和产生，差流都是在TA饱和一段时间后产生，所以装置中利用制动电流与差动电流表现的时序一致性来判别是否饱和，若饱和则闭锁相关保护。
4.6复合电压闭锁过流保护
装置设有复压闭锁过流保护来作为变压器各侧相间故障的后备保护。各段过流保护可分别通过整定控制字来选择是否经过复压闭锁，及是否投入。各段保护出口均可由整定控制字来选择，适用于各种跳闸方式。
z PRS-778SX2中，复压闭锁过流保护在各侧的配置情况为：
①高压侧：I段2时限、II段1时限，其中I、II段均可经复压闭锁（可投退），I段带方向（可
整定），II段不带方向；
②中压侧：I段2时限、II段1时限，其中I、II段均可经复压闭锁（可投退），I段带方向（可
投退），方向固定指向本侧母线，II段不带方向；
③低压侧：I、II段各3时限，均可经复压闭锁（可投退），均不带方向。
z PRS-778SX1中，复压闭锁过流保护在各侧的配置情况为：
① 高压侧：I 段2时限、II 段1时限，其中I 、II 段均可经复压闭锁（可投退），I 段带方向（可
整定），II 段不带方向；
② 中压侧：I 段3时限、II 段3时限，其中I 、II 段均可经复压闭锁（可投退），I 段带方向（可
投退），方向固定指向本侧母线，II 段不带方向；
③ 低压侧：I 、II 段各3时限，均可经复压闭锁（可投退），均不带方向。 1) 过流元件
过流保护动作方程为：
set I I > （4-6）
式中：I 为三相电流，set I 为动作电流整定值。
2) 复压闭锁元件
复压闭锁元件为：
??
?> U U U U 22 （4-7） 式中：U 为三个线电压中的最小值，set U 为低电压整定值；U 2为负序电压，set U 2为负序电压整定值。 3) 方向元件 装置的方向元件的算法采用90°接线，三相方向元件DA 、DB 、DC 输入的交流量Ir 和Ur 见下表。接入装置的TA 正极性端应在母线侧，参见第1章应用配置图。 当“过流X 段方向指向”整定为“0”时，表示本段方向指向本侧母线；为“1”时，表示本段方向指向变压器。 方向指向变压器时，方向元件的最大灵敏角为－45°（电压超前电流为正），其正方向动作方程为： 00 90arg 90+< j r U e I &&α （4-8） 即为： 0>? ? ???r j r e U e I R &&α 其中α为－45°，Re 表示取向量的实部。 为了消除保护安装处附件三相短路的电压死区，方向元件带记忆。 4) 逻辑图 参照前述的配置说明，各侧的复合电压闭锁过流保护的逻辑如图4-6所示（图中未标明段数和时限数，图中逻辑对各段各时限保护普遍适用，根据配置情况，相应的判断及投退定值取为各段各时限的具体值）。 5) 其它说明 ① 高、中压侧复合电压元件由装置内部引入其它侧电压经或门起动，低压侧复合电压元件只 采用本侧电压。 ② TV 断线对复压元件和方向元件的影响： 高、中压侧判TV 断线时，本侧方向自动满足，复合电压元件不满足，需经其它侧电压闭锁；
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