保护功能及原理说明

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DMP100保护控制单元

保护功能技术原理说明书

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1.1 I段定时限无方向过电流保护 3 1.2 II段定时限无方向三相过电流保护 3 1.3 III段定时限无方向三相过电流保护 3 2 三段式低电压闭锁方向过流保护 4 3反时限过流保护 5

4零序过流保护(I0/I0X/I0z) 7 5 两段式负序过流保护 7

6复合电压启动的三相定时限过流保护 9 7低电压启动的三相定时限过流保护 10 8带比例调整的定时限负序过流保护 10 9三段式带启动过程的三相过流保护 11 10 独立电流加速段保护 13 11三相一次重合闸 13 12差动速断保护 14

13二次谐波及比率制动的差动保护 15 14 低周减载 17

15三相电容器端过压保护 18 16 过压保护(取最大电压) 19 17 过压保护(取最小电压) 19 18 欠压保护(取最大电压) 20 19 欠压保护(取最小电压) 21 20 负序电压保护 21

21 零序过电压保护（U0/U0Z——实测/计算） 22 22 I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地 22 23 备用电源自动投切 23 24 来电自复动作 27

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保护功能及原理说明

1 三段式过电流保护（单向供电的线路）

定时限无方向过电流保护 I > 电流值设定Izd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

1.1 I段定时限无方向过电流保护

动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。当时限设为0时，为传统的速断保护，故障30ms内保护动作。

保护逻辑图

3.0??99.9 0.1 0.1??99.99 0.1 A A S S

1.2 II段定时限无方向三相过电流保护

动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。

保护逻辑图

1.3 III段定时限无方向三相过电流保护

动作原理：在保护出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入时，任一相电流高于整定电流并且超过整定时限时，报警出口动作。

保护逻辑图同上

注：IA、IB、IC为三相保护电流基波值；Izd为电流整定值；Tzd为时限。

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2 三段式低电压闭锁方向过流保护

低电压闭锁方向过流保护 I--> > 电流值设定Izd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

装置设三段定时限过流保护，配置方向元件和电压元件的主要对两端供电的 输电线路故障进行保护。方向元件和电流元件接成按相启动方式,方向元件带有记忆功能以消除近处三 相短路时方向元件的死区。

三段定时限方向过流保护分别为过电流 I 段（速断） 、定时限过电流 II 段、定时限过电流 III 段。各段保护均可分别通过控制字选择经方向和低压闭锁,方向元件取90o 接线方式并按相启动。方向元件的灵敏角为φ=45?,则IA在-45?～135?（相对方UBC方向）范围方向元件动作。

采取 90o 接线方式的方向元件矢量分析图

3.0??99.9 0.1 0.1??99.99 0.1 A A S S 90o 接线方式方向元件判据：

方向元件 A B C 电流 I A I B 电压 U BC U CA U AB C I

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保护逻辑图

过流保护的动作判据为：

Imax >Izd T>Tzd 式中：Imax为三相电流中的最大值

Izd为各段电流的整定值 Tzd为各段时限

方向元件的动作判据为：

式中:

IL故障相电流

UL为其对应的线电压

α为整定的方向元件内角，一般为45?

三段式电流保护是 35KV 及以下线路的主保护，其中一段对应“速断保护 ，二 段对”应“定时限速断保护”、三段对应“过电流保护”，因此用户在整定时应该保证： 一段保护电流定值大于等于二段保护电流定值， 二段保护电流定值大于等于三段保 护电流定值；时间定值整定则相反：一段保护时间定值小于等于二段保护时间定值， 二段保护时间定值小于等于三段保护时间定值。

3反时限过流保护

一般反时限 I /1 反时限过电流保护 非常反时限 I /2 极端反时限 I /3 电流值设定Izd 3.0??99.9 定值 步长 0.1 0.1??99.99 时限 时间常数设定Tp

t=0.14 Tp /[(I/Ie)-1] t=13.5 Tp /[(I/Ie)-1] 2t=80 Tp /[(I/Ie)-1] A A S 0.02

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Ires =(| ?1|＋| Kph·? 2|)/2

式中：

Kph为需要整定计算的变压器绕组的电流平衡系数，所有?以指向变压器为正方向

差动保护动作条件：

Id > Icd

Id > Icd+ K1·(Ires –Ires.0)

Id > Icdsd K2·Id>Ih2nd 式中：

Id —— 差动电流 (电流矢量差的模值) Ires —— 制动电流 (电流模值最大) Icd —— 差动最小动作电流 K1 —— 比率制动系数 Ires.0 —— 比率特性曲线拐点制动电流 Icdsd —— 差动速断电流定值 K2 —— 二次谐波制动系数 Ih2nd —— 二次谐波电流 如图所示：

由于变压器两侧电流互感器都是根据产品目录选取标准的变比而且变压器的变比也是一定的，因此三者不能准确的满足 nLy/nLd=nT的要求。为防止由于变压器各绕组所配电流互感器计算变比与实际变比不同和此时差动回路就有不平衡电流流过使保护装置误动。所以通常也利用Kph电流系数平衡来消除或减小这个差值。即用平衡系数弥补实际变比与理想值之间的差，使各臂电流差接近零，从而消除或尽量减小不平衡电流。 13.2二次谐波制动元件

本元件是为了在变压器空投时防止励磁涌流引起差动保护误动， 其闭锁判据为：Ih2nd＞Icd· K2 ;

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其中：Ih2nd差动保护电流中的二次谐波电流； Icd 为变压器基波差动电流； K2差动保护二次谐波制动系数。

励磁涌流时，含有大量的偶次谐波分量存在，故障时，偶次谐波分量很小，故在故障时不会拒动。

13.3启动元件

保护启动元件用于开放保护跳闸出口闭锁继电器启动该保护故障处理程序。启动元件包括相电流突变量启动元件、稳态差流启动元件。各保护的启动元件相互独立。任一启动元件动作则保护启动。

14 低周减载

低周减载保护 f < 频率设定Fzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长 低压闭锁设定Uzd 参数1 步长 平衡系数设定df/dt ( dF/dT)zd 步长

动作原理：通过控制字选择经低压闭锁和滑差闭锁。当装置投入运行时，频率必须在±0.5Hz范围内，低周保护才允许投入。当系统发生故障时，频率下降过快超过滑差频率定值时闭锁低周保护。频率必须恢复到 50±0.5Hz 范围，低周保护才能再次投入。线路不在运行状态，保护自动退出。 保护动作判据为： F>Fzd

dF/dT<( dF/dT)zd U>Uzd

Fzd为低周减载定值 dF/dt为滑差

U为低周减载低电压闭锁定值 保护逻辑图 40.0??51.0 0.1 0.1??9.99 0.1 0??2 1 0.1??1.0 0.01 Hz Hz S S U U

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15三相电容器端过压保护

三相电容器端过压 Ux > 过压设定Uxzd 1??129 U 定值 步长 1 U 保护动作时限设定Tzd 0.1??99.99 S 时限 步长 0.1 S 动作原理：电压引自A，B，C三相电容器的泄放PT端电压，保护出口投入时，各相电容器任一组的电压超过整定电压值时，保护出口动作。在报警出口投入时，各相电容器任一组的电压超过整定电压值时，报警出口动作。 保护逻辑图

注：

T——动作时间

Tzd——动作整定时限

MAX(UAx、UBx、UCx)——为三相电容器的泄放PT端电压 Uxzd——过压整定值

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16 过压保护(取最大电压)

过压保护 UMAX > 过压设定Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

动作原理：三相电压的最大值，三相任一相电压的最大值大于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。 保护逻辑图

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S

注：

T——动作时间

Tzd——动作整定时限

MAX(UA、UB、UC)——为三相保护电压最大值 Uzd——过压整定值

17 过压保护(取最小电压)

过压保护 UMIN > 过压设定Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

动作原理：三相线电压的最小值，当断路器合闸且三相电压大于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S 20

保护逻辑图

注：

T——动作时间

Tzd——动作整定时限

MIN(UA、UB、UC)——为三相保护电压最小值 Uzd——过压整定值

18 欠压保护(取最大电压)

过压保护 UMAX < 欠压设定Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

动作原理：当断路器合闸且三相电压低于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。当PT断线时，欠压闭锁。

保护逻辑图

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S

注：

T——动作时间

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充放电条件原理框图

注：UI＞Uzd、UII＞Uzd分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相有压； UI＜Uzd、UII＜Uzd分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相无压；

1DL-TWJ、2DL-TWJ、3DL-TWJ分别为1DL、2DL、3DL的跳闸位置； BS为外部闭锁输入；

CD为充电标志。

动作过程：当充电完成后，I母电压低于定值（失压值）、且时间超过时限（失压时间），确定I1小于0.5A后，根据参数1（备用侧有压定值）判断II母有压后发跳闸令给1DL，确认1DL跳开后合上3DL。

a． 主备方式动作表：

充电判据 动作判据 辅助判据 10VUzd 或U2x<10V I1>0.5A I1<0.5A Ua1、Ub1、Uc1＜Uzd Ua2、Ub2、Uc2＜Uzd DL2合、DL3合、DL1分 10VUzd 或U1x<10V I1>0.5A 动作结果 不备投 DL1跳、DL2合 不备投 DL1跳、DL2合 不备投 DL2跳、DL1合 不备投 Ua1、Ub1、Uc1＞Uzd Ua2、Ub2、Uc2＞Uzd DL1合、DL3合 15s充电完成 备自投控制字投且无闭锁信号 Ua1、Ub1、Uc1＜Uzd Ua2、Ub2、Uc2＜Uzd DL1合、DL3合、DL2分 Ua1、Ub1、Uc1＞Uzd Ua2、Ub2、Uc2＞Uzd DL2合、DL3合 15s充电完成 备自投控制字投且无

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闭锁信号 I1<0.5A b． 互备方式动作表： 充电判据 Ua1、Ub1、Uc1＞Uzd Ua2、Ub2、Uc2＞Uzd DL1合、DL2合 15s充电完成 备自投控制字投且无闭锁信号 Ua1、Ub1、Uc1＞Uzd Ua2、Ub2、Uc2＞Uzd DL2合、DL3合 15s充电完成 备自投控制字投且无闭锁信号 Ua1、Ub1、Uc1＞Uzd Ua2、Ub2、Uc2＜Uzd DL1合、DL2合、DL3分 I2<0.5A Ua1、Ub1、Uc1＜Uzd Ua2、Ub2、Uc2＞Uzd 动作判据 DL2跳、DL1合 辅助判据 动作结果 I1>0.5A 不备投 DL3DL1合、DL2合、DL3分 I1<0.5A DL1跳、合 I2>0.5A 不备投 DL2跳、DL3合 当参数2设为“1”时，为进线PT模式。此时充电判据相同，动作判据简化为合闸断路器本侧失压后动作。

当参数1设为“0”，不作Ux2>Uzd的辅助判据，参数1设为“0”，判断进线PT的电压。 装置引入两段母线电压（U1a、U1b、U1c、U2a、U2b、U2c），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（U1x、U2x）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。 24 来电自复动作 来电自复动作 ZF-- 来电有压设定Izd 定值 步长 来电自复动作时限设定时限 Tzd 步长 备投方式设定 参数1 步长 自复功能说明： 0??129 1 0.1??99.99 0.1 0??1 1 U U S S 1主备方式 0互备方式 装置引入两段母线电压（U1a、U1b、U1c、U2a、U2b、U2c），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（U1x、U2x）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。 装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点，作为系统运行方式判别，自投准备及选择自投方式。引入1DL、2DL、3DL开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的闭锁。

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自复方式一（分母联后自复）：

正常时#1进线和#2进线分别带两段母线工作。当#1进线停电后备自投动作分开#1进线断路器后合上母联断路器，此时#2进线断路器和母联断路器工作。设定“ZF --”元件参数中的参数1为0后，当装置监测到1＃进线断路器(取断路器前PT电压)来电且时间大于设定的有压时间后，将分开母联断路器，确认母联断路器分开后，合上1＃进线断路器，自复完成。 自复方式二（分进线后自复）：

正常时#1进线（主供电）和母联断路器同时工作带两段母线工作。当#1进线停电后备自投动作分开#1进线断路器后合上2#进线断路器，此时#2进线断路器和母联断路器工作。设定“ZF --”元件参数中的参数1为1后，当装置监测到1＃进线断路器(取断路器前PT电压)来电且时间大于设定的有压时间后，将分开2＃进线断路器，确认2＃进线断路器分开后，合上1＃进线断路器，自复完成。

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Tzd——动作整定时限

MAX(UA、UB、UC)——为三相保护电压最大值 Uzd——欠压整定值

19 欠压保护(取最小电压)

过压保护 UMIN < 欠压设定Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

动作原理：当断路器合闸且任一相电压低于整定电压值并且超过整定时限时，保护出口动作。当PT断线时，欠压闭锁。

保护逻辑图

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S

注：

T——动作时间

Tzd——动作整定时限

MIN (UA、UB、UC)——为三相保护电压最小值 Uzd——欠压整定值

20 负序电压保护

负序电压保护 U2 〉 负序设定Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S 22

动作原理：装置判断负序电压（不平衡电压），当负序电压大于或等于整定值时，则定时器启动，若在整定时限内电压恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且保护软压板处于投入状态则出

21 零序过电压保护（U0/U0Z——实测/计算）

零序过电压保护 U0/U0Z 〉 零序过电压Uzd 定值 步长 保护动作时限设定Tzd 时限 步长

动作原理：设备在运行过程中，实际测量零序电压或根据A,B,C三相电压变化情况，依据对称分量计算出零序电压，在保护出口投入时，计算出的零序电压值高于整定电压值且超过整定时限时，保护出口动作。在报警出口投入且计算出的零序电压值高于整定电压值且超过整定时限时，报警出口动作。

保护逻辑图

1??129 1 0.1??99.99 0.1 U U S S

注：

T——动作时间

Tzd——动作整定时限

U0/U0Z——实测/计算零序电压 U0zd——零序整定值

22 I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地

I/II段PT开口三角电压过高母线单相接地保护 定值 PT开口三角电压Uzd 1??129

U 23

时限 步长 保护动作时限设定Tzd 步长 1 0.1??99.99 0.1 U S S 动作原理：在报警出口投入时，装置检测到开口三角电压高于整定电压并且超过整定时限时，报警出口. 保护逻辑图

T——动作时间

Tzd——动作整定时限 Uzd——PT开口三角电压

23 备用电源自动投切

备用电源自动投切 BZT -- 有压设定Uzd 定值 步长 自动投切时限设定Tzd 时限 步长 检进线PT 参数1 步长

动作原理：本系列装置具有极强的逻辑处理能力，除提供标准的桥开关备投方式和线路备投方式，支持母线PT方式和进线PT方式外。还可以根据用户要求而提供其他的备自投处理方式，以简化系统配置的复杂度。标准的备自投装置支持两段进线PT和母线PT可选、两电源的互备和主后备自适应的工作模式。

系统主接线图

0??129 1 0.1??99.99 0.1 0??1 1 U U S S 设为1：检进线PT

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备自投功能说明：

装置引入两段母线电压（Ua1、Ub1、Uc1、Ua2、Ub2、Uc2），用于有压、无压判别。引入两段进线电压（U1x、U2x）作为自投准备及动作的辅助判据，可经控制字选择是否使用。每个进线开关各引入一相电流（I1、I2），是为了防止PT三相断线后造成桥开关误投，也是为了更好的确认进线开关已跳开。

装置引入1DL、2DL、3DL开关位置接点，作为系统运行方式判别，自投准备及选择自投方式。引入1DL、2DL、3DL开关的合后位置信号（从开关操作回路引来），作为各种运行情况下自投的闭锁。

线路备自投（主备方式）

#1进线运行，#2进线备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位。当#1进线电源因失压原因被断开后，#2进线备用电源应自动投入，且只允许动作一次,只有在充电完成后才允许自投。

充电条件： 1）I母、II母均三相有压。

2）1DL、3DL在合位，2DL在分位。

经15s后充电完成 放电条件：

1）有过流等故障跳闸和手跳1DL或3DL 2）2DL合上

3）其他外部闭锁信号

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注： UI＞Uzd、UII＞Uzd分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相有压； UI＜Uzd、UII＜Uzd分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相无压；

1DL-TWJ、2DL-TWJ、3DL-TWJ分别为1DL、2DL、3DL的跳闸位置； BS为外部闭锁输入；

CD为充电标志。

动作过程：当充电完成后，出现I母、II母电压均低于定值（失压值）、且时间超过时限（失压时间），确定I1小于0.5A后，根据参数1（备用侧有压定值）判断备用侧电压正常，发跳闸令给1DL，确认1DL跳开后合上2DL。 桥开关自投(互备方式)

当两段母线分列运行时，装置选择桥开关自投方案

充电条件：1）I母、II母均三相有压

2）1DL、2DL在合位，3DL在分位。

经15s后充电完成 放电条件：

1）有过流等故障跳闸和手跳1DL或3DL

2）3DL合上

3）有过流等故障跳闸和手跳1DL或2DL 4）其他外部闭锁信号

充放电条件原理框图

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j3zv.html