SEL保护器的运用实例解读.docx

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1、SEL587保护器在变电站的运用钟亢摘要：论述了 SEL587保护器在总降压站的运用，对比分析了 SEL和DVP保护的 优缺点，探讨了一些改进方法。关键词：SEL保护器的运用，与DVP保护器的对比分析The Application of SEL587 Protection Equipmentin a Transfer SubstationZHONG Kang（Design and Research Center, Yunnan Copper CO.Ltd., Kunming, China）Abstract: Through a comparison of the merits and defe

2、cts between SEL and DVR this article expatiates upon the application of SEL587 protection equipment in a transfer substation and brings forth suggestions on its improved use.Key Words: protection equipment, SEL. DVP. application, comparisonSEL系列保护器是美国SEL某公司的产品，1996年国家电科院作型式认可，准入我国电网。 经调研论证后，我某公司于200

3、0年10月签约使用。运用在总降压站是某公司内的首次，现在 电炉，硅整流7, 8跨和锌厂总降压站等35kV级变配电装置上都得到了运用。DVP600系列保护 器是变电站综合自动化的现场装置，为北京德威特某公司的产品，某公司在硫酸四系列，艾萨 收尘，空压机和鼓风机等6kV变配电站中也大量使用，同属微机型保护装置（用作RTU-Remote Terminal Unit远程终端设备）。在供用电系统中保护装置是不可或缺的部分，目前某公司内部的大部分保护装置还是传统 电磁型的，随着生产发展，自动化装置不断增加，管理信息化的需要，数字式，网络化的保护 装置必将得到广泛运用。因受篇幅所限，本文重点论述了 SEL5

4、87保护器在总降压站的运用及设 定，并和DVP600系列作一些对比分析。一 SEL587的保护设定1 SEL保护器在总降压站的使用总降压站使用的SEL保护器有SEL587差动保护器（差动保护和电流保护为主），SEL351A复合过流保护器（电流保护和电压保护），SEL501-2双过流保护器（用于两个分路的电流保护） 和SEL2020通讯器（可供15个SEL保护器与上位机通讯）。整个保护系统由3个部分组成：（1） 35kV保护：1个SEL2020通讯器，3个SEL587差动保护器，3个SEL351A复合过流 保护器,构成三台主变的保护。其中1个SEL587为主变的主保护和1个SEL351A的电 流

5、速断，复合电压过电流为后备保护，组成1台主变的保护装置。6kVl段母线分路保护：1个SEL2020通讯器；1个SEL351A复合过流保护器，用于 电容柜的电流，电压和不平衡保护；9台SEL501-2双过流保护器，用于18个分路的 电流速断和过电流保护。6kWI段母线分路保护：1个SEL2020通讯器，1个SEL351A复合过流保护器，8台 SEL501-2双过流保护器。用途与6kV I段母线分路保护相同。2 SEL587的设置： 保护设置：SEL587保护器的保护设定主要包括：差动速断，差动电流，谐波闭锁，比率 制动等项。谐波闭锁设定是为了防止变压器的励磁涌流过大引起差动误动，SEL587有二

6、次和 五次谐波闭锁，DVP625只有二次谐波闭锁，较早的BCH-2等型号是没有谐波闭锁的。变压器 的励磁涌流，虽然在不同的接线和合闸角下，谐波的百分含量有很大变化，经统计资料分析二 次谐波是最大的，最小含量约为15%,通常只有在发电机一变压器组中才增设五次谐波闭锁, 我们通过对总降压站的供用电系统谐波实测分析，由于整流装置等谐波源的影响，系统中的奇 次谐波含量也较大，SEL587的五次谐波闭锁正好用上。定值计算：由于变压器的高低压侧的电流互感器（CT）变比是不一致的，SEL587的差 动电流和差动电流速断的定值设定已经将这种误差考虑在内了，引入了 “电流调整变比”的概 念。（DVP625也有这

7、样的设计考虑允许在低压侧乘以平衡系数来消除这种误差）1）电流调整变比（TAPITAP2）使用标准方程来设置：高压侧:TAP =MVA*10008低压侧:TAP2 =MV%*1000 *C27/3VWDG2CTR2式中：MVA为变压器容量，CTR1为高压侧CT变比；CTR2为低压侧CT变比：VWDG1, VWDG2高低压额定电压（kV）,在可调压变压器中选中间值；Cl, C2是个角度补偿参数，主变接线是YnDll,对应设定是YDAB,CT接线是DllYn,对应设定DABY,得到C1=, C2= 1计算TAPI和TAP2应满足下面的条件：（若不满足,须更换合乎要求变比的CT）一TAP整定值范围为0

8、,l*Ins32*In0 （In为CT额定二次工作电流5A或1A）力4尸一比值”心 4,5 （TAP1和TAP2中，大值为TAPMAX,小值为TAPmin）TAPmin总降压站CT的变比选择为:高压侧600/5,低压侧3000/5,二次接线也作了相应安排。TAP 1 = （20* 1000*1.732）/（1.732*35*120）=4.76TAP2=（20* 1000* 1）/（1.732*6.3*600）=3.06经核算，满足上述要求。2）设定差动启动电流087P=0.3 （倍率）高压侧差动启动电流I0Pl=0. 3*4. 76=1. 43A低压侧差动启动电流I0P2=0. 3*3. 06

9、=0. 918A;来躲开因电流互感器型式不同，变比误差和变压器分接头等引起的固有不平衡电流，差动 启动电流还要复核其值不得小于0. l*Ino3）设定差动速断启动电流1187P=6. 3 （倍率）高压侧差动速断启动电流6. 3*4. 76=29. 98A低压侧差动速断启动电流6. 3*3. 06=19. 3A在变压器内部严重短路时，因短路电流很大，CT严重饱合，会使CT的二次侧基波电流很 小，高次谐波电流分量很大，受谐波闭锁和比率制的影响，差动保护可能拒绝动作，所以设置 差动速断保护，厂家推荐U87P=lsi6,在SEL351A中35kV侧电流速断值设定为22A,故这里设 定为30A,作为SE

10、L351A的电流速断的后备保护，也满足了不大于32*In的要求。4）比率制动SLP可以设定为两段，分别为SLP1和SLP2,好处是可以提高在内部故障电流 较小时有较高的灵敏度，在外部故障时又不误动作，第二段比率制动系数在变压器容量较大时 有明显作用。如下图：从图中可看到IRS1是第一折线率的极限，定义第二拐点，当设定SLP2=0FF时，IRS1是没有意 义的。第一拐点不通过参数定义，是由087P和SLP1确定的。说明书中提供的测试制动系数与动作电流的计算公式：Z4W1 = 2*O87P* -L + L TAPiAtSLP 2jZ4W2 = 2*O87P* L_SLP 2式中A, B为不同CT接

11、法的调整系数，在变压器为YnDll接法,CT二次为”接法时A=B=l, 利用上述两个公式，根据原理可以推导出下列计算式：IRS0=(1+P)-SLP1(1-P)/100/SLP1(1+P)/100-(1-P)*087P其中P=TAP1/TAP2,得到的IRSO是TAP的倍率。考虑到变压器的励磁电流，分接头位置，CT和继电器的测量误差，经综合计算为36. 18%, 厂家推荐0.4为拐点,我们整定为0.45。第一拐点IRSO与TAP和087P相关连，没有通过设定，这样当拐点为给的整定值时，需与 TAP联合考虑087P的设定，计算起来不方便。5)二次谐波闭锁(PCT2):设定PCT2R.15,对照资

12、料分析是可靠的。我某公司的谐波主 要来自整流系统，经测量，高奇次谐波的比率高些，二次谐波比率小，这个设定，可以完全避 开系统谐波。五次谐波闭锁(PCT5):设定PCT5R.5,针对我某公司供用电系统也是有益的。谐波闭锁设定不当，会导致送电故障。2#电炉降压变压器的SEL587保护器由于有关人 员在设定时失误，导致变压器送不上电。6）其他保护设定：SEL587除了提供差动保护外，还提供了完备的电流保护：变压器高压侧相过流保护，负序过流保护，零序过流保护：变压器低压侧相过流保护， 负序过流保护，零序过流保护。有定时限和反时限元件，多种反时限曲线可供选择。总降压 站的主变保护，包括有电压元素在内的复

13、合过流保护和非电量保护，SEL587不提供电压保护， 我们采用了 SEL351A来实现，SEL587中的电流保护就没采用，这部分保护己经关闭。二SEL587的逻辑设定逻辑设定：SEL587保护器提供逻辑控制方程，包括：逻辑变量，跳闸逻辑方程，事件 报告触发条件逻辑方程，输出接点逻辑方程。其他的SEL保护器也提供相似的逻辑方程编辑功 能，极大的发挥了保护元件使用的灵活性，使用户能方便的使用和组织各种保护元件。SEL587 有4个输出接点，使用是这样的：0UT1用在35kV开关柜，0UT2用在6kV开关柜，0UT3空，0UT4 用于DCS系统作保护动作信号及报警用。输出接点逻辑方程：0仃1二TRP

14、1, 0UT2;TRP1, 0UT3;TRP1, OUT4=TRP1,其中 TRP1 为跳闸逻辑：MTU1 二! 2HBi*87R-!2HB2*87R+! 2HB3*87R+87U 是差动及差动 速断。0UT3为空，所以0UT3=TRP1是没什么意义的；0UT4的使用目的：总降压的保护系统的事 故报警是通过DCS来实现的：SEL保护器一D20s板一D20M板一D20K板一D20Kl板一电笛。报警 系统是DCS的一部分，没有独立出来。这里0UT4还有个用途是用来区分SEL587是差动动作还 是差动速断动作，差动动作和差动速断动作信号从SEL587-D20s板一D20M板，差动速断动作 信号SEL

15、587-*SEL2020-*D20M板两路信号比较来区分。总降压站SEL501-2的用法也是类似的。 这样做不是一种简洁的方法。一种改进的做法：用OUT4;TRP1直接送到一个独立报警装置作报警，与SEL587的信号指示 灯结合判断故障类型，0UT4-报警，这是硬件判断：DCS上位机的信息可以用SEL587的TARGET 命令做个自动报文，通过串口送到上位机作，SEL587-SEL2020fD20M这是软件判断：这样做 的好处是，保护系统与DCS系统完全独立，在DCS的上位机或下位机有故障，进行维护时，并 不中断报警。三SEL587的其他运用总降压站的SEL587主要用途是保护，其实还有一些功

16、能在总降压中没有用到，如：合闸, 跳闸，信号，测量，记录功能，是靠上位机（DCS）实现。合闸功能：SEL587的合闸功能是通过串口命令来实现的，串口命令CLOSE n可以控制继电 器字位CC1, CC2o可用SELOGIC逻辑编程整定OUT14的某个输出接点等于CC1或CC2,即可在 上位机通过串口命令CLOSE实现遥控合闸。跳闸功能：SEL587的合闸功能是通过SELOGIC逻辑编程MTUl-3来置位继电器字位TRP1 s3来控制0UT1-4的某个输出接点，这在保护跳闸的设定中已经用到。信号功能:包括现场信号和串口信号，SEL587的面板提供差动，瞬时定时限，反时限及相 指向的信号指示灯，串

17、口信号可以通过串口命令TARGET编辑将继电器字位信息送到上位机，保 护元件，信号元件，指示元件都可以通过TARGET用串口传送。测量功能：SEL587前面板正常显示变压器高压侧和低压侧的一次电流量数值，可以通过选 择面板命令METER显示不同的测量参数，METER是串口命令，上位机也可以用它来取测量数据。记录功能：保护器存储最后20次事件摘要和最后10次完整报告。可使用前而板LCD显示 以及EVENTS）按钮或串行口 HISTORY命令来查看事件摘要。查看完整事件报告需要使用串行口 的EVENT命令。完整事件报告提供非常详细的事故数据，对事故分析有很好的作用。1#主变在改造结束试投时，SEL

18、587差动保护动作，通过对事件报告的数据的分析，判断是 二次相序不对，通过检查，发现35KVf则二次A接时，有一相的极性弄反了，及时找出问题来解 决了。四与DVP600系列的比较北京德威特某公司开发的DVP600系列保护监控装置，是针对电网和企业供用电系统相关 电气设备的保护和监控，分别对应不同电压等级和对保护装置的不同要求，有相应的规格种类。 与SEL587相类似的有DVP625。主要比较如下：1 DVP625保护器只提供差动保护，不提供其他的电流保护，德威特某公司用DVP626主变 后备保护监控装置来提供其他保护，组成主变的完整保护。同样也采用比率制动原理提高保护 装置的灵敏度，但比率制动

19、特性只有1段。从保护功能上来说，SEL系列的保护器有很大优势。2 DVP600系列的装置不提供出口的逻辑设定，出口接点的接法是内部程序固定的，德威 特提供图纸。信号输出有两路，既有接点类型的输出，可用于另外独立的信号报警装置，也有 通过串口传到CAN总线的信息，这是不用设定编辑的，DVP600系列内部的通讯模块的参数是固 定的。SEL系列的可操控（编程）能力对于发挥它的最大功能有很大作用。3 DVP600系列具有的监控功能，在合闸，跳闸，信号和测量方面功能超过SEL587,使用 方便，DVP625能记录100次事故记录，但它的事故记录相当于SEL587事件摘要，没有非常详 细的事故数据，对于事

20、故分析帮助有限。SEL系列在这方面表现不好也许正因为它是专业保护 器的原因，但从发展的方向看，保持专业性和综合功能才是发展的方向。五结语通过多次试验和近一年的使用，我们有以下几点：1 SEL587在保护功能方而有稳定可靠的表现，具有良好操作性，在安装调试中没有出现 本体的误动和其他异常情况。在这方面性能超过DVP625保护器，DVP保护器的动作出口是通过 内装的继电器板输出，DVP已作防震措施，但由于开关柜的结构设计和安装质量问题，开关柜 在合闸，分闸时的震动引起DVP误动作，这样的原因已导致事故，现在通过对开关柜的改造处 理已经解决了这个问题。数字保护器对配合使用的设备的精度也有要求，3#主

21、变的高低压侧由 于安装位置与保护器柜距离长短差别大，由于线路差别，阻抗对保护器的影响必须加以考虑（与 CT容量也有关），所以在放3#主变电流线时放双线，以减小阻抗。相似的问题在硫酸风机上也 出现过。2在通讯方面：SEL587只支持SEL和LMD（有限多址）规约，须SEL2020作通讯支持，SEL 规约是SEL某公司的标准通讯规约，LMD有限多址规约都不是很通用的规约，在接入系统时都 不是很方便，直接支持现场总线的一些规约对使用者将是很方便的，在小范围SEL保护器时， 带上一个SEL2020从费用上考虑也是不值的。DVP625保护器支持CAN总线。CAN总线属于国际 认可的现场总线，结构简洁，应

22、用方便，接入别的系统也简单。现场总线近年得到巨大发展， 具有通用通讯协议的设备接入系统更方便。3 SEL587只支持有限的模拟量信号，测量信息可以用METER类命令来得到，但这些信息 只能作为监视用。DVP625还有多组开关量输入和输出。在控制方面较方便。它的测量信息可作 为功率表和电度表，无需另外增加设备。4从以上可以看到，SEL587虽有多种功能，但除了保护外，其他功能并不突出。不能完 全满足供用电系统综合自动化RTU的遥控，遥信，遥测和遥调的要求，在保护设备集中的大中 型变配电所（如总降压站），SEL保护器可以很好配合DCS得到满意使用，发挥它的优秀功能： 在保护设备少，又分散的地方，不

23、适合SEL保护器发挥功能，DVP600系列在这方面更能发挥RTU 的作用。5返回系数是常规电磁式保护装置的重要测定参数，国家标准中有严格要求，应在0.85 s0.9。DVP600系列返回系数不小于0.95,出厂时已设定。而SEL保护器可进行多种设定，给 用户更大空间，返回系数变动大（时间设定影响），在设定和调试中应注意。在多级保护中，若 安排不当，有可能使保护装置失去选择性，造成误动作。SEL587和DVP600对电流的判断是通 过A/D转换与存储数据对比来判断的，从理论上来讲，它的返回系数取决于A/D转换的精度， 精度越高，返回系数越接近于1。在SEL587的测试中，返回系数变动大原因并不是由于A/D转 换的精度引起，由于在参数设计时，为了保证跳闸出口时间，在出口上作了时间保持，SEL587 单体测试时以出口的动作为判断依据，如不取消出口时间保持，返回系数将取决于出口保持时 间大小和测试的电流步长长短（M2000继电保护测试仪）。测试本体返回系数时，应将出口保持 时间设定为零。在实际的运用中这个时间的设定是需要考虑的问题。参考书：11SEL某公司.SEL587差动保护装置使用说明书.2000. 12北京德威特电力系统自动化有限某公司.DVP600系列分散式微机保护装置.1999. 8