WCD-12变压器差动保护单元

WCD-12 变压器差动保护装置

1. 基本配置及功能

1.1 基本配置

WCD-12(V4.0)为适用于110KV 及以下电压等级的双圈变压器差动保护装置。 保护功能： 差动速断保护，

比率差动保护，（采用二次谐波制动） 差流越限保护， CT 断线判别， 非电量保护功能。 1.2 装置的性能特征

1.2.1 差动速断及比率差动保护性能

a) 差动速断保护实质上为反应差动电流的过电流继电器，用以保证在变压器内部发生严重

故障时快速动作跳闸，典型出口动作时间小于15ms。

b) 比率差动保护的动作特性如图，能可靠躲过外部故障时的不平衡电流。

其中：Id 为动作电流，Isd 为差流速断动作电流，Ir 为制动电流，Icdqd 为差动电流起动值，Kr 为比率差动制动系数，Ir0 比率差动拐点电流。

1.2.2 采用软件调整变压器各侧电流的平衡系数方法，把各侧的额定电流都调整到保

护装置的额定工作电流IN(IN=5A 或1A)。

1.2.3 采用可靠的CT 断线报警闭锁功能，保证装置在CT 断线及交流回路故障时不

误动。

1.3 技术数据

1.3.1 额定数据

直流电源： AC/DC220V 允许偏差+15%，-20% 交流电流： 5A，1A

频率： 50Hz

1.3.2 功耗

交流电压： 0.5VA／相

交流电流： ＜1VA／相(IN=5A)

- 1 -

山东泰开自动化有限公司 WCD-12变压器差动单元

＜0.5VA／相((IN=1A)

直流：

正常: ＜15W 跳闸: ＜25W

1.3.3 主要技术指标

1.3.3.1 差动保护 ① 整组动作时间

差动速断＜25ms(1.5 倍整定值)

二次谐波原理比率差动＜45ms(2 倍整定值，无涌流制动情况下) ② 起动元件

差流电流起动元件，整定范围为0.3Ie～1.5Ie，级差0.01Ie(Ie 为被保护变压器的额定电流)

③ 变压器各侧电流的平衡系数调整通过软件实现，对Y 侧最大平衡系数应小于

2.3，对△侧最大平衡系数应小于4。 ④ 差动速断保护整定范围为3～14Ie。

⑤ CT 断线可通过整定控制字选择闭锁比率差动保护出口或仅发报警信号。 ⑥ 电流定值误差＜5%

⑦ 比率差动制动系数0.3～0.75 可调 ⑧ 二次谐波制动系数0.1～0.35 可调

2 装置原理

2.1 硬件配置及逻辑框图见附图WCD-12。

2.2 模拟量输入

如图2.1 输入ⅰ1、ⅰ2两侧电流，由(ⅰ1+ⅰ2)构成差动电流， 作为差动继电器的动作量；在本装置内，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，各侧电流方向均指向变压器。各侧电流的平衡系数调整通过软件完成，

- 2 -

山东泰开自动化有限公司 WCD-12变压器差动单元

不需外接中间电流互感器。

2. 3装置的软件说明 (1) 差动速断保护

当任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。 (2) 比率差动组件

其动作方程如下：

Id≥Icdqd （Ir ≤Ir0）

Id≥Icdqd +Kr *( Ir –Ir0) （Ir ≥Ir0） 其中：Kr为比率制动系数 Icdqd为差动电流起动定值 Id=|ⅰ1+ⅰ2 | Ir=0.5|ⅰ1-ⅰ2 |

变压器各侧电流经软件进行Y／△调整，即采用全星形接线方式。采用全星形接线方式对减小电流互感器的二次负荷和改善电流互感器的工作性能有很大好处。 3) 二次谐波制动

在WCD-12 保护中，比率差动保护利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁判据。其动作方程如下：

Id2φ>Kxb2 * Idφ

式中Id2φ为A、B、C 三相差动电流中的二次谐波，Idφ为对应的三相差动电流中的基波，Kxb2为二次谐波制动系数。

二次谐波制动采用或门闭锁的方式，即只要有任一相满足上述条件，则闭锁三相

比率差动保护。

(4) CT断线闭锁

装置设有CT断线闭锁功能。CT断线闭锁判别在故障处理程序中进行，满足下述任一条件不进行该CT断线闭锁判别：

1） 起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线闭锁判别； 2） 起动后最大相电流大于1.2Ie； 3） CT断线闭锁功能为投入。 只有在比率差动元件动作后，才进入CT断线闭锁判别程序，这也防止了CT断线的

误闭锁。

某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：

1） 只有一相电流为零（小于CT断线闭锁门槛值Ictdx）；

2） 其它两相电流与起动前相等（变化的绝对值不超过0.06Ie）。 (5) 动保护动作跳开变压器各侧断路器。 (6) 差流越限告警

当任一相差流大于差流越限告警定值Iyx时，延时10秒发差流越限告警信号。差流越限告警功能可对交流采样回路以及CT回路进行监视。建议运行时投入差流越限告警功能，并将差流越限告警定值设置为较小值（0.1Ie左右）。 (7) 装置告警

当检测到CT 断线(可经控制字选择是否闭锁比率差动保护)故障时，发出运行异信号。

(8) 非电量保护

装置对从变压器本体来的非电量接点（如瓦斯等）重动后发出中央信号、远动信号，并送给本装置的CPU作为事件记录。

3．装置背板端子及说明

3.1 装置保护原理图见附图 装置背板端子见附图 3.2 背板端子说明

端子121、122为零序电压输入。 其余端子见WXH-55A背板端子说明

- 3 -

山东泰开自动化有限公司 WCD-12变压器差动单元

4．模拟量的显示

序号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

5．装置定值整定

序号 定值名称 符号 整定范围 整定值 1 比率差动拐点电流 Ir0 0.8～1.2Ie 2 比率差动电流起动值 Icdqd 0.3～1.5Ie 3 差动速断定值 Isd 3～14Ie 4 比率差动制动系数 Kr 0.3～0.75 5 二次谐波制动系数 kxb 0.1～0.35 6 CT报警门槛值 Ict 0.05～0.2Ie 7 差流越限 clyx 0.1～2Ie 8 CT变比调整系数 Kct 0.25～3 以下是整定控制字，当其对应的位为“ON”时相应的功能投入，“OFF”时相应

功能退出

9 差动速断 CDSD OFF/ON 10 比率差动 BLCD OFF/ON 11 CT断线闭锁比率差动 DXBS OFF/ON 12 差流越限 CLYX OFF/ON 13 CT断线报警 DXBJ OFF/ON

- 4 -

模拟量名称 高压侧电流Iha 高压侧电流Ihb 高压侧电流Ihc 低压侧电流Ila 低压侧电流Ilb 低压侧电流Ilc A相差动电流Icda B相差动电流Icdb C相差动电流Icdc A相制动电流IRa B相制动电流IRb C相制动电流IRc A二次谐波电流I2a B二次谐波电流I2b C二次谐波电流I2c 备注

山东泰开自动化有限公司 WCD-12变压器差动单元

- 5 -