变压器后备保护测控装置核心功能与工作原理详解

一、变压器后备保护测控装置核心保护功能

1.电流保护模块

     三段式相过流保护

     I段：瞬时动作，任一相电流 ≥ 定值（默认8A），经复压闭锁判断后出口跳闸。

     II/III段：带时限动作（延时0-100秒可调），逻辑与I段相同，定值逐级递减（默认7A/5A）。

     过流反时限保护

     支持IEC标准三种特性（一般/非常/极端），动作时间公式为：

     其中 k,α 随类型动态调整，实现故障电流分级响应。

     过负荷保护

     电流 ≥ 定值（默认5A）后，可配置跳闸或告警（默认跳闸）。

2.零序保护

     三段零序过流：零序电流 ≥ 定值（默认2A）后延时跳闸，III段可切换告警模式。

     间隙零序过流：独立定值通道，逻辑同零序III段，专用于接地变压器保护。

     零压闭锁：当零序电压（3U0）< 定值（默认5V）时闭锁零序保护，防止误动。

3.电压相关保护

     过电压：线电压 ≥ 定值（默认120V）后跳闸。

     低电压：三相线电压均 ≤ 定值（默认80V）且断路器合位时跳闸。

     零序过电压：3U0 ≥ 定值（默认30V）可配置跳闸或告警。

4.辅助保护

     PT监测：

     PT断线：电流 > 0.04In且（正序电压异常或负序电压超限）。

     PT失压：三相线电压均 ≤ 30%Un且电流 > 0.04In。

     控制回路断线：分/合位信号同时有效或无效持续10秒。

     系统失电：三相电压 ≤ 30%Un、电流 ≤ 0.04In且断路器合位时跳闸/告警。

     SF6压力异常：非电量信号触发，可配置跳闸或告警。

5.非电量保护

     启动风冷：电流 ≥ 定值（默认5A）后启动冷却系统。

     闭锁调压：电流 ≥ 定值（默认5A）时禁止调压操作。

二、变压器后备保护测控装置的测控与通讯功能

1.实时监测

     电气量采集：三相电压/电流、零序电压/电流、有功/无功功率、频率、电度。

     开关量输入：支持21路有源开入（AC/DC 220V/110V/48V）。

2.智能出口逻辑

     11路保护出口、2路信号出口、1路合后位置出口、1路装置失电出口。

     出口动作支持手动复归，事件记录循环存储（128次动作报告+32次录波）。

3.多模通讯接口

     双以太网：支持IEC 61850-103或南自规约。

     双RS-485：支持MODBUS RTU规约。

     对时方式：IRIG-B码、SNTP、通讯报文对时（精度≤2ms）。

4.远程管理

     定值区远程切换/修改、软压板遥控投退、实时状态监测、信号远方复归。

三、变压器后备保护测控装置的核心技术原理

1.硬件架构

     32位微控制器+DSP+FPU：实现保护运算、逻辑判断、录波、通讯并行处理。

     16位独立AD采样：配合坏点滤除算法，抗干扰能力提升。

     模块化设计：交流插件、电源插件、开出/开入插件独立配置，维护便捷。

2.保护逻辑机制

     复压闭锁双重判定：

     本侧判据：线电压最小值 < 定值 或 负序电压 > 定值（默认10V）。

     他侧判据：接收外部闭锁信号（开入量）。

     PT断线联动策略：

     选择“PT断线退电流保护”时，自动闭锁复压元件；否则转为纯过流保护。

3.动作出口逻辑

     跳闸出口：驱动3J-5J继电器组+事故信号继电器（12J），触发面板事故灯。

     告警出口：驱动告警继电器（13J），触发面板告警灯。

4.抗干扰设计

     电磁兼容：通过±15kV静电放电、4kV快速瞬变、100A/m阻尼磁场等严苛测试。

     绝缘防护：导电回路绝缘电阻≥100MΩ，介质耐压2kV/1min。

四、变压器后备保护测控装置的技术参数亮点

精度指标：

     电压/电流综合误差≤±2.5%，频率误差±0.01Hz。

     延时动作误差≤35ms或定值×1%。

环境适应性：

     工作温度-10℃~55℃，极限-40℃~70℃。

     机械性能满足I级振动/冲击标准。

     变压器后备保护测控装置装置通过分层保护策略（电流/电压/零序/非电量）和智能判据设计（复压闭锁、PT联动），结合高精度测控与多模通讯能力，为110kV以下变压器提供全覆盖后备保护。其模块化硬件与强抗干扰特性，确保在复杂工况下的可靠运行。