1．装置简介

SAI-986数字式变压器高压侧后备保护测控装置适用于110KV电压等级的三圈/双圈变高压侧后备保护

2．装置性能

2.1基本配置：

l 三段式相间过流保护，可投入复合电压闭锁和方向闭锁；

l 接地零序保护(三段零序过流保护)；

l 不接地零序保护（一段定值二段时限的零序无流闭锁过压保护、一段定值二段时限的间隙零序过流保护）；

l 保护出口采用矩阵跳闸方式，可灵活整定；

l 过负荷发信号；

l 启动主变风冷；

l 过载闭锁有载调压。

l 独立测量回路。

2.2 主要技术性能

2.2.1采样回路精确工作范围（5％误差）

电压：3 V～120V 

电流：0.08In～20In

2.2.2接点容量

信号回路接点载流容量   400VA

信号回路接点断弧容量   60VA

2.2.3跳合闸电流

断路器跳闸电流           0.5A～5A

断路器合闸电流          0.5A～5A

2.2.4各类元件精度

电流元件：               < 3%

电压元件：               < 3%

检同期角度：                   < 2°

时间元件：                   < 20ms

频率偏差：               < 0.02Hz

滑差定值：               < 3%

2.2.5整组动作时间(包括继电器固有时间)

    速动段的固有动作时间：

1.2倍整定值时测量，不大于35ms

2.2.6模拟量测量回路精度

装设专用测量子模件的测控装置：

电流、电压：0.2级

功率、电度：0.5级

3．装置硬件及背板端子

4．保护原理

由于采用了32位微处理器后运算性能极大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性。

变压器后备保护应作为外部相邻元件故障及变压器内部故障的后备，相间后备保护配置三段相间过流保护，可独立投退复合电压闭锁元件和方向元件。投入复合电压闭锁元件或方向元件情况下，母线PT断线或PT检修时，可选择退出保护；或选择退出保护中与母线电压有关的元件，使其变为单纯过流保护，作为紧急状态保护。

变压器过负荷启动风冷、过负荷闭锁有载调压等功能，设在变压器主保护装置中。本装置仅提供过负荷选择告警功能。

4.1 方向元件

本装置的相间方向元件采用90°接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表2-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能。

表2-1  方向元件的对应关系

本装置Arg(I/U)=-45°～135°，边缘稍有模糊，误差< 5°。

    图2-1  相间方向元件动作区域

4.2 相间后备过流保护

本装置设置三段相间过流保护，每段保护的复压闭锁控制和方向元件可独立选择，选择是否接入其他侧的复合电压闭锁元件，方向元件可独立选择方向指向。

装置接入安装侧的三相电流，用于相间过流保护；接入一侧三相电压，用于复合电压闭锁和方向元件，下面称为本侧电压。使用方向元件时，电压必须取自接入电流的一侧，否则视复压闭锁灵敏度需要，可接入相邻侧。

A．复合电压闭锁

装置的复压闭锁元件设有复压闭锁低电压、复压闭锁负序电压。

复压闭锁元件为三段相间过流保护公用，可独立控制各段保护使用复压闭锁的情况，有以下几种情况可选择：

0：退出复压闭锁，1：经本侧复压闭锁，2：经它侧复压闭锁，3：同时经本侧或它侧复压闭锁。

当最DA线电压<复压闭锁低电压，或负序电压U2>复压闭锁负序电压时，本侧复压闭锁元件动作，输出本侧复压动作接点，供其它侧后备保护装置使用。装置可接入其它侧后备保护装置的它侧复压动作接点，该接点闭合，表示它侧复压闭锁元件动作。

只有本侧或它侧复合电压闭锁元件动作，投入复压闭锁元件的过流保护才可能动作。

B．相间方向元件

相间过流保护投入相间方向元件时，电流电压必须取自同侧，CT极性朝母线，即电流正方向为母线à变压器。相间方向元件采用90゜接线方式，按相连接：A相—Ia、Ubc，B相—Ib、Uca，C相—Ic、Uab。相间方向元件最DA灵敏角为-45゜，动作范围为－45°～＋135°，对近区三相短路，采用带记忆的正序电压消除电压死区。投入方向元件的任一段相间过流保护的电流元件起动后，才计算相间方向元件。某相方向元件动作，仅开放本相的过流保护。

相间方向元件为三段相间过流保护公用，可独立控制各段保护使用方向元件的情况。

C．母线PT断线、PT退出或主变空载

装置设有PT断线检测投退控制定值，控制母线PT断线时复压闭锁元件、相间方向元件、零压闭锁元件和零序方向元件的动作行为。母线PT断线报警后，本侧复压元件动作输出接点不会动作。

PT断线时可设置为退元件或者退保护。

l 设置为退保护时，投入方向元件的相间过流保护被闭锁，投入复压闭锁元件的相间过流保护只有当其他侧复压元件动作时才能动作。

l 设置为退元件时，对于相间过流保护，母线PT断线时开放本侧复压闭锁元件和方向元件。投入这些元件的相间过流保护变为单纯的过流保护，可作为紧急状态保护使用。

当本侧PT检修或旁路代路未切换电压时，为保证该侧后备保护的正确动作，应投入“本侧PT退出”压板，此时该侧后备保护的功能有如下变化。

l 对于相间过流保护，投入复压闭锁元件的过流保护自动解除本侧复压闭锁元件。不会输出本侧复合电压元件动作接点。对于零序过流保护，投入零压闭锁的零序过流保护解除闭锁元件。

l 对于零序和相间过流保护，投入方向元件的过流保护都自动解除方向元件。

l 母线PT断线检测功能解除。

变压器空载时，若需要退出复压闭锁元件，以使相间后备保护仍作为变压器内部故障的后备，可通过投入“本侧PT退出”压板予以实现

4.3 接地保护

对于110KV及以上电压等级的变压器需要设置接地保护。本装置针对三种接地方式均设有保护：a) 中性点直接接地运行； b) 中性点不接地运行；  c) 经间隙接地运行

   4.3.1 中性点直接接地运行

装置设有三段零序过流保护，每段均一个时限，分别设有整定控制字控制这三段保护的投退。

   4.3.2 中性点不接地或经间隙接地运行

装置设有Ⅰ段两时限零序无流闭锁零序过压保护和Ⅰ段两时限间隙零序过流保护，两者第一时限出口跳闸用于缩短故障范围，第二时限均跳主变各侧开关。零序无流的定值同Ⅰ、Ⅱ段零序过流电流定值的最小值。

4.4 过负荷、启动风冷、过载闭锁有载调压

    装置设有三个定值分别对应这三项功能，取最DA相电流作为判别。装置给出一付过负荷接点，一付启动风冷接点，一付过载闭锁有载调压接点（可选择为常开或常闭接点）

4.5 PT断线检测

在下面两个条件之一得到满足的时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯：

正序电压小于30伏，而任一相电流大于0.1A；

负序电压大于8伏； 

装置在检测到PT断线后，可根据控制字选择，或者瞬时退出带方向元件、电压元件的各段保护，或者瞬时退出方向、电压元件，并在9秒后发出“PT断线”信号。PT断线检测功能可以通过控制字投退。

4.6 跳闸逻辑矩阵

本装置各保护跳闸方式采用整定方式， 即哪个保护动作， 跳何开关可以按需自由整定。SAI-9850F共有4组出口跳闸继电器：本侧跳闸（含本侧操作回路和跳闸从动出口）、出口1（CK1）、出口2（CK2）、出口3（CK3）。原则上，出口1~3用于跳开主变其它侧开关，跳闸从动出口由用户选择使用。

    跳闸矩阵如下：

其中：行表示保护元件，列表示要动作的出口跳闸继电器。

整定方法：在保护元件与要动作的出口跳闸继电器的空格处填1，其它空格填0，则可得到跳闸方式。

例如： GL1要动作于出口1，则在GL1所在列，CK1所在行的交叉处置1；否则，置0。GL2跳动作于出口3，则在GL2所在列，CK3所在行的交叉处置1；否则，置0。如此，在CK1，CK3各行可得到10位二进制位串,然后转换成16进制数：

    CK1=0000000001B=0x0001

CK3=0000000010B=0x0002

在保护定值菜单中的出口1配置、出口3配置各项输入16进制数，即可完成跳闸方式的整定

4.7 数据记录

本装置具备故障录波功能。可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、I0、Ua、Ub、Uc、I0jx,u0，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本装置录波数据仅当保护动作后，才存入FLASH RAM中（掉电保持）。否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。

可记录的录波报告为4至10个，可记录的事件不少于1000条。数据存入FLASH RAM中。

本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

5．与变电站自动化系统配合

本系列装置可用于自动化变电站也可用于非自动化变电站。

装置自动检测遥控电源作为远方就地条件，有遥控电源时允许远控，否则禁止遥控命令对断路器进行操作。

本装置提供的标准通信接口为以太网接口和串行RS485通信接口。装置集成了IEC 60870-5-103标准通信规约，为高度开放的终端系统。同时，通过本公司提供的SAI828TX系列网络通信服务器，可方便地与各种不同系统接驳。