WDZ-5241变压器差动保护装置

式中： DIa、DIb、DIc：变压器 A、B、C 差动电流 HIa、HIb、HIc：变压器 A、B、C 制动电流 Iah、Ibh、Ich：变压器高压侧 A、B、C 电流 Ial、Ibl、Icl：变压器低压侧 A、B、C 电流 变压器钟点数为 YN，d11：
• • • HI a = I ah − I bh 3 + I al × K phl 2 • • • DI = I − I 3 + I × K ah bh al phl a • • • HI b = I bh − I ch 3 + I bl × K phl 2 DI = I • − I • 3 + I • × K bh ch bl phl b
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WDZ-5241 变压器差动保护装置（V1.06）
式中，Icdqd：比率差动保护动作电流整定值（A） Ie：变压器运行额定电流二次值（A） 2.5 二次谐波制动 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， 采用综合相制动 的方式，方程如下：
DI 2 max > K xb × DI max
式中 DI2max 为三相差动电流中的二次谐波最大值，DImax 为三相差动电流最大值，Kxb 为二次谐波制动系数。 2.6 延时 CT 断线告警功能 延时 CT 断线判别逻辑为：变压器任一侧三相电流有一相或两相电流小于 0.125 倍额定 电流，且其它两相或一相电流均大于 0.2 倍额定电流，则认为该侧发生 CT 断线。CT 断线 延时 2 秒，发出 CT 断线告警信号，但不闭锁任何保护。 2.7 瞬时 CT 断线闭锁功能 CT 断线判别是基于以下假设的： (1) CT 断线不是所有相同时发生的； (2) CT 断线与故障不是同时发生的。 满足下述任一条件不进行 CT 断线判别： (1) 起动前某侧最大相电流小于 0.2Ie，则不进行该侧 CT 断线判别； (2) 起动后最大相电流大于 1.2Ie； (3) 起动后任一侧电流比起动前增加； 只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时 CT 断线判别程序，这也防止了瞬时 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) 只有一相或二相电流为零； (2) 其它二相或一相电流与起动前电流相等； 通过控制字投入或退出瞬时 CT 断线可闭锁比率差动。 2.8 差流越限告警 装置提供差流越限告警功能，检测到最大差动电流大于整定值，延时 10s 告警，但不闭 锁差动保护。
变压器钟点数为 YN，y：
• • HI I I = + ah al × K phl 2 a • • DI = I + I × K a ah al phl • • HI b = I bh + I bl × K phl 2 • • DI = I + I × K b bh bl phl • • HI I I = + ch cl × K phl 2 c • • DI = I + I × K c ch cl phl
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WDZ-5241 变压器差动保护装置 1 装置功能
WDZ-5241 变压器差动保护装置主要用于 10KV 及以下容量为 6300KVA 以上或 2000KVA 以上电流速断保护灵敏性不满足要求的大容量低压变压器的差动保护，与配套的 WDZ-5242 变压器保护测控装置共同构成大型变压器的全套保护。 WDZ-5200 系列变压器保护装置还包括 WDZ-5242 变压器保护测控装置、 WDZ-5243 变 压器综合保护测控装置、WDZ-5244 三卷变差动保护装置，其在保护、测控功能的区别见下 表所示。 WDZ-5241 差动速断保护 比率差动保护 CT 断线告警 差流越限告警 过流一段保护 过流二段保护 负序一段保护 负序二段保护 过负荷保护 接地保护一段 接地保护二段 低侧零序一段保护 低侧零序二段保护 FC 过流闭锁 熔断器保护 开关量保护一 开关量保护二 开关量保护三 测量功能 控制功能 硬件电能计量功能 操作回路功能 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ WDZ-5242 WDZ-5243 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ WDZ-5244 √ √ √ √
3 × K phl 2 3 × K phl 3 × K phl 2 3 × K phl 3 × K phl 2 3 × K phl
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2.3 2.3.1
差动速断保护 保护动作逻辑框图
3
3.1
背板端子和接线原理图
模拟量输入 Iah、Ibh、Ich 为变压器高压侧三相保护电流，有额定 5A 和 1A 之分。 Ial、Ibl、Icl 为变压器低压侧三相保护电流，有额定 5A 和 1A 之分。
3.2
背板端子 从装置前面看， 背板端子最左边为插槽 1， 最右边为插槽 5， 中间分别为插槽 2、 插槽 3、
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插槽 4。从装置背面看，最右边为插槽 1，最左边为插槽 5。 端子编号为 3 位数，如“ABC” ，第 一 位 A 为插槽序号，第二三位 BC 为自上而下端子 的序号。如插槽 3 的第 1 个端子，编号为 301。
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• • • HI b = I bh + I bl − I al 3 × K phl 2 DI = I • + I • − I • 3 × K bh phl bl al b
• • • HI c = I ch + I cl − I bl 3 × K phl 2 DI = I • + I• − I • 3 × K ch phl cl bl c
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变压器钟点数为 d，YN1：
• • • HI a = I ah + I al − I bl DI = I • + I• − I• ah al bl a • • • HI I = + b bh I bl − I cl DI = I • + I• − I• bh bl cl b • • • HI c = I ch + I cl − I al DI = I • + I• − I• ch cl al c
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插槽 1：模入板 端子 101～102 为变压器高压侧保护 A 相电流输入。 端子 103～104 为变压器高压侧保护 B 相电流输入。 端子 105～106 为变压器高压侧保护 C 相电流输入。 端子 107～108 为变压器低压侧保护 A 相电流输入。 端子 109～110 为变压器低压侧保护 B 相电流输入。 端子 111～112 为变压器低压侧保护 C 相电流输入。 插槽 2：空板 插槽 3：出口板 端子 301～304 为保护联跳输出。 301～302 为其中一副接点输出， 常开接点； 303～ 304 为其中另一幅接点输出，常开接点。 端子 305～308 为开出 2 出口。305～306 为其中一副接点输出，常开接点；307～ 308 为其中另一幅接点输出，常开接点。可通过内部跳闸矩阵整定对应相应出口。 端子 309～310 为保护跳闸出口。 端子 311～312 为开出 4 出口。 端子 313～314 为开出 5 出口。 端子 325～326 为装置故障告警信号输出。 端子 327～328 为保护跳闸信号输出。 端子 329～330 为保护告警信号输出。 端子 331～332 为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。 插槽 4：接口板 端子 401～402 为现场总线 1 输入，401 为正极性，402 为负极性。可选择 CAN、 ProfiBus 网络接口。 端子 403 为信号地。 端子 404～405 为现场总线 2 输入，404 为正极性，405 为负极性。可选择 CAN、 ProfiBus 网络接口。 端子 406～407 为 GPS 对时输入端口，接 485 差分电平。 端子 408 为信号地。 装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。 插槽 5：电源板 端子 501 为装置电源地，该端子和装置接地螺柱相连后再与现场接地网可靠连接。 端子 503～504 为装置电源输入，装置电源可选择交直流 220V 或直流 110V。503 为装置电源负输入端，504 为装置电源正输入端。 端子 506～530 为 24 路强电直流 110V 或 220V 开入。506 为开入公共负端，507～ 530 为 24 路开入输入。
Ida>Icdsd Idb>Icdsd Idc>Icdsd
差动速断（投跳） ≥1
Trip Signal
差动 速断 保护
2.3.2
保护动作判据
DI max > I cdsd
式中，Icdsd：差动速断保护动作电流整定值（A） 2.4 比率差动保护 装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第 3 折线斜率固定为 1。
2
2.1
保护功能及原理
差动起动元件 装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件， 当差动电流发生突变或
者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽 10s，开放起动继电器。
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2.2
差动电流制动电流计算公式 按照同名端同在变压器侧或母线侧的原则， 进行差动电流的计算， 即为两侧电流的矢量
3 + I cl × K phl
•
变压器钟点数为 d，YN11：
• • • HI a = I ah + I al − I cl 3 × K phl 2 • • • DI = I + I − I 3 × K ah phl al cl a
DI Isd
1
动作区
K
Icdqd
制动区
O
0.5Ie
3Ie
HI
2.4.1
保护动作逻辑框图
HI≤0.5Ie DI>Icdqd
&
0.5Ie<HI≤3Ie DI-Icdqd>K×(HI-0.5Ie) HI>3Ie DI-Icdqd-K×2.5Ie>HI-3Ie
&
≥1 比率差动（投跳）
Trip Signal
&
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2.8.1
保护动作逻辑框图
Ida>Iclyx Idb>Iclyx Idc>Iclyx
差流越限告警（投入） ≥1
10s
Warn
差流 越限 告警
2.8.2
保护动作判据
DI max > I clyx t > 10 s
式中，Iclyx：差流越限告警电流整定值（A） 2.9 保护定值 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.10 软压板 装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。 序号 1 2 3 4 名称及含义 差动速断保护 比率差动保护 CT断线告警 差流越限告警 符号 整定范围 退出、投入 退出、投入 退出、投入 退出、投入 名称及含义 变压器额定电流 副边变比系数 变压器钟点数 差动速断电流 最小动作电流 比率制动系数 二次谐波制动系数 CT 断线闭锁比率差动 差流越限告警电流 Iclyx Ie 符号 Ie Kphl Mode Icdsd Icdqd K Kxb Ie Ie 单位 A 整定范围 0.20In-1.20In 0.20-5.00 YN,y/YN,d11 /d,YN11/d,YN1 0.20-20.00 0.20-20.00 0.10-0.60 0.10-0.40 退出、投入 0.20-20.00
&
比率 差动 保护
CT断线闭锁比差（投入）
CT断线
2.4.2
保护动作判据
DI > I cdqd DI − I cdqd > K × (HI − 0.5I e ) DI − I cdqd − K × 2.5I e > HI − 3I e
HI ≤ 0.5I e 0.5I e < HI ≤ 3I e HI > 3I e
和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。 装置支持钟点数接线为 YN,y/YN,d11/d,YN11/d,YN1，通过折算到高压侧的副边变比系 数 Kphl 自动进行星三角转换，不需要通过外部转换。
K phl =
低侧额定电压 × 低侧CT额定一次值 × 高侧CT额定二次值 高侧额定电压 × 高侧CT额定一次值 × 低侧CT额定二次值
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• • HIc = I ch − I ah • • • DI = − I I c ch ah • 3 + I cl × K phl 2