CSC-326T5-G数字式变压器保护装置说明书V1.00

CSC-326T5-G数字式变压器保护装置

说明书

CSC-326T5-G数字式变压器保护装置

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版本号： V1.00

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出版日期： 2014.10

版权所有：北京四方继保自动化股份有限公司

注：本公司保留对此说明书修改的权利。如果产品与说明书有不符之处，请以随机资料为准并及时与我公司联系，我们将竭诚为您服务。

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重要提示

感谢您使用北京四方继保自动化股份有限公司的产品。为了安全、正确、高效地使用本装置，请您务必注意以下重要提示：

1)本说明书仅适用于CSC-326T5-G数字式变压器保护装置

V1.00及其以上兼容版本的保护程序。

2)请仔细阅读本说明书，并按照说明书的规定整定、调试和操作。

如有随机资料，请以随机资料为准。

3)为防止装置损坏，严禁带电插拔装置各插件、触摸印制电路板

上的芯片和器件。

4)请使用合格的测试仪器和设备对装置进行试验和检测。

5)装置如出现异常或需维修，请及时与本公司服务热线联系。

6)本装置的出厂操作密码是：8888。

目录

第一篇装置技术说明 (1)

1概述 (1)

1.1适用范围 (1)

1.2保护配置 (1)

1.3装置主要特点 (4)

2技术条件 (7)

2.1环境条件 (7)

2.2电气绝缘性能 (7)

2.3机械性能 (7)

2.4电磁兼容性 (7)

2.5安全性能 (7)

2.6热性能（过载能力） (8)

2.7功率消耗 (8)

2.8输出触点容量 (8)

2.9额定电气参数 (8)

2.10主要技术性能指标 (8)

3装置硬件 (11)

3.1装置结构 (11)

3.2装置外观图 (11)

3.3装置插件 (12)

3.4交流插件 (12)

3.5保护CPU插件 (12)

3.6通信管理插件 (12)

3.7开入插件 (13)

3.8开出插件 (13)

3.9信号插件 (13)

3.10电源插件 (13)

4装置软件 (14)

4.1保护逻辑框图图标符号说明 (14)

4.2保护程序整体结构 (15)

4.3保护启动元件 (15)

4.4差动保护 (15)

4.5后备保护功能说明 (28)

第二篇用户使用说明 (39)

5开箱检查 (39)

6安装调试 (39)

6.2通电前的检查 (39)

6.3装置通电检查 (40)

6.4模拟短路故障试验 (45)

7定值清单及整定说明 (46)

7.1设备参数定值 (46)

7.2差动保护定值 (47)

7.3高压侧后备保护定值 (48)

7.4中压侧后备保护定值 (50)

7.5低压绕组后备保护定值 (52)

7.6低压侧后备保护定值 (53)

7.7公共绕组保护定值 (54)

7.8自定义保护定值 (54)

7.9装置压板设置 (54)

7.10跳闸矩阵定值 (55)

7.11系统计算参数 (57)

7.12Q／GDW 1175规范标准名称与装置压缩名称对照表 (58)

7.13《继电保护信息规范》标准名称与装置输出压缩名称对照表 (58)

8装置接线及端子说明 (60)

8.1电流、电压回路接线 (60)

8.2装置端子说明 (61)

9人机接口及其操作 (64)

9.1装置面板布置图 (64)

9.2正常运行显示 (65)

9.3装置测量量菜单模拟量含义 (65)

9.4装置菜单结构 (67)

10运行维护 (69)

10.1装置投运前检查 (69)

10.2运行中的注意事项 (69)

10.3设备更换保护软件或保护CPU板后的操作 (69)

10.4设备更换MASTER软件或MASTER板后的操作 (70)

10.5设备更换开入和开出（信号）插件后的操作 (70)

10.6定值固化方式、定值区切换方式、打印方式等的说明 (70)

11保护报文汇总 (71)

11.1装置故障告警信息 (71)

11.2运行异常信息 (71)

12动作报告的格式和典型报告分析 (73)

12.1保护动作报告分析 (73)

13运输、贮存 (78)

14订货须知 (78)

15附录：字符和中文字符集 (79)

15.1使用说明 (79)

15.2ASCII 16进制字符表 (79)

15.3中文字符表 (80)

16CSC-326T5-G装置背板端子图 (84)

第一篇装置技术说明

1概述

1.1适用范围

CSC-326T5-G数字式变压器保护装置（以下简称装置或产品），采用主后一体化的设计原则，主要适用于500kV及以上电压等级的变压器保护。

本说明书适用于CSC-326T5-G装置V1.00及其以上兼容版本的保护程序，保护程序按照国家电网公司Q／GDW 1175《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》要求设计。

1.2保护配置

500kV及以上变压器保护典型配、置见表1。

表1

CSC-326T5-G保护配置表

表1 CSC-326T5-G保护配置表（续）

2/Ⅰ、1/Ⅱ表示该保护配置有Ⅰ、Ⅱ两段，其中：Ⅰ段带2个时限、Ⅱ段带1个时限，其余类推。

图1为CSC-326T5-G的典型应用示意图。图中所有量只接入装置一次；第二组CT接入第二台装置完成第二套保护功能（与第一套完全相同），构成双主双后的保护配置。

注：变压器各侧相电流CT均以远离变压器侧为正极性端；差动电流的计算及方向元件的指向均以此为基准。

母

图1 CSC-326T5-G典型应用示意图

对图1中各差动保护的保护功能和保护范围的说明：

1)纵差保护：由高压侧开关CT1/CT2、中压侧开关CT3、低压侧外附CT4构成，其

能反映变压器各侧的各类故障。由于差动回路中存在磁耦合关系，所以有励磁涌

流问题。

2)分相差动保护：由高压侧开关CT1/CT2、中压侧开关CT3、低压侧套管CT5构成，

其保护范围为变压器内部绕组所有故障和高中压侧引线故障。由于差动回路中存

在磁耦合关系，所以有励磁涌流问题。但是相比于纵差动保护，由于不存在Y/Δ

转角关系，所以励磁涌流闭锁关系的处理变得相对简单。

3)低压侧小区差动保护：由低压侧外附CT4和低压侧套管CT5构成，其保护范围为

低压侧绕组和引线的两点接地和相间故障，但不保护匝间故障。由于差动回路中

不存在磁耦合关系，所以无励磁涌流问题。

4)分侧差动保护：由高压侧开关CT1/CT2、中压侧开关CT3、公共绕组套管CT6构

成，其保护范围为高、中压侧绕组和引线的接地和相间故障，但不保护绕组的匝

间故障。由于差动回路中不存在磁耦合关系，所以无励磁涌流问题。

1.3装置主要特点

1)符合Q／GDW 1175《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置

标准化设计规范》

装置设计完全符合Q／GDW 1175《变压器、高压并联电抗器和母保护及辅助装置标准化设计规范》中的对变压器保护的配置要求、技术原则的要求；装置的输入输出量、压板、端子、报告和定值等的设计都是按照设计规范的要求规范统一的。

2)完全满足GB/T 14285《继电保护和安全自动装置技术规程》要求

装置设计完全符合最新的《继电保护和安全自动装置技术规程》。

3)完善的差动主保护配置方案

根据330kV及以上变压器的结构和CT配置特点，配置有纵差保护、分相差动、分侧差动和低压侧小区差动，可根据现场一次CT配置灵活选用。采用不同的差动保护方案实现对变压器绕组内部和引线故障的保护，分侧差动保护和低压侧小区差动保护保护主要保护各侧绕组和引线的接地和相间故障（在设计该保护时，可以考虑在故障量较大时起作用），对于匝间故障和靠近中性点附近的接地故障以及高阻接地故障则由分相差动保护来保护。而且分相差动保护由于没有Y/Δ转角折合关系，所以对于励磁涌流的处理也变得相对简单，大大提高空充于匝间故障的动作速度。

各种差动保护在功能和性能上发挥各自的优势，互相补充，差动保护的可靠性得以大大提高，同时提高了接地故障和匝间故障检测的灵敏度。

4)自适应的比率制动差动保护

通过自动识别故障状态的变化，采用自适应的差动保护，提高了区外故障切除时防误动的能力。

5)具有CT饱和综合判据

比率制动差动保护采用了CT饱和的综合判据，可以有效识别CT饱和，从而有效防止区外故障时CT饱和引起的差动保护误动作。

6)可靠、灵敏的制动电流选取方式

新型的制动电流选取方式，保证了变压器区内故障时制动量较小，区外故障时有较大的制动量，兼顾了保护的灵敏性和可靠性的要求。

7)高性能、高可靠、大资源的硬件系统

强大的通用硬件平台，内部总体结构为网络化设计，采用SMBG 总线架构（智能多模式总线组），支持低速、高速通信总线和对时总线，每种通信总线双网冗余，支持高速数据交换和数据共享。

高性能处理器设计技术，主处理器主频可到400MHz，带有FPU协处理器，高性能的硬件体系保证了装置可以高速并行实时计算。

采用DSP和MCU合一的32位单片机，程序完全在片内运行，保持了总线不出芯片的优点，保护CPU经过了多年运行考验，性能好、可靠性高。

以太网接口采用FPGA实现技术，吞吐能力强，实时性好，兼容组网和点对点SV、GOOSE 接入方式，具有很高的实时性、可靠性和稳定性。

大容量的故障录波，全过程分段记录故障。可以保存不少于24次录波，打印时可以选择数据或图形方式。完整的事件记录，可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条，停电不丢失。

采用硬件完全相同的双CPU插件冗余设计，实现了数据采集、数据处理及逻辑运算等硬件模块的全方位冗余设计，极大的提高了现场装置的安全运行水平。

装置的保护功能与人机界面、通信功能完全分开，提高了装置的可靠性，并使装置更便于调试、维护和使用。

装置高性能的硬件系统，多层印制板、SMT表面贴装和涂敷工艺，加上完善的软件抗干扰措施，使得装置的整体抗干扰能力通过了IEC61000-4标准中相关EMC的10项抗扰度最高等级要求。

8)硬件自检智能化

装置内部各模块智能化设计，实现了装置各模块全面实时自检。

装置的模拟量采集回路采用双A/D冗余设计，实现了模拟量采集回路的实时自检。

装置的继电器检测采用了新方法，可以检测到继电器励磁回路线圈的完好性和监视出口触点的状态，实现了继电器状态的检测与异常告警。

装置的开入回路检测采用了新方法，开入状态经两路光隔同时采集后判断，提高了判断的准确性。

装置可对其中的电源模块的各级输出电压进行实时监测。

装置可对机箱内温度进行实时监测。

光模块具备光功率监测，可以实时判断模块本身好坏和信号传输质量。

9)用户界面人性化

采用大液晶显示，装置实时显示的差动电流、单元电流、单元电压、频率、压板状态、定值区等信息，可根据用户要求配置。

装置具有良好的中/英文视窗界面，使得保护信息、历史操作信息一目了然。

装置面板上的8个指示灯，可清楚表明装置正常、异常及动作时的各种状态。

装置面板上设置有4个常用功能的快捷按键，实现了“一键操作”，方便用户使用。

装置面板采用一体化设计、一次精密铸造成型的弧面结构，具有造型独特、美观，精度高，造价低，安装方便，操作简单等特点。

该面板及其组件已申请专利，申请号分别为：实用新型03207169.8和外观设计03356024.2。

10)动作过程透明化

装置的保护CPU可以记录故障录波数据，故障录波报告可以打印输出，也可以COMTRADE兼容格式输出至串口或以太网接口。

根据需要，装置可保存故障处理过程中任何运行的中间结果，结合CSPC后台分析软件，可以对保护动作行为作出跳闸结果静态特性分析，并可以看到故障动态发展过程中保护行为的演化过程，使得保护动作过程一目了然，彻底消除了保护装置不明原因的误动作。

11)现场调试自动化

提供方便的现场自动测试方案，可以对保护装置实现全面、完善的测试。

12)通信接口多样化

装置配备高速可靠的RS-485 通信接口和光、电以太网接口，支持电力行业标准DL/T667（idt IEC60870-5-103）的通信规约和四方公司CSC2000规约，支持IEC61850标准通信，

实现与变电站自动化系统和保护信息管理系统的接口，并可共享网络打印机。

装置提供GPS对时接口，提供的对时方式有：脉冲对时方式、IRIG-B码对时方式；另外也提供网络对时方式。选择电B码对时或光B码对时，支持IEEE1588对时方式。

13)支持IEC61850标准通信

装置能够支持IEC61850标准通信，可以提供符合IEC61850要求的设备模型文件（ICD 文件），支持IEC61850定义的有关网络服务。可以支持多种站内网络配置方式。

14)全新的前插拔组合结构

安全可靠灵活的板卡设计，采用全新的前插拔组合结构，强弱电回路分开，弱电回路采用背板总线方式，强电回路直接从插件上出线，进一步提高了硬件的可靠性和抗干扰性能，可不另加抗干扰器件。

插件模块化设计，扩展性好、配置灵活。简化的硬件实现了“积木式”结构，增加开入、开出等，只须增加插件而不影响装置已有插件。

15)模块化软件设计思想

模块化的程序使保护功能配置灵活，可满足不同用户的要求。

2技术条件

2.1环境条件

装置在以下环境条件下可正常工作：

环境温度：-10 ℃～+55 ℃；

相对湿度：10%～90%；

大气压力：80 kPa～110 kPa。

2.2电气绝缘性能

表2 电气绝缘性能

2.3机械性能

1)振动能承受GB/T 11287 (idt IEC 60255-21-1)规定的I级振动形影和振动耐受试验。

2)冲击和碰撞能承受GB/T 14537 (idt IEC 60255-21-2)规定的I级冲击响应和冲击耐受

试验，以及I级碰撞试验。

2.4电磁兼容性

表3 抗扰度性能

2.5安全性能

符合GB 14598.27 规定。

2.6热性能（过载能力）

产品的热性能（过载能力）符合DL/T 478的以下规定：

1) 交流电流回路：在2倍额定电流下连续工作，40倍额定电流下允许1 s；

2) 交流电压回路：在1.4倍额定电压下连续工作，2倍额定电压下允许10 s。

2.7功率消耗

1) 交流电流回路：当额定电流为5 A 时，每相不大于1 VA；当额定电流为1 A 时，

每相不大于0.5 VA；

2) 交流电压回路：当额定电压时，每相不大于1 VA；

3) 直流电源回路：不大于80W。

2.8输出触点容量

1) 接通容量：当L/R = 40 ms，不小于1000 W；

2) 通过电流：连续：不小于5 A；短时：不小于30 A(持续200 ms)；。

3) 最大断开容量：当L/R = 40 ms时，不小于30 W；

4) 触点间最大电压：直流110 V 或直流220 V。

2.9额定电气参数

2.9.1直流工作电源（辅助激励量）

a)额定电压：220V或110V（订货时注明）；

b)允许偏差：-20％～+10％；

c)纹波系数：不大于5％。

2.9.2激励量

a)交流相电压额定值

U：100/3V；

N

b)交流电流额定值N I：5A或1A；

c)频率额定值f N：50Hz。

2.9.3IRIG-B对时的光纤接口参数

a)光纤类型：多模光纤，62.5/125μm；

b)光波长：850nm/820nm；

c)光纤接收功率：-24dBm～-10dBm；

d)光纤连接器类型：ST型。

2.10主要技术性能指标

2.10.1交流回路精确工作范围

a)相电压：1V～100V；

b)电流：0.05N I～20N I。（注：N I为装置CT的二次额定电流，下同）

2.10.2 比率差动保护

a) 差动保护启动电流定值整定范围e I )5~0(，一般取e I )1.0~0.3(； b) 差动速断动作电流整定范围e I )02~0(，一般取e I )12~3(； c) 二次谐波制动系数整定范围0.05～0.30，一般取0.15； d) 整定值误差：不大于±5%或±0.02N I ；

e) 差动速断保护的固有动作时间为1.5倍整定值时，不大于20ms ； f)

比率差动保护的固有动作时间为2倍整定值时，不大于30ms 。

注：e I 为变压器高压侧二次额定电流，下同。

2.10.3 阻抗保护

a) 整定范围（折算到二次值）：0.01Ω～25Ω(5A 额定值)， 0.05Ω～125Ω(1A 额定值)； b) 整定值误差：不大于±5%或±0.1Ω； c) 返回系数不大于1.1；

d)

动作时间允许误差(0.7倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.4 过流保护

a) 过流定值整定范围（折算到二次值）：N I )20~0(； b) 整定值误差：电流误差不大于±5%或±0.02N I ；

c) 返回系数：电流不小于0.9；

d) 动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.5 过励磁保护

a) 定时限过励磁告警倍数整定范围：1.0～1.5； b) 反时限过励磁1段倍数整定范围：1.0～1.5； c) 过励磁倍数整定值误差：不大于±2.5%； d) 时间范围：0.1～9999s ； e) 返回系数不小于0.97；

f) 定时限动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%±70ms ； g)

反时限延时误差：不大于整定值或相邻间隔时间的±5.0%±70ms 。

2.10.6 复合电压闭锁过流保护

a) 过流定值整定范围（折算到二次值）：N I )20~0(； b) 低电压整定范围：0V ～100V ； c) 负序电压整定范围：0V ～57.7V ；

d) 整定值误差：电压误差不大于±5%或±0.01N U ，电流误差不大于±5%或±0.02N I ； e) 返回系数：电流、负序电压不小于0.9，低电压不大于1.1； f)

动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.7 零序（方向）过流保护

a) 过流定值整定范围（折算到二次值）：N I )20~0(； b) 整定值误差：不大于±5%或±0.02N I ；

c)

方向元件最小动作电压不大于1V ，最小动作电流不大于0.1倍N I ，动作边界允许误差±3°(最大灵敏角下)；

d) 返回系数：电流不小于0.9；

e)

动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.8 公共绕组零流保护

a) 过流整定范围（折算到二次值）：N I )20~0(； b) 整定值误差：不大于±5%或±0.02N I ； c) 返回系数：电流不小于0.9；

d) 动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。 2.10.9 失灵联跳变压器保护

a) 零序电流一次值固定为300A ；负序电流一次值固定为100A ；相电流一次值固定为

1.0倍的额定电流； b) 整定值误差：不大于±5%或±0.02N I ； c) 返回系数：电流不小于0.9； d) 延时固定为50ms ；

e) 动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.10 零序过压告警

a) 零序过压固定取70V ；

b) 整定值误差：不大于±5%或±0.01N U ； c) 返回系数：电压不小于0.9； d) 延时固定为10s ；

e) 动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

2.10.11 过负荷

a) 过负荷电流定值固定为各侧额定电流的1.1倍； b) 整定值误差：不大于±5%或±0.02N I ； c) 返回系数：电流不小于0.9； d) 延时固定为10s ；

e) 动作时间允许误差(1.2倍整定值)：不大于±1%或不大于±40ms 。

3装置硬件

3.1装置结构

装置采用符合IEC60297-3的高度为4U、宽度为19英寸的机箱，整体面板，带有锁紧的插拔式功能组件。装置为整体嵌入式安装，后接线方式。装置端子采用阻燃的小型压接端子，见图2。

图2 装置结构图

3.2装置外观图

装置外观图见图3。

图3 装置外观图

3.3 装置插件

装置采用功能模块化设计思想，功能模块标准化。由交流插件、管理插件、CPU 插件、开入插件、开出插件、信号插件、电源插件等构成。

以太LON 485232串打印GPS 对交流电压

图4 CSC-326T5-G 装置硬件联络示意图

3.4 交流插件

交流插件的作用是将系统电压互感器PT 和电流互感器CT 二次信号变换成保护装置所需的弱电信号，同时起隔离和抗干扰作用。

保护相电流变换器：分为额定输入电流5A 或额定输入电流1A 。 保护相电压变换器：额定输入电压57.735V ，线性范围1V ～100V 。

3.5 保护CPU 插件

本插件是装置的核心插件，由MCU 与DSP 合一的32位单片机组成，保持总线不出芯片的优点，程序完全在片内运行。采用硬件完全相同的双CPU 插件冗余设计。CPU 插件完成所有保护功能及A/D 变换、信息上送、故障录波、软硬件自检等功能。

3.6 通信管理插件

也叫做Master 插件，该插件是装置的管理和通信插件，是承接保护装置与外界通信及交换信息的管理插件，其功能为：

a ） 接收和储存CPU 板的事故和事件报告，并输出打印并通过以太网口输送至监控后台

和工程师站；

b）输出报告至液晶显示和通过面板键盘操作装置；

c）设置有GPS对时功能。可满足网络对时和脉冲对时、RIG-B码对时等的对时要求；

d）连接面板上的标准RS-232串口与外接PC机通信，完成调试软件CSPC的功能。

3.7开入插件

该插件主要接入针对保护功能的开入量，包括保护功能压板、保护信号开入、特殊功能开入（如：保护检修状态）和一些备用开入。

注：开入板各开入回路都能进行实时自检。开入板24V直接引入。

3.8开出插件

该插件为保护跳闸输出触点，每付触点的定义都可以根据工程需要定义。

3.9信号插件

该插件提供8路信号输出。其中每路信号可以提供一付保持触点以及两付非保持触点，分别用于中央信号、远动信号和录波信号。

3.10电源插件

该插件适用于各型号装置，采用了直流逆变电源插件，插件输入直流220V或110V（订货时请注明），输出为保护装置所需5组电源。

1)±24V两组：开入、开出回路电源；

2)±12V：A/D采样回路电源；

3)+ 5V：各CPU芯片工作电源。

4装置软件

4.1保护逻辑框图图标符号说明

表4 保护逻辑框图图标符号