PRS-778S220-100-090721技术使用说明书

UYG深瑞

PRS-778S微机变压器成套保护装置

技术说明书

Ver1.00（220kV版）

编写：陈锐石磊

审核：侯林陈远生

批准：徐成斌

■K园深瑞提保自动化有阳公司

（原深圳南瑞科技有限公司）

二。。九年四月

本说明书为PRS-778s装置用于220kV系统主变时的技术说明书，适用于PRS-

778S-2A/2B/2C/2D/2EVI.00及以上版本。

说明：PRS-778S装置应用于220kV电压等级系统的标准版本软件分类如下:

序号软件名称备注

适用于220kV电压等级三卷变，低压侧保护按双分支配置。完

1PRS-778S-2A全满足Q/GDW175-2008《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》。

适用于220kV电压等级三卷变，低压侧保护按双分支配置。在

2PRS-778S-2BPRS-778S-2A软件基础上，高、中压侧增加相间阻抗保护。

适用于220kV电压等级三卷变，低压侧保护按双分支配置。在

3PRS-778S-2C

PRS-778S-2A软件基础上，低压侧过流保护改为复压过流保护（2段

各3时限），并且增加零序过压告警功能，各侧告警信号接点分开。

适用于220kV电压等级三卷变，低压侧保护按双分支配置。在

4PRS-778S-2DPRS-778S-2A软件基础上，高、中压侧增加相间阻抗保护，中压侧

增加失灵跳三侧保护。

适用于220kV电压等级三卷变，低压侧保护按单分支配置。在

5PRS-778S-2E

PRS-778S-2A软件基础上，将低压侧改为按单分支配置。

目录

1装置概述.....................................................1

1.1应用范围..........................................................1

1.2保护配置..........................................................1

1.3典型应用配置......................................................6

1.4主要性能特点......................................................8

2技术参数....................................................9

2.1机械及环境参数....................................................9

2.2额定电气参数......................................................9

2.3主要技术指标......................................................9

2.4通讯接口.......................................................10

3保护接线....................................................11

3.1CT接线原则及其平衡............................................11

3.2差流计算公式.....................................................11

4保护原理....................................................13

4.1启动元件.........................................................13

4.2差动速断.........................................................13

4.3比率差动保护.....................................................13

4.4采样值差动保护...................................................15

4.5差动保护的其他相关元件...........................................16

4.6过流保护.........................................................17

4.7零序方向过流保护（中性点接地保护）...............................19

4.8间隙零序保护（中性点不接地保护）.................................20

4.9过负荷保护.......................................................21

4.10失灵跳三侧元件...................................................21

4.11PT断线判别元件..................................................22

4.12CT断线判别元件..................................................22

4.13阻抗保护.......................................................23

5辅助功能...................................................25

5.1信号系统.........................................................25

5.2事故分析与过程记录...............................................25

6定值清单及整定说明...........................................29

6.1PRS-778S-2A版本定值清单.......................................29

6.2PRS-778s-2B版本定值清单.........................................39

6.3PRS-778S-2C版本定值清单..........................................49

6.4PRS-778s-2D版本定值清单.........................................59

6.5PRS-778S-2E版本定值清单..........................................69

7硬件说明....................................................77

7.1装置整体结构（硬件原理图）........................................77

7.2动作出口.........................................................78

7.3输入开关量........................................................80

7.4信号接点..........................................................80

7.5装置接线与安装....................................................82

附录A装置使用................................................83

A.1面板布置与显示

83

A.2菜单界面操作说明.................................................85

附录B装置调试与投运..........................................97

B.1调试资料准备.....................................................97

B.......................................................................2

通电前检查..............................................................97

B.3上电检查.........................................................97

B.4整机调试.........................................................97

B.5定值整定说明.....................................................98

B.6装置投入运行操作步骤.............................................98

B.7注意事项.........................................................98

附录C装置通讯说明（IEC60870-5-103规约）.....................100

C.1定值和交流量....................................................100

C2

保护加乍董A............................................................100

C.3保护告警记录......................................................101

C.4自检信息..........................................................102

C.5保护开关量和启动信息..............................................102

C.6故障录波实际通道序号表（ACC）..................................103

附录D差动保护整定计算.......................................104

D.1比率差动........................................................104

D.2差动速断........................................................105

附录E后备保护整定计算.......................................106

E.1复压闭锁过流....................................................106

E.......................................................................2

变压器接地运行后备保护..................................................107

E.3变压器不接地运行后备保护..........................................108

E.4阻抗保护..........................................................109

【附图1】装置背视图..................................................iii

［附图2］装置开入开出端子排接线图(PRS-778S-2A/2B/2D/2E)........................112

【附图3】装置开入开出端子排接线图(PRS-778s-2C)..........................................113

【附图4】装置交流端子接线图.........................................114

【附图5】装置正面布置及安装开孔图...................................115

1装置概述

1.1应用范围

本说明书针对PRS-778S微机变压器成套保护装置适用于220kV电压等级的变压器。它集成了一台

变压器的全套电量保护，主保护和后备保护共用一组CT,可满足各种电压等级变压器的双套主保护和双

套后备保护完全独立配置的要求，满足变电站综合自动化系统的要求，适用于各种接线方式的变压器。

本说明书适用于Q/GDW175-2008《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》规定要求的220kV系统变压器。

L2保护配置

PRS-778S装置集成了一台变压器的全套电量保护，每项保护功能均可通过整定或压板设置分别

选择投退。后备保护中各项（段）保护出口均可通过跳闸矩阵来选择，适用于各种跳闸方式。

表1-1PRS-778S-2A220kV保护配置

保护元件配置方式备注

差动速断保护

比率差动保护

采样值差动保护

主保护

差流越限告警今只发信

CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动

CT饱和闭锁-闭锁比率差动

复压过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

I段2时限

n段1时限

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向

I段2时限川段不带方向

11段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

高压侧后备出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

过负荷启动风冷1段1时限

过负荷闭锁有载调压1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

复压过流（方向）保护2段：

中压侧后备I段3时限-I段1、2时限带方向，3时限不带方向

II段2时限-n段为限时速断保护

零序过流（方向）保护2段：-I段带方向今H段不带方向

I段2时限

n段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

过流保护1段：

I段3时限

复压过流保护1段：

低压侧后备

段时限

（双分支）I3

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁

器后备CT断线告警

表1-2PRS-778S-2B220kV保护配置

保护元件配置方式备注

差动速断保护

比率差动保护

采样值差动保护

主保护

差流越限告警今只发信

CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动

CT饱和闭锁-闭锁比率差动

相间阻抗保护1段2时限

复压过流（方向）保护2段：-1段带方向今II段不带方向

I段2时限

11段1时限

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

1段2时限

n段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

高压侧后备间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

过负荷启动风冷1段1时限

过负荷闭锁有我调压1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

相间阻抗保护2段：

中压侧后备I段2时限

II段2时限

复压过流（方向）保护2段：

I段3时限-I段1、2时限带方向，3时限不带方向

n段2时限今II段为限时速断保护

零序过流（方向）保护2段：-I段带方向今H段不带方向

I段2时限

11段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

过流保护1段：

I段3时限

复压过流保护1段：

低压侧后备

段时限

（双分支）I3

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁

器后备CT断线告警

表1-3PRS-778S-2C220kV保护配置

保护元件配置方式备注

差动速断保护

比率差动保护

采样值差动保护

主保护

差流越限告警今只发信

CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动

CT饱和闭锁-闭锁比率差动

复压过流（方向）保护2段：-1段带方向

I段2时限-n段不带方向

n段1时限

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

I段2时限

n段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

高压侧后备出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

过负荷启动风冷1段1时限

过负荷闭锁有载调压1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

复压过流（方向）保护2段：

中压侧后备I段3时限-I段1、2时限带方向，3时限不带方向

n段2时限-II段为限时速断保护

零序过流（方向）保护2段：-I段带方向今H段不带方向

I段2时限

n段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

复压过流保护2段：

1段3时限

II段3时限

低压侧后备

零序过压告警

（双分支）

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁

器后备CT断线告警

表1-4PRS-778S-2D220kV保护配置

保护元件配置方式备注

差动速断保护

比率差动保护

采样值差动保护

主保护

差流越限告警今只发信

CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动

CT饱和闭锁-闭锁比率差动

相间阻抗保护1段2时限

复压过流（方向）保护2段：-1段带方向今II段不带方向

I段2时限

11段1时限

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

1段2时限

n段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

高压侧后备间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

过负荷启动风冷1段1时限

过负荷闭锁有我调压1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

相间阻抗保护2段：

中压侧后备I段2时限

II段2时限

复压过流（方向）保护2段：

I段3时限-I段1、2时限带方向，3时限不带方向

n段2时限今II段为限时速断保护

零序过流（方向）保护2段：-I段带方向今H段不带方向

I段2时限

11段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护中压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

过流保护1段：

1段3时限

复压过流保护1段：

低压侧后备

段时•限

（双分支）I3

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁

器后备CT断线告警

表1-5PRS-778S-2E220kV保护配置

保护元件配置方式备注

差动速断保护

比率差动保护

采样值差动保护

主保护

差流越限告警今只发信

CT断线告警及闭锁今可选择是否闭锁比率差动

CT饱和闭锁-闭锁比率差动

复压过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

I段2时限

II段1时限

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向今n段不带方向

I段2时限

II段1时限

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

高压侧后备出口

零序过压保护1段1时限

失灵跳三侧保护高压侧开关失灵经变压器跳各侧

过负荷告警1段1时限

过负荷启动风冷1段1时限

过负荷闭锁有载调压1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

复压过流（方向）保护2段：

I段3时限-I段1、2时限带方向，3时限不带方向

H段2时限今11段为限时速断保护

零序过流（方向）保护2段：-1段带方向今II段不带方向

I段2时限

II段1时限

中压侧后备

,零序过压、间隙过流经“或”门方式

间隙过流保护1段1时限

出口

零序过压保护1段1时限

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

过流保护1段：

I段3时限

复压过流保护1段：

低压侧后备

段时限

（单分支）I3

过负荷告警1段1时限

PT断线告警

CT断线告警

低压侧电抗复压过流保护1段2时限,可经复压闭锁

器后备CT断线告警

1.3典型应用配置

图1-1为PRS-778s在220kV系统三卷变中的典型应用配置，其具体接线方式应参考实际应用。

高压侧

i母

TT母

中压侧

I母

TT母

□差动速断比率

差动采样

值乍动

QP「2

［复压］［方向］

过流

序［方向］过

间隙保护

［复压:］过CT5

流

零序过压

注：

1图中所示保护在一套装置中实现，

所有量只接入装置一次。

2利用第二组CT和第二套装置完成

第二套保护功能；

3:］内的选项可投退。

4复合电压元件可取各侧复合电压。

低压侧2分

支

图1-1PRS-778S在220kV系统三卷变中的典型应用配置

1.4主要性能特点

•高性能的数字滤波算法：装置采样率为每周波24点，采用全周傅氏算法，在较高采样率的前提下，保

证在故障全过程对所有继电器的实时计算，使装置具有很高的固有可靠性和及时动作速度。

•二次谐波复合逻辑制动：励磁涌流判据不仅仅检测差流的涌流特征，在差流涌流特征不明显的情况下还

要进一步检查原始电流的涌流特征，大大提高了涌流制动的可靠性。

•独立的启动元件：装置的两个DSP板互为启动和闭锁；同时每种保护均有各自不同的启动元件，各保护

元件只有在其相应的启动元件动作后才能出口跳闸。

•变压器差动各侧电流的自动平衡补偿：变压器各侧CT二次电流相位由软件自动调整，各侧电流平衡系

数调整范围为0.25〜4倍。装置采用Y—△变换调整差流平衡，便于明确区分涌流和故障的特征，大

大加快保护的动作速度。

•完备的CT断线、短路闭锁与告警功能：采用可靠的CT断线和短路闭锁功能，保证装置在CT断线、短

路及交流采样回路故障时不误动。

•先进的CT饱和闭锁技术：采用可靠的CT饱和闭锁功能，可有效防止在CT深度饱和时差动保护不误

动。

•灵活完善的后备保护：各侧后备保护考虑最大配置要求，其动作元件跳闸出口可以整定，适用于各种跳

闸方式。PT断线时阻抗保护自动退出。

•完善的事故分析功能：装置具有完善的记录包括保护事件记录、启动记录、录波记录、保护投退记录、

装置运行记录、开入记录、自检记录和闭锁记录等，装置还具有保护逻辑透明化分析功能。

•完美的人机界面：正常时，液晶显示时间，变压器的主接线，各侧电流、电压大小，以及差流大小。键

盘操作简单，采用菜单方式，仅有六个按键，易于学习掌握。人机对话中所有的菜单均为简体汉字，

打印的报告也为简体汉字，使用方便。

•强大的通信功能：装置内部数据交换采用电流环接口，不同功能模块隔离供电，保证装置部分模块发生

故障时不会影响其他模块的正常工作。装置对外提供的通信接口有：装置对外提供的通信接口有：三

个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行打印口，一路GPS接口（差分输入或空节点输入，

对秒、分脉冲及1RIG-B串行编码三种校时方式自适应）。通信规约采用电力行业标准IEC60870-5-

103规约或IEC61850规约。

2技术参数

2.1机械及环境参数

机箱结构尺寸：482.6mmX266mmX306.5mm（宽x高x深）

正常工作温度：-5℃--45℃

极限工作温度:T0℃-55C

贮存及运输：-25°C〜70C

相对湿度：5%〜95%

大气压力：86〜106KPa

2.2额定电气参数

频率：50Hz

交流电压:I00V或100/J3V（额定电压Un）

交流电流:5A或1A（额定电流IN）

直流工作电源：220V/110V,允许偏差数字系统-20%-+15%

工作电压：+5V,允许偏差继电器回路工作电+0.15V

压：+24V,允许偏差+2V

装置精确电流范围0.1〜40IN功耗：

交流电压回路每相不大于0.5VA

交流电流回路每相不大于0.5VA

直流电源回路正常工作时，全装置不大于35W跳闸动作时

全装置不大于50W保护回路过载能力：

交流电压回路：1.2倍额定电压，连续工作

交流电流回路：2倍额定电流，连续工作（大于Imin）10

倍额定电流，允许10s

40倍额定电流，允许Is

直流电源回路：80〜115%额定电压，连续工作

装置经受上述的过载电流/电压后，绝缘性能不下降。

2.3主要技术指标

2.3.1动作时间

差动速断：比20ms（2倍整定值）

率差动：采样30ms（2倍整定值）

值差动：25ms（2倍整定值）

232定值精度

差动速断误差：W5%

差动及后备保护动作误差：W3%

阻抗保护动作精度：〈1。时误差W5%；

>10时误差W3%；

其余保护动作误差：W3%

时间定值的动作精度误差：W最大整定值的1%或土40ms-

2.3.3实时时钟

掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年历功能，能接收微机监控系统的校时。装置内部实

时时钟在装置掉电时自动切换为由时钟芯片内部锂电池供甩，在电池无短路及其它异常情况下，后备甩池

工作时间不少于10年。BCPU和PCPU时钟严格与MCPU同步，误差不超过±5ms。

2.3.4电磁兼容

静电放电性能符合：GB/T14598.14T998（IV级）

快速瞬变干扰性能符合：GB/T14598.10-2007（IV级）

浪涌（冲击）抗扰度性能符合：GB/T14598.18-2007（W级）

高频电气干扰（1MHz脉冲群）性能符合：GB/T14598.13T998（IH级）

辐射电磁场干扰性能符合：GB/T14598.9-2002（III级）

2.3.5绝缘试验

绝缘试验符合：GB/T14598.3-936.0

冲击电压试验符合：GB/T14598.3-938.0

2.4通讯接口

装置对外提供的通信接口有：三个TCP/IP以太网接口，三个RS485口，一个串行打印口。一个GPS

脉冲接入口（差分输入或空接点输入，自动适应秒脉冲、分脉冲和IRIG-B直流码方式）。通信规约采用

电力行业标准：IEC60870-5-103或IEC61850规约。

3保护接线

3.1CT接线原则及其平衡

为了简化现场接线，改善（相电流）涌流制动特性，本装置要求变压器各侧CT均按丫形接线，并

要求各侧CT均按相同极性接入，都以母线侧为极性端，参见第1章应用配置图。装置内部对变压器丫

形侧的电流进行相位校正，其效果与将CT按A形接线完全相同。

CT二次侧电流的Y-A转换示意图如下所示：

11点钟接线1点钟接线

lab=Ia-IbIac=Ia-Ic

lbc=Ib-IcIba=Ib-Ia

Ica=Ic-IaIcb=Ic-Ib

另外，装置还对变压器各侧CT变比不一致进行调整，即每侧设置一个CT变比调整系数，装置采

集的电流量乘以该系数即为CT变比调整后得到的量。装置只需要将变压器相关参数输入（参见定值表）

就可以自动得到各侧CT调节系数，无需外接辅助CT,与使用硬件回路调整相比，可靠性更高。各差动

保护平衡系数计算见附录D。

3.2差流计算公式

本装置只对Y侧电流进行相位校正。如果△侧为11点钟接线，则Y侧相位校正方法如下:

i'A=(A-iB)/V3(3-1)

B-ic/3(3-2)

Zc=(,；—,4)/V3(3-3)

如果△侧为1点钟接线，则Y侧相位校正方法如下：

M=(Z4-Ze)A/3(3-4)

%=(J，)/V3(3-5)

%=(，c-%)/V3(3-6)

【注意】：对于各侧都为Y接线的变压