DCAP-3040A（V2.0D）差动保护装置
使用说明书
北京紫光测控有限公司
BEIJING UNISPLENDOUR M&C CO. , LTD
目录
1 概述 (3)
2装置主要功能配置 (3)
3装置硬件资源配置 (3)
4主要技术指标 (4)
4.1 额定参数 (4)
4.2 环境条件 (4)
4.3 功率消耗 (4)
4.4 热稳定性 (4)
4.5 测控技术指标 (4)
4.6 保护技术指标 (5)
4.7 触点容量 (6)
4.8 绝缘性能 (6)
4.9 抗干扰能力 (6)
5装置原理 (7)
5.1 装置的构成 (7)
5.2 保护原理说明 (7)
6菜单及数据表格说明 (13)
6.1 实时数据表 (13)
6.2保护参数表 (15)
6.3 通信数据表格 (17)
6.4系统参数表 (20)
6.5模拟量校准表 (22)
7操作方法 (22)
8装置结构及尺寸 (22)
9装置原理接线图 (23)
10箱后端子接线图 (24)
1 概述
DCAP3040A差动保护装置适用于变压器及其它构成二侧纵差保护的设备。
2 装置主要功能配置
3 装置硬件资源配置
4 主要技术指标
4.1 额定参数
交流电流额定值(In)：5A，1A
电源频率额定值：50Hz
直流电源额定值：220V，110V
4.2 环境条件
环境温度:
工作：温度范围 -10～+55℃。
贮存：温度范围 -25～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置能正常工作。
大气压力：80～110KPa（相对海拔高度2Km及以下）
相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25℃，且表面无凝露。最高温度为40℃时，平均最大相对湿度不大于50%。
4.3 功率消耗
交流电流回路：不大于0.75VA/相（额定电流下）
直流回路：每个保护箱不大于10W（静态）或15W（动作）
4.4 热稳定性
长期运行2In，1.5Un
短时过载20In，1s
瞬时过载峰值50In，10ms
4.5 测控技术指标
（1）交流工频输入量
a) 标称值
电流：1A，5A；频率：50 Hz。
b) 测量精度
电流：0.2In ~1.2In: ±0.5%；
频率：±0.02Hz。
c) 影响量
频率变化（45~55 Hz）的影响：
电流允许变差±0.2%。
温度变化（-10℃~55℃）的影响：
电流允许变差±0.5%。
被测量的谐波含量（20%）的影响：
电流允许变差±0.5%。
被测量超量限（120%）的影响：
电流允许变差±0.5%。
自热（30min）的影响：
电流允许变差±0.5%。
被测线路间的相互作用的影响：
电流允许变差±0.5%。
（2）遥信量
a) 输入回路采用光电隔离；
b) 遥信量电压标称值：直流电压220V/110V，根据需要，亦可提供直流24V输入。
c) 遥信量分辨率≤2ms
（3）遥测响应时间
显示响应时间≤1s。
（4）遥信响应时间
显示响应时间≤1s。
（5）遥控输出接点容量
直流220V，5A。
（6）对时功能
精确到毫秒级。
4.6 保护技术指标
(1)差动速断
动作电流定值
整定范围：In～20In。
整定误差：不超过±5%。
动作时间：差流1.5倍整定值不超过20ms。
(2)比率差动
比率差动启动定值
整定范围：0.2In～2In。
整定误差：不超过±5%。
比率差动拐点定值
整定范围：0.2In～2In。
比率制动系数定值
整定范围：0.2～0.9。
整定误差：不超过±5%。
二次谐波制动系数定值
整定范围：0.1～0.3。
整定误差：不超过±0.02。
五次谐波制动系数定值
整定范围：0.25～0.45。
整定误差：不超过±0.02。
动作时间：差流2倍整定值不超过30ms。
4.7 触点容量
长期接通DC220V/5A。
4.8 绝缘性能
(1) 绝缘电阻
装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。
(2) 介质强度
装置所有电路与外壳之间的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV有效值，历时1min 试验，而无绝缘击穿或闪络现象。
(3) 冲击电压
装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验，无绝缘损坏现象。
4.9 抗干扰能力
(1) 承受衰减振荡脉冲群干扰能力
能承受频率为1MHz及100KHz衰减振荡脉冲群（第一个半波电压幅值2.5KV，差模为1KV）干扰检验。
(2) 承受静电放电干扰能力
能承受严酷等级为4级的静电放电干扰检验。
(3) 承受辐射电磁场干扰能力
能承受场强为10V/m,频率为27KHz～1000MHz的垂直及水平方向的辐射电磁场干扰检验。
(4) 承受快速瞬变干扰能力
能承受严酷等级为4级的快速瞬变干扰检验。
(5) 承受浪涌（雷击）干扰的能力。
能承受严酷等级为4级的浪涌（雷击）干扰试验。
(6) 承受射频场感应的传导干扰的能力。
能承受严酷等级为3级的射频场感应的传导抗干扰试验。
(7) 承受工频磁场干扰的能力。
能承受严酷等级为5级的工频磁场抗干扰试验。
(8) 承受脉冲磁场干扰的能力。
能承受严酷等级为4级的脉冲磁场抗干扰试验。
(9) 承受阻尼振荡磁场干扰的能力。
能承受严酷等级为4级的阻尼振荡磁场抗干扰试验。
5 装置原理
5.1 装置的构成
装置的整体构成框图见图5.1。
图5.1
5.2 保护原理说明
(1) 差动速断
差动速断保护实质上是反映差动电流的过电流保护，不经任何闭锁回路，直接快速动作于出口。
动作判据：任一相差动电流大于差动速断定值。
注：电流以指向变压器为正方向
(2) 比率差动
比率制动式差动保护的特点是，动作电流随外部短路电流的增大而增大，既可保证外部短路不误动，同时对于内部短路又有较高的灵敏度。
比率差动动作判据：?cd I ≥0dz I 并且 ?cd I ≥0dz I + 1K (?zd I -0zd I )。 式中：差动电流?cd I = |?1?
I +??
2I | ，制动电流?zd I = (|?1?I |+|??
2I |)/2 。
0dz I 为比率差动启动定值，0zd I 为比率差动拐点定值，1K 为比率制动系数，1?
I 为一侧
电流，?
2I 为二侧电流， ?=a 或b 或c ，以下同。
比率差动保护动作特性曲线图如下图所示：
为防止保护在不同工况下的误动，比率差动设计了以下闭锁逻辑： 1) 为防止变压器空投时的涌流误动，设计了二次谐波闭锁：
闭锁有效判据：任一相满足 2?cd I > 2K *?cd I 。
Izd0
Izd
比率差动保护动作特性曲线图
式中：2?cd I 差流二次谐波有效值，2K 二次谐波制动系数。
2) 为防止变压器过电压或过激磁时产生不平衡电流的误动，设计了五次谐波闭锁，采
用分相闭锁原理：
闭锁有效判据： 5cda I > 5K *cda I ：闭锁A 相差动。
5cdb I > 5K *cdb I ：闭锁B 相差动。 5cdc I > 5K *cdc I ：闭锁C 相差动。
式中：5?cd I 差流五次谐波有效值，5K 五次谐波制动系数。
3) 为防止CT 二次回路断线产生差流的误动，设计了CT 断线闭锁功能，闭锁原理详
见CT 断线闭锁部分说明。 与差动保护相关计算的介绍： 1) 计算各侧额定一次电流： n n n U S I 113/=，单位A 。
式中S n —设备额定容量（kV A ），n U 1—该侧额定一次电压（kV ）。 2) 计算各侧额定二次电流：
L H n I K I n jx n /12?=。
式中K jx —与本体接线方式有关的接线系数，Ｙ型接线侧K jx =3，△接线侧
K jx =1，n LH —该侧CT 变比。
3) 计算平衡系数：
设一、二侧的平衡系数分别为1H K 、2H K ，则：
1H K = 1.00； 2H K = 2 /122n n I I 。
式中：n I 21为一侧额定二次电流；n I 22为二侧额定二次电流。 4) 相位调整：
当装置用在变压器保护时，保护内部计算用二次电流一般需要做相位调整，调整方法根据各侧的接线调整方式的整定值而定，具体如下：
接线调整方式整定为0：相位外部已调整好，内部不需调整。
接线调整方式整定为1（Ｙ→△-11）： a I '=a I ?-b I ?,b I '=b I ?-c I ?, c
I '=c I ?-a I ?
； 接线调整方式为整定2（Ｙ→△-1 ）： a I '=a I ?-c I ?,b I '=b I ?-a I ?, c
I '=c I ?-b I ?
； 接线调整方式整定为3（Ｙ→△-7 ）： a I '=c I ?-a I ?,b I '=a I ?-b I ?, c
I '=b I ?-c I ?
； 接线调整方式整定为4（Ｙ→△-5 ）： a
I '=b I ?-a I ?,b
I '=c I ?-b I ?, c
I '=a I ?-c I ?
。
(3) 差流越限告警
当任一相的差流大于差流越限定值时，经延时发差流越限告警信号。
(4) CT 断线告警
注：作为CT 断线判据的各路电流均是指直接输入到装置的电流。当CT 断线闭锁比率差动功能投入时，CT 断线告警功能也自动投入。
CT 断线报警判据：本侧三相电流中至少一相无流，至少一相有流，且三相不平衡电流大于定值，经延时发CT 断线告警信号。
不平衡电流计算公式为：
ph I ?=a I ?+b I ?+c I ?
无流门槛值：n I 06.0，以下同。 有流门槛值：n I 10.0，以下同。
A A I n 1/5=，以下同。
1侧A 相报警
CT
1侧B 相报警
1侧C 相报警
：2侧CT 断线告警逻辑与1侧相同
(5) CT 断线闭锁比率差动
注：作为CT 断线判据的各路电流均是指直接输入到装置的电流。
前提条件：本侧三相负荷电流均大于有流值。 动作条件：
1) 至少一相差流大于有流门槛值；
2) 一路电流由有流变为无流，其它各路（包括其它侧）电流无变化； 3) 本侧其它两相有流。
同时满足以上条件闭锁差动并发CT 断线闭锁告警信号。 返回条件：
1) 任一路电流大于其所在侧对应的“最大电流门槛值”； 2) 三相无差流。
满足以上任一条件CT 断线闭锁返回。
最大电流门槛值：'2.1n I ，'n I 是本侧直接输入电流对应的额定二次电流。
说明：2侧CT 断线闭锁差动逻辑与1侧相同
（6）联跳功能
装置设计有4个联跳功能：“联跳1”、“联跳2”、“联跳3”、“联跳4”。 联跳是根据整定的开入量逻辑矩阵的组合控制于出口，每个联跳有独立的投退、延时整定。
逻辑矩阵在“修改联跳设置”菜单下整定，包括：
① 信号选择：选择有效的开入量和确定有效状态（分或合）。
② 信号逻辑关系：有效信号的组合逻辑方式可以为“相与”或者“相或”。 ③ 输出方式选择：选择出口以电平方式或以脉冲方式输出，脉冲宽度可整定。 ④ 脉冲宽度：当输出方式整定为“脉冲方式”时，需要整定脉冲宽度。 ⑤ 告警方式选择：
告警方式：联跳动作于事故信号及出口。
不告警方式：联跳仅动作于出口，当地和远方没有任何信号。
（7）NVRAM电池电压低告警
装置内事故、操作记录和录波数据保存在由电池支持的NVRAM中，装置上电后将检测电池电压，当检测到电压低于NVRAM的最小工作电压时发电池电压低告警信号，此时会清除NVRAM中的所有数据，为防止这些数据丢失，应注意以下几点：
1)在正常使用情况（可包括一些间歇掉电和检修装置等短时掉电情况）下，每2年更
换一次电池；
2)若装置连续或累计约1年的时间处于掉电情况，应提前及时更换新电池；
3)更换电池方法：
?若装置原来未带电运行，请先使装置带电10秒钟以上；
?关闭正在运行的装置的电源后，请迅速拔出CPU板、取下电池，并迅速装上
新电池，电池分离CPU板的时间不宜超过3分钟。
4)电池的选择及检查：电池型号是CR2032-3V，新电池的开路电压应达到3.3V（用内
阻不小于10M欧的电压表测量）。
（8）装置内部异常告警
装置运行中循环检测内部部分电路的工作是否正常，异常告警包括保护参数RAM区错误、AD采样中断异常等，详见“故障名称表”说明。
（9）故障录波
装置设计有故障录波功能，记录故障启动前4个周波和启动后100个周波的采样数据，录波数据以录波文件的形式存在NVRAM中，同时可存多个录波文件（不同保护装置文件总数可能有所不同，一般为5个）。
（10）硬压板
大部分保护功能的投退受“软压板”和“硬压板”控制，二者是相与关系：只有软压板和硬压板都投入时保护才投入。
硬压板的投退信号取自装置的开入量，信号位置可在“修改开入设置”菜单下灵活整定，不需硬压板时不选择任何开入量。
6 菜单及数据表格说明
6.1 实时数据表
6.2保护参数表
说明：每个定值的整定步长与其“整定范围”中的小数位数相对应，如“差动速断定值”的整定步长为0.01A，而“二次谐波制动系数”的整定步长为0.001。
(3)开入设置表
说明：硬压板的配置方案一般由甲方或设计院预先提出，我方设计人员据此做相应的设计。
(4)选择（切换）定值区
说明：
1. 本装置提供2个可使用的保护定值区，整定保护定值前必须先整定定值区号（进入装置“修改保护设置”的“选择定值区”菜单，将其值整定为所要求的定值区号即可）。
2. 切换运行定值区的方法是：进入装置“修改保护设置”的“切换定值区”菜单，将其值整定为所要切换的定值区号即可。
(6)联跳设置表
6.3 通信数据表格
以下表格用于建立装置与监控主机通信的数据库模板，用户可不必关心其具体定义细节。
(2)遥信量实时数据表
注：标记“?”属于装置内部异常告警。
(5)录波通道信息表
6.4系统参数表
（3）通信设置表
装置配置有2个通信接口，可根据要求设置为串口和网络接口。其中串口包括RS-232、RS-485和光纤。
①只接串口（最多可接2个串口）：则通信设置表格式如下。
表（2）：接2个串口