WBH811 微机变压器保护装置 技术说明书.docx
《WBH811 微机变压器保护装置 技术说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WBH811 微机变压器保护装置 技术说明书.docx（88页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
WBH811微机变压器保护装置技术说明书
2003.02
1概述··································································4
1.1应用范围·····························································4
1.2功能特点······························································4
1.3装置的保护配置······················································5
2基本技术参数··························································8
2.1基本数据·····························································8
2.2功率消耗·····························································8
2.3热稳定性·····························································8
2.4输出触点·····························································8
2.5绝缘性能·····························································9
2.6冲击电压·····························································9
2.7寿命·································································9
2.8机械性能·····························································9
2.9环境条件·····························································9
2.10抗干扰能力··························································10
3主要技术指标·························································10
3.1动作时间·····························································10
3.2保护定值整定范围····················································10
3.3定值误差····························································10
3.4记录容量·····························································11
3.5通信接口·····························································11
3.6对时方式····························································11
4装置整体说明·························································11
4.1硬件平台说明························································11
4.2软件平台说明························································13
4.3与综合自动化监控系统接口说明·········································13
4.4面板布置·····························································14
4.5结构与安装（面背板、外形尺寸、开孔尺寸）·································14
4.6装置背视图和接线端子·················································15
4.7非电量装置背视图和接线端子·········································20
5保护原理及判据说明···················································25
5.1变压器比率制动式差动保护·············································25
5.2复合电压元件·························································33
5.3复合电压启动（方向）过流保护···········································36
5.4（零压闭锁）零序（方向）过流保护·····································42
5.5零序过压保护························································47
5.6间隙零序电流及零序电压保护··········································47
5.7过流（过负荷、有载调压闭锁、启动通风、限时速断）保护······················48
5.8TV断线保护··························································49
6非电量保护说明·······················································50
7订货须知····························································50
附录A装置通讯说明（IEC60870－5-103规约）·······························51
附录B人机接口使用说明···············································57
附录C操作装置说明···················································60
附录D典型组屏························································61
1概述
1.1应用范围
WBH-811微机变压器保护装置适用于110kV及以下电压等级变压器的保护。
WBH-811型装置集成了一台三卷变压器的全部电气量保护，WBH-802型装置集成了变压器所有非电量类保护。
可满足各种110kV及以下电压等级变压器的主保护、后备保护、非电量类保护完全独立的配置要求，也可满足220kV电压等级变压器的主保护、后备保护、非电量类保护单独配置的要求。
另外，保护装置能很好地满足变电站自动化系统的要求。
1.2功能特点
●高性能的硬件
采用32位高性能DSP处理器、32位逻辑处理器和16位的高速AD；强弱电彻底分离，具有高度的
自检功能，保证硬件的高可靠性。
●实时多任务的操作平台
采用NucleusPlus公司的实时多任务操作系统，保证软件运行的稳定性。
●CPU的运行方式和出口方式
三个CPU并行智能处理技术，一个CPU负责通信，一个CPU负责主保护，一个CPU负责后备保护。
●强大的通讯功能
信息和报文可上传，录波数据与COMTRADE兼容；通信接口兼容性、开放性强，支持电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）通讯规约。
●跳闸方式在线修改
每种保护动作后的跳闸方式用户可以自己整定，无须再修改保护二次回路接线。
跳闸接点可直接
接入断路器跳闸回路。
●完善的主后备保护配置
自适应调整比率制动式差动特性，具有较强的抗TA饱和和TA暂态特性不一致的能力；提供不同
原理识别励磁涌流的方法；灵活的复压方向过流和零序方向过流保护。
●可靠的差动回路TA断线判别功能，
能够正确判断单相、两相TA断线，并根据用户的需要闭锁差动保护。
●好的人机界面
大屏幕、图形化、汉化、彩色液晶。
也可以通过PC机进行操作。
●提供录波功能和完善的波形分析软件
a.保护装置可记录故障前4周期，故障后6周期的波形。
b.数据信息可就地打印或通过网络打印机打印，便于事故后的故障分析。
c.提供离线的波形分析软件，该软件可以再现故障发展趋势。
●完善的事件记录功能
保护动作报告，开关量变位，自检结果，定值改变，录波数据均有记录，可实时打印及召唤打印。
●TA二次接线要求
主、后备保护所用TA分开，所有TA的二次接线均接成“Y”型。
1.3装置的保护配置
本装置可以适应110KV变压器多种接线的要求，下面是WBH-811装置的典型配置表。
WBH-811保护在110kV三卷变保护功能典型配置
保护功能
段数
每段时限数
备注
主保护
差动
励磁涌流可采用不同原理识别
差流速断
TA断线判别
差流越限告警
高压侧保护
复压闭锁方向过流
1
2
方向电压所取TV断线时自动退出方向
复压闭锁过流
1
1
（零压闭锁）零序过流
2
2/I2/II
零流取自中性线
零序方向过流
2
2/I2/II
方向零流取自产、零压可选；幅值过流元件可选
零序过压
1
1
间隙零序
1
1
启动通风
1
1
有载调压闭锁
1
1
中压侧保护
复压闭锁方向过流
1
2
方向电压所取TV断线时自动退出方向
复压闭锁过流
1
1
低压侧保护
限时速断（过流）
3
1
复压闭锁过流
3
1
各侧公共功能
复合电压
TV断线判别
过负荷
1
1
保护在110kV双卷变保护功能典型配置
保护功能
段数
每段时限数
备注
主保护
差动
励磁涌流可采用不同原理识别
差流速断
TA断线判别
差流越限告警
高压侧保护
复压闭锁过流
3
1
（零压闭锁）零序过流
2
2/I2/II
零流取自中性线
间隙零序
1
1
零序过压
1
1
启动通风
1
1
有载调压闭锁
1
1
低压侧
保护
限时速断（过流）
3
1
复压闭锁过流
3
1
各侧公共
功能
复合电压
TV断线判别
过负荷
1
1
2基本技术参数
2.1基本数据
2.1.1额定交流数据
a.额定交流电流：
5A或1A；
b.额定交流电压：
线电压100V，相电压100/
V,开口三角电压100V或300V；
c.额定频率：
50Hz。
2.1.2额定直流数据
220V或110V，允许变化范围80%～110%。
2.1.3打印机辅助交流电源
220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围80%～110%。
2.1.4 微机保护采样及录波频率1200Hz，系统频率跟踪范围40Hz～60Hz；物理结构
重量不大于30kg；
19in6U全宽机箱。
2.2功率消耗
a.交流电压回路额定电压下不大于0.5VA/相；
b.交流电流回路额定电流为5A时不大于1VA/相；
额定电流为1A时不大于0.5VA/相；
c.直流回路功率消耗正常时每个保护箱逻辑回路不大于35W，开入回路
每路不大于1.5W；
跳闸时每个保护箱逻辑回路不大于50W，开入回路
每路不大于1.5W。
2.3热稳定性
长期运行------2In
10s--------------10In
1s---------------40In
2.4输出触点
● 信号触点容量：
○允许长期通过电流：
5A
○切断电流：
0.3A（DC220V，=5ms）
● 跳闸出口触点容量：
○允许长期通过电流：
10A
○切断电流：
0.3A（DC220V，=5ms）
●辅助继电器触点容量：
○允许长期通过电流：
5A
○切断电流：
0.3A（DC220V，=5ms）
2.5绝缘性能
2.5.1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100M。
2.5.2介质强度
装置的额定绝缘电压<60V的电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压500V（有效值），历时1min试验,其它电路与外壳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。
2.6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。
2.7寿命
2.7.1电寿命：
装置输出触点电路在电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5±0.75ms的负荷条件下，产品能可靠动作及返回1000次。
2.7.2机械寿命：
装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10000次。
2.8机械性能
a.工作条件：
能承受严酷等级为I级的振动响应，冲击响应检验；
b.运输条件：
能承受严酷等级为I级的振动耐久，冲击及碰撞检验。
2.9环境条件
2.9.1环境温度：
工作：
－10℃～+50℃，24h内平均温度不超过35℃；
贮存：
-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，装置应能正常工作。
2.9.2大气压力：
80kPa～110kPa。
2.9.3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超过50%。
2.10抗干扰能力
2.10.1辐射电磁场干扰试验：
符合GB/T14598.9规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰。
2.10.2快速瞬变干扰试验：
符合GB/T14598.10规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰。
2.10.3脉冲群干扰试验：
符合GB/T14598.13规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一个半波为电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰。
2.10.4抗静电放电干扰试验：
符合GB/T14598.14规定的严酷等级为III级的抗静电放电干扰。
3主要技术指标
3.1动作时间
a.差流速断：
不大于20ms（1.5倍整定值）
b.稳态比率差动：
不大于30ms（2倍整定值）
3.2保护定值整定范围
a.差流速断：
1In～10In
b.比率制动系数：
0.3～0.7
c.二次谐波制动系数：
0.15～0.3
d.后备保护电流定值：
0.2In～10In
e.后备保护低电压（负序电压）定值：
0V～100V
f.间隙零序过压电压定值：
100V～300V
g.间隙零序电流定值：
0.1In～10In
h.后备保护零序电压定值：
100V～300V
3.3定值误差
a.电流定值误差：
不超过±2.5%或±0.01In;
b.电压定值误差：
不超过±2.5%或±0.01V;
c.时间定值误差：
不超过±2.5%；定值不大于100ms误差为±25ms;
d.谐波制动系数定值误差：
不超过±10%;
e.制动系数定值误差：
不超过±5%;
f.方向元件动作范围边界误差：
不超过±3°。
3.4记录容量
3.4.1故障录波内容和故障事件报告容量
a.保护启动记录起动前4个周波、启动后6个周波的所有电流电压波形。
b.保护跳闸记录跳闸前4个周波、跳闸后6个周波，以及中间有扰动的10个周
波的所有电流电压波形。
c.保护装置可循环记录100次故障事件报告、40次波形数据。
3.4.2正常波形记录容量：
正常时保护可记录5个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。
3.4.3异常记录容量：
可循环记录200次事件记录和装置自检报告。
事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报警、装置长期起动和不对应起动报警等。
3.5通信接口
两个与内部其它部分电气隔离的RS485通信接口，可以复用为光纤接口，一个同步时钟接口。
另外有一个RS232调试通信接口和独立的打印接口；通信规约可采用电力行业标准DL／T667-1999（IEC60870-5-103）。
3.6对时方式
a.外部正脉冲秒对时；
b.RS485方式的同步时钟秒对时；
c.监控系统绝对时间的对时报文。
4装置整体说明
4.1硬件平台说明
保护装置采用新一代32位基于DSP技术的通用硬件平台。
整体大面板，全封闭机箱，硬件电路采用后插拔式的插件式结构，CPU电路板采用6层板，并采用表面贴装技术，提高了装置可靠性。
机箱采用19in6U全宽机箱，抗干扰能力强。
硬件框图如图4.1.1。
图4.1.1硬件框图
装置有两个完全独立的、相同的CPU板，并具有独立的采样、A/D变换、逻辑计算及启动功能，两块CPU板硬件电路完全一样。
CPU部分硬件框图如图4.1.2。
另有一块人机对话板，由一片DSP专门处理人机对话任务。
人机对话担负键盘操作和液晶显示功能。
正常时，液晶显示当前时间、变压器的主接线、各侧电流、电压、差电流。
人机对话中所有的菜单均为简体汉字。
通过本公司为保护提供的软件，可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。
装置核心部分采用德州仪器公司（TexasInstruments）的32位数字信号处理器TMS320C32，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，使保护整体精确、高速、可靠。
图4.1.2CPU部分硬件框图
软件平台采用NUCLEUSPLUS公司的RTOS系统。
保护装置有较强的实时功能。
RTOS是一个经过测试的内核，保证软件运行的稳定性。
模拟量变换由2～3块交流变换插件完成，功能是将TA、TV二次电气量转换成弱电压信号。
保护出口和开入由4块开入开出插件和2块出口插件构成，完成所有跳闸出口、信号出口、开关量输入等功能。
4.2 软件平台说明
软件平台采用NUCLEUS PLUS公司的RTOS系统。
保护装置有较强的实时功能。
RTOS是一个经过
测试的内核，保证软件运行的稳定性。
4.3 与综合自动化监控系统接口说明
系统应用总体框图如图4.3.1：
图4.3.1系统总体框图
构成系统的各个装置之间、每一装置内各保护CPU之间以及保护CPU与通信管理CPU之间通过现场总线Lonworks相连，可方便的实现自检和互检，同时减少各部分的关联性，有利于整体可靠性的提高。
单元管理机以串行通信或网络通信方式与变电站监控系统相联,可对变电站监控系统上送事报告、告警信息等，并可由远方实现保护投退功能。
通过Lonworks现场总线可方便的级连多台保护装置，通过软件可设置任一台保护装置单元管理机为与自动化系统连接节点端口。
设有两组独立的通讯接口RS-485或Lonworks灵活配置，支持IEC60870-5-103通讯规约。
通过配套规约转换器可满足Ethernet组网要求，并可适应更多通信规约，满足110kV及以下电压等级变电站综合自动化的要求。
4.4面板布置
装置面板布置图如图4.4.1
图4.4.1面板布置图
面板中信号灯说明如下：
“运行”灯为绿灯，装置正常运行时，每秒闪烁5次，如果闪烁不正常说明对应的CPU模块处于不正常运行状态。
“启动”灯为黄灯，正常运行时熄灭，当任一保护启动元件启动时对应的CPU模块启动灯点亮。
“信号”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护动作时对应的CPU模块信号灯点亮。
“跳闸”灯为红灯，正常运行时熄灭，当任一保护跳闸时对应的CPU模块跳闸灯点亮。
“装置故障”灯为红灯，正常运行时熄灭，当装置发生故障时点亮。
4.5结构与安装（面背板、外形尺寸、开孔尺寸）
装置采用全封闭6U标准机箱，嵌入式安装于屏（柜）上，机箱外形尺寸和安装开孔尺寸如图4.5.1和图4.5.2：
图4.5.1机箱外形尺寸
图4.5.2安装开孔尺寸
4.6装置背视图和接线端子
4.6.1装置背视图
装置背视图如图4.6.1
图4.6.1装置背视图
4.6.2交流输入插件如图:
3#交流输入
2#交流输入
1#交流输入
NJL-801
NJL-801
NJL-801
编号
输入量
名
称
编号
输入量
名
称
编号
输入量
名
称
1
Ia
低压侧
差动
电流输入
1
Ia
中压侧
差动
电流输入
1
Ia
高压侧
差动
电流输入
2
In
2
In
2
In
3
Ib
3
Ib
3
Ib
4
In
4
In
4
In
5
Ic
5
Ic
5
Ic
6
In
6
In
6
In
7
Ib
备用
7
Ia
中压侧
中性点电流
7
Il
高压侧
中性点电流
8
In
8
In
8
In
9
Ia’
低压侧
后备
电流输入
9
Ia’
中压侧
后备
电流输入
9
Ia’
高压侧
后备
电流输入
10
In’
10
In’
10
In’
11
Ib’
11
Ib’
11
Ib’
12
In’
12
In’
12
In’
13
Ic’
13
Ic’
13
Ic’
14
In’
14
In’
14
In’
15
Il’
备用
15
Ic
中压侧
间隙零序
15
Il’
高压侧
间隙零序
16
In’
16
In’
16
In’
17
17
17
18
18
18
19
Ua
低压侧
电压输入
19
Ua
中压侧
电压输入
19
Ua
高压侧
电压输入
20
Ub
20
Ub
20
Ub
21
升级会员 