WDLK862A断路器保护装置技术说明书CPU1V1精.docx
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WDLK862A断路器保护装置技术说明书CPU1V1精
许继电气股份有限公司
WDLK-862A微机断路器保护装置技术说明书
（Version1.02
2008.3
前言
1应用范围
WDLK-862A装置为适用于220kV及以上各种电压等级的3/2接线、角形接线的断路器保护及自动重合闸装置。
2产品特点
2.1装置系统平台
逻辑开发可视化
国内首家在高压保护上实现可视化逻辑编程,保护源代码完全由软件机器人自动生成,正确率达到100%,杜绝了人为原因产生软件Bug。
所有的保护逻辑由基本的元件和组件组成。
图图图
图1可视化逻辑编程
事故分析透明化
通过分层、模块化、元件化的设计,装置内部实现了元件级、模块级、总线
级三级监视点,可以监视装置内部任一个点的数据,发生事故后通过透明化事故分析工具,可以对故障进行快速准确的定位。
图2总线级监测点
图3透明化事故分析
工程应用柔性化
采用功能自描述和数据自描述技术,实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组,功能可以通过配置文件形式重构,解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。
2.2人机界面人性化
XJ-GUI和现场调试向导的成功应用,降低了现场维护和运行人员的工作强度,使运行维护工作变得轻松。
借助XJ-GUI界面设计工具,实现操作界面的灵活定制及人性化设计;主接线图及丰富的实时数据的显示;
类WINDOWS菜单,通过菜单提示,可完成装置的全部操作。
图4类WINDOWS菜单界面
3保护性能特点
双重化的AD回路冗余设计,提高了装置的可靠性。
AD回路、CPU插件、继电器线圈的全面自检,实现了装置硬件的免维护。
目录
1概述..........................................................................................................................11.1应用范围及保护配置..................................................................................11.2产品特点......................................................................................................1
2技术指标..................................................................................................................22.1基本电气参数..............................................................................................22.2主要技术指标..............................................................................................32.3环境条件......................................................................................................6
2.4通信接口......................................................................................................6
3保护原理介绍..........................................................................................................63.1断路器失灵保护..........................................................................................63.2死区保护......................................................................................................83.3三相不一致保护..........................................................................................93.4充电保护......................................................................................................93.5综合重合闸................................................................................................103.5.1重合闸的启动......................................................................................103.5.2重合闸方式..........................................................................................113.5.3“先合重合闸”和“后合重合闸”......................................................113.5.4后合跳闸..............................................................................................123.5.5“发电厂侧”方式..............................................................................133.5.6重合闸充、放电逻辑..........................................................................133.5.7沟三触点..............................................................................................143.5.8沟通三跳..............................................................................................143.6保护的辅助功能........................................................................................143.6.1TV断线检查.......................................................................................143.6.2电流回路检查......................................................................................153.6.3TV反序检查.......................................................................................153.6.4TA反序检查.......................................................................................153.7保护的逻辑框图........................................................................................163.7.1断路器失灵保护..................................................................................163.7.2死区保护..............................................................................................173.7.3三相不一致保护..................................................................................183.7.4充电保护..............................................................................................18
3.7.5综合重合闸..........................................................................................18
4装置硬件介绍........................................................................................................214.1装置整体结构............................................................................................214.2结构与安装................................................................................................23
4.3装置插件介绍............................................................................................24
5定值清单及整定说明............................................................................................315.1定值清单....................................................................................................315.2定值整定说明............................................................................................32
5.3软压板........................................................................................................35
6订货须知................................................................................................................36
1概述
1.1应用范围及保护配置
WDLK-862A断路器保护装置是适用于220kV及以上电压等级的3/2接线及角形接线的断路器。
装置功能包括断路器失灵保护、三相不一致保护、死区保护、充电保护和综合重合闸功能。
1.2产品特点
基于高性能、高冗余的许继新一代硬件平台,可视化的逻辑开发工具实现保护透明化设计,装置内存的“日志系统”及“黑匣子”故障定位技术等是该保护装置的主要特点。
1.2.1保护性能
双重化的AD回路冗余设计,提高了装置的可靠性;
配置失灵保护、死区保护、三相不一致保护、充电保护和综合重合闸。
1.2.2软、硬件平台
采用高性能、可信赖、功能强大的许继新一代硬件平台,16位高精度的AD,浮点运算32位DSP,充分考虑冗余及功能扩展,多DSP协同工作
完成主后备保护功能;
可视化的逻辑开发工具VLD,在VLD的开发环境下所有的保护逻辑都是由可视化的柔性继电器组成,实现微机保护的完全透明化设计;
软件运行时内存内容“日志系统”及保护逻辑信息“黑匣子”记录实现异常情况的快速、准确定位;
装置采用整体面板、标准6U机箱,插件后插拔,强弱电回路严格分开,大大提高装置的抗干扰能力;
双重化的AD回路冗余设计,提高了装置的可靠性。
装置的AD回路、CPU插件、继电器线圈等全面自检。
1.2.3操作界面
借助XJ-GUI界面设计工具,实现操作界面的灵活定制及人性化设计;
主接线图及丰富的实时数据的显示;
中文下拉式菜单,通过菜单提示,可完成装置的全部操作。
2技术指标
2.1基本电气参数
2.1.1额定交流数据
额定交流电压Un:
1003V;
额定交流电流In:
5A或1A;
额定频率fn:
50Hz。
2.1.2额定直流数据
220V或110V,允许变化范围:
80%~115%。
2.1.3打印机辅助交流电源
220V,0.7A,50Hz/60Hz,允许变化范围:
80%~115%。
2.1.4功率消耗
交流电压回路:
不大于0.5VA/相（额定电压下;
交流电流回路:
不大于1VA/相（In=5A;
不大于0.5VA/相（In=1A;
直流回路:
保护装置不大于50W（正常进行;
保护装置不大于100W（保护动作;
每路开入回路不大于0.5W。
2.1.5过载能力
交流电压回路:
1.5Un------------------连续工作;
交流电流回路:
2In------------------长期运行;
10In-----------------10s;
40In-----------------1s;
2.2主要技术指标
2.2.1启动元件
电流变化量启动整定范围:
0.05In~0.5In
零序辅助启动整定范围:
0.05In~0.5In
2.2.2过流元件
整定范围:
0.1In~20In,整定值误差不超过±2.5%或±0.01In;
2.2.3低功率因数
整定范围:
0.25~0.75;
2.2.4时间元件
整定范围:
0.0s~10s,整定值误差不超过±1%或±40ms;
2.2.5检同期角度
整定范围:
10°~60°,整定值误差不超过±3°;
2.2.6记录容量及定值区容量
故障录波容量
记录保护跳闸前4个周波、跳闸后6个周波所有电流电压波形,最多可记录30次故障录波。
故障报告容量
保护装置可循环记录100条故障报告。
事件记录容量
保护装置可循环记录50次异常、告警事件报告;
保护装置可循环记录50次开入变位记录报告;
保护装置可循环记录50次保护事件报告;
保护装置可循环记录50次装置操作记录。
装置提供32套定值区。
2.2.7对时方式
IRIG-B码对时;
GPS脉冲对时（分脉冲或秒脉冲;
监控系统绝对时间的对时命令;
2.2.8输出触点
在电压不大于250V,电流不大于1A,时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中,触点断开容量为50W,长期允许通过电流不大
于5A。
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5ms±0.75ms的负荷条件下,装置能可靠动作及返回1000次。
机械寿命:
装置输出触点不接负荷,能可靠动作和返回10000次。
2.2.9绝缘性能
绝缘电阻
装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准试验条件下,不小于100MΩ。
介质强度
装置所有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。
2.2.10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。
2.2.11机械性能
工作条件
能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动和冲击响应检验。
运输条件
能承受国家或行业标准规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。
2.2.12抗电气干扰性能
1抗辐射电磁场骚扰能力:
能承受GB/T14598.9-2002第4章规定的严酷等
级为Ⅲ级的辐射电磁场骚扰;
2抗快速瞬变干扰能力:
能承受GB/T14598.10-1996第4章规定的严酷等
级为Ⅳ级的快速瞬变干扰;
3抗衰减振荡波脉冲群干扰能力:
能承受GB/T14598.13-1998第3章和第
4章规定的严酷等级为Ⅲ级的脉冲群干扰试验;
4抗静电放电干扰能力:
能承受GB/T14598.14-1998第4章规定的严酷等
级为Ⅲ级的的静电放电干扰;
5电磁发射干扰能力:
按GB/T14598.16-2002第4章规定的传导发射限值
和4.2规定的辐射发射限值。
6抗工频磁场干扰能力:
能承受GB/T17626.8-1998第5章规定的严酷等级
为Ⅳ级的工频磁场干扰。
7抗脉冲磁场干扰能力:
能承受GB/T17626.9-1998第5章规定的严酷等级
为Ⅳ级的脉冲磁场干扰。
8抗阻尼振荡磁场干扰能力:
按GB/T17626.10-1998第5章规定的严酷等
级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场干扰。
9抗浪涌骚扰能力:
能承受IEC60255-22-5:
2002第4章规定的浪涌骚扰。
10抗射频场感应的传导骚扰能力:
能承受IEC60255-22-6:
2001第4章规定
的射频场感应的传导骚扰。
11抗工频干扰能力:
能承受IEC60255-22-7:
2003第4章规定的工频干扰。
2.3环境条件
工作环境温度:
-10℃~+55℃,24h内平均温度不超过+35℃
储运环境温度:
-25℃~+70℃,在极限值下不加激励量,装置不出现不可逆变化,温度恢复后装置应能正常工作。
相对湿度:
最湿月的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%。
大气压力:
80kPa~110kPa。
2.4通信接口
以太网通信口:
2个;RS-485通讯接口:
2个。
通信规约可选择电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103规约或IEC61850规约。
打印口,可选RS-485或RS-232。
调试口,RS-232。
3保护原理介绍
WDLK-862A断路器保护装置包括断路器失灵保护、三相不一致保护、充电保护、死区保护和综合重合闸等功能。
3.1断路器失灵保护
WDLK-862A断路器失灵保护可以实现两级跳闸或三级跳闸,当失灵保护收到跳闸信号时,若“瞬时联跳”功能投入先联跳本断路器对应相,再判断本断路器是否失灵。
若本断路器失灵,则先经延时联跳本断路器三相（“延时联跳”功能投入,如果仍未跳开本断路器则跳开周围相关的所有断路器。
WDLK-862A失灵保护考虑了故障相失灵、非故障相失灵、发、变三跳失灵三种情况。
3.1.1启动元件
失灵保护设两个启动元件:
相电流突变量启动元件、零序辅助启动元件和跳闸启动。
相电流突变量启动
通过实时检测各相电流采样的瞬时值的变化情况,来判断被保护线路是否发生故障的一种手段,该元件在大多数故障的情况下均能灵敏启动,为保护的主要启动元件。
其判据为:
dzTIII∆+∆>∆25.1maxφ
其中:
dzI∆为电流突变量启动定值。
TI∆为浮动门槛,随着变化量输出增大而逐步自动提高,取1.25倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。
零序电流辅助启动
主要用于在高阻接地故障情况下保护可靠启动,作为辅助启动元件,元件本身带30ms延时。
其判据为:
dzII003>
式中:
03I为三倍零序电流,dzI0为零序电流启动定值。
跳闸启动
当保护收到三相跳闸开入或保护三跳或发变三跳开入时,失灵保护启动。
3.1.2瞬时联跳瞬时联跳包括单相联跳、两相跳闸联跳三相以及三相联跳。
单相联跳回路:
如果“瞬时联跳”控制字投入,当收到A、B或C
单相跳闸信号时,而且该相高定值电流元件动作,瞬时联跳断路器本
相。
两相跳闸联跳三相:
当收到而且仅收到二相跳闸信号且任一相高定
值电流元件动作时,经15ms延时联跳本断路器三相。
三相联跳:
若“瞬时联跳”控制字投入,当收到三相跳闸信号时,
而且任一相高定值电流元件动作,瞬时联跳本断路器三相。
3.1.3失灵保护
故障相失灵
装置持续收到保护跳闸信号且失灵过流高定值动作,若“延时联跳”控制字投入,则先经可整定的延时跳本断路器三相,再经可整定的失灵出口延时跳相邻断路器;若“延时联跳”控制字未投入,则直接经失灵出口延时跳相邻断路器。
非故障相失灵
装置持续收到三相跳闸信号,失灵过流高定值元件已动作并返回,并且失灵过流低定值动作元件连续动作,此时失灵保护先经受控制字投退的延时联跳功能跳本断路器三相,再经失灵出口延时跳相邻断路器。
此种情况主要是针对线路发生相间故障时,故障相跳开后但非故障相失灵。
发、变三跳失灵
对于线-变串结线方式,增加发变三跳启动的失灵保护,可分别经低功率因数、负序过流和零序过流三个辅助判据开放。
三个辅助判据均可由整定控制字投退。
其动作逻辑是先经受控制字投退的延时联跳功能跳本断路器三相,再经失灵出口延时跳相邻断路器。
TV断线或任一相电压低于0.3Un时,退出该相低功率因数判断。
3.2死区保护
某些接线方式下（如断路器在TA与线路之间TA与断路器之间发生故障时,虽然故障线路保护能快速动作,但在本断路器跳开后,故障并不能切除。
此时需要保护动作跳开有关断路器。
考虑到这种变电站内故障,故障电流大,对系统影响较大,而失灵保护动作时间一般较长,因此,装置配置了动作时间比失灵保护动作快的死区保护。
死区保护若满足以下条件,本保护经短延时跳开所有相关断路器（其启动回路和出口回路与失灵保护完全相同:
有三相跳闸开入;
有三相跳位开入;
任一相电流大于死区电流定值。
3.3三相不一致保护
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