WBH813A技术说明书V100黑白液晶南网版.docx

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WBH813A技术说明书V100黑白液晶南网版

许继电气股份有限公司

许继集团

WBH-813A微机变压器保护装置

技术说明书

（南网版）

2012.03

1、应用范围

WBH-813A装置实现变压器的一侧后备保护功能，适用于110kV电压等级各种接线方式的变压器。

WBH-813A/H装置实现变压器的高压侧后备保护功能；WBH-813A/M装置实现变压器的中压侧后备保护功能；WBH-813A/L装置实现变压器的低压侧后备保护功能。

2、产品特点

●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。

●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。

故障波形回放：

●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。

●人机界面人性化

XJGUI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。

目录

1、应用范围2

2、产品特点2

1概述1-1

1.1应用范围1-1

1.2功能特点1-1

1.3保护配置1-2

2技术参数2-1

2.1机械及环境参数2-1

2.2额定电气参数2-1

2.3主要技术指标2-2

2.4通信接口2-3

3产品原理介绍3-1

3.1复压过流保护3-1

3.2零序过流保护3-4

3.3间隙保护3-4

3.4零序过电压告警3-5

3.5过负荷（闭锁有载调压、启动冷却器）保护3-5

3.6简易母线保护3-6

3.7PT异常判别3-7

4装置硬件介绍及典型接线4-1

4.1装置整体介绍4-1

4.2装置背视示意图4-2

4.3结构与安装4-2

4.4WBH-813A保护装置端子图4-3

4.5WBH-813A装置输出触点4-6

5定值清单5-1

5.1WBH-813A/H的保护整定清单5-1

5.2WBH-813A/M的保护整定清单5-3

5.3WBH-813A/L的保护整定清单5-5

6附录一保护装置整定计算6-1

6.1复合电压判别整定计算6-1

6.2复合电压过流保护整定计算6-1

6.3零序过流保护整定计算6-2

6.4零序过电压告警保护整定计算6-3

6.5间隙零序保护整定计算6-3

6.6过负荷（闭锁有载调压、启动冷却器）保护整定计算6-3

1概述

1.1应用范围

WBH-813A微机型变压器保护装置适用于110kV电压等级的变压器。

WBH-813A/H装置实现变压器的高压侧后备保护功能；WBH-813A/M装置实现变压器的中压侧后备保护功能；WBH-813A/L装置实现变压器的低压侧后备保护功能。

1.2功能特点

●高性能、高可靠性硬件结构

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。

●强抗干扰能力

软硬件设计上采取充分的抗干扰措施，6U全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。

●强大的自检功能

完善的A/D采样回路自检能避免A/D采样出错导致的装置误动；开出回路自检可以准确检测任一路开出回路断线或开出击穿故障，发出告警并可靠闭锁保护；定值自检能够检测定值存储区出错、定值越限等；具备＋5V、±15V电源自检功能，当电源电压不正常时，装置发告警信息，并闭锁保护。

●可视化的逻辑开发

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不同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。

●友好的人机界面

采用全中文类Windows菜单模式，结构清晰，通过菜单提示，可完成装置的全部操作，使用方便。

主页面显示主接线图，有丰富的实时数据。

●独特的传动试验设计

可选择“按通道传动”和“按保护传动”两种方式，不仅能检验现场各跳闸回路的接线，还可以在不施加电流电压的情况下，检验保护的动作跳闸回路。

●方便的通信对点功能

现场可在不具备保护功能试验条件的情况下，通过通信对点菜单，使装置向自动化监控系统上送相关保护动作信息、告警信息等，非常方便地进行通信对点试验。

●完善的事件记录功能

可记录100次故障、8次故障波形、200次异常信息。

录波数据与COMTRADE兼容。

●完善的打印功能

具有手动启动录波并打印功能，可打印出正常时各侧的电流电压的幅值、相位，方便用户在变压器投运时进行各侧电流电压的极性校验。

1.3保护配置

WBH-813A/H高压侧后备保护装置的典型配置

WBH-813A/H高压侧后备保护装置的详细配置如表1-3-1所示：

表1-3-1

WBH-813A/H

备注

复压过流

√

零序过流Ⅰ段t1

√

零序过流Ⅰ段t2

√

零序过流Ⅱ段t1

√

零序过流Ⅱ段t2

√

间隙零压t1

√

间隙零压t2

√

间隙零流t1

√

间隙零流t2

√

过负荷

√

启动冷却器

√

闭锁有载调压

√

复合电压

√

PT异常告警

√

WBH-813A/M中压侧后备保护装置的典型配置

WBH-813A/M中压侧后备保护装置的详细配置如表1-3-2所示：

表1-3-2

WBH-813A/M

备注

复压过流Ⅰ段t1

√

复压过流Ⅰ段t2

√

复压过流Ⅰ段t3

√

复压过流Ⅱ段t1

√

复压过流Ⅱ段t2

√

复压过流Ⅱ段t3

√

零序过电压告警

√

（报告警信号）

过负荷

√

复合电压

√

PT异常告警

√

WBH-813A/L低压侧后备保护装置的典型配置

WBH-813A/L低压侧后备保护装置的详细配置如表1-3-3所示：

表1-3-3

WBH-813A/L

备注

复压过流Ⅰ段t1

√

复压过流Ⅰ段t2

√

复压过流Ⅰ段t3

√

复压过流Ⅱ段t1

√

复压过流Ⅱ段t2

√

复压过流Ⅱ段t3

√

简易母线保护

√

零序过电压告警

√

（报告警信号）

过负荷

√

复合电压

√

PT异常告警

√

2技术参数

2.1机械及环境参数

机械结构

机箱结构尺寸：

259.3mm×266mm×256.2mm

安装方式：

嵌入式

机械性能

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；

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。

环境条件

工作温度：

－10℃～+55℃，24h内平均温度不超过35℃；

贮存温度：

-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；

大气压力：

80kPa～110kPa；

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%。

2.2额定电气参数

额定交流数据

额定交流电流

：

5A或1A；

额定交流电压

：

线电压100V，相电压100/

V；

额定频率：

50Hz。

额定直流数据

220V或110V，允许偏差+15％，-20％。

打印机辅助交流电源

220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围80%～110%。

采样频率

微机保护采样及录波频率1200Hz，系统频率跟踪范围40Hz～60Hz。

功率消耗

交流电压回路：

当为额定电压时，每相不大于0.5VA；

交流电流回路：

当额定电流为1A时，每相不大于0.5VA；当额定电流为5A时，每相不大于1VA；

直流回路：

正常运行时，每个保护箱逻辑回路不大于35W，开入回路每路不大于1.5W；保护动作时，每个保护箱逻辑回路不大于50W，开入回路每路不大于1.5W。

热稳定性

电流下，长期运行；

电流下，允许运行10s；

电流下，允许运行1s。

2.3主要技术指标

保护定值整定范围和定值误差

a．后备保护电流定值：

0.05

～20

，误差不超过±2.5%或±0.01

；

b．后备保护低电压定值：

0V～100V，误差不超过±2.5%或±0.1V；

c．后备保护负序电压定值：

1V～57.7V，误差不超过±2.5%或±0.1V；

d．间隙零序电压定值：

1V～300V，误差不超过±2.5%或±0.1V；

e．间隙零序电流定值：

0.05

～20

，误差不超过±2.5%或±0.01

；

f．后备保护零序过电压告警定值：

1V～100V，误差不超过±2.5%或±0.1V；

g．后备保护时间定值：

0.1s～20s，延时误差不超过±2.5%或±40ms。

记录容量

2.3.1.1故障录波内容和故障事件报告容量

保护跳闸记录跳闸前4个周波、跳闸后6个周波所有电流电压波形；

保护装置可循环记录100次故障事件报告。

2.3.1.2正常波形记录容量

正常时保护可记录10个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。

2.3.1.3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、装置长期启动等。

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；

输出触点

2.3.1.4信号触点容量

允许长期通过电流：

5A；

切断电流：

0.3A（DC220V，=5ms）。

2.3.1.5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）。

2.3.1.6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）。

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实验条件下，不小于100M；

介质强度：

装置的额定绝缘电压小于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。

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。

寿命

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，产品能可靠动作及返回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。

抗干扰能力

辐射电磁场干扰试验：

符合GB/T14598.9规定的严酷等级的辐射电磁场干扰。

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。

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。

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。

工频磁场抗扰度试验：

符合GB/T17626.8-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场干扰。

脉冲磁场抗扰度试验：

符合GB/T17626.9-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场干扰。

浪涌抗扰度试验：

符合IEC60253-22-5:

2002中第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌骚扰。

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验：

符合IEC60253-22-6:

2001中第4章的规定。

工频干扰试验：

符合IEC60253-22-7:

2003规定的工频干扰。

2.4通信接口

a.以太网通信口：

4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。

b.打印口，可选RS-485或RS-232。

c.调试口，RS-232。

3产品原理介绍

3.1复压过流保护

过流保护，作为变压器或相邻元件的后备保护。

可通过整定相关保护投退控制字选择各段各时限过流保护是否投入。

可由控制定值选择是否经复合电压闭锁。

对于高压侧过流保护还可由控制定值选择是否经其他侧复合电压闭锁。

复合电压

3.1.1.1保护原理

复合电压判别由负序电压和低电压两部分组成。

负序电压反映系统的不对称故障，低电压反映系统对称故障。

3.1.1.2判据说明

下列两个条件中任一条件满足时，复合电压元件动作。

为负序电压整定值；

为低电压整定值，

为三个线电压中最小的一个。

3.1.1.3复合电压的逻辑图

高压侧复合电压的逻辑图如图3-1-1所示：

图3-1-1高压侧复合电压逻辑图

中、低压侧复合电压的逻辑图如图3-1-2所示：

图3-1-2中、低压侧复合电压逻辑图

过流元件

过流元件接于电流互感器二次三相回路中，当任一相电流满足下列条件时，过流元件动作。

为动作电流整定值。

复压过流保护逻辑框图

高压侧复压过流保护如图3-1-3所示：

图3-1-3高压侧复压过流保护逻辑图

中、低压侧复压闭锁过流保护如图3-1-4所示：

图3-1-4中、低压侧复压过流保护逻辑图（A相为例）

与电压有关的判别的注意事项

3.1.1.4电压投入软、硬压板退出时

当某侧PT检修或旁路代路未切换PT时，为保证该侧后备保护的正确动作，需退出该侧“电压投入硬压板”或“电压投入软压板”，此时该侧PT异常、复合电压和复压过流保护的功能有如下变化：

对于高压侧，该侧PT异常判别不进行，该侧复合电压判别不会动作。

该侧复压过流保护，若经复压闭锁，且经其他侧复压闭锁时，该侧复合电压判别不动作，该侧复压过流保护需由其它侧复合电压启动；若不经其他侧复压闭锁时，该侧复压过流保护自动变为单纯的过流保护。

对于中、低压侧，该侧PT断线判别不进行，但该侧复合电压判别会直接动作，开放该侧复合电压闭锁元件对各侧复压过流保护的开放作用。

该侧复压过流保护，变为单纯的过流保护。

3.1.1.5PT异常时

当某侧PT异常时，此时该侧复合电压和复压过流保护的功能有如下变化：

对于高压侧，该侧复合电压判别不会动作。

该侧复压过流保护，若经复压闭锁，且经其他侧复压闭锁时，该侧复合电压判别不动作，该侧复合电压过流保护需由其它侧复合电压启动；若不经其他侧复压闭锁时，该侧复合电压过流保护自动变为单纯的过流保护。

对于中、低压侧，该侧复合电压判别会动作，开放该侧复合电压闭锁元件对各侧复压过流保护的开放作用。

该侧复压过流保护，变为单纯的过流保护。

3.2零序过流保护

零序过流保护，主要作为变压器中性点接地运行时接地故障的后备保护，可通过整定相关保护投退控制字选择各段各时限零序过流保护是否投入。

零序过流元件

零序过流元件用的电流取自变压器中性点专用零序CT的电流。

为零流动作电流整定值。

零序过流保护逻辑框图

如图3-2-1所示：

图3-2-1零序过流保护逻辑图

3.3间隙保护

对中性点装设有放电间隙的变压器，需要配置反应间隙零序电流和零序电压的间隙保护。

变压器间隙零序过电压元件单独经较短延时间隙零压时限出口。

变压器间隙零序过流和零序过电压元件组成“或门”逻辑，经较长延时间隙零流时限出口，间隙在击穿的过程中，零序电压和间隙零序电流可能交替出现，间隙保护的间隙零序过流元件和零序过电压元件带有一定展宽时间，任一元件动作保持一定时间。

间隙零序过流元件的零序电流取自中性点放电间隙处电流互感器，零序过电压元件的零序电压取自母线PT二次开口三角侧。

保护逻辑框图如图3-3-1所示：

图3-3-1间隙保护逻辑框图

注：

图中ty为间隙零压1时限或间隙零压2时限，tl为间隙零流1时限或间隙零流2时限，t’为装置内部固定的间隙电流和零序电压相互保持的时间。

3.4零序过电压告警

110kV变压器中压侧和低压侧常为不接地系统，各配置一段零序过电压告警保护，用于接地故障时发告警信号。

零序电压取自母线PT二次开口三角。

可以通过相应保护投退控制字进行投退。

零序过电压告警逻辑框图如图3-4-1所示：

图3-4-1零序过压告警逻辑框图

3.5过负荷（闭锁有载调压、启动冷却器）保护

装置设有三个保护分别对应这三项功能，取最大相电流作为判别。

过负荷保护固定投入。

仅高压侧保护装置配置有闭锁有载调压、启动冷却器，给出一副启动冷却器触点，一副闭锁有载调压触点，可以通过相应保护投退控制字进行投退。

过负荷保护的逻辑框图如图3-5-1所示：

图3-5-1过负荷保护逻辑图

闭锁有载调压、启动冷却器保护的逻辑框图如图3-5-2所示：

图3-5-2闭锁有载调压、启动冷却器保护逻辑图

3.6简易母线保护

为了减少变电站10kV母线故障对开关柜和主变的危害，在主变低压侧配置简易母线保护。

保护原理说明

10kV简易母线保护不是单独的保护装置，它由动作元件和闭锁元件两部分组成，即主变10kV侧后备保护装置中的动作元件和10kV出线（包括10kV馈线、站用变、接地变、电容器等，下同）保护装置中的闭锁元件组成。

闭锁元件动作后输出闭锁信号至动作元件，防止10kV出线故障10kV母线保护误动。

闭锁信号传递采用硬接点方式。

保护逻辑

在10kV简易母线保护功能设置为投入、10kV分段开关处于断开状态、无10kV简易母线保护闭锁信号输入的情况下，当主变低压侧任一相电流大于母线保护过电流定值，且最小母线线电压小于30V时，10kV简易母线保护经延时跳开主变10kV侧开关，同时闭锁10kV侧备自投。

当“低压侧电压投入硬压板”或“低压侧电压投入软压板”退出时，电压判据自动满足。

当10kV出线保护范围内故障，10kV出线电流大于闭锁元件电流定值时，闭锁元件瞬时发出闭锁信号，闭锁10kV简易母线保护。

10kV出线保护动作跳开出线开关后，闭锁元件瞬时返回。

10kV出线保护动作后200ms故障未消失，闭锁元件应立即返回（考虑10kV出线断路器失灵，简易母线保护作为10kV出线后备）。

10kV简易母线保护动作逻辑如图3-6-1所示：

图3-6-1简易母线保护逻辑图

动作元件

10kV母线保护动作元件在变压器后备保护装置中，动作电流定值按10kV母线上发生任何相间故障整定。

闭锁元件

10kV母线保护闭锁元件在10kV出线保护装置（包括10kV馈线、站用变、接地变、电容器等）中。

任一相电流大于闭锁电流定值时，闭锁元件动作。

对于10kV馈线单元闭锁元件可由控制字选择是否带方向。

闭锁电流定值按10kV出线发生任何相间故障整定。

将构成10kV母线保护的各出线单元保护装置中的闭锁触点并联，接入主变10kV侧后备保护装置的“闭锁简易母线保护开入”（“闭锁简易母线保护开入”一直存在60s以上则报“闭锁简易母线保护开入长期存在”）。

3.7PT异常判别

判据原理

a．正序电压小于30V，任一相电流大于0.04

或无断路器跳位（见注）。

（

为CT二次额定值5A或1A。

）

b．负序电压大于4V。

当装置用电压量判别时，满足上述任一条件，且后备保护未启动时，延时10s报该侧母线PT异常，发PT异常告警信号。

注：

用断路器跳位常开触点开入判别，一般情况下，此触点一般可不用接线，装置默认断路器为合位，故装置没接电压时，10s后会报PT异常。

PT检修对PT异常判别的影响

当某侧PT检修或旁路代路未切换PT时，为保证该侧后备保护的正确动作，需退出该侧“电压投入硬压板”或“电压投入软压板”。

某侧“电压投入硬压板”或“电压投入软压板”退出时，该侧PT异常判别自动退出，不再报该侧PT异常。

4装置硬件介绍及典型接线

4.1装置整体介绍

硬件平台

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。

硬件框图如图4-1-1所示：

图4-1-1CPU部分硬件框图

软件平台

软件平台采用ATI公司的RTOS系统NUCLEUSPLUS。

RTOS是一个经过严格测试的内核，保证软件运行的稳定性。

与综合自动化监控系统接口说明

系统应用总体框图如图4-1-2所示：

图4-1-2系统总体框图

装置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件报告、告警信息等，并可由远方实现保护投退功能。

设有两组独立的通讯接口RS-485，支持IEC60870-5-103通讯规约。

可满足Ethernet组网要求，并通过配套规约转换器可适应多种通信规约，满足110kV电压等级变电站综合自动化的要求。

4.2装置背视示意图

WBH-813A保护装置背视示意图分别如图4-2-1所示：

图4-2-1WBH-813A装置背视示意图

4.3结构与安装

19in半宽6U机箱。

机箱外形尺寸和安装开孔尺寸如图4-3-1和图4-3-2所示：

图4-3-1机箱外形尺寸

图4-3-2安装开孔尺寸

4.4WBH-813A保护装置端子图

WBH-813A/H保护装置端子图

高压侧WBH-813A/H保护装置端子图如图4-4-1所示：

图4-4-1WBH-813A/H装置端子图

WBH-813A/M保护装置端子图

中压侧WBH-813A/M保护装置端子图如图4-4-2所示：

图4-4-2WBH-813A/M装置端子图

WBH-813A/L保护装置端子图

低压侧WBH-813A/L保护装置端子图如图4-4-3所示：

图4-4-3WBH-813A/L装置端子图

4.5WBH-813A装置输出触点

WBH-813A保护装置触点原理图如图4-5-1、图4-5-2所示：

图4-5-1WBH-813A装置保护出口触点图

图4-5-2WBH-813A装置信号触点图

5定值清单

5.1WBH-813A/H的保护整定清单

WBH-813A/H的保护软压板清单

序号

保护软压板名称

说明

1

高压侧电压投入软压板

可投退

2

间隙保护软压板

可投退

WBH-813A/H的保护定值清单

保护定值

类别

序号

定值名称

整定范围

步长

说明

备注

复压过流保护

1

低电压闭锁定值

0.0V～100.0V

0.01V

复压过流保护用

2

负序电压闭锁定值

1.0V～57.7V

0.001V

3

复压闭锁过流定值

0.04A～100.0A

0.01A

4

复压闭锁过流时