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微机保护说明书

第一章概述

1引言1

2系列产品的特点1

3装置硬件说明及软件配置2

4主要技术参数4

5装置型号说明7

6订货须知7

第二章WXB196B型微机线路保护装置

1适用范围及主要功能8

2保护装置及工作原理8

3保护定值表及说明13

4外部端子接线图15

第三章WDZ196B-G型微机电动机综合保护装置

1适用范围及主要功能16

2保护装置及工作原理17

3保护定值表及说明23

4外部端子接线图25

第四章WDZ196B-D型微机低压电动机综合保护装置

1适用范围及主要功能26

2保护装置及工作原理26

3保护定值表及说明31

4外部端子接线图32

第五章WDC196B型微机电动机差动保护装置

1适用范围及主要功能33

2保护装置及工作原理33

3保护定值表及说明35

4外部端子接线图36

第六章WDZ196B-C型微机电动机综合（带差动）保护装置

1适用范围及主要功能37

2保护装置及工作原理38

3保护定值表及说明43

4外部端子接线图44

第七章WBZ196B型微机变压器综合保护装置

1适用范围及主要功能45

2保护装置及工作原理45

3保护定值表及说明50

4外部端子接线图52

第八章WDB196B型微机电容器保护装置

1适用范围及主要功能53

2保护装置及工作原理53

3保护定值表及说明55

4外部端子接线图56

第九章WBT196B型微机备用电源自投装置

1适用范围及主要功能57

2装置及工作原理57

3保护定值表及说明60

4外部端子接线图61

第十章WXX196B系列保护装置操作说明

1面板说明62

2人机接口63

附图

第一章概述

1引言

太原合创自动化有限公司是一家专业从事电力系统继电保护装置及自动化仪表等相关产品研制、开发、生产和销售的高科技技术企业。

现拥有一批经验丰富而又勇于开拓创新的高科技人才和被广大设计、运行单位认可的高质量产品。

“专业水平，诚信为本”是本企业

始终不渝的宗旨。

WXX196孫列微机保护及自动装置是本公司推出的新一代微机型保护装置，它结合了继电保护的特点与最新单片机发展技术，采用单片解决方案，数字部分仅由一片资源丰富、高度集成、驱动能力强的工业级单片机构成。

其抗干扰能力强，运行稳定可靠，现场维护调试方便，可对架空线路、电缆线路、母线、电动机、变压器、电容器等设备提供保护功能，既可单独运行，也可联网构成综合自动化系统。

2系列产品的特点

2.1所有装置均采用单片解决方案，所选用的CPU包含有FlashROM、RAMEEPROM

AD转换器、定时器、串行口等微机保护需要的所有资源。

整套装置总线不出芯片，与外部设备的连接均通过驱动能力很强的10口来实现，使装置元器件少，运行稳定可靠，抗干扰

能力强。

2.2装置采用全金属结构，壳体设计简单、合理，各部分均由模具冲压而成，使装置屏蔽效果好，外形美观大方。

2.3安装CPU的印制板密封在一个金属盒内，只露出一条细缝通过扁平电缆与外部连接，并且扁平电缆中的信号线均由地线进行屏蔽，减少外部对CPU的干扰。

2.4装置与外部的所有连接部分均采用隔离措施，开关量输入、输出、通讯接口通过光电隔离，模拟量通过变压器隔离，使经过输入输出线上过来的干扰减到最小。

2.5模拟量经过变压器的输入输出部分，开关电源的输入输出部分，开关量输入部分均采用了抗高频干扰的屏蔽措施，可将高频干扰拒之门外。

2.6模拟量输入、开关量输入、电源输入及通讯接口部分均采用了专门抗快速瞬变干扰的元件，使装置抗瞬变干扰的能力特别强。

2.7通讯接口采用高速光电隔离器件，并设计有专用电路对接口芯片进行保护，使装

置通讯速率高，通讯稳定可靠。

2.8装置内部采用专用时钟芯片，运行由单独的晶振支持，并带有备用电池，时钟即使在装置掉电后也能走时，使装置能准确记录各种故障信息。

2.9装置采用高精度的CT,CT中的铁芯采用特殊材料制成，即使故障电流很大CT也

不容易饱和，使装置动作精度高，线性度好。

2.10装置具有三级看门狗，外部硬件看门狗、CPU硬件定时器看门狗和软件看门狗，

且不同看门狗之间相互进行监视，使装置在各种情况下均不会死机。

2.11采用大屏幕汉字液晶显示及菜单操作方式，人机接口良好，定值数据、控制字含义、故障信息均以汉字的方式进行显示，整定调试非常方便。

2.12装置中软件采用模块化设计，具有多种冗余措施，并经过了长时间的现场运行考验，程序运行稳定。

3装置硬件说明及软件配置

3.1装置硬件

WXX196孫列微机保护及自动装置的硬件基本统一，印制板完全相同，只是不同的装置

所装的CT和PT略有不同。

每种装置均由三块印制板构成，分为面板、主板、底板。

面板安装有液晶显示模块、键盘及信号灯；主板安装有CPU硬件看门狗、实时时钟、通讯接口

及光耦；底板安装有CTPT、出口继电器及开关量输入回路。

系列装置的硬件原理方框图如下图所示：

接地

通讯接口

口接点

信

号

-接

点

卄

8—

213

5—

6121

图理原件硬置装护保机微列^系6^1-

微处理器

包离七隔

盘键

晶器、亠示液显

抗干扰回路及低通滤波

光电隔离

［」213145I6—718_

□□□□o□□□

5O0XS

时钟实时

光电隔离

rZl_L\L_LTi

交流量

输入

开关量

输入

电源

3.2软件配置

WXX196孫列保护装置的软件均采用模块化设计，每个模块均经过反复测试，通用性强。

主要分为：

系统初始化模块、数据采集模块、数据运算模块、保护判别模块、继电器输出模块、开关量输入模块、人机接口模块、自检模块、通讯模块。

并且在数据采集、开关量

输入、保护判别、继电器输出模块中均采用多项冗余措施，不会因为某些数据的错误、程序跑飞而引起保护误动。

4主要技术参数

4.1环境条件

4.1.1基本环境条件（确定产品基本性能及准确度、或仲裁试验的标准大气条件）

•环境温度：

20±5C

•相对湿度：

45%~80%

•大气压力：

86~106KPa

4.1.2工作环境条件

•环境温度：

-20C~+60C,24小时内平均温度不超过+45Co

•相对湿度：

月平均最大相对湿度为93%A下，机壳表面无凝露。

•工作环境：

没有导致金属或绝缘损坏的腐蚀性气体及较严重的尘埃和霉菌，无火

灾、爆炸危险的物质。

4.1.3储存、运输极限环境温度

装置的储存、运输及安装允许的环境温度为-25C~+75C,在不施加任何激励量的条

件下，不出现不可逆变化。

4.2电源

4.2.1交流电源

•额定电压：

单相220V（-15%~+10%）

•频率：

50HZ（-1%~+1%）

4.2.2直流电源

•额定电压：

220V或110V

•允许偏差：

-20%~+20%

•纹波系数：

不大于5%

4.3额定参数

•交流电流：

5A,50HZ或1A,50HZ

•交流电压：

100V,50HZ

4.4功率消耗

•直流回路：

不大于8W

•交流电压回路：

不大于0.8VA/相

•交流电流回路：

不大于0.8VA/相

4.5精确工作范围

•电流精确工作范围：

0.5A~100A

•电压精确工作范围：

1V~160V

4.6精度

•各种保护动作精度：

小于土3%

温度变差：

小于土2%

综合误差：

小于土5%

4.7输出接点

•容量：

接通DC250V5A（纯阻性负荷）;

•工作寿命：

动作100,000次

4.8绝缘电阻、介质强度和冲击电压

绝缘电阻：

》50MQ

介质强度：

2KV,50HZ,1min

冲击电压：

5KV,（1.2/50）Q

4.9振动

符合IEC60255-21-1中3.2.1、3.2.2的有关规定。

4.10冲击

符合GB/T14537-1993中421、4.2.2的有关规定。

4.11碰撞

符合GB/T14537-1993中4.3的有关规定。

4.12抗干扰性能

4.12.1脉冲干扰试验

能承受频率为1MHz及100KHz电压幅值共模2500V,差模1000V的衰减振荡波脉冲干扰试验。

4.12.2静电放电试验

能承受IEC1000-4-2标准川级、试验电压6KV的静电放电试验。

4.12.3辐射电磁场干扰试验

能承受IEC1000-4-3标准川级、干扰场强10V/m的辐射电磁场干扰试验。

4.12.4快速瞬变干扰试验

能承受IEC1000-4-4标准川级的快速瞬变干扰试验。

5装置型号说明

装置结构形式：

B型外壳机箱

装置设计序号

装置类型：

XB-线路保护

DZ-电动机保护

DC-电动机差动保护

BZ-变压器综合保护

DB-电容器保护

BT-备自投装置

微机保护及自动装置型号

6订货须知

订货时需说明：

6.1产品型号、名称、规格；

6.2技术要求；

6.3订货数量；

6.4收货单位、地址及收货人；

6.5交流额定电流是5A还是1A；

6.6装置电源电压是220V还是110V。

第二章WXB196B型微机线路保护装置

1适用范围及主要功能

WXB196B型微机线路保护装置适用于35KV及以下电压等级的架空线路、电缆线路、母

线等设备，具有如下保护及功能：

•三相三段式相间过流保护及后加速功能，每一段可分别投退，n、川段可分别投入后加速功能，后加速时间可单独设定；

•三段零序电流保护及后加速功能，每一段可分别投退，n、川段可分别投入后加速功能，后加速时间可单独设定，川段可以设定为单独发告警；

•三相一次自动重合闸功能，具有保护启动和接点不对应启动两种方式；

•过负荷保护，可选择跳闸或告警，过负荷动作于跳闸时可自动闭锁重合闸；

•外部接口保护，通过外部开关量输入经装置重动后可实现跳闸或发信的功能；

•故障显示及记忆功能，装置内部具有实时时钟，即使装置掉电后也能精确走时，装置按先进先出的顺序可记录16条详细的带时标的故障信息；

•通讯功能，装置具有带光电隔离的高速RS485通讯接口，可将所有的信息通过通讯

网络进行上传。

2保护配置及工作原理

2.1三相三段式相间过流保护及后加速功能

当三相电流中任何一相电流的幅值大于任一段过流保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

三段都可以独立地用控制字选择投入或退出，n、川段可分别通过控制字选择是否投入后加速功能，后加速时间也可以单独设定。

图2-1三段相间过流保护逻辑框图

2.2三段零序电流保护及后加速功能

当零序电流的幅值大于任一段零序电流保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

三段都可以独立地用控制字选择投入或退出，n、川段可分别通过控制字选择是否投入后加速功能，后加速时间也可以单独设定。

第川段可以选择投跳闸或告警。

图2—2三段零序电流保护逻辑框图

2.3三相一次自动重合闸功能

三相一次自动重合闸具有两种启动方式，保护启动重合闸方式和接点不对应启动重合闸方式，两种方式可通过控制字分别进行投退。

当开关处于合位，无闭锁重合闸条件时，经10秒充电时间后重合闸功能投入。

对于保护启动重合闸方式，当保护动作出口（过负荷保护动作出口除外）时启动。

对于接点不对应启动重合闸方式，当开关跳开，而又无手动、遥控跳闸等外部闭锁重合闸开关量输入时启动，该方式可实现开关偷跳的情况下进行重合。

图2-3三相一次重合闸逻辑框图

2.4过负荷保护

当三相电流中任何一相电流的幅值大于过负荷保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

可以用控制字选择投入或退出，也可以选择跳闸或告警。

当过负荷保护跳闸时将闭锁重合闸。

P►跳闸信号

—►跳闸出口

—►信息显示及远传

—►闭锁重合闸

■告警信号

—►信息显示及远传

2.5外部接口保护

对于馈线变压器组或所用变保护，本装置可引入外部瓦斯保护的接点，经装置重动跳闸，对于其它保护接点如温度保护接点也可由此重动出口。

此保护可以用控制字选择投退，也可以选择跳闸或告警。

下图为外部接口1的动作逻辑，外部接口2的动作逻辑则与下图

相同，只是控制字稍有差别。

图2—5外部接口保护逻辑框图

Ak®

3保护定值表及说明

序号

定值类型

号标

含义

整定范围及步长

控制字

KZ1

见卜表

控制字

KZ2

见卜表

控制字

KZ3

见下表

过流I段

过流I段电流定值

（0~99）A，级差0.01A

过流I段时间定值

（0~30）S，级差0.01S

过流n段

过流n段电流定值

（0~99）A，级差0.01A

过流n段时间定值

（0~30）S，级差0.01S

T2j

过流n段加速时间定值

（0~3）S，级差0.01S

过流川段

过流川段电流定值

（0~99）A,级差0.01A

过流川段时间定值

（0~30）S,级差0.01S

T3j

过流川段加速时间定值

（0~3）S，级差0.01S

零序I段

I01

零序I段电流定值

（0~3.2）A,级差0.01A

T01

零序I段时间定值

（0~30）S，级差0.01S

零序n段

I02

零序n段电流定值

（0~3.2）A,级差0.01A

T02

零序n段时间定值

（0~30）S，级差0.01S

T02j

零序n段加速时间定值

（0~3）S，级差0.01S

零序川段

I03

零序川段电流定值

（0~3.2）A,级差0.01A

T03

零序川段时间定值

（0~30）S,级差0.01S

T03j

零序川段加速时间定值

（0~3）S，级差0.01S

重合闸

Tch

重合闸时间定值

（0~30）S,级差0.01S

过负何

过负荷电流定值

（0~40）A，级差0.01A

过负荷时间定值

（0~99）S，级差0.01S

通讯

Addr

通讯地址

1~99,级差1

Baud

通讯波特率

（1200~9600）bps

KZ1（控制字1）各位定义如下：

（1-投入；0-退出）

过流I段投退

过流川段后加速投退

过流n段投退

过负荷投退

过流n段后加速投退

过负荷跳闸投退

过流川段投退

KZ2（控制字2）各位定义如下：

（1-投入；0-退出）

零序I段投退

零序川段跳闸投退

零序n段投退

零序川段后加速投退

零序n段后加速投退

零序川段投退

KZ3（控制字3）各位定义如下：

（1-投入；0-退出）

保护启动重合闸投退

外部接口2保护投退

接点不对应启动重合闸投退

外部接口2保护跳闸投退

外部接口1保护投退

外部接口1保护跳闸投退

11n

4外部端子接线图

13屏蔽地

图2—6WXB196B型微机线路保护装置外部端子接线图

Ak®

第三章WDZ196B-（型微机电动机综合保护装置

1适用范围及主要功能

WDZ196B-G型微机电动机综合保护装置可对各种系统、各种电压等级的大、中型电动机

提供完善的保护功能。

其提供的保护及主要功能如下：

•速断保护，可分别整定电动机启动时间内与启动时间后的速断定值，由装置自动判另U电动机的启动过程，有效躲过电动机的启动电流；

•过流保护，可分别整定电动机启动时间内与启动时间后的过流定值；

•负序过流保护，可对电动机的各种不平衡故障（如断相或反相）提供保护；

•零序接地保护，可通过控制字选择投跳闸或告警；

•堵转保护，可对电动机正常运行时的堵转提供有效的保护；

•过负荷（过热）保护，采用反时限平方曲线，按照电动机的发热模型进行拟合，电动机启动时间内与启动时间后的过负荷定值可分别进行整定；

•低电压保护，当母线电压低于电压整定值，电流大于闭锁电流值，并达到整定延时后保护动作，可通过控制字进行投退，此保护设有单独的出口接点和信号接点，便于用户灵活设计；

•启动时间过长保护，装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动超过整定时间后，电流还没有降低到额定电流附近时保护动作；

•两路外部接口输入的本体保护，用于和其它保护转接后经装置重动出口，可通过控制字选择跳闸或告警；

•故障显示及记忆功能，装置内部具有实时时钟，即使装置掉电后也能精确走时，装置按先进先出的顺序可记录16条详细的带时标的故障信息；

•通讯功能，装置具有带光电隔离的高速RS485通讯接口，可将所有的信息通过通讯

网络进行上传。

2保护配置及工作原理

2.1速断保护

当A、C相任一相的电流大于速断保护整定值并达到整定延时后保护动作。

装置对电动机启动时间内和启动时间后的速断定值可以分别进行整定，由装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动过程结束后自动调整速断定值，从而可有效地躲过电动机的启动电流，又不影响保护的灵敏度。

图3-1速断保护逻辑框图

2.2过流保护

当A、C相任一相的电流大于过流保护整定值并达到过流延时后保护动作。

装置对电动机启动时间内和启动时间后的过流定值可以分别整定，由装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动过程结束后自动调整过流定值，从而可有效地躲过电动机的启动电流，又不影响保护的灵敏度。

电动机处于启动时间内

MAX（la,lc）>Ign

11r•

跳闸信号

跳闸出口1

信息显示及远传

图3-2过流保护逻辑框图

2.3堵转保护

堵转保护用于区分电动机是正常运行还是堵转，当电动机的运行电流大于整定电流并达到整定延时后，保护动作出口或发告警。

为躲开电动机的启动电流，堵转保护在电动机启动过程中自动闭锁，启动完成后自动投入。

2.4过负荷（过热）保护

本装置的过负荷保护根据电动机的发热模型，提供反时限平方曲线的过负荷保护。

可分别整定电动机在启动过程中和启动结束后的过负荷保护定值，且电动机在启动过程结束后装置自动切换过负荷保护定值。

此保护可通过控制字分别进行投退。

电动机在启动时间内的过负荷保护的动作方程如下：

上式中：

t—过负荷保护出口时间

Ifn—过负荷保护启动电流值（启动时间内）

Tfn—过负荷保护时间常数（启动时间内）

I—A、C两相的最大电流值

电动机在启动时间后的过负荷保护的动作方程如下:

（II』"

上式中：

t—过负荷保护出口时间（启动时间后）

Ifh—过负荷保护启动电流值（启动时间后）

Tfh—过负荷保护时间常数

—A、C两相的最大电流值

2.5负序过流（不平衡）保护

因负序电流所形成的旋转磁场与电动机正常运行时的方向正好相反，会对电动机带来很大的危害，装置对不平衡（如断相或反相等）运行提供有单独的保护，由装置计算出负序电流后与整定值进行比较。

为避免断路器合闸时的三相不同步可能引起的误动，建议负序过流保护须带0.2秒及以上的延时。

仙h

跳闸出口1

信息显示及远传

告警信号信息显示及远传

图3-4负序过流保护逻辑框图

2.6零序接地保护

因高压电动机发生单相接地时，一般接地电流较小，所以装置配有单独的零序接地保护。

零序电流可由专用的穿心零序电流互感器取得，当零序电流大于整定值并达到整定延时后保护动作。

可以通过控制字选择投退，还可选择投跳闸或告警，当投告警时，装置设

有单独的零序接地信号

2.7低电压保护

当电动机的电压降低时转矩会成倍地下降，造成电动机严重过载，而当电压降低到一定程度时，电动机的自启动将发生困难，所以本装置提供有单独的低电压保护。

低电压保护采用电流电压的复合判据，当母线电压降低到低电压保护整定值，而电流又大于低电压闭锁电流值，并达到整定延时后保护动作。

低电压保护设有单独的出口继电器和信号继电

器，此保护可以通过控制字选择投退。

2.8启动时间过长保护

装置既能通过电流值自动判断电动机的启动过程，也可通过启动时间来判断启动过程。

电动机启动后，当电流降到额定电流的110%^下时，或整定的启动时间已到，均认为电动机的启动过程结束。

电动机启动后，当达到整定的启动时间过长保护的时间定值后电流还没有降到额定电流的110%寸保护动作。

此保护可通过控制字选择投退，也可选择跳闸或告警。

2.9外部接口保护

装置配有两路外部接口保护，其它保护接点可由此重动出口。

此保护可以用控制字选择投退，也可以选择跳闸或告警。

Ak®

外部接口1保护投跳闸KZ3.5=1

跳闸信号

—►跳闸出口

外部接口1由分变合

—►信息显示及远传

外部接口1保护投入KZ3.4=1

厂＞告警信号

—

外部接口1保护投告警KZ3.5=0

—►信息显示及远传

图3-7外部接口保护逻辑框图

3保护定值表及说明

序号

定值类型

号标

含义

整定范围及步长

控制字

KZ1

见卜表

控制字

KZ2

「见卜表

控制字

KZ3

「见卜表

速断保护

Isn

速断电流定值（启动时间内）

（0~99）A，级差0.01A:

Ish

速断电流定值（启动时间后）

（0~99）A，级差

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