WBH817C技术说明书v100.docx

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WBH817C技术说明书v100

WBH-817C微机变压器保护装置

技术说明书

（Version1.00）

许继电气股份有限公司

XJELECTRICCO.,LTD.

1概述

1.1应用范围

WBH-817C微机变压器保护装置适用于110kV及以下电压等级各种接线方式的变压器。

WBH-817C装置实现变压器的差动保护，差动保护采用二次电流自动调整相位的方法，并提供了可靠的励磁涌流判据，可以实现四侧差动。

1.2功能配置

下图为WBH-817C保护在110kV变压器典型接线（高压侧为内桥接线）的应用配置方案。

图1-2-1WBH-817C在三圈变中的典型应用配置

WBH-817C装置功能配置如下表所示：

表1-2-1

功能分类

功能名称

备注

保护功能

比率差动

差流速断

差流越限

TA异常

辅助功能

GPS脉冲监视

（需要时工程指明才配）

录波

装置故障告警

1.3产品特点

✧采用许继独立产权的“VLD”可视化逻辑开发工具，软件可靠性高。

✧具备离线的逻辑仿真功能，可实现事故分析“透明化”。

✧装置采用全封闭机箱，强弱电严格分开，抗干扰能力强，硬件回路的全面自检。

✧配置2个以太网口，支持IEC60870-5-103和IEC61850通讯规约。

✧对时方式支持SNTP对时、B码对时、GPS脉冲对时。

✧友好的人机界面，全中文类Windows菜单模式，结构清晰，使用方便。

✧完善的事件保护处理，可存储最新80条事件报告记录，50条动作报告记录，可记录10个周波的电流电压报告。

✧差动保护采用自适应变特性技术，达到继电保护“四性”的辨证统一。

✧采用虚拟正弦波技术识别空投故障变压器专利技术，在保证空投正常变压器不误动的前提下，大大提高了空投匝间故障时差动保护的动作速度。

✧采用虚拟制动量的识别TA饱和专利技术，大大提高差动保护的抗TA饱和能力。

发生外部故障，电流波形正常时间≧2.5ms时，差动保护可靠不误动。

2技术参数

2.1基本电气参数

额定交流数据

✧额定交流电流

：

5A或1A；

✧额定频率：

50Hz。

额定直流数据

✧额定电源电压：

DC220V或DC110V，允许变化范围：

80%～115%。

功率消耗

✧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1.0VA；

✧直流回路：

正常运行时，逻辑回路不大于12W；保护动作时，逻辑回路不大于15W；开入回路每路不大于1.0W。

过载能力

✧交流电流电路：

2倍额定电流，长期连续工作；50倍额定电流，允许1s。

2.2主要技术指标

动作时间

✧差流速断：

不大于25ms（1.5倍整定值）；

✧比率差动：

不大于35ms（2倍整定值）。

保护定值整定范围和定值误差

注意：

以下文档中

指变压器二次侧额定电流，

指TA二次侧额定电流。

✧差动最小动作电流整定范围：

0.2

～1.0

，误差不超过±2.5%或±0.01

；

✧差动最小制动电流整定范围：

0.5

～1.2

，误差不超过±2.5%或±0.01

；

✧比率制动系数整定范围：

0.3～0.7，误差不超过±5%；

✧差流速断整定范围：

2.0

～15.0

，误差不超过±2.5%。

记录容量

✧故障录波和故障报告容量

保护装置可循环记录约50次动作报告、30次故障录波（每次记录故障前4个周波、故障后6个周波所有电流电压波形）。

✧异常记录容量

保护装置可循环记录80次事件报告和装置自检报告。

事件报告包括软、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等。

✧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。

触点性能

✧出口跳合闸触点

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，触点的断开容量为50W。

✧开出信号及其它触点

在电压不大于250V，电流不大于0.5A，时间常数L/R为5ms±0.75ms的直流有感负荷电路中，触点的断开容量为20W。

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。

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100MW；

✧介质强度

装置的额定绝缘电压小于60V的通信接口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。

2.3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。

电磁兼容性能

✧辐射电磁场骚扰：

产品的外壳端口能承受GB/T14598.9—2010第4章规定的严酷等级的辐射电磁场骚扰试验，试验场强为10V/m（有效值）。

✧电快速瞬变/脉冲群抗扰度：

产品的辅助电源端口、通信端口、输入和输出端口能承受GB/T14598.10—2007第4章规定的严酷等级为A级的电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验。

✧1MHz和100kHz脉冲群抗扰度：

产品的辅助电源端口、通信端口、输入和输出端口能承受GB/T14598.13—2008第4章规定的严酷等级的1MHz及100kHz脉冲群抗扰度试验，（辅助电源端口、输入/输出端口试验电压为：

第一个半波为电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV；通信端口试验电压为：

第一个半波为电压幅值共模为1.0kV，差模为0V）。

✧静电放电抗扰度：

产品的外壳端口能承受GB/T14598.14—2010第4章规定的严酷等级为3级的静电放电抗扰度试验。

✧工频磁场抗扰度：

产品的外壳端口能承受GB/T17626.8—2006第5章规定的严酷等级为4级的工频磁场抗扰度试验。

✧脉冲磁场抗扰度：

产品能承受GB/T17626.9－1998第5章规定的严酷等级为4级的脉冲磁场抗扰度试验。

✧浪涌抗扰度：

产品的辅助电源端口、通信端口、输入和输出端口能承受GB/T14598.18—2007第4章规定的严酷等级的浪涌抗扰度试验。

✧工频抗扰度：

产品的直流状态输入端口应能承受GB/T14598.19—2007第4章规定的严酷等级为A级的工频抗扰度试验。

✧阻尼振荡磁场抗扰度：

产品应能承受GB/T17626.10－1998第5章规定的严酷等级为4级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。

✧电磁发射试验：

产品的电源端口应符合GB/T14598.16—2002中4.1规定的传导发射限值。

2.4环境条件

✧工作温度：

－25℃～+55℃；

✧贮存温度：

-25℃～+55℃，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；

✧运输温度：

-40℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化的损坏。

✧大气压力：

86kPa～106kPa；

✧相对湿度：

5%～95%（产品内部既无凝露、也无结冰）。

2.5通信接口

✧以太网通信口：

2个，支持IEC60870-5-103和IEC61850通讯规约；

✧GPS脉冲对时接口：

1个；

✧调试口：

1个USB口。

3装置功能

3.1保护功能

本装置配变压器主保护，由比率差动、差流速断、差流越限告警、TA断线告警组成，提供完备的主保护方案。

比率差动保护

比率差动保护能反映变压器内部相间短路故障、高（中）压侧单相接地短路及匝间层间短路故障，既要考虑励磁涌流和过励磁运行工况，同时也要考虑TA断线、TA饱和、TA暂态特性不一致的情况。

由于变压器联结组不同和各侧TA变比的不同，变压器各侧电流幅值相位也不同，差动保护首先要消除这些影响。

本保护装置利用数字的方法对变比和相位进行补偿，方法参见第12章附录二，以下说明均基于已消除变压器各侧电流幅值相位差异的基础之上。

3.1.1.1比率差动动作方程

（3-1-1）

为差动电流，

为差动最小动作电流整定值，

为制动电流，

为最小制动电流整定值，S为比率制动系数整定值，各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。

3.1.1.1.1对于两侧差动：

=|

|（3-1-2）

=|

|/2（3-1-3）

，

分别为变压器高、低压侧电流互感器二次侧的电流。

3.1.1.1.2对于三侧及以上数侧的差动：

（3-1-4）

=max{|

|，|

|，…，|

|}（3-1-5）

式中：

，

，

，…

分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。

3.1.1.2比率差动动作特性

如图3-1-1所示：

图3-1-1比率差动动作特性

3.1.1.3比率差动保护逻辑图

如图3-1-2所示：

图3-1-2比率差动保护逻辑图

3.1.1.4励磁涌流判据

装置提供两种励磁涌流识别方式，当“二次谐波制动”整定为1时，采用二次谐波原理闭锁，整定为0时，采用波形比较原理闭锁。

3.1.1.4.1二次谐波判据

装置采用差动电流中的二次谐波含量来识别励磁涌流。

判别方程如下：

式中：

为差流中的二次谐波，

为差流中的基波，

为整定的二次谐波系数。

如果某相差流满足上式，则闭锁比率差动保护。

3.1.1.4.2波形比较判据

本装置根据变压器的不同工况自动选择差动电流或相电流计算波形的不对称度，计算出励磁涌流的波形不对称度更加真实。

判别方程如下：

动作方程：

式中：

为差动电流采样点的不对称度值，

为对应差动电流采样点的对称度值，K为装置内部设定系数，不需整定。

如果某相差流满足上式，闭锁比率差动保护。

3.1.1.5TA饱和判据

为防止在变压器区外发生故障等状态下的TA饱和所引起的比率制动式差动保护误动作，本装置设有TA饱和判据。

由铁磁元件的“B-H”曲线可知，区外故障起始时和一次电流过零点附近TA存在一个线性传变区，因此，区外故障TA饱和时，差动电流波形不完整，存在间断。

采用时差法判断出为变压器区外故障后，如果判断出差动电流不完整，存在间断，则闭锁差动保护。

并采用虚拟制动量的TA饱和识别专利技术，既能有效防止区外故障保护误动作，又能保证在区内故障及区外故障发展成为区内故障时保护的快速动作。

3.1.1.6TA异常判据

当差流大于0.2倍的额定电流时，启动TA异常判别程序，满足下列条件认为TA断线：

a．本侧三相电流中至少一相电流不变；

b．任意一相电流为零。

通过定值“TA异常闭锁差动”控制判别出TA异常后是否闭锁差动保护。

当“TA异常闭锁差动”整定为“0”时，判别出TA异常后不闭锁差动保护，整定为“1”时，判别出TA异常后闭锁差动保护。

但差流大于1.2倍高压侧二次额定电流时开放差动保护。

差流速断保护

由于比率差动保护需要识别变压器的励磁涌流和过励磁运行状态，当变压器内部发生严重故障时，不能够快速切除故障，对电力系统的稳定带来严重危害，所以配置差流速断保护，用来快速切除变压器严重的内部故障。

当任一相差流电流大于差动速断整定值时差流