WCK70117012馈线线路保护测控装置.docx
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WCK70117012馈线线路保护测控装置
WCK-7011/7012馈线/线路保护测控装置
技术说明书
V1.00
二00五年十月
第一章WCK-7000系列微机保护测控一体化装置总述
（1）
1.1概述
（1）
1.2技术特点
（1）
第二章WCK-7011/7012馈线/线路保护测控装置（3）
2.1装置概述（3）
2.2装置功能（3）
2.3装置的技术数据（4）
2.4装置原理（5）
2.5装置端子及说明（9）
2.6面板说明（10）
2.7WCK-7011/7012定值清单（11）
2.8WCK-7011/7012背面端子图（14）
2.9WCK-7011/7012典型接线图（15）
16）
第三章WCK7-000系列典型应用结构
第四章附录（17）
附录1:
WCK-7000系列使用说明（17）
附录2:
WCK-7000系列外观尺寸图（21）
第一章WCK-700C系列微机保护测控一体化装置总述
1.1概述
WCK-7000系列微机保护测控一体化装置（以下简称WCK-7000系列）是采用高性能的32位单片机结合大容量Flash存储器构成的低压保护测控一体化装置。
采用分布式结构设计，模块化、标准化程度高，便于批量生产和现场维护。
背插式结构使强弱电完全分开，装置抗干扰能力强，安全、可靠，可安装在环境比较恶劣的开关柜、PT柜等处。
WCK7-000系列开发起点高，借鉴并集中了电力系统中广泛应用的保护装置以及监控系统的优点和成熟技术，使得WCK7-000系列整体可靠性高、测量准确、通讯快速可靠、保护功能可靠完善。
1.2技术特点
面向对象，将传统的保护测控进行一体化设计面向一次设备（馈线、电容器、分段开关等），各设独立的保护测控单元，简化变电站硬件及接线，装置全部直接上网，全变电站信息共享，减少信息转发的环节。
整个变电站设计系统清晰简洁，安装、设计、维护方便。
保护测控既统一又相互独立
硬件设计上继电保护配有专用的交流输入通道和独立的跳闸回路，使保护可靠性高，测量
回路也有独立的交流采样通道，完全满足测量精度的要求（1:
0.2级；U、P、Q:
0.5级；F:
0.01Hz）。
装置保护CT的测量精度在±3％之内。
采用高性能的32位单片机构成保护测控功能
采用32位微处理器结合大容量Flash、SRAM而构成的高性能保护测控装置，具备保护、遥测、遥信和遥控功能。
背插式、模块化结构设计单元机箱采用独立封闭单元箱体，密封性好，抗干扰、抗震动能力强，可安装在环境比较恶劣的开关柜、PT柜处。
采用背插式结构，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合增强装置的抗干扰能力，提高可靠性和安全性。
所有装置由标准板件组成，插件模块化，各装置之间的板件互换性强，减少了维护量和备品备件的数量。
采用CANBUS现场总线或RS485构成通讯网络
WCK-7000系列采用CAN现场总线或RS485构成通讯网络，传输距离远，无瓶颈，抗干扰能力强，使整个系统通讯快速可靠。
汉字大屏幕液晶显示，人机界面友好
WCK7-000系列具有大屏幕液晶实时显示电流、电压、频率、有功、无功，调试、显示方便。
汉字显示事故报告、告警信息、遥信信息。
汉字树形菜单，提示明显的文字和符号标注，供保护人员投退保护，设定保护定值，不需要配合其它技术资料，可直接在装置面板上操作。
定值整定及各种操作简单、易理解。
完整的事件记录
WCK7-000系列具有完整而详实的事件记录，其中包括保护事件记录、遥信事件记录、装置告警事件记录等等，存放20条记录循环刷新。
独特的采样自校功能
WCK7-000系列具有液晶菜单控制的独特的采样自校功能，能对各通道的电流、电压、有功功率、无功功率进行采样系数自校正，减轻了装置的调试工作量，提高了交流采样的精度。
典型面板配置及操作回路
面板上有远方/就地切换钥匙开关，电源指示灯、通讯指示灯、充电灯、跳/合位灯、保护动作
及装置告警指示灯。
装置配有传统的断路器操作回路，包括完备的压力闭锁、防跳回路，跳、合闸保持等等，符合国电公司“反措要点”的要求。
第二章WCK7-011/7012馈线/线路保护测控装置
2.1装置概述
2.1.1装置适用范围
WCK-7011馈线保护测控装置适用于35kV及以下电压等级的经消弧线圈接地（含小电阻接地）或中性点不接地系统的馈电线路保护测控。
可集中组屏，也可在开关柜就地安装。
增强型WCK7-011A除了具有WCK7-011的功能以外，还增加了反时限保护功能。
WCK7-012线路保护测控装置适用于35KV或66KV电压等级的经消弧线圈接地（含小电阻接地）或不接地系统中的方向线路保护测控。
可集中组屏，也可在开关柜就地安装。
与WCK-7011相比较，WCK7-012的三段过流保护增加了经低电压方向闭锁功能，三相一次重合闸增加了检无压、检同期的功能。
增强型WCK7-012A具有10套定值，其它功能同WCK7-012，可用于旁路保护。
2.1.2装置主要特点：
硬件体系采用分布式结构设计，模块化、标准化程度高，安装方便，易于组网，便于批量生产和现场维护，有利于减少备件。
所有接线全部采用即插即拔的插头联接方式，电流回路有大电流端子作保证，易于更换和维护。
使用具有高可靠性的进口插件，彻底消除接触不良的隐患。
采用背插式结构，强弱电完全分开，可大大减少外部电磁干扰在弱电侧的耦合，增强装置的抗干扰能力，提高其可靠性和安全性。
大屏幕汉字显示，可靠的薄膜键盘，简单易用的中文菜单技术，特别适用于现场调试和维护。
采用32位微处理器结合大容量Flash存储器而构成的高性能成套保护测控装置，具备保护、测量、控制和报警功能。
可分散安装于开关柜上作为就地保护装置，也可在控制室集中组屏，两种方式均可适应现场的不同接口要求。
支持RS-485、CANBUS等多种通讯方式与总控单元及后台机交换信息。
WCK7-012A具有多套定值整定，可用于旁路保护。
2.2装置功能
2.2.1WCK-7011馈线保护功能
三段式定时限过流保护（过流I段为瞬时速断跳闸）。
反时限过流段保护（WCK7-011A）三相一次重合闸，保护动作启动或断路器位置不对应启动。
可分别独立整定的合闸后加速保护。
过负荷告警。
低周减载，可选择经低电压、滑差闭锁。
零序过流保护/小电流接地选线。
故障录波功能。
独立的操作回路。
装置故障告警（PT、CT断线；控制回路断线；保护定值异常等自动报警）。
2.2.2WCK-7012线路保护功能
三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护，低电压闭锁、功率方向闭锁可根据要求单
独选择投入或退出。
（过流I段为瞬时速断跳闸）
三相一次重合闸，保护动作启动或断路器位置不对应启动；可选择检无压、同期、不检。
可分别独立整定的合闸后加速保护。
过负荷告警。
低周减载，可选择经低电压、滑差闭锁。
零序过流保护/小电流接地选线。
故障录波功能。
独立的操作回路。
装置故障告警（PT、CT断线；控制回路断线；保护定值异常等自动报警）。
WCK7012A具有多套定值整定（0—9）,可用于旁路保护。
223WCK-7011/7012测控功能
支持带反校的遥控分、合闸控制。
装置面板上有远方/就地切换按钮。
可以进行保护传动试验。
显示U、I、P、Q、COS©、频率、有功脉冲电度、无功脉冲电度（两表法接线）。
22路遥信量及2路脉冲电度，遥信量每路均有记录功能。
小电流接地选线数据测量与预处理，与通讯主机或后台机配合完成小电流接地选线功能。
装置事件记录，可记录最新20项SOE记录或保护事件。
远方定值调整。
远方信号复归。
2.3装置的技术数据
遥信参数
输入量
22路
回路电压
DC220V
分辨率
小于2ms
遥测参数
交流输入回路
8路
额定输入电压
100V,50HZ
额定输入电流
5A,50HZ
遥测计量
I、F
0.2级（保护CT精度为土3%）
等级
其它：
0.5级
遥控参数
输出量
1路分合闸
跳合闸回路保持电流
1A~2A
网络参数
网络类型
CAN或RS-485
通信速率
125K或38.4K（可选）
护参数
电流定值
0.11n~20In
电压定值
0.1Un~1.2Un
时间定值
0.01~100S
低周定值
45~50Hz
df/dt闭锁
0.2Hz/s~10HZ/S
定值整定步长
0.01（Unit）
定值误差
<5%
频率误差
<0.01Hz
输入电压
DC220V-20%,+10%或AC220V±20%
电源允许功率
>15W
工作电源
装置消耗功率
<10W
温度范围
-5C~+70C
相对湿度
0~98%，不结露
物理性能
外形尺寸
高X宽X深=177X263X237
重量
<8Kg
电气性能
绝缘耐压：
符合GB/T15145-94之3.10规定
抗干扰性能：
共模，符合IEC255-5标准，2500V/1MHZ.60S
差模,符合IEC255-5标准，1000V/1MHZ.60S
冲击耐压：
IEC255-5标准，5000V/1.2/50卩S
2.4装置原理
2.4.1硬件说明
WCK-7011与WCK-7012的硬件配置基本一致。
装置机箱内共包括五个插件，从右至左依次为：
CPU
板（1#CPU、扩展遥信板（2#KZYX）、交流采样板（3#AC、电源板（4#DY、跳闸插件（5#D0SW。
2.4.1.1CPU板
装置所有保护及测控共用一套CPU系统，分别实现保护、重合闸、告警、测控通讯等功能，插件
所用单片机的总线不引出芯片，CPU采用的是32位MC68332微处理器，片内还包括大容量存贮程序器、
数据存贮器及数据缓冲器。
CPU插件安排了22路开入量和10路模数转换的计数通道，CPU共有6路开出回路，并经译码可扩展，这些开出回路分别作用于解锁继电器、合闸继电器、跳闸继电器、启动继电器、信号继电器、手合继电器、手跳继电器及备用继电器。
2.4.1.2交流采样板
交流采样板为信号调理电路和模数转换系统,外部电压、电流首先经过装置互感器变换后，再由
信号调理电路处理，成为适合A/D转换的电压信号，经模数变换为CPU能够处理的数字信号。
本装置
可接入Uab、Ubc、3UoUx（保护、测量用）Cla、Clc、（测量用）la、Ib、lc、3Io（保护用）共10路模拟量。
输入模拟量经低通滤波后，进入A/D转换为数字量，供CPU计算、判断。
2.4.1.3跳闸插件
跳闸插件设有手跳继电器（STJ）、跳闸继电器（TZJ）、合闸继电器（HJ）、手合继电器（SHJ）、告警继电器（ZGJ）。
手跳继电器与保护跳闸接点均启动跳闸继电器（TZJ）去跳开相应断路器；手合继电器接点与重
合闸启动接点均启动合闸继电器（SHJ）。
跳闸继电器（TZJ）、合闸继电器（SHJ）的启动方式有两种，一种为手动直接启动方式，另一种为保护跳闸、重合闸弱电启动方式。
弱电启动方式为：
保护跳闸或遥控跳闸时启动弱电跳闸继电器（TJ、
YTJ），重合或遥控合闸启动弱电合闸继电器（HJ）,然后驱动强电跳闸继电器（TZJ）或强电合闸继电
器（SHJ）。
弱电跳闸继电器（TJ）、合闸继电器（HJ）由突变量启动继电器（或非突变量启动元件）两组接点并联开放其闭锁电源（+5V）,从而保证保护动作的可靠性。
装置发生异常时，将通过软件闭锁保护流程，使装置不会发生误动。
2.4.2软件原理说明
装置采用相电流突变量启动方式，当任何一相电流突变量大于设定值时，装置启动，使启动继电器QJ接点闭合，使保护出口继电器接点与正电源接通，同时检测两相（三相）电流值，当满足跳闸条件时，装置跳闸。
为弥补突变量启动的不足，装置还设有非突变量启动元件，当电流达到定值时，同样启动QJ,开放保护并跳闸出口。
2.4.2.1三段式定时限过流保护（相对于WCK-7011馈线保护）保护采用电流突变量启动或定值启动方式，装置共设置瞬时速断、限时速断、过流三种保护。
限
时速断、过电流保护的时间可分别单独整定，并且限时速断、过电流保护可根据要求单独通过控制字投退合闸后加速保护。
2.4.2.2反时限过流保护（相对于增强型WCK-7011A）
上一节中的过流川段可通过控制字“过流段反时限投入”选择采用定时限还是反时限（若为1,
则过流川段为反时限段，若为0,则过流川段为定时限段）。
根据国际电工委员会（IEC255-4）和英国标准规范（BS142.1996）的规定，一般采下列三个标准特性方程：
一般反时限：
40.14+
）0.02/
（1）
（|kJ-1
非常反时限：
13.5丄
t
（2）
（I1卩）-1
极端反时限：
t2t"（3）
（II"）2-1
上式中，Ip为电流基准值，取过流川段定值；tp为时间常数，取过流川段时间定值，范围为0〜1S。
其中反时限特性可由控制字“反时限特性”选择（1为一般反时限，2为非常反时限，3为极端反时限）。
242.3三段式低电压闭锁定时限方向过流保护（相对于WCK7012线路保护）
保护采用电流突变量启动或定值启动方式，装置共设置低电压闭锁方向速断、低电压闭锁方向限
时速断、低电压闭锁方向过流三种保护，限时速断、过电流保护的时间可分别单独整定，三种保护的方向元件、闭锁元件（低电压）可根据要求单独通过控制字投退。
功率方向继电器采用90度接线,
灵敏角为-45度，功率方向采用按相接线，三相出口短路，方向元件有记忆，无死区。
并且限时速断、
过电流保护可根据要求单独通过控制字投退合闸后加速保护。
图2.1低电压闭锁方向过流保护逻辑图
固定为额定电压的30％，线路有压固定为额定电压的70％。
当手合或重合于故障线路上时加速跳闸，
加速保护种类可由控制字选择。
重合闸闭锁信号有：
手动跳闸、低周动作、遥控跳闸、控制回路断线、压力低闭锁（或弹簧未储能）接点输入、菜单中的跳闸传动。
2.4.2.5PT断线告警
当发生PT断线时，装置延时告警。
PT断线期间，装置根据控制字判断是否开放低电压闭锁元件，当控制字投入时，在PT断线期间，装置闭锁与电压量有关的保护，开放低电压闭锁元件，当PT恢复正常时,闭锁元件自动投入。
若WCK7-012重合闸选择检同期或检无压方式，当线路电压小于无压门槛且任一相有流时也报PT断线，PT断线期间闭锁重合闸，待电压恢复正常时保护也自动恢复正常。
母线PT断线判据：
a）、正序电压U1<30V，任一相电流大于无流门槛（0.061n）
b）、负序电压U2>8V
以上任一条件满足时，延时告警PT断线。
2.4.2.6低周减载
低周减载可选择为经低电压或经滑差闭锁，二种闭锁可单独投入或退出。
闭锁定值可根据要求整定。
低周保护动作同时闭锁重合闸。
2.4.2.7过负荷告警
可整定过负荷告警电流定值及过负荷时间定值，通过CAN总线向总控单元及后台发告警信号。
2.4.2.8零序接地保护/小电流接地选线
小电流接地选线功能由本装置完成零序电压、零序电流或5次谐波幅值和方向的采集、计算，
并将计算结果送向通讯主机，由后台机或通讯主机完成接地线的选线，并根据要求发信号或跳开接地馈线。
小电流接地选线根据被保护线路电流互感器的设置和出线方式不同而不同。
当三相均设电流互感器时，三相电流互感器二次电流之和可作为零序电流引入装置；当被保护线路仅有A、C相电流互
感器，又是电缆出线时，应设单独的零序电流互感器用于小电流接点选线，但此时应注意零序电流的极性，零序CT极性端子接入装置零序Io（407）端子，非极性端子接入Io'（408）端子，零序电压以
3U0（306）为极性端，3U0'（307）为非极性端。
在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故采用直接跳闸方法。
装置中设一段零序过流继电器，可整定为“告警”或“跳闸”。
当然在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序电流直接跳闸的方式。
2.4.2.9保护装置事件记录
可详细记录最新20项保护装置启动、动作内容、时间、故障相电气量，作为传统保护信号的补充。
2.4.2.10遥控、遥测及遥信功能
遥控功能有：
正常遥控跳闸操作、正常遥控合闸操作、接地选线遥控跳闸操作。
遥测量主要有：
Uab、Ubc、Ia、Ic、P、Q、COS、F等，三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差，精度达到0.5级。
遥信量主要有：
22路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作SOE事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms。
装置还设有2路脉冲电度输入。
2.5装置端子及说明
2.5.1装置背板端子图见附图WCK7-011/7012端子图
2.5.2端子说明
端子102、220为遥信公共端（220V－）。
端子105-110为CPU板上的6个光耦开入遥信端子，其中105端子固定为闭锁重合闸
端子111、120为通讯地，通讯地禁止与大地（机壳地）相联。
端子112、114为通讯485＋
端子113、115为通讯485-
端子116、118为通讯CAN-
端子117、119为通讯CAN＋
端子204-219为扩展遥信板上的16个光耦开入遥信端子
端子302-305为母线三相电压输入（302、303为Uab；304、305为Ubc）
端子306、307为零序电压3U0、3U0'的输入端子（用于小电流接地选线判零序电流方向）
端子308、309为线路电压Ux、Ux'的输入端子（额定电压固定为100V,用于重合闸检无压）
端子401—412为电流输入，其中401、402为保护CT的A相输入，403、404为保护CT的B相输入，405、406为保护CT的C相输入，407、408为零序CT电流输入，409、410为测量CT的A相输入，411、412为测量CT的C相输入。
端子503为装置工作电源220V＋
端子505为装置工作电源220V—
端子511、512为反映直流消失的空接点
端子514、515为手跳遥跳接点
端子516、517为保护动作接点
端子518、519为告警接点
端子601为保护跳信号，602为保护合信号
端子603为601、602保护跳合信号的公共端
端子604、605为备用出口空接点
端子606为控制回路断线输出空接点
端子607为跳位继电器输出空接点
端子608为合位继电器输出空接点
端子609为606、607、608输出接点的公共端
端子610弹簧未储能或气压不足开入端子，接入操作电源（220V+）可闭锁保护动作出口，并
闭锁重合闸
端子611为保护联跳端子，将操作电源220V+接入此端子可使保护跳闸出口
端子612为手动公共+,当面板上的钥匙开关打到就地位置时，此端子与操作电源220V+相连
通。
端子613为手动合闸输入端子614为手动跳闸输入端子615与端子616之间供用户设置合闸压板，616接断路器合闸线圈端子617与端子618之间供用户设置跳闸压板，618接断路器跳闸线圈端子619为操作电源220V+端子620为操作电源220V—
2.6面板说明
2.6.1WCK7011/7012馈线/线路保护测控装置面板布置见图2.2
液晶显示器与键盘配合可显示所有测量数据，并可显示20项异常事件。
指示灯用于指示装置的
运行状况。
键盘用于查看显示内容，并可输入装置定值。
跳合闸指示灯指示跳合闸位置；
远方/就地转换开关切换断路器的操作方式，远方时，只能进行遥控跳合闸，就地操作无效；就
地时，远方操作无效；
2.6.2面板按键说明：
装置面板上共有6个薄膜按键，使用说明如下：
复归键：
在发生事件后，面板相应的信号灯亮，并保持，直到按下此键或在远方执行信号复归命令。
返回键：
在进行菜单操作时，按此键可以返回到上一层菜单或从分支菜单操作返回到主菜单显
示模式。
+/-整定内容更改键：
在进行整定操作时，若是数字式整定内容，按这两个键进行数字的增加或
减少，若是数字式整定内容，按这两个键进行数字的增加或减少，若是ON（投入）OFF（退出）式
整定内容，按这两个键则是在ON和OFF之间进行转换。
Jt光标移动键：
在进行数字量整定过程中，按这两个键进行光标在各个数字位之间的移
动。
Jf菜单选项更改键：
按这两个键可以选择不同的菜单。
确认键：
在主菜单显示模式下，按此键则进入菜单操作模式，在某一菜单选项下，按此键则进入该菜单选项的内容操作程序；在改完某一定值时，必须按此键以存入新定值。
2.7WCK7011/7012定值清单
2.7.1WCK-7011馈线保护的定值清单如下：
装置参数内容
范围
含义
单元地址
0-254
表示定义该装置的地址
485波特率
「0-9999
表示装置冋通讯管理机通讯的速率
CAN波特率
0-9999
表示装置冋通讯管理机通讯的速率
PT变比
P1-9999
装置安装处PT的变比（设为1000液晶显示二次电压值）「
CT变比
1-9999
装置安装处CT的变比（设为0001液晶显示二次电流值）
二相CT
「0或1
0表示现场为三相式保护CT,1表示二相式保护CT（AC）:
电压比例系数
0-99.999
电压通道比例系数（详见调试说明，由“采样自校”自动调整）
电流比例系数
0-999.99
电流通道比例系数（详见调试说明，由“采样自校”自动调整）］
注：
装置参数与定值一样重要，请勿随意更改！
定值内容
定值范围
含义
电流突变量
L0-99.9A
电流突变量启动定值，推荐值3A左右（按躲过最大负荷整定）:
PT断线告警投入
0或1
0表示PT断线无告警，1表示PT断线告警
速断保护投入
0或1
0表示速断保护退出,1表示速断保护投入
速断电流定值
:
0-99.9A
速断兀件启动的电流定值
延时速断保护投入
0或1
0表示延时速断保护退出,1表示延时速断保护投入
延时速断定值
0-99.9A
延时速断兀件启动的电流定值
延时速断时间
0-99.99S
延时速断保护的跳闸延时时间
延时速断
0或1
0表示在重合闸或手合于故障馈线时不加速限时速断跳闸，
加速投入
1表示在重合闸或手合于故障馈线时加速限时速断跳闸
过流保护投入
0或1
0表示过流保护退出,1表示过流保护投入
过流定值
0-99.9A
过流保护整定值
升级会员 