WDZ5215短线路综合保护测控装置要点.docx
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WDZ5215短线路综合保护测控装置要点
WDZ-5215短线路综合保护测控装置
1装置功能
WDZ-5215短线路综合保护测控装置主要用于10KV及以下短线路的保护和测控。
和WDZ-5211线路保护测控装置相比，WDZ-5215增加了差动保护，其它功能类似。
本章重点介绍差动保护，其余保护参见WDZ-5211线路保护测控装置章节介绍。
2保护功能及原理
2.1差动起动元件
装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s，开放起动继电器。
2.2差动电流制动电流计算公式
按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。
线路两侧CT可能存在变比不一致的情况，利用折算至本侧的平衡系数Kph来修正此影响。
差动电流：
制动电流：
平衡系数：
2.3差动速断保护
2.3.1保护动作逻辑框图
2.3.2保护动作判据
式中，DImax：
A、B、C相差动电流（DIa，DIb，DIc）最大值（A）
DIa：
A相差动电流值（A）
DIb：
B相差动电流值（A）
DIc：
C相差动电流值（A）
Icdsd：
差动速断保护动作电流整定值（A）
2.4比率差动保护
装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。
2.4.1保护动作逻辑框图
2.4.2保护动作判据
式中，Icdqd：
比率差动保护动作电流整定值（A）
Ie：
线路运行额定电流二次值（A）
2.5延时CT断线告警功能
延时CT断线判别逻辑为：
六个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流，且其它五个电流均大于0.125倍额定电流，且连续超过2秒满足此条件，则发出CT断线告警信号，但不闭锁比例差动。
2.6瞬时CT断线闭锁功能
CT断线判别是基于以下假设的：
（1）CT断线不是所有相同时发生的；
（2）CT断线与故障不是同时发生的。
满足下述任一条件不进行CT断线判别：
（1）起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线判别；
（2）起动后最大相电流大于1.2Ie；
（3）起动后任一侧电流比起动前增加；
只有在比率差动元件、自产零序元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。
某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：
（1）只有一相或二相电流为零；
（2）其它二相或一相电流与起动前电流相等；
通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。
2.7差流越限告警
装置提供差流越限告警功能，检测到最大差动电流大于整定值，延时10s告警，但不闭锁差动保护。
2.7.1保护动作逻辑框图
2.7.2保护动作判据
式中，Iclyx：
差流越限告警电流整定值（A）
2.8保护定值
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
1
回路二次额定电流
Ie
A
0.20In-1.20In
2
折算至本侧平衡系数
Kph
0.20-5.00
3
差动速断电流
Icdsd
Ie
0.20-20.00
4
最小动作电流
Icdqd
Ie
0.20-20.00
5
比率制动系数
K
0.10-0.60
6
CT断线闭锁比率差动
退出、投入
7
差流越限告警电流
Iclyx
A
0.20In-2.00In
8
低电压闭锁定值
Udybs
V
10.00-90.00
9
过流一段保护电流
Igl1
A
0.20In-20.00In
10
过流一段动作时间
tgl1
s
0.00-10.00
11
低压闭锁过流一段
退出、投入
12
过流二段保护电流
Igl2
A
0.20In-20.00In
13
过流二段动作时间
tgl2
s
0.10-100.00
14
低压闭锁过流二段
退出、投入
15
过流三段保护电流
Igl3
A
0.20In-20.00In
16
过流三段动作时间
tgl3
s
0.10-100.00
17
后加速保护电流
Ihjs
A
0.20In-20.00In
18
后加速动作时间
thjs
s
0.00-4.90
19
过负荷保护电流
Igfh
A
0.20In-20.00In
20
过负荷动作时间
tgfh
s
0.10-650.00
21
过负荷动作曲线
定时限/正常反时限/非常反时限/超常反时限
22
过负荷保护出口方式
告警、跳闸
23
零序动作一段电流
I01dz
A
0.010-6.000①
24
零序保护一段时间
t01dz
s
0.00-10.00
25
接地一段出口方式
告警、跳闸
26
零序动作二段电流
I02dz
A
0.010-6.000②
27
零序保护二段时间
t02dz
s
0.10-100.00
28
接地二段出口方式
告警、跳闸
注：
①②零序动作一段电流和零序动作二段电流定值的范围：
在零序电流外接情况下为0.010~6.000A；在零序电流自产情况下为0.20In~20.00In。
零序电流的接入方式选择在“装置菜单->定值设置->系统设置->工程参数->零序电流接入方式”中进行配置。
2.9软压板
装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。
序号
名称及含义
符号
整定范围
1
差动速断保护
退出、投入
2
比率差动保护
退出、投入
3
CT断线告警
退出、投入
4
差流越限告警
退出、投入
5
过流一段保护
退出、投入
6
过流二段保护
退出、投入
7
过流三段保护
退出、投入
8
后加速保护
退出、投入
9
过负荷保护
退出、投入
10
接地保护一段
退出、投入
11
接地保护二段
退出、投入
12
PT断线告警
退出、投入
3测控功能
3.1测量功能
提供三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率。
3.2开入
提供标准24路开入。
3.3开出
提供标准5路继电器输出，有7个开出接点。
3.4遥控
提供断路器开关的遥控跳合闸操作。
3.5计量功能
提供硬件正向有功、正向无功、反向有功、反向无功电能计量功能，同时提供正向有功、正向无功电能脉冲输出功能。
同时可以利用装置计算出的有功、无功，进行有功电能、无功电能累计。
3.6操作回路
操作回路功能包括跳圈、合圈、跳位监视、合位监视、跳位信号输出、合位信号输出、控制回路断线输出、保护跳闸输出、遥控跳闸输出、遥控合闸输出、手动跳闸输入、手动合闸输入、DCS跳闸输入、保护跳闸输入 、2路位置联跳或保护联跳输出等。
3.74~20mA输出
装置提供1路4～20mA输出，可选配2路4~20mA输出，可以任意整定所对应的测量量和倍数。
4背板端子和接线原理图
4.1模拟量输入
Ua、Ub、Uc为母线电压，装置中作为保护和测量电压共同输入，线电压接入，额定电压为100V。
IA、IB、IC为测量电流，需从专用测量CT输入。
测量电流有额定5A和1A之分。
Iah、Ibh、Ich为本侧三相保护电流。
保护电流有额定5A和1A之分。
Ial、Ibl、Icl为对侧三相保护电流。
此电流有额定5A和1A之分。
3I0为零序电流，从专用零序电流互感器接入。
零序电流二次值有效测量范围为10mA～6A。
如无专用零序电流互感器，装置也可自产零序
4.2背板端子
从装置前面看，背板端子最左边为插槽1，最右边为插槽5，中间分别为插槽2、插槽3、插槽4。
从装置背面看，最右边为插槽1，最左边为插槽5。
端子编号为3位数，如“ABC”，第一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子的序号。
如插槽3的第1个端子，编号为301。
4.2.1操作板基本配置端子
插槽1：
模入板
端子101、103、105为线电压输入。
端子109～110为测量A相电流输入。
端子111～112为测量B相电流输入。
端子113～114为测量C相电流输入。
端子115～116为本侧保护A相电流输入。
端子117～118为本侧保护B相电流输入。
端子119～120为本侧保护C相电流输入。
端子121～122为零序电流3I0输入。
端子123～124为对侧保护A相电流输入。
端子125～126为对侧保护B相电流输入。
端子127～128为对侧保护C相电流输入。
插槽2：
空板
插槽3：
操作板
端子301~303为位置状态输出。
302～301为跳位状态输出；303～301为合位状态输出。
端子304～305为控制回路断线输出。
端子306为合位监视继电器负端。
端子307为跳位监视继电器负端。
端子308为保护跳闸出口（BTJ），可经压板或直接接至端子318。
端子309为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳和遥合功能投入。
端子310为遥控合闸出口（YHJ），可经压板或直接接至端子317。
端子311为遥控跳闸出口（YTJ），可经压板或直接接至端子319。
端子312为控制正电源输入端子。
端子313为控制负电源输入端子。
端子314接外部合闸机构，即断路器合闸线圈。
端子315接外部跳闸机构，即断路器跳闸线圈。
端子317为手动合闸输入端子。
端子318为保护跳闸输入端子。
端子319为手动跳闸输入端子。
端子320为DCS跳闸输入端子。
端子321～322为开出4，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。
端子323～324为开出5，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。
端子325～326为装置故障告警信号输出。
端子327～328为保护跳闸信号输出。
端子329～330为保护告警信号输出。
端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。
插槽4：
接口板
端子401～402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。
可选择CAN、ProfiBus网络接口。
端子403为信号地。
端子404～405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。
可选择CAN、ProfiBus网络接口。
端子406～407为GPS对时输入端口，接485差分电平。
端子408为信号地。
端子410～411为有功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。
410为正端，411为负端。
端子412～413为无功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。
412为正端，413为负端。
端子414～416为2路4～20mA输出。
414～4165为第1路输出，414为正端，416为负端；415～416为第2路输出，415为正端，416为负端。
装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。
插槽5：
电源板
端子503～504为装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或直流110V。
503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。
端子506～530为24路强电直流110V或220V开入。
506为开入公共负端，507～530为24路开入输入。
509默认定义为后加速接点。
端子531～532为装置闭锁输出，常闭接点。
装置24V失电或内部CPU不正常工作，接点闭合。
4.2.2不配置操作板基本配置端子
插槽1：
模入板
同操作板配置下模入板端子说明。
插槽2：
空板
插槽3：
出口板
端子301～304为保护联跳输出。
301～302为其中一副接点输出；303～304为其中另一幅接点输出。
端子305～308为开出2出口。
305～306为其中一副接点输出；307～308为其中另一幅接点输出。
端子309～310为保护跳闸出口。
端子311～312为遥合继电器出口。
端子313～314为遥跳继电器出口。
端子325～326为装置故障告警信号输出。
端子327～328为保护跳闸信号输出。
端子329～330为保护告警信号输出。
端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。
插槽4：
接口板
同操作板配置下接口板端子说明。
插槽5：
电源板
510默认定义为远方位置，511、512默认定义为断路器跳位、合位接入。
其余同操作板配置下电源板端子说明。
4.3端子接线原理图
4.3.1模拟量输入接线原理图
4.3.2开入、中央信号、网络、模出、电能脉冲输出回路接线原理图
4.3.3操作板操作回路原理图
4.3.4不配置操作板开出回路接线原理图
5装置选型
（1）装置网络通讯接口可选配CAN、ProfiBus，均为双网配置；如果需要选配RS485接口，请特殊说明；
（2）装置可选配硬件电能板；
（3）装置可选配操作回路，防跳功能可选择取消；联跳继电器默认为保护联跳，如果联跳继电器需要为位置联跳，请特殊说明；操作回路跳合闸电流默认为0.3~4A自适应，如果跳合闸电流为0.05~0.3A或4~10A，请特殊说明。
也可不选配操作回路；
（4）装置操作回路电源和开入电源有直流110V和直流220V之分；装置电源不区分110V和220V，也不区分交流和直流；
（5）装置二次额定电流有1A和5A之分，此电流为保护电流和测量电流，且保护电流和测量电流同为1A或5A；
（6）装置默认配置1路4~20mA输出，如果不需要4~20mA输出或需要2路4~20mA输出，请特殊说明；
（7）装置零序CT精确工作范围为10mA~6A，如果零序电流不在此范围，请特殊说明；
（8）装置二次额定电压为100V、50Hz，线电压接入；
（9）装置可扩展开入、开出资源，请特殊说明。
6整定说明
6.1重要提示
本整定说明仅供参考。
6.2折算至本侧平衡系数Kph
由于两侧CT可能存在变比不一致的情况，利用折算至本侧的平衡系数来修正此影响。
6.3差动保护
电缆馈线不同于发电机、变压器和电动机，后者有严重相间短路和“轻微”匝间短路之分，并希望轻微匝间短路时差动保护也能动作，所以在不误动的前提下，希望灵敏度越高越好；而电缆馈线都为相间或接地故障，电缆馈线纵差保护是相间短路的主保护，所以提高最小动作电流后，仍能保证相间短路有足够的灵敏度。
6.3.1差动速断电流Icdsd
（1）取电缆末端短路时差动保护动作电流，由比差方程
式中，
：
电缆末端最大三相短路电流二次值（A）
（2）按躲过区外短路时最大不平衡电流计算，即
式中，Krel：
可靠系数，取1.5
Kcc：
同型系数，取0.5~1
Kap：
暂态系数，取2~3
Ker：
TA最大误差，取0.1
差动速断电流Icdsd取2者中大者
6.3.2最小动作电流Icdqd
一般可取Icdqd=（0.8~1）Ie
6.3.3比率制动系数K
一般为K=0.4~0.75，可取K=0.5
6.4差流越限告警
差流越限告警电流Iclyx按照躲过最大不平衡电流整定，一般可取Iclyx=0.2Ie
6.5其余保护整定
参见WDZ-5211线路保护测控装置章节介绍
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