WXX1962型厂用电综合测控装置.docx

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WXX1962型厂用电综合测控装置

公司简介

奥祥电力自动化有限公司座落在美丽的内蒙古大草原首府呼和浩特市，集研发生产销售为一体的高科技企业。

公司拥有电力自动化系统专业高级工程师2名，工程师5名，助理工程师8名及高级技师1名和客座教授4名。

长期与电力科学研究机构，高等院校，发电厂，供电局有着良好的合作关系。

长期与国内著名监控厂家和开关柜厂家有着密切地配套合作关系。

公司主要经营：

工业企业自动化设备，电力自动化设备的研发生产销售及应用软件服务。

公司坚持“客户至上，服务第一”原则，产品遍布全国各地的大中小型发电厂和各种电压等级的变电站。

以诚信铸就品牌，以服务编织未来，服务电力系统，保障电网安全！

务实求精协作创新是我公司不懈的追求，安全发电，安全供电是我公司最大的愿望！

心系客户，与电力同行！

第一章概述3

一、引言3

二、装置主要特点3

三、装置硬件说明及软件配置4

四、主要技术参数4

五、订货须知6

第二章WXB196-2型微机线路综合保护测控装置7

一、适用范围及特点7

二、主要功能7

三、保护配置及工作原理8

四、保护定值表及说明11

五、端子接线图13

第三章WDZ16K-2型微机电动机综合保护测控装置14

一、适用范围及特点15

二、主要功能15

三、保护配置及工作原理16

四、保护定值表及说明18

五、端子接线图20

第四章WDC196-2型微机电动机差动测控保护装置21

一、适用范围及特点22

二、主要功能22

三、保护配置及工作原理23

四、保护定值表及说明27

五、端子接线图28

第五章WBZ196-2型微机变压器综合保护测控装置29

一、适用范围及特点30

二、主要功能30

三、保护配置及工作原理31

四、保护定值表及说明33

五、端子接线图35

第六章WBC196-2型微机变压器差动保护测控装置36

一、适用范围及特点37

二、主要功能37

三、保护配置及工作原理38

四、保护定值表及说明41

五、端子接线图44

第七章WDB196-2型微机电容器保护测控装置46

一、适用范围及特点46

二、主要功能46

三、保护配置及工作原理47

四、保护定值表及说明48

五、端子接线图49

第八章WCK196-2型微机综合测控装置51

一、适用范围及特点51

二、主要功能51

三、端子接线图51

第九章WPB196-2型微机PT并列及保护装置52

一、适用范围及特点53

二、主要功能53

三、装置功能及工作原理53

四、保护定值表及说明54

五、端子接线图56

第十章WXX196-2系列微机综合保护测控装置操作说明57

一、面板说明58

二．人机界面58

第十一章WXX196-2系列微机综合保护测控装置典型设计图68

一、WXX196-2系列微机综合保护测控装置内部操作回路图69

二、WXX196-2系列微机综合保护测控装置交流输入回路图70

三、WXX196-2系列微机综合保护测控装置断路器控制回路图71

四、WXX196-2系列微机综合保护测控装置开入及信号回路图71

五、WXX196-2系列微机综合保护测控装置外形尺寸及安装开孔图73

第一章概述

一、引言

奥祥电力自动化有限公司是一家专业从事电力系统微机综合继电保护装置、智能测控装置、自动化仪表、变电站综合自动化系统等相关产品研制、开发、生产和销售的高科技企业。

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。

我公司推出WXX196型微机继电保护装置以来，现已有1、2两个系列，三十多个型号的继电保护产品。

可对110KV及以下系统的各种电力设备提供保护、测量、控制及通讯功能。

装置按功能可分为基本保护系列（4路模拟量）、增强保护系列（6路模拟量）、保护测控一体化系列（12路模拟量）的产品。

该系列保护装置的主要特点为：

功能齐全、运行可靠、性价比高。

至今已有四千多套继电保护装置安全运行在各种现场，得到了广大用户的一致好评。

WXX196-2系列微机综合保护测控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及测控功能，既可单独运行，也可联网构成综合自动化系统。

二、装置主要特点

1．采用高档单片机，所选CPU包含有FLASHROM、RAM、EEPROM、定时器以及串行口等微机保护所需资源，运算速度快，处理能力强，具有优良的保护性能。

2．装置硬件均采用模块化设计，考虑到各种类型保护装置的配置要求，硬件通用性好，互换性强。

3．采用插件式结构，便于维护和检修。

装置共分为电源模块插件、继电器模块插件、CPU模块插件、交流变换插件和总线模块以及面板模块等六个部分，安装于插件式组合机箱内，插拔具有方便省力、紧锁可靠的特点。

4．多层印制电路板布线技术及SMT表面贴装工艺，抗干扰能力强。

5．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，模拟量通过变换器隔离，使经过输入输出线上过来的干扰减到最小。

6．模拟量经过变换器的输入输出部分，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。

7．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器件，使装置抗瞬变干扰的能力特别强。

8．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。

9．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正确走时，使装置能准确记录各种故障信息。

10．采用新型电流电压变换器，即使较大故障电流也不会饱和，使装置动作精度高，线性度好；采用高速14位A/D转换器，具有高测量精度。

11．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，且不同的看门狗之间均相互进行监视，使装置在各种情况下均不会死机。

12．采用紧凑型键盘和大屏幕汉字液晶显示器构成人机对话接口，保护的调试、整定和投退均可直接在面板上进行，操作简单，直观方便。

13．定值操作采用密码保护，用户可以设置操作密码，防止非运行人员误操作。

14．装置内部具有完整的断路器操作回路，且操作回路自动适应跳、合闸电流，并具有可靠的自保持及电气防跳。

15.完善的SOE记录，顺序记录故障报告、遥信变位信息及远方操作报告等信息；保护动作后不仅记录动作的时间与类型，还同时记录动作时的三相保护电流、三相电压、零序电流和零序电压等电气量。

三、装置硬件说明及软件配置

1．装置硬件

装置共包括电源模块插件、继电器模块插件、CPU模块插件、交流变换插件和总线模块以及面板模块等六个部分，安装于插件式组合机箱内。

1.1电源模块插件

采用逆变开关电源，输入电压可选AC/DC220V或AC/DC110V，输出为＋5V、1A，±12V、1A，24V1、0.15A和24V2、0.15A。

1.2继电器模块插件

该插件包括保护动作继电器和信号继电器，提供完整的断路器操作回路控制功能，如跳闸、合闸、防跳、位置信号等，并提供相应的触点信号，能输出告警信号和各种保护元件的动作信号，供当地、中央信号及遥控使用。

1.3CPU模块插件

该插件是实现保护功能的核心。

主要完成各种模拟量的数据采集、数据处理、定值及程序存储、开关量输入/输出、通讯等功能。

本插件提供12路模拟信号输入通道，每个通道经二级阻容滤波器滤波后输出至一片高速多通道的14位A/D转换器的通道中进行高精度的AD转换。

1.4交流变换插件

采用高精度的电压、电流变换器，将CT、PT二次侧的交流信号变换成－5V～＋5V的弱电信号供A/D转换器采样。

1.5总线模块

该插件用于各模块插件之间的信息传递，并通过扁平电缆与面板相连。

1.6面板模块

该插件包括一个128×64点阵的大屏幕液晶显示器、9个按键和5个LED指示灯，为当地操作提供良好的人机接口，LED用于指示各种不同类型的故障。

2．软件配置

WXX196-2系列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、采样数据抗干扰处理模块、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。

四、主要技术参数

1.环境条件

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±5℃

●相对湿度：

45%~80%

●大气压力：

86~106KPa

1.2工作环境条件

●环境温度：

-20℃~+60℃，24小时内平均温度不超过+45℃。

●相对湿度：

月平均最大相对湿度为93%以下，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。

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-25℃~+75℃，在不施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化。

2.电源

2.1交流电源

●额定电压：

单相220V（-15%~+10%）

●频率：

50HZ（-1%~+1%）

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%

3.额定参数

●交流电流：

5A，50HZ或1A，50HZ

●交流电压：

100V，50HZ或

V，50HZ

4.功率消耗

●直流回路：

不大于15W

●交流电压回路：

不大于0.8VA/相

●交流电流回路：

不大于0.8VA/相

5.精确工作范围

●保护电流：

0.5A~100A

●测量电流：

0.05A~6A

●电压：

1V~120V

●频率：

45Hz～55Hz

6.精度

6.1保护

●各种保护动作精度：

小于±3%

●温度变差：

小于±2%

●综合误差：

小于±5%

6.2测量

●电流、电压：

0.2级

●功率：

0.5级

7.过载能力

7.1交流电流

●2In持续工作

●20In允许10s

●40In允许1s

7.2交流电压

●1.2Un持续工作

●1.4Un允许10s

8.输出接点

●容量：

接通DC250V，5A（纯阻性负荷）；

●工作寿命：

动作100,000次

9.绝缘电阻、介质强度和冲击电压

●绝缘电阻：

≥50MΩ

●介质强度：

2KV，50HZ，1min

●冲击电压：

5KV，（1.2/50）µs

10.振动

●符合IEC60255-21-1中3.2.1、3.2.2的有关规定。

11.冲击

●符合GB/T14537-1993中4.2.1、4.2.2的有关规定。

12.碰撞

●符合GB/T14537-1993中4.3的有关规定。

13.抗干扰性能

13.1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。

13.2静电放电试验

●能承受IEC1000-4-2标准Ⅳ级、试验电压6KV的静电放电试验。

13.3辐射电磁场干扰试验

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

13.4快速瞬变干扰试验

●能承受IEC1000-4-4标准Ⅲ级的快速瞬变干扰试验。

五、订货须知

用户订货时请说明：

1．产品型号、名称、规格；

2．技术要求；

3．订货数量；

4．收货单位、地址及收货人；

5．交流额定电流是5A还是1A；

6．直流额定电压是220V还是110V。

第二章WXB196-2型微机线路综合保护装置

一、适用范围及特点

本装置可对35KV及以下电压等级的架空线路、电缆线路、变压器、电动机等设备提供完善的保护、测量及控制功能。

装置既可分散在开关柜上就地安装，也可集中组屏安装；既可独立运行，也可联网构成综合自动化系统。

装置具有独立的测量回路、遥控回路、断路器控制回路。

多功能电气防跳回路可自动适应各种型号的断路器。

装置采用铝型机箱后插拔式结构，既保证了装置强弱电分开，又使现场检修维护非常方便。

二、主要功能

2.1保护功能

Ø母充保护

⏹母线充电保护，手合3秒内投入运行，3秒后自动退出

Ø定时限过流保护

⏹三相三段定时限过流保护（速断、限时速断、定时限过流）

⏹带方向闭锁元件

⏹带低电压闭锁元件

⏹带后加速元件

Ø反时限过流保护

⏹标准反时限/正常反时限/极端反时限3种曲线可选

Ø过负荷保护

⏹告警/跳闸可以选择

Ø零序过流保护

⏹三段定时限零序过流保护

⏹带方向闭锁元件

⏹带后加速元件

⏹零序Ⅲ段告警/跳闸可以选择

Ø低电压保护

⏹带电流闭锁元件

Ø零序过压保护

⏹告警/跳闸可以选择

Ø低周减载

⏹带低电压闭锁

⏹带滑差闭锁

Ø三相一次自动重合闸

⏹不检定/检同期/检无压3种方式可选

Ø联锁跳闸功能

ØPT断线检测

2.2数据采集功能

遥测

Ø实时采集三相电流、三相电压、零序电流、零序电压、正负有功功率、无功功率、功率因数、频率

遥信

Ø15路遥信量（控制回路4路，外部开入11路）

遥控

Ø两路遥控继电器，远方控制断路器合闸、分闸

电度采集

Ø2路电度脉冲输入

2.3事件记录功能

Ø保护动作事件

Ø告警事件

Ø遥信变位事件

Ø遥控操作事件

2.4控制功能

Ø就地/远方分、合闸控制

2.5操作箱功能

Ø跳合闸位置指示

Ø可靠的自保持及电气防跳设计

Ø断路器跳、合闸电流自适应

Ø控制回路断线告警

2.6通讯功能

Ø高速光电隔离CAN总线

Ø高速光电隔离RS485总线

2.7故障记录及查询功能

三、保护配置及工作原理

3.1母充保护

本装置提供有母线充电保护，该保护在检测到手动合闸3秒内，A、B、C相任一相保护电流大于整定值并达到整定延时后保护即动作。

手动合闸3秒后，母线充电保护自动退出运行。

3.2定时限过流保护

本装置配置了三相三段式定时限过电流保护，每段保护可分别选择是否经低电压元件和方向元件闭锁。

Ⅱ段、Ⅲ段可选择是否投入后加速功能，后加速时间可以单独整定。

3.2.1低电压元件

三相线电压中只要有一相线电压低于过流闭锁电压整定值就开放过流保护；利用电压闭锁元件可以保证装置在电机反向充电等非故障情况下不出现误动作。

3.2.2方向元件

该方向元件采用90°接线方式，按相启动。

各相电流保护仅受下表所示相应方向元件的控制；为消除出口处三相短路时由于电压过低导致的方向死区，该方向元件带有记忆功能。

方向元件

电流

电压

A相

UBC

B相

UCA

C相

UAB

以电流IA为例，方向元件的动作区域如下图所示，动作灵敏角为45°，动作范围-45°--+135°。

3.2.3后加速元件

当有重合闸动作出口、手动合闸、断路器由分变合等事件时，3秒内装置将启动过流Ⅱ段、Ⅲ段、零序Ⅱ段、Ⅲ段保护后加速功能，上述保护的出口时间将按照整定的相应后加速出口时间动作出口。

过流加速功能可选择带低电压闭锁，但所有加速功能均不考虑方向闭锁。

所有加速功能均可通过控制字选择投退，加速时间也可单独进行整定。

3.3反时限过流保护

反时限过流保护的动作时间与故障电流的大小有关，故障电流越大，动作时间越短，反之，故障电流越小，动作时限越长。

参照国际电工委员会（IEC255）的规定，本装置提供了三种标准反时限特性曲线，即标准反时限、正常反时限、极端反时限，各反时限特性公式如下：

c.极端反时限

上式中：

tp为反时限时间常数，Ip为反时限启动电流，I为实际故障电流，t为保护动作时间。

装置严格按照上述动作方程进行计算，当实际电流I超过启动电流Ip后装置每隔5ms计算一次并将结果进行积累，当达到规定的门槛值后反时限过流保护动作出口。

3.4过负荷保护

过负荷保护为定时限保护，正常运行时过负荷元件监视A、B、C三相电流，当有任一相电流大于整定值并达到整定延时后保护即动作。

过负荷保护可以选择跳闸或仅发告警信号。

当过负荷保护动作出口时装置将自动闭锁重合闸。

3.5零序过流保护

本装置配置了三段定时限零序过流保护，当采集的3I0电流值大于零序保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

每段保护可分别选择是否经零序方向元件闭锁。

零序Ⅱ段、Ⅲ段保护可选择是否投入后加速功能，后加速时间可以单独设定。

零序Ⅲ段保护可以选择投跳闸或仅发告警信号。

3.6低电压保护

如果被保护线路很短，始末端的短路电流差别不大或运行方式变化很大时，采用电流速断保护满足不了灵敏度和动作范围要求时，可装设低电压保护。

由于母线上任一线路故障时，母线电压都下降，因此本保护还设有电流闭锁元件，用于判断故障线路。

当投入电流闭锁时，只有任一相电流大于闭锁电流，装置才开放低电压保护出口。

当开关处于合闸位置，三个线电压均小于低电压保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

为防止装置上电时母线三相失压而引起低电压保护误动作，装置只有监测到母线电压正常后才投入低电压保护。

可通过控制字选择是否投入电流闭锁元件。

若PT断线闭锁投入，当发生母线PT断线时将闭锁低电压保护。

3.7零序过压保护

装置设有单独的零序过电压保护功能，当采集的3U0电压值大于零序电压保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。

该保护可以通过控制字选择跳闸或仅发告警信号。

3.8低周减载

频率测量采用硬件测频方法。

装置首先需检测到系统频率正常，然后当系统的频率下降到低周频率整定值以下并达到整定延时后装置动作出口。

考虑到低周减载功能只能在系统稳态时，因有功功率缺额造成系统频率下降时作用，低周减载带有低电压闭锁及滑差闭锁元件。

如果投入低电压闭锁元件，则只有当系统线电压大于低周闭锁电压时才投入本功能。

为防止系统发生故障或电动机反向充电等频率变化过快时装置误动，装置设置滑差闭锁元件，一旦滑差超过整定值，装置将立刻闭锁低周减载功能。

3.9三相一次自动重合闸

3.9.1启动方式

三相一次重合闸有两种启动方式：

保护启动和不对应启动（即开关偷跳启动），在保护动作或开关偷跳后重合闸功能开放3秒，如果此时无闭锁条件，并且三相均无电流则进行重合闸逻辑判断。

3.9.2充电条件

重合闸满足以下条件后，开始充电，达到15秒后充电完成，置充电标志，重合闸逻辑投入。

①．开关处于合位（HWJ=1,TWJ=0）

②．无闭锁重合闸信号

3.9.3闭锁重合闸条件

下面任一条件满足，闭锁重合闸：

①．手动及遥控分闸

②．过负荷动作

③．低电压动作

④．低周减载动作

⑤．弹簧未储能

⑥．有闭锁重合闸开入信号

3.9.4重合闸方式

重合闸方式可选择检无压或检同期。

当这两种方式均不选择时，装置选择不检定方式重合。

3.9.5抽取电压

抽取电压UX接线路侧的UAB,当UAB大于30V时，保护才进行同期判断。

3.10联锁跳闸功能

装置配有两路联跳输入接口，其它装置及保护的跳闸接点可经本装置重动出口。

此功能可由控制字选择投退，每一路均可选择跳闸或仅发告警信号。

3.11PT断线检测

3.11.1PT断线检测

母线PT断线采用以下判据：

①．三个线电压均小于7V，且任一相电流大于0.2A，经过10秒判为三相断线；

②．|UA+UB+UC|>15V，且任两个线电压差大于18V时,经过10秒判为不对称断线；

3.11.2PT断线闭锁

如果控制字“PT断线闭锁”为投入：

①．当发生母线PT断线时，若过流保护的方向或电压元件投入，则闭锁过流保护。

②．当发生母线PT断线时，闭锁低电压保护。

③．如果重合闸投入检同期方式，检测到母线PT断线后，闭锁重合闸功能。

如果控制字“PT断线闭锁”为退出：

①．当发生母线PT断线时，若过流保护的方向元件或电压元件投入，则解除方向元件或电压元件的闭锁，过流保护仍然运行。

②．当发生母线PT断线时，不闭锁低电压保护。

③．如果重合闸投入为检同期方式，检测到母线PT断线后，不闭锁重合闸功能。

四、保护定值表及说明

序号

标号

名称

整定范围及步长

KZZ1

控制字1

0或1

KZZ2

控制字2

0或1

KZZ3

控制字3

0或1

KZZ4

控制字4

0或1

KZZ5

控制字5

0或1

KZZ6

控制字6

0或1

母充保护电流

（0～100.00）A，步长0.01A

母充保护时间

（0～3.00）S，步长0.01S

过流Ⅰ段电流

（0～100.00）A，步长0.01A

过流Ⅰ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

过流Ⅱ段电流

（0～100.00）A，步长0.01A

过流Ⅱ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

T2j

过流Ⅱ段后加速时间

（0～3.00）S，步长0.01S

过流Ⅲ段电流

（0～100.00）A，步长0.01A

过流Ⅲ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

T3j

过流Ⅲ段后加速时间

（0～3.00）S，步长0.01S

Ubs

过流保护闭锁电压

（30～100.00）V，步长0.01V

反时限启动电流

（0～50.00）A，步长0.01A

反时限时间常数

（0～200.00）S，步长0.01S

过负荷电流

（0～50.00）A，步长0.01A

过负荷时间

（0～90.00）S，步长0.01S

I01

零序Ⅰ段电流

（0～2.50）A，步长0.01A

T01

零序Ⅰ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

I02

零序Ⅱ段电流

（0～2.50）A，步长0.01A

T02

零序Ⅱ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

T02j

零序Ⅱ段加速时间

（0～3.00）S，步长0.01S

I03

零序Ⅲ段电流

（0～2.50）A，步长0.01A

T03

零序Ⅲ段时间

（0～10.00）S，步长0.01S

T03j

零序Ⅲ段加速时间

（0～3.00）S，步长0.01S

低电压保护电压

（10～100.00）V，步长

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