WXH823C技术说明书.docx

1、WXH823C技术说明书WXH-823C技术说明书WXH-823C微机线路保护测控装置技术说明书 （Version 1.00）1概述1.1应用范围WXH-823C微机线路保护测控装置（以下简称装置）实现非直接接地系统（中性点不接地或经消弧线圈接地系统）或小电阻接地系统中线路的保护和测控功能，主要用作35kV及以下电压等级的线路间隔的保护和测控。1.2保护配置装置具体保护配置详见表 1-1。表 1-1WXH-823C装置的保护配置功能分类功能名称说明保护功能纵联光纤差动三段式低压闭锁方向过流保护方向、电压元件可投退反时限过流保护过流加速保护前加速、后加速可选三段式零序方向过流保护方向元件可投退零

2、流加速保护前加速、后加速可选三相一次重合闸过负荷保护低周减载低压减载手合同期直跳功能WXH-823CR2具有该功能辅助功能控制回路异常告警适用于带操作回路的保护装置弹簧未储能告警TV异常检测TA异常检测差流长期存在告警GPS脉冲监视手合开入长期存在告警录波远传远跳测控功能遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信断路器遥控分合三路备用遥控WXH-823CR2具有该功能模拟量的遥测、接地选线数据上送1.3产品特点许继独立产权的“VLD”可视化工具，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

3、IEC-60870-5-103和IEC 61850通讯规约。对时方式支持SNTP对时、GPS脉冲对、B码对时、1588对时。完善的事件保护处理，可存储最新80条事件报告记录，不少于100条动作报告记录，可记录750ms的电流电压报告。 友好的人机界面，全中文类Windows菜单模式，结构清晰，使用方便。保护功能配置齐全，可通过配置工具实现保护功能的选配，满足客户的个性化需求。操作回路配置灵活，可以适应各种操作机构。2技术指标2.1 基本电气参数2.1.1 额定交流数据交流电压： 相电压V；线路抽取电压V 或100 V。交流电流： 5 A或1 A 零序电流： 1 A额定频率： 50 Hz2.1.

4、2 额定直流数据额定电源电压： DC220 V或DC110 V ，允许变化范围：80%115%。2.1.3功率消耗交流电流回路：当额定电流为1 A时，每相不大于0.3 VA；当额定电流为5 A时，每相不大于0.5 VA；零序电流回路不大于0.3 VA；测量交流电流回路：每相不大于0.75 VA；交流电压回路： 每相不大于0.5 VA；直流回路：正常运行时，不大于12 W；保护动作时，不大于15 W。2.1.4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1 s；交流电压电路：1.2倍额定电压，长期连续工作；1.4倍额定电压，允许10 s。2.2主要技术指标2.2.1保护

5、定值整定范围及误差定值整定范围交流电压： 10V100V；交流电流： 0.1In20In；延 时： 0s600s；频 率： 45Hz49.5Hz；滑 差： 0.5Hz/s10Hz/s。定值误差电 流： 2.5%或0.01In；电 压： 2.5%或0.25V；频 率： 0.02Hz；滑 差： 0.04%，将给出通道异常告警报文信息，表示通道不可靠。通道误码严重或通道中断时，将给出通道异常告警信号，差动保护将被闭锁。通道恢复后，保护自动投入。提示：秒误码数与丢帧数是衡量通道当前状况的重要指标。如果显示秒误码数与丢帧数较大时，可以将通道直接使用尾纤自环然后观察这两个指标以判断引起误码的原因。如果自环

6、后误码与丢帧依然较大，则查看通道时钟模式定值是否整定错误（应为内时钟方式）或者光纤插件的法兰盘是否有损坏处；如果自环后误码与丢帧数均降低至0，则可以确定引起通道误码或丢帧原因在外部通道，再逐级查找。通道告警逻辑受通道投入控制字控制，当通道异常时装置点告警灯；3.1.3同步调整输电线路两端保护装置上电时刻不同和采样晶振偏差，再加上一端采样数据传送到另一端的时间延迟，因此，两端电流量的采样时刻通常不一致，不能直接进行差动计算。本保护采用“梯形算法”，根据两侧采样序号差对齐采样点，并计算出两侧保护装置的采样偏差。通过重采样对齐两侧数据。因为通道延时的计算基于等腰梯形原理，因此要求光纤通道的收发路由延

7、时一致，否则理论基础错误，将导致两侧同步计算偏差，正常负荷电流会引起差流长期存在。图3-2 光纤通道梯形算法通道延时： 3.1.4 通信时钟数字式光纤差动保护的关键是线路两侧装置之间的数据交换。本系列装置采用同步通信方式。差动保护装置发送和接收数据采用各自的时钟，分别为发送时钟和接收时钟。保护装置的接收时钟固定从接收码流中提取，保证接收过程中没有误码和滑码产生。发送时钟可以有两种方式：1、采用内部晶振时钟；2、采用接收时钟作为发送时钟。采用内部晶振时钟作为发送时钟常称为内时钟（主时钟）方式，采用接收时钟作为发送时钟常称为外时钟（从时钟）方式。两侧装置的运行方式可以有三种方式：两侧装置均采用从时

8、钟方式；两侧装置均采用内时钟方式；一侧装置采用内时钟，另一侧装置采用从时钟（这种方式会使整定定值更复杂，故不推荐采用）。3.1.5 纵联通道识别码为提高数字式通道线路保护装置的可靠性，防止光纤通道连接错误，WXH-823C保护装置设置了可整定的纵联通道识别码，用于识别光纤通道是否正确连接。在定值项中分别有“本侧识别码”和“对侧识别码”，范围均为065535，识别码的整定应保证全网运行的保护设备具有唯一性，即正常运行时，本侧识别码和对侧识别码应不同，且与本线的另一套保护的识别码不同，也应该和其它线路保护装置的识别码不同；保护校验自环试验时，本侧识别码和对侧识别码应相同，否则都会告警，报“通道自环

9、状态与整定不一致”。“本侧识别码”和“对侧识别码”需在定值项中整定，且通过通道传送给对侧，当保护接收到的装置识别码与定值整定的“对侧识别码”不一致时，退出差动保护，延时100ms报“装置混联”告警。3.1.6远传远跳功能保护装置设计了远跳功能，可实现远方跳闸功能；装置设两路远跳开入信号，只有两路开入都为真时才认为远跳开入有效，可以防止误开入。可传输远跳信号到对侧，对侧收到经正反码校验的远跳后，经控制字决定是否经本地装置的启动元件判别作用于跳闸。本侧跳位且无流，闭锁远跳出口。由于远传及远跳属于直跳类型保护数据，因此保护装置内部为避免通道误码带来的影响做如下处理：对传输远传远跳的信息位进行CRC-

10、4（ITU G.704）校验，检错率100%；采样后得到远传、远跳开入信号，经过正反位编码处理：高电平时编码为“01”，低电平时编码为“10”，作为开关量，和电流采样数据组合成一帧数据，再次对此帧数据进行CRC校验，连同校验码通过光纤数字通道传送给对侧保护装置；对侧装置每收到一帧信息，都要进行CRC校验，之后再单独对开关量进行互补反校验。即收到“01”和“10”信号为有效信号；收到对侧远传远跳信号之后经过连续三次相同确认后，才认为收到远跳信号是可靠的。采取以上措施能够完全可靠地避免通道存在误码情况下导致的保护误动作。3.2电流差动元件本装置差动元件针对线路保护区内各种故障类型配置了分相稳态量差

11、动、分相故障分量差动，零序电流差动。稳态量差动元件设置快速区元件及灵敏区元件，快速区元件采用短窗相量自适应算法实现快速动作；灵敏区采用全周付氏向量算法作为快速区的补充。故障分量差动不受负荷影响，对于区内高阻故障及振荡中故障性能优越，元件本身采用全周付氏向量算法并略带延时保证其可靠性。对于经高过渡电阻接地故障，采用零序差动继电器具有较高的灵敏度，零序电流差动作为稳态量差动及故障分量的后备延时100ms动作；零序电流差动主要针对缓慢爬升高阻故障，当任一侧的任两相电流均大于2倍额定值时退出零序差动继电器。图3-3差动保护动作特性图3-3为差动保护动作特性图，各差动元件动作特性区别仅在于差动电流定值及

12、制动系数的不同，图中为相应差动元件的动作定值门槛，Coef_K为相应差动元件的比率制动系数。3.2.1差动启动元件1.相电流突变量启动通过实时检测各相电流采样的瞬时值的变化情况，来判断被保护线路是否发生故障；该元件在大多数故障的情况下均能灵敏启动，为保护的主要启动元件。其判据为：其中：为相电流突变量启动定值。为浮动门槛，随着变化量输出增大而逐步自动提高，取1.25倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。2.差流启动差动保护设有分相差流启动元件和零差启动元件，用于一侧为弱电源或高阻故障时的辅助启动元件，分相差流启动元件由差流动作元件复合电压启动元件构成；零差启动元件由零差动作元件复合两侧零流启动元

13、件构成。差流动作元件其判据为： 式中，为差动电流定值；复合电压启动元件其判据为：任一线电压小于60V且母线TV未异常告警或任一线电压变化大于8V。零流动作元件其判剧为：式中，为差动电流定值；复合零流启动元件其判剧为：两侧零流均大于零流启动定值。突变量启动和差流启动任一种启动方式都可以开放差动逻辑。3.2.2分相稳态量差动元件 稳态量差动分快速段和延时段。快速段动作方程： 上式中：动作电流，为两侧电流矢量和的幅值；制动电流，为两侧电流矢量差的幅值；为和4倍实测电容电流值中的最大值,为差动动作电流定值，由用户整定。延时段动作方程： 上式中：动作电流，为两侧电流矢量和的幅值；制动电流，为两侧电流矢量

14、差的幅值；为差动动作电流定值，由用户整定；整定时应保证末端短路有足够的灵敏度；整定值应大于1.5倍本线路稳态电容电流值。稳态量差动延时段继电器动作后固定经30ms延时动作。3.2.3分相故障分量差动元件 动作方程： 上式中：动作电流，为两侧电流变化量矢量和的幅值；制动电流，为两侧电流矢量差的幅值；为差动动作电流定值，由用户整定。3.2.4零序电流差动元件动作方程： 上式中：动作电流，为两侧零序电流矢量和的幅值；制动电流，为两侧零序电流矢量差的幅值；为差动动作电流定值。零序差动元件满足条件后延时100ms动作。两侧任一相发生TA断线则闭锁零序差动。 当任一侧任两相电流均大于2In时闭锁零差继电器

15、。3.2.5 TA饱和在线路一侧采用传统铁磁电流互感器情况下，发生区外故障时，TA可能会饱和，如不采取措施，差动保护可能会误动，本装置采用时差法快速区内外识别元件及虚拟制动电流TA饱和识别开放元件相结合，可以达到在发生故障TA饱和时，如果故障发生时线性区大于2.4ms时能够识别区内外故障，且在区外故障转为区内故障时能够快速开放差动保护。图3-4 差动保护逻辑框图图3-4以A相为例，图中启动开放为两侧差动都启动，TA断线为任一侧断线。差动投入包含软、硬压板和控制字，两者均投入时认为保护投入；通道数据异常包含误码高、连接错误（装置混联）、通道中断、自环状态与整定不一致及两侧失步等情况；TA断线瞬间

16、，断线侧的启动元件和差动继电器可能动作，但对侧的启动元件不动作，不会向本侧发允许信号，从而保证纵联电流差动保护不会误动作；如果投入“TA断线闭锁差动”控制字，任一侧TA断线时，TA断线后正常差动保护不再投入。3.3方向（低压）过流保护过流元件按相装设。过流元件可由控制字“过流段低压闭锁”和“过流段方向投”选择是否经低压闭锁和经方向闭锁。方向元件采用90接线，按相起动。为消除死区，方向元件带有记忆功能。动作的最大灵敏角固定为-30，动作范围150，误差小于3。低压元件在三个线电压的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁过流元件。过流元件的判据为： 任一相IIsetn 方向和低压条件满足（若投入

17、方向和低压）满足以上条件经过流延时出口，Isetn为过流、段定值。可通过控制字“过流段闭重合闸”选择过流段动作后是否闭锁重合闸。过流保护除段定时限保护外，还有一段反时限保护。反时限过流保护也可由控制字“反时限低压闭锁”和“反时限方向投”选择是否经低压闭锁和经方向闭锁。根据国际电工委员会（IEC 255-4）和英国标准规范(BS142.1996)，一般推荐使用下面三个标准的反时限特性方程：提供三种标准反时限：一般反时限： (1)非常反时限： (2)极端反时限： (3)上式中，Ip为电流基准值，tp为时间常数。本装置的反时限特性可由反时限曲线类型控制字FQX选择（0为一般反时限，1为非常反时限，2

18、为极端反时限）。各段过流保护可以通过控制字投退，原理框图如图 3-5所示。图 3-5过流保护原理框图3.4零序过流保护在小接地电流系统，当系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。在本装置中接地保护实现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用上位机比较同一母线上各线路零序电流的幅值和方向的方法来判断接地线路。用于接地选线的零序电流必须外加，即必须给装置提供外部输入的零序电流，不能使用装置自产的零序电流。在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用直接跳闸方法。用于跳闸或报警的零序电流可以选用自产的零序电

19、流，也可从装置的零序TA 引入（控制字“零序电流自产”整定为“0”表示装置所用零序电流为外加，整定为“1”表示装置所用零序电流为自产所得）在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序过流继电器直接跳闸方式。装置中设三段零序过流保护，其中零序段可通过控制字“零流段跳闸”整定为告警或跳闸（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。三段零序过流保护也可由控制字“零流段方向投”选择是否经零序功率方向闭锁。对于不接地系统，方向灵敏角为90；对于小电阻接地系统，灵敏角为-135。动作范围150，误差小于3。因此必须整定“中性点接地方式”功能控制字（“0”为中性点不接地系统，“1”为中性

20、点经小电阻接地系统）。零序方向过流保护原理框图如图 3-6所示。图 3-6零序过流保护原理框图3.5加速保护本装置设置了独立的加速段保护，可以选择使用过流加速和零序过流加速保护，并可通过控制字“前加速/后加速”选择采用前加速还是后加速（整定为“0”表示后加速，整定为“1”表示前加速）。后加速保护与手合加速保护开放时间为3秒，前加速保护必须在重合闸充电后才能投入。装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来启动，此举主要是考虑到目前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作把手。过流加速保护和零序过流加速保护的电流定值和时间定值均可独立整定

21、。原理框图如图 3-7所示。图 3-7加速保护原理框图3.6重合闸重合闸起动方式有两种：不对应起动和保护起动。装置设有四种重合方式，可通过“重合闸方式”控制字选择：0无检定；1检无压；2检无压，有压转检同期；3检同期。装置选择检无压重合方式时，母线无压定值为30V，线路无压定值为线路额定电压的30；选择检同期方式时，母线（AB相）和线路必须有压，母线有压定值为80V，线路有压定值为线路额定电压的70，当Ux与Uab之间的角度与固有角度(即正常运行时Ux与Uab固有角度”)之差小于同期角时同期合闸。重合闸在充电完成后投入，线路在正常运行状态，无外部闭锁重合闸信号，经15s充电完成。充电完成后，液晶显示屏会显示充电完成标志。重合闸闭锁条件有：闭锁重合闸开入；过负荷跳闸；低周减载动作；低压减载动作；过流段动作(过流段闭锁重合闸控制字投)；控制回路异常；弹簧未储能。（8）直跳动作（WXH-823CR2）。原理框图如图 3-8所示。图 3-8三相一次重合闸原理框图3.7过负荷保护装置设有过负荷保护功能，可通过“过负荷跳闸”控制字选择动作于跳闸或告警（整定为“0”表示告警，整定为“1”表示跳闸）。投跳闸时，跳闸