WXH802A技术说明书.docx

1、WXH802A技术说明书WXH-802A/F1微机线路保护装置技术说明书许继电气股份有限公司XJ ELECTRIC CO.，LTD. 许继电气股份有限公司版权所有（Ver 1.01） 本版本说明书适用于WXH-802A/F1Ver1.02版本及以上程序 许继电气股份公司保留对本说明书进行修改的权利，当产品 与说明书不符时，请以实际产品为准。 2007.12第一次印刷前 言1 应用范围WXH-802A系列保护装置为微机实现的数字式超高压线路快速保护装置，可用作220kV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。2 产品特点2.1 装置系统平台 逻辑开发可视化国内首家在高压保护上实现可视化逻辑编程

2、，保护源代码完全由软件机器人自动生成，正确率达到100%，杜绝了人为原因产生软件Bug。所有的保护逻辑由基本的元件和组件组成。 事故分析透明化 通过分层、模块化、元件化的设计，装置内部实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置内部任一个点的数据，发生事故后通过透明化事故分析工具，可以对故障进行快速准确的定位。故障波形回放： 工程应用柔性化采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组，功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。2.2 人机界面人性化XJ-GUI和现场调试向导的成功应用，降低了现场维护和运行人员的工作强度

3、，使运行维护工作变得轻松。 借助XJ-GUI界面设计工具，实现操作界面的灵活定制及人性化设计 主接线图及丰富的实时数据显示 类WINDOWS菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作 2.3 保护性能特点 近端故障动作时间小于10ms配置快速可靠的快速距离I段保护。 距离保护采用变动作特性的原理保护的变动作特性，根据故障类型设置相应特性的保护，设置速动区、一般区、灵敏区，不同区域设置不同数字滤波算法、不同时延。距离保护动作区域设置 采用精心设计优选的数字滤波新算法，有效保证距离保护的快速动作及测量精度 设计的各种级联式的幅频特性图 优选新算法的测量阻抗值 自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能，确

4、保距离保护在系统振荡加区外故障能可靠闭锁，而在系统未振荡时区内故障快速动作，振荡中区内故障可靠动作3 专利技术 利用电流互感器二次测量电流动态补偿其传递产生的幅值和相位误差(200610017752.4) 继电保护故障检测模块(200310110260.6) 一种正序故障分量方向和零序功率方向判别方法（200410102438.7）目 录1 应用范围 III2 产品特点 III2.1 装置系统平台 III2.2 人机界面人性化 IV2.3 保护性能特点 V3 专利技术 VI1 概述 11.1 应用范围 11.2 保护配置 11.3 产品特点 21.3.1 保护性能 21.3.2 软、硬件平台

5、21.3.3 光纤通道技术 21.3.4 操作界面 32 技术指标 32.1 基本电气参数 32.1.1 额定交流数据 32.1.2 额定直流数据 32.1.3 打印机辅助交流电源 32.1.4 功率消耗 32.1.5 过载能力 32.2 主要技术指标 42.2.1 纵联距离 42.2.2 距离保护 42.2.3 零序电流方向保护 42.2.4 测距部分 52.2.5 综合重合闸 52.2.6 记录容量及定值区容量 52.2.7 对时方式 52.2.8 输出触点 52.2.9 绝缘性能 62.2.10 冲击电压 62.2.11 机械性能 62.2.12 抗电气干扰性能 62.3 环境条件 72

6、.4 通信接口 72.5 光纤通道技术参数 72.5.1 光纤接口 72.5.2 继电保护复用接口 73 保护原理介绍 83.1 启动元件 83.1.1 相电流突变量启动元件 83.1.2 零序电流启动元件 83.1.3 静稳破坏启动元件 83.2 选相元件 83.2.1 工作电压突变量选相 83.2.2 序电流复合选相 93.4 光纤通信 103.4.1 通信接口 103.4.2 通道信息和误码监测 113.5 光纤距离方向元件 113.5.1 接地距离方向元件 113.5.2 相间距离方向元件 123.5.3 零序功率方向元件 123.6 阶段式距离元件 133.6.1 三段式接地距离 1

7、33.6.2 三段式相间距离 143.7 故障开放元件 163.7.1 短时开放保护 163.7.2 不对称故障开放元件 163.7.3 对称故障开放元件 163.7.4 非全相运行时的故障开放判据 173.8 辅助元件 173.8.1 TV断线检查 173.8.2 TV反序检查 173.8.3 TA反序检查 183.8.4 TA断线 183.8.5 远跳、远传信号 183.9 保护逻辑框图 193.9.1 光纤距离保护逻辑 193.9.2 距离保护逻辑 213.9.3 零序保护逻辑 223.9.4 单相运行切除运行相逻辑 233.9.5 跳闸逻辑 243.9.6 重合闸逻辑 254 装置硬件

8、介绍 274.1 装置整体结构 274.2 结构与安装 14.3 装置插件介绍 34.3.1 交流变换插件 34.3.2 CPU插件 44.3.3 光纤接口 44.3.4 开入插件 54.3.5 信号及出口插件 64.3.6 出口插件 74.3.7 通讯插件 84.3.8 稳压电源插件 95 定值清单及整定说明 95.1 定值清单 95.2 定值整定说明 125.3 软压板 156 订货须知 167 光纤及光纤连接注意事项 177.1 概述 177.2 清洁处理 177.3 光纤与法兰连接 187.4 光纤、尾纤的盘绕与保护 184 概述4.1 应用范围WXH-802A系列保护装置为微机实现的

9、数字式超高压线路快速保护装置，可用作220kV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。4.2 保护配置WXH-802A系列线路保护装置包括以纵联综合距离（相间、接地）保护和零序方向保护为主体的全线速动主保护，由三段式相间和接地距离保护及四段零序保护构成的全套后备保护，可选配自动重合闸、零序反时限及三相不一致保护。WXH-802A系列保护装置根据功能有一个后缀，各后缀的含义如下：序号后缀功能含义1B基本型，支持载波机和光纤收发信机连接2C用于串补线路3D用于同杆线路4F内置光纤数字接口，支持专用光纤通道和复用光纤通道（E1）WXH-802A系列保护具体配置如下：型 号配 置备注WXH-802A

10、/B1纵联综合距离（相间、接地）保护纵联零序方向保护三段式相间和接地距离四段式零序保护可选零序反时限可选三相不一致保护可选重合闸功能通道为高频通道WXH-802A/C1适用于串补线路可选重合闸功能WXH-802A/D1分相发信，适用于同杆线路可选重合闸功能通道为高频通道WXH-802A/D2按相跳闸，适用于同杆线路，可选配自适应重合闸内置2Mb/s光纤接口，支持专用光纤通道和复用光纤通道（E1）WXH-802A/F1分相发信，可用于同杆线路可选重合闸功能WXH-802A/F3当光纤通道异常时，通道可由光纤通道转换为高频通道。可选重合闸功能内置2Mb/s光纤接口，单通道4.3 产品特点基于高性能

11、、高冗余的许继新一代硬件平台，可视化的逻辑开发工具实现保护透明化设计，变动作特性原理使保护性能全面提升，先进的光纤通道技术，装置内存的“日志系统”及“黑匣子”故障定位技术等是该保护装置的主要特点。4.3.1 保护性能 动作速度快，线路近端故障动作时间小于10ms，全线以内典型金属性故障主保护动作时间小于25ms； 纵联距离、距离保护采用变动作特性的原理，在保证保护速动性基础上大大提高保护灵敏度； 采用双重数字滤波算法协调工作，有效保证距离保护的快速动作及测量精度； 自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能，确保距离保护在系统振荡加区外故障能可靠闭锁，而在系统未振荡时区内故障快速动作，振荡中区内故障

12、可靠动作。4.3.2 软、硬件平台 采用高性能、可信赖、功能强大的许继新一代硬件平台，16位高精度的双AD，浮点运算32位DSP，充分考虑冗余及功能扩展，多DSP协同工作完成主后备保护功能； 可视化的逻辑开发工具VLD，在VLD的开发环境下所有的保护逻辑都是由不同可视化的柔性继电器组成，实现微机保护的完全透明化设计； 软件运行时内存内容“日志系统”及保护逻辑信息“黑匣子”记录实现异常情况的快速、准确定位； 装置采用整体面板、标准6U机箱，插件后插拔，强弱电回路严格分开，大大提高装置的抗干扰能力； 装置的AD回路、CPU插件、继电器线圈等全面自检。4.3.3 光纤通道技术 完全支持成帧通信格式，

13、可实现通道故障精确诊断和定位功能； 通道监测按照G.826规范要求，详细的通道信息使用户直观了解通道质量，可进行准确的故障定位； 可输出双端的瞬时数据，便于通道测试、检测和维护； 专用光纤通道：2 Mb/s高速数据传输； 复用传输通道：复用2Mb/s数率数据（E1）接口传输。4.3.4 操作界面 借助XJ-GUI界面设计工具，实现操作界面的灵活定制及人性化设计； 主接线图及丰富的实时数据的显示； 类WINDOWS菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作。5 技术指标5.1 基本电气参数5.1.1 额定交流数据 额定交流电压Un： V； 额定交流电流In：5 A或1 A； 额定频率fn：50 H

14、z 。5.1.2 额定直流数据220 V或110 V，允许变化范围：80%115%。5.1.3 打印机辅助交流电源220 V，0.7 A，50 Hz/60 Hz，允许变化范围：80%115%。5.1.4 功率消耗 交流电压回路：不大于0.5 VA/相（额定电压下）； 交流电流回路：不大于1 VA/相（In=5 A）； 不大于0.5 VA/相（In=1 A）； 直流回路： 保护装置不大于50 W（正常进行）； 保护装置不大于100 W（保护动作）； 每路开入回路不大于0.5 W。5.1.5 过载能力 交流电压回路：1.5 Un-连续工作； 交流电流回路： 2 In -长期运行；10 In -10

15、 s；40 In -1 s；5.2 主要技术指标5.2.1 纵联距离 整定范围：0.125(In=5A)0.5125(In=1A) 阻抗动作值准确度在线路阻抗角下、施加电流大于等于0.2 In时，当短路残压大于5V时阻抗测量误差不超过2.5%；在线路阻抗角下、施加电流大于等于1In时，当短路残压大于2V时阻抗测量误差不超过5%； 整组动作时间：不大于25ms（不含通道时间）。5.2.2 距离保护 整定范围：0.0125(In=5A)0.05125(In=1A) 阻抗动作值准确度在线路阻抗角下、施加电流大于等于0.2 In时，当短路残压大于5V时阻抗测量误差不超过2.5%；在线路阻抗角下、施加电

16、流大于等于1In时，当短路残压大于2V时阻抗测量误差不超过5%。 精确工作电压：0.25V80V 精确工作电流范围：0.1In30In 段的暂态超越不大于3% 、段延时时间元件：0.05s10s，整定值误差不超过1%或40ms； 段整组动作时间：在0.7倍整定阻抗内不大于30ms； 快速距离I段动作时间：中长线近端故障时间不大于10ms。5.2.3 零序电流方向保护 整定范围：0.04In20In，整定值误差不超过2.5%或0.01In； 零序功率方向元件动作区：； 延时段时间元件：0.05s10s，误差不超过1%或40ms；5.2.4 测距部分 单端电源金属性故障时测量误差： 2.5%5.2

17、.5 综合重合闸 具有单重、三重、综重及停用四种功能； 同期角度整定范围为：1060； 重合闸延时时间元件：0.3s10s，误差不超过1%或40ms； 一次重合闸时间间隔为15s； 同期角度整定误差：不大于3。5.2.6 记录容量及定值区容量 故障录波容量记录保护跳闸前4个周波、跳闸后6个周波所有电流电压波形，最多可记录30次故障录波； 故障报告容量保护装置可循环记录100条故障报告。 事件记录容量保护装置可循环记录50次异常、告警事件报告；保护装置可循环记录50次开入变位记录报告；保护装置可循环记录50次保护事件报告；保护装置可循环记录50次装置操作记录。 装置提供32套定值区5.2.7 对

18、时方式 IRIG-B码对时； GPS脉冲对时（分脉冲或秒脉冲）； 监控系统绝对时间的对时命令；5.2.8 输出触点 在电压不大于250 V，电流不大于1 A，时间常数L/R为5 ms0.75 ms的直流有感负荷电路中，触点断开容量为50 W，长期允许通过电流不大于5 A。 电寿命：装置输出触点电路在电压不超过250 V，电流不超过0.5 A，时间常数为5 ms0.75 ms的负荷条件下，装置能可靠动作及返回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。5.2.9 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试验条件下，不小于100 M。 介质强度装置所

19、有电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压2 kV(有效值)，历时1 min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。5.2.10 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5 kV的标准雷电波短时冲击检验。5.2.11 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级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。5.2.12 抗电气干扰性能 抗辐射电磁场骚扰能力：能承受GB/T 14598.9-2002第4章规定的严酷等级为级的辐射电磁场骚扰； 抗快速瞬变干扰能力：能承受GB/T 145

20、98.10-1996第4章规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰； 抗衰减振荡波脉冲群干扰能力：能承受GB/T 14598.13-1998第3章和第4章规定的严酷等级为级的脉冲群干扰试验; 抗静电放电干扰能力：能承受GB/T 14598.14-1998第4章规定的严酷等级为级的的静电放电干扰； 电磁发射干扰能力: 按GB/T 14598.16-2002第4章规定的传导发射限值和4.2规定的辐射发射限值。 抗工频磁场干扰能力：能承受GB/T 17626.8-1998第5章规定的严酷等级为级的工频磁场干扰。 抗脉冲磁场干扰能力：能承受GB/T 17626.9-1998第5章规定的严酷等级为级的脉冲磁场干

21、扰。 抗阻尼振荡磁场干扰能力： 按GB/T 17626.10-1998第5章规定的严酷等级为级的阻尼振荡磁场干扰。 抗浪涌骚扰能力：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章规定的浪涌骚扰。 抗射频场感应的传导骚扰能力：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章规定的射频场感应的传导骚扰。 抗工频干扰能力：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章规定的工频干扰。5.3 环境条件 工作环境温度：10 55 ，24 h内平均温度不超过35 储运环境温度：25 70 ，在极限值下不加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作。 相对湿度：最湿月的平均最大相对湿

22、度为90%，同时该月的月平均最低温度为25 且表面无凝露。最高温度为40 时，平均最大相对湿度不大于50%。 大气压力：80 kPa110 kPa。5.4 通信接口 以太网通信口：2个；RS-485通讯接口：2个。通信规约可选择电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）规约或IEC61850规约。 打印口，可选RS-485或RS-232。 调试口，RS-232。5.5 光纤通道技术参数5.5.1 光纤接口 光纤类型：单模，特性符合CCITT Ree.G652 光波长：1310 nm(复用或50 km以内专用方式) 光纤接收灵敏度： 34 dBm 发送电平：14 dBm

23、(复用或30 km以内专用方式) 5 dBm(0 km50km以内专用方式) 光纤连接器类型：FC5.5.2 继电保护复用接口 2Mb/s接口速率：2.048Mb/s；阻抗：75不平衡或120平衡；编码：HDB3；接口码型：符合G703.6接口码型要求；允许通道传输延时：单向不大于15ms。6 保护原理介绍本装置的保护功能设计，基于许继公司开发的可视化逻辑开发环境（VLD），同时采用分层、分模块的设计思想，将保护功能实现按数据处理、元件计算、保护逻辑、出口逻辑等进行划分；光纤距离保护、距离保护的动作特性按故障特征采用多种特性自适应变化实现严重故障快速动作，弱故障可靠动作；6.1 启动元件在保护

24、装置中，启动元件主要用于系统故障检测、开放故障处理逻辑及开放出口继电器的正电源功能，启动元件动作后，在满足复归条件后返回。保护启动元件包含相电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏启动等启动元件，任一启动元件动作后开放故障处理逻辑。6.1.1 相电流突变量启动元件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： （A、B、C）其中：为电流采样值突变量，为电流突变量启动定值。为浮动门槛，随着变化量变化而自动调整，取1.25倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。6.1.2 零序电流启动元件 主要用于在高

25、阻接地故障情况下保护可靠启动，作为辅助启动元件，元件本身带30ms延时。其判据为：其中：为三倍零序电流，为零序电流启动定值。6.1.3 静稳破坏启动元件当“距离保护经振荡闭锁”控制字投入时增设静稳破坏启动元件。其判据为：正序电流大于静稳电流定值门槛，且突变量启动元件未启动。6.2 选相元件选相元件分为快速选相元件及延时选相元件，快速选相元件采用故障分量选相元件，延时选相元件采用稳态量选相元件。6.2.1 工作电压突变量选相基于工作电压突变量的选相元件不仅灵敏度高，且可以较好的解决跨线故障、短时转换故障、弱馈故障、振荡中故障等特殊情况的选相问题；具体方案为： 求取UopA、UopB 、UopC

26、、UopAB 、UopBC 、UopCA其中： 利用突变量幅值的关系，在六个变化量中选出最大者，并利用各种故障类型的特征进一步判别，从而确定故障相。6.2.2 序电流复合选相基于序电流相位关系的序分量选区元件，是根据单相接地故障及两相接地故障等类型下零序、负序电流的相位关系进行判别，该元件选相灵敏度高、允许接地故障时过渡电阻较大、选相不受非全相运行的影响。图 31 序分量选区当发生接地故障时，先利用零序电流I0与负序电流（I2A）的进行选相分区，根据的角度关系划分三个区；-60 60对应AN或BCN；60 180对应BN或CAN；180 0.02%，将给出通道异常告警报文信息，表示通道不可靠。

27、通道误码严重或通道中断时，将给出通道异常告警中央信号，纵联保护将被闭锁。通道恢复后，保护自动投入。6.5 光纤距离方向元件本装置纵联主保护由光纤距离(相间、接地)方向保护和零序功率方向保护构成；光纤距离方向元件采用快速相量算法，以实现故障后快速发信，使保护全线典型金属性故障小于25ms，零序功率方向元件采用全周付氏向量算法，并带零序电压补偿，使系统末端高阻故障可靠动作；6.5.1 接地距离方向元件 由多边形特性阻抗元件、零序功率方向元件复合构成接地距离方向元件；在非全相过程中动作元件的特性不变，零序功率方向由工频变化量方向代替；a 接地距离多边形特性 b零功方向元件特性图 34 测量方程（X，R的测量） 6.5.2 相间距离方向元件 由带正序电压极化的圆特性阻抗方向元件构成；图 35 带记忆的正序极化圆特性比相圆方程：式