WXH-803产品宣传2004

1、许继电气保护及自动化事业部许继电气保护及自动化事业部WXH-803微机线路保护装置微机线路保护装置 （光纤纵差）（光纤纵差）X(1)_V031208版版第一篇WXH-803光纤差动保护原理及实现X(1)_V031208版版p 常见纵联保护比较p WXH-803保护新技术WXH-803WXH-803光纤差动保护原理及实现光纤差动保护原理及实现p 差动保护原理介绍p WXH-803保护配置X(1)_V031208版版 纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而决定是否切断被保护线路。X(1)_V

2、031208版版纵联保护高频保护微波保护光纤保护导引线保护按保护通道形式进行分类X(1)_V031208版版常见纵联保护比较常见纵联保护比较p 高频保护工作原理方向元件利用单端信息间接判断故障X(1)_V031208版版电力载波技术微波中继通讯光纤通讯技术高频保护微波保护光纤差动保护X(1)_V031208版版抗电磁干扰性抗电磁干扰性不受环境影不受环境影响响带宽带宽电力载波电力载波 微波中继微波中继 光纤通讯光纤通讯 X(1)_V031208版版常见纵联保护比较常见纵联保护比较p 不同原理的方向元件工频变化量工频变化量方向方向负序方向负序方向零序方向零序方向距离元件距离元件过渡电阻过渡电阻 X

3、系统振荡系统振荡 X四种故障四种故障 XX 故障全过程故障全过程 X 非全相状态非全相状态 XXXX(1)_V031208版版特殊工况分析特殊工况分析p 串补线路距离元件无法正确判断故障点位置 反方向串补电容不对称击穿，正方向发生不对称故障，负序保护正反方向元件可能不正确动作X(1)_V031208版版特殊工况分析特殊工况分析p 高阻接地基于零序量的保护具有比较高的灵敏度X(1)_V031208版版特殊工况分析特殊工况分析p 双回输电线路 其中一回输电线路故障，另一回线路因零序互感而感应出零序量，此时零序方向元件可能会不正确动作。X(1)_V031208版版常见纵联保护比较常见纵联保护比较p

4、多种保护原理相结合构成完整的纵联保护WXH-801正序故障分量方向+零序方向+负序方向+反映三相对称故障的故障判别元件+工频变化量方向（非全相）多种保护原理相配合，保护逻辑复杂X(1)_V031208版版保护配置的哲学原则保护配置的哲学原则 能用简单的就不用复杂的!X(1)_V031208版版常见纵联保护比较常见纵联保护比较p 分相电流差动保护特点原理简单本身具有选相不受系统振荡影响不受串补电容影响受过渡电阻影响小受电压问题影响小X(1)_V031208版版特殊工况分析特殊工况分析p 串补线路和同杆并架双回线差动元件只反应线路上的差流，不受这些特殊工况影响X(1)_V031208版版特殊工况分

5、析特殊工况分析p 高阻接地零序电流差动反应了双端保护测到的零序电流和，具有更高的灵敏度00nmIIX(1)_V031208版版常见纵联保护比较常见纵联保护比较p 差动保护工作原理差动元件利用双端信息直接判断故障X(1)_V031208版版基尔霍夫定律基尔霍夫定律n 理想情况ImInMN0nmIIo 线路线路MN故障时故障时ImInMNF0nmIIo 线路线路MN正常运行时正常运行时X(1)_V031208版版两种电流差动保护判据两种电流差动保护判据n差动保护基本判据n比例制动差动保护判据X(1)_V031208版版差动保护基本判据差动保护基本判据bphnmIIIn 实际应考虑不平衡电流0nmI

6、I采样误差、同步误差、输电线路对地电容电流等X(1)_V031208版版nmnmIIkIIImInMNF故障时ImInMN正常时差动量制动量大小大小X(1)_V031208版版nmnmIIkII两保护原理与关系bphnmIIIX(1)_V031208版版n同步采样n长线电容电流对差动保护的影响 n如何提高动作速度n电流互感器(TA)饱和的影响 n电流互感器(TA)断线的检测 n如何避免永久故障对系统的再次冲击TA变比不同的自适应方法 基于两端电流电压的双端测距?X(1)_V031208版版 同步采样技术o 自适应主从定位o 同步算法X(1)_V031208版版 自适应主从定位o 常规主从定位办

7、法 硬压板或跳线 软压板或控制字o 常规办法的缺点 增加现场试验的工作量 出错概率大X(1)_V031208版版 自适应主从定位入口入口主从未定？主从未定？生成采样数据桢生成采样数据桢返回返回接收到数据？接收到数据？生成采样数据帧生成采样数据帧返回返回N NY YN N对侧状态对侧状态信息信息? ?本侧状态本侧状态信息信息? ?比随机数比随机数确定状态确定状态本侧状态本侧状态信息信息? ?校验并修正状态校验并修正状态根据对侧状态根据对侧状态置本侧状态置本侧状态延时确延时确认状态认状态返返 回回返返 回回Y Y有有无无有有无无有有无无X(1)_V031208版版 同步算法o 现有同步算法及评述现

8、有同步算法及评述采样数据修正法采样数据修正法 采样时刻调整法采样时刻调整法 时钟校正法时钟校正法 GPS同步法同步法 参考相量同步法参考相量同步法 X(1)_V031208版版 同步算法o 基于采基于采样样序号的同步序号的同步调调整算法的整算法的实现实现 测测量通道延量通道延时时 计计算采算采样样序号序号 差差动动保保护计护计算算o 算法算法优优点点 安全性高安全性高：不涉及硬件操作不涉及硬件操作 精度得到保精度得到保证证X(1)_V031208版版 同步算法 采样同步采样同步计算通道时延计算通道时延td td = (t2 t1 t) /2t2 t1 （主）参考端 （从）同步端 td td t

9、 梯形算法X(1)_V031208版版 同步算法 采样同步采样序号调整采样同步采样序号调整N(M)(N)1N21 TNjsM1N3M2NT2TT参考端步同端N = NJ S + T= N 1 + T NJS = T/(20/96) T = ( N 2 - N 1 ) T T 2 + ( T - T1)/2 得到以上计算结果后找一个切入点得到以上计算结果后找一个切入点N N3 3，该点应与参考端发送时刻，该点应与参考端发送时刻M M2 2同时。因为已经算同时。因为已经算出两侧的同一时刻的序号差（出两侧的同一时刻的序号差（N NJSJS-M-M1 1），调整同步端的序号），调整同步端的序号N N3

10、 3为为M M2 2，在下一次计算中可以，在下一次计算中可以得到得到N NJSJS=M=M1 1，此时可认为两侧同步，并通知参考端同步完成。保护可以进行差动判据。，此时可认为两侧同步，并通知参考端同步完成。保护可以进行差动判据。 计算出两端序号差计算出两端序号差 序号差序号差 = NJS-M1 X(1)_V031208版版 同步算法 有传输时延时的差流计算有传输时延时的差流计算tt M端 N端43210iB(1)iA(0)iB(0)iA(1)43210采样地址号iA(0)N端端差流计算基于相同采样序号差流计算基于相同采样序号iB(0)X(1)_V031208版版 电容电流补偿技术 I补偿后 =

11、 I - IcWXH-803WXH-803M端N端Ic0.02.21.1.jYjYjYUUUIcccC按序分量进行补偿：有电流流出，影响有电流流出，影响差动判据灵敏度，差动判据灵敏度，甚至会误动甚至会误动 适用于 长架空线和电缆线路长架空线和电缆线路X(1)_V031208版版 电容电流补偿技术 本装置采用两端各补偿一半的方法，向对侧传送的电流值是经过补偿后的电流值，不增加额外的工作量，以实时数据进行差动。M端N端IcWXH-803WXH-8030.010.22CMCMMCMXjUXjUUI以侧为例，其补偿公式如下： CMII.M.CNNII.按相补偿传送到对侧值：按相补偿传送到对侧值：根据故

12、障处理的不同阶段，自适应投退电容电流补偿根据并联电抗器的投切，自适应投退电容电流补偿X(1)_V031208版版 电容电流补偿技术o 电容电流补偿效果电容电流补偿效果(a)无补偿(b)带补偿408A30AX(1)_V031208版版 快速变数据窗相量算法Kt(ms)ICDt(ms)0.75(0.6)1.22IdzIdz51015105 由于差动保护采用短窗（5ms）相量算法以提高动作速度，故障暂态过程中必须要采用与算法对应的高动作门槛及制动系数以保证高可靠性。故障分量差动及稳态量差动的暂态动作特性如下图所示。差差动动保保护护反反时时限限暂态暂态动动作特性作特性X(1)_V031208版版 自适

13、应抗TA饱和的方法 波形畸变识别法检测波形畸变识别法检测TA饱和饱和 利用利用TATA饱和前的线形传变的时间饱和前的线形传变的时间(3-5(3-5ms) ms) 内内的数据信息来判别故障情的数据信息来判别故障情况况，实现区内故障一点速动，实现区内故障一点速动。 当当5 5msms数据窗不动作时，自动抬高数据窗不动作时，自动抬高K K值，并投入值，并投入TATA饱和判别逻辑，通过波饱和判别逻辑，通过波形畸变识别法判断出形畸变识别法判断出TATA不饱和后，投入低不饱和后，投入低K K值，否则一直投高值，否则一直投高K K值；当装置值；当装置判断出判断出TATA饱和时，退出零序电流差动，饱和时，退出

14、零序电流差动，K K值取值取1.21.2。 区内故障区内故障5ms短窗快速动作短窗快速动作 TATA饱和波形饱和波形K1增大闭锁角，防区外误动畸变消失后调整k1起动后每5MS进行一次积分算法，对其差异进行分析，求出波形畸变系数X(1)_V031208版版 自适应抗TA饱和的方法 电流差动元件电流差动元件 (动作特性图动作特性图) k大于1时，不会误动，但装置用于弱馈系统时将会拒动。K=1.2K=1xRK=0.75K=0.6j不同不同 k k值时的比率制动特性（阴影区为动作区）值时的比率制动特性（阴影区为动作区）动作区动作区k小于1时，即使两侧电流反向，仍有动作区，正常时是靠门槛躲过；但在短线路

15、情况下，区外大电流故障引起TA饱和时单靠门槛躲不过时就可能误动。NMNMIIKII.MNII. 令RjX. 设K.110 1k R，22 z2 54. 5 ) 54. 5( 1.2k ，R22R2x43. 3) 57. 3( 75,. 0k 22 2 875. 1) 125. 2( 0.6k RR，判出判出TA饱和时，饱和时，k=1.2，区外故，区外故障可靠不误动障可靠不误动正常时，正常时，k=0.6 (0.75)k=0.6 (0.75)，使弱馈、高阻等情况可靠动作使弱馈、高阻等情况可靠动作X(1)_V031208版版 TA断线检测 解决了两方面问题：1.可靠闭锁因TA断线引起电流突变量起动后

16、的差动保护误动2.在负荷电流很小时能灵敏地检测出TA断线，并闭锁断线相保护 系统启动时，利用两侧电压的变化量来判定是否TA断线；断线后分相闭锁保护 系统正常时，利用差流的大小来判定是否TA断线；断线后分相闭锁保护X(1)_V031208版版 TA断线检测TA断线识别断线识别相差电流动作相差电流动作本侧本侧 & &TATA断线断线并分相闭锁保护并分相闭锁保护1S延时& &30MS延时开放差动判据开放差动判据SETUUX(1)_V031208版版 TA断线检测对侧电流突变量起动对侧电流突变量起动 本侧电流突变量起动本侧电流突变量起动 对侧对侧 本侧本侧 &

17、& &开放差动判据开放差动判据 双电源系统、弱馈系统开放逻辑双电源系统、弱馈系统开放逻辑X(1)_V031208版版 永久性故障判别两侧重合闸延时相差至少50MS先合侧合于故障后加速出口，并将出口信号传至对侧后合侧可根据先合侧的加速出口信号以及本侧差动再次动作，判为永久性故障，闭锁重合 减小对系统冲击减小对系统冲击X(1)_V031208版版 永久性故障判别形成报文形成报文M端端N端端WXH-803WXH-803保护跳闸保护跳闸通讯通道通讯通道重合闸重合闸加速跳闸加速跳闸接收报文接收报文保护跳闸保护跳闸启动重合启动重合闭锁重合闭锁重合合闸合闸逻辑逻辑X(1)_V031208版版

18、 TA变比不同的自适应方法 接收数据帧接收数据帧形成数据帧形成数据帧M端端N端端计算二次计算二次侧数值侧数值WXH-803WXH-803计算一次计算一次侧数值侧数值计算一次计算一次侧数值侧数值计算二次计算二次侧数值侧数值接收数据帧接收数据帧形成数据帧形成数据帧通讯通道通讯通道X(1)_V031208版版 基于两端电流电压的双端测距 MAIMNf1RM)-(LZMZMBINAINBIMCINCIMZMZM)-(LZM)-(LZf2RMFDF)()()()(11MLNCNCMLNBNBRMMCMCMMBMBRZIUZIUUZIUZIUUff)()()(LLNBCMBCLNBCNBCMBCMFDZI

19、IZIUUD消去 可得如下式子：1fRUX(1)_V031208版版 相电流突变量启动元件 分相差流启动元件和零序差流启动元件 零序电流辅助启动元件 静稳破坏检测元件 X(1)_V031208版版 全电流差动保护o 保护全过程投入的主要差动； 故障分量差动保护o 有效地消除负荷电流对差动保护灵敏度的影响，提高保护耐过渡电阻能力；该元件仅在突变量启动后60ms内投入； 零序差动保护o 零差经100ms延时动作，根据差流选相的结果选相跳闸。零序差动对高阻接地故障提供灵敏的保护。X(1)_V031208版版n动作判据NMNMIIkIIcdNM IIIX(1)_V031208版版n动作判据N M N

20、M IIkIIcdNM IIIX(1)_V031208版版n动作判据0cdN0M0IIIN0M0N0M0IIkIIX(1)_V031208版版 当数据错误检查，采样同步检查或接收信号中断检查元件检测到通讯链路故障时，保护闭锁出口。DIF-A差动保护退出&DIFATDIFBTDIFCT1 通道异常DIF-ADIF-BDIF-BDIF-CDIF-C111 X(1)_V031208版版 t 0DIFG&DIFGT延时0.01s&1TA断线(分相跳闸出口)差动保护退出1 通道异常当数据错误检查，采样同步检查或接收信号中断检查元件检测到通讯链路故障时，保护闭锁出口.差流选相X(1

21、)_V031208版版第二篇WXH-803装置结构和系统设计思路X(1)_V031208版版n保护装置结构n平台通用性设计n高可靠性设计n人性化设计n开放性设计X(1)_V031208版版WXH-803微机保护装置结构微机保护装置结构A/D差动A/D距离A/D零序A/D重合闸交流通信开入开入开出光端机X(1)_V031208版版WXH-803微机保护装置硬件介绍微机保护装置硬件介绍n 通用的DSP型保护模块o 32位浮点DSP技术o 16位AD转换o 256K16的数据存储区o 16通道数字量输入o 16通道模拟量输入输出o 6层印制板及表面贴装技术X(1)_V031208版版WXH-803微

22、机保护装置硬件介绍微机保护装置硬件介绍n 通用的人机接口模块o AM186ES/40M嵌入式微处理器o 128*128图形液晶显示器o 作为监控系统的智能终端 X(1)_V031208版版WXH-803微机保护装置硬件介绍微机保护装置硬件介绍n专用的通信及光收发模块o 发送接受数据o 同步计算o 通道检测X(1)_V031208版版n平台通用性设计o各保护插件硬件统一o便于维护、生产、开发X(1)_V031208版版n高抗干扰性设计o微机保护的双连接器方案o完善的干扰屏蔽吸收措施o多层印制板的采用o专业的印制板走线布局o高电磁兼容能力机箱结构的采用达到标准规定的达到标准规定的最高电磁兼容最高电

23、磁兼容能力指标能力指标X(1)_V031208版版n硬件冗余设计o各保护分别采用单独的保护插件o独立16位A/DX(1)_V031208版版n极强的数据抗干扰和谐波抑制能力o专用的数字模拟滤波器o 96点高速采样：为算法提供充足的数据X(1)_V031208版版n完备的自检功能o微处理系统硬件损坏自检o通道传送数据CRC码校验o通道异常自检X(1)_V031208版版n界面友好易操作o全中文显示o操作界面图形化o输出界面表格化X(1)_V031208版版n调试方便易分析o大容量事件信息存储o零漂及刻度无需现场调整o具有完备的故障信息记录功能o通道同步调整无须人工设定主从端o配套完善、灵活的调试

24、及离散分析软件 o支持就地及网络打印输出两种模式X(1)_V031208版版n接口灵活丰富o串口通信o与监控或保护管理机相连o GPS接口X(1)_V031208版版第三篇WXH-803光纤通道介绍X(1)_V031208版版专用连接方式通讯插件通讯插件传输通道传输通道TXDTXDTXCTXCRXDRXDRXCRXC光纤发送光纤发送光纤接收光纤接收内部时钟内部时钟码型转换码型转换时钟提取时钟提取码型转换码型转换X(1)_V031208版版复用连接方式通讯插件通讯插件64KB64KB同向接口同向接口TXDTXDTXCTXCRXDRXDRXCRXC光纤发送光纤发送光纤接收光纤接收内部时钟内部时钟码型转换码型转换时钟提取时钟提取码型转换码型转换PCMPCM设备设备G.703G.703电信号电信号电信号电信号X(1)_V031208版版n 专用通信接口专用通信接口N