许继电气WKB-801A微机电抗器保护装置技术说明书

1、WKB-801AWKB-801A微机电抗器保护装置微机电抗器保护装置技术说明书技术说明书许继电气股份版权所有Ver 1.01 本版本说明书适用于 WKB-801A 许继电气股份公司保存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。1 应用范围应用范围WKB-801A 型装置集成了一台电抗器的全部电气量保护，适用于 500kV 及其以上各种电压等级的并联电抗器。2、产品特点、产品特点2.1 装置系统平台装置系统平台逻辑开发可视化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，保护源代码完全由软件机器人自动生成，正确率到达 100%，杜绝了人为原因产生软件 Bug。所有

2、的保护逻辑由根本的元件和组件组成。事故分析透明化事故分析透明化通过层次化、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。XJGUI 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，使运行维护工作变得轻松。 免整定免整定传统的电抗器保护装置需要整定相关保护的定值，给现场

3、的实际使用带来诸多不便。WKB-801A 微机电抗器保护装置可根据电抗器的实际铭牌参数自动生成各个保护定值，现场使用极为方便。比幅式零序方向原理匝间保护比幅式零序方向原理匝间保护专利号：专利号：许继 WKB-801A 微机电抗器保护装置的比幅式零序方向原理匝间保护，克服了传统的零序功率方向原理匝间保护动作灵敏度低，可靠性差的种种缺点，到达了灵敏性和可靠性的辨证统一。动作方程为：。0000003333sLXIjUXIjU试验证明，比幅式零序方向原理匝间保护能保证带线路正常空充、非全相空充电抗器以及空充于外部故障时，匝间保护不误动，在空充匝间短路故障时保护灵敏、快速动作。在电抗器内部发生 1.7匝

4、间短路故障时，保护灵敏动作。自适应变特性的综合差动保护自适应变特性的综合差动保护WKB-801A 保护装置主保护根据不同的故障类型配置了不同原理的差动保护，形成了不同原理差动保护间的冗余性和互补性。各个原理的差动保护均采用自适应变特性技术，既有反映严重故障的快速动作区、典型故障的一般动作区，又有反映接地轻微故障的灵敏动作区。装置自动根据不同的故障类型，自适应选择不同动作特性和不同滤波算法，到达继电保护“四性的辨证统一。试验证明，差动保护在各种系统运行方式下的区外故障均能可靠不误动，在区内各种故障均能可靠动作，典型故障动作时间不大于 15ms。3、专利技术、专利技术比幅式零序方向继电器比幅式零序

5、方向继电器( (专利号：专利号：) )；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专利号：专利号： ；快速变数据窗相量求取方法快速变数据窗相量求取方法专利号：专利号：200310110258.9200310110258.9 ；一种三相同时刻采样值启动保护方法一种三相同时刻采样值启动保护方法专利号：专利号：200410102433.4200410102433.4 ；目目 录录1 应用范围 .22、产品特点.22.1 装置系统平台 .2人机界面人性化.3保护性能特点.43、专利技术.41概述概述.1-1应用范围.1-1产

6、品特点.1-1保护配置.1-22技术参数技术参数.2-1额定电气参数.2-1主要技术指标.2-1机械及环境参数.2-3通信接口.2-33产品原理介绍产品原理介绍.3-1分相电流差动保护.3-1零序电流差动保护.3-3匝间保护.3-4过流保护.3-7零序过流保护.3-8过负荷保护.3-8小电抗器过流和过负荷保护.3-9TV 异常判别.3-94装置硬件介绍及典型接线装置硬件介绍及典型接线.4-1装置整体介绍.4-1装置背视示意图.4-3结构与安装.4-3WKB-801A 保护装置端子图.4-4WKB-801A 装置输出触点.4-115定值清单定值清单.5-1WKB-801A/R1 微机电抗器保护软

7、压板清单.5-1WKB-801A/R1 微机电抗器保护定值清单.5-16装置内部固定定值清单装置内部固定定值清单.6-11概述概述1.11.1应用范围应用范围WKB-801A 微机并联电抗器保护装置适用于 500kV 及其以上各种电压等级的并联电抗器。WKB-801A 型装置集成了一台并联电抗器的全部电气量保护。可满足各种电压等级并联电抗器的双主双后配置及非电量类保护完全独立的配置要求。1.21.2产品特点产品特点基于高性能、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，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。

8、1.2.11.2.1 保护性能保护性能高灵敏度的匝间保护本装置采用以比幅式零序方向原理为主，以自适应的零序功率方向原理为辅的匝间保护，能很好的反映电抗器的匝间短路及单相接地故障可靠的分相差动保护采用多段、多折线的方法，能够快速切除区内严重故障，同时也保证轻微故障、复杂故障的灵敏度。采用长短数据窗结合的多重算法，大大提高软件的抗干扰能力。1.2.21.2.2 高性能、高冗余的许继新一代软、硬件平台高性能、高冗余的许继新一代软、硬件平台高性能、高可靠性硬件结构采用 3 个 CPU 并行工作的硬件结构，采用 32 位高性能 DSP 处理器、32 位逻辑处理器和 16 位的高速 AD，保护出口跳闸采用

9、“启动保护动作的方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动。强抗干扰能力软硬件设计上采取充分的抗干扰措施，6U 全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。强大的自检功能完善的 A/D 采样回路自检能防止 A/D 采样出错导致的装置误动；开出回路自检可以准确检测任一路开出击穿故障，发出告警并可靠闭锁保护；定值自检能够检测定值存储区出错、定值越限等；具备5V、15V 电源自检功能，当电源电压不正常时，装置发告警信息，并闭锁保护。可视化的逻辑开发采用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

10、微机保护的完全透明化设计。1.2.31.2.3 便捷便捷的操作使用的操作使用友好的人机界面彩色液晶大屏幕显示，采用全中文类 Windows 菜单模式，结构清晰，通过菜单提示，可完成装置的全部操作，使用方便。主页面显示彩色主接线图，有丰富的实时数据，美观实用。独特的传动试验设计可以在不施加电流电压的情况下，通过传动试验，检验现场各跳闸回路的接线。方便的通信对点功能现场可在不具备保护功能试验条件的情况下，通过通信对点菜单，使装置向自动化监控系统上送相关保护动作信息、告警信息等，非常方便地进行通信对点试验。完善的事件记录功能可记录 100 次故障、8 次故障波形、200 次异常信息。录波数据与 CO

11、MTRADE 兼容。完善的打印功能具有手动启动录波并打印功能，可打印出正常时各侧的电流电压的幅值、相位，方便用户在电抗器投运时进行各侧电流电压的极性校验。1.31.3保护配置保护配置WKB-801A/R1 装置中可提供一台并联电抗器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一 TA。这些保护包括：分相差动保护零序差动保护匝间保护主电抗过流保护(两段各一时限)主电抗零序过流保护(两段各一时限)中性点小电抗过流保护另外还包括以下异常告警功能：主电抗过负荷告警中性点小电抗过负荷告警TA 异常告警TV 异常告警以下图为 WKB-801A/R1 在 500kV 并联电抗器典型的接线主后公用 TA的应

12、用配置方案。分相差动保护零序差动保护匝间保护主电抗过流保护主电抗零序过流保护TA异常告警TV异常告警主电抗过负荷告警TA112TA112TA112TA212TA212TA212TA312TV小电抗过流保护小电抗过负荷告警至断路器500kV线路500kV母线图 1-3-1 WKB-801A/R1 的典型应用配置图中：所示的保护在一台装置中实现，所有的交流量只接入装置一次。当中性点小电抗无专用 TA(即无 TA3)时，小电抗过流(负荷)保护的电流可用电抗器尾端三相电流合成。利用第二组 TA 和第二台装置完成第二套保护功能，实现双主双后。2技术参数技术参数2.12.1额定电气参数额定电气参数2.1.

13、12.1.1 额定交流数据额定交流数据额定交流电流：5 A 或 1 A；nI额定交流电压：线电压 100 V，相电压 100/ V；nU3额定频率： 50 Hz。2.1.22.1.2 额定直流数据额定直流数据220V 或 110V，允许偏差 +15，-20。2.1.32.1.3 打印机辅助交流电源打印机辅助交流电源220V， ，50Hz/60Hz，允许变化范围 80%110%。2.1.42.1.4 采样频率采样频率微机保护采样及录波频率 2400Hz，系统频率跟踪范围 40Hz60Hz。2.1.52.1.5 功率消耗功率消耗交流电压回路：当为额定电压时，每相不大于 0.5 VA；交流电流回路：

14、当额定电流为 1 A 时，每相不大于 0.5 VA；当额定电流为 5 A 时，每相不大于 1 VA；直流回路： 正常运行时，每个保护箱逻辑回路不大于 35 W，开入回路每路不大于1.5 W；保护动作时，每个保护箱逻辑回路不大于 50 W，开入回路每路不大于 1.5 W。2.1.62.1.6 热稳定性热稳定性电流下，长期运行；nI 2电流下，允许运行 10 s；nI 10电流下，允许运行 1 s。nI 402.22.2主要技术指标主要技术指标2.2.12.2.1 动作时间动作时间分相电流差动：不大于 25 ms(2.0 倍整定值)。2.2.22.2.2 定值误差定值误差电流定值误差不超过2.5%

15、或0.01 (为 TA 规格，1A 或 5A)；nInI电压定值误差不超过2.5%或0.1V；比率制动系数误差不超过5%；后备保护延时误差不超过 2.5%或 40ms。2.2.32.2.3 记录容量记录容量2.2.3.1故障录波内容和故障事件报告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；保护装置可循环记录 100 次故障事件报告。2.2.3.2正常波形记录容量正常时保护可记录 10 个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。2.2.3.3异常记录容量可循环记录 200 次事件记录和装置自检报告。事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报

16、警、装置长期起动等。2.2.42.2.4 对时方式对时方式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2.2.52.2.5 输出触点输出触点2.2.5.1信号触点容量允许长期通过电流：5 A；切断电流：0.3 A(DC 220 V，=5 ms)。2.2.5.2跳闸出口触点容量允许长期通过电流：10 A；切断电流：0.3 A(DC 220 V，=5 ms)。2.2.5.3辅助继电器触点容量允许长期通过电流：5 A；切断电流：0.3 A(DC 220V，=5 ms)。2.2.62.2.6 绝缘性能绝缘性能绝缘电阻：装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件

17、下，不小于 100 M；介质强度：装置的额定绝缘电压小于 60 V 的电路与外壳的介质强度能耐受交流 50 Hz，电压 500 V(有效值)，历时 1 min 试验,其它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。2.2.72.2.7 冲击电压冲击电压装置的导电局部对外露的非导电金属局部外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为 5kV 的标准雷电波短时冲击检验。2.2.82.2.8 寿命寿命电寿命：装置输出触点电路在电压不超过 250 V，电流不超过 A，时间常数为5ms ms 的负荷条件下，产品能可靠动作及返回

18、1 000 次；机械寿命：装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回 10 000 次。2.2.92.2.9 抗干扰能力抗干扰能力辐射电磁场干扰试验：符合 GB/T 14598.9 规定的严酷等级的辐射电磁场干扰。快速瞬变干扰试验：符合 GB/T 14598.10 规定的严酷等级为 IV 级的快速瞬变干扰。脉冲群干扰试验：符合 GB/T 14598.13 规定的频率为 1 MHz 及 100 kHz 衰减振荡波第一个半波为电压幅值共模为 2.5 kV，差模为 1 kV脉冲群干扰。抗静电放电干扰试验：符合 GB/T 14598.14 规定的严酷等级为 III 级的抗静电放电干扰。2006 中第 5

19、章规定的严酷等级为级的工频磁场干扰。级的脉冲磁场干扰。浪涌抗扰度试验：符合 IEC 60253-22-5:2002 中第 4 章规定的严酷等级为级的浪涌骚扰。射频场感应的传导骚扰抗扰度试验：符合 IEC 60253-22-6:2001 中第 4 章的规定。工频干扰试验：符合 IEC 60253-22-7:2003 规定的工频干扰。2.32.3机械及环境参数机械及环境参数2.3.12.3.1 机械结构机械结构机箱结构尺寸：482.6mm266mm245mm 安装方式：嵌入式2.3.22.3.2 机械性能机械性能工作条件：能承受严酷等级为 I 级的振动响应，冲击响应检验；运输条件：能承受严酷等级为

20、 I 级的振动耐久，冲击及碰撞检验。2.3.32.3.3 环境条件环境条件工作温度：10 +55 ，24 h 内平均温度不超过 35 ；贮存温度：-25 +70 在极限值下不施加鼓励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作；大气压力：80 kPa110 kPa；相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为 90%，同时该月的月平均最低温度为25 且外表无凝露。最高温度为 40 时，平均最大相对湿度不超过 50%。2.42.4通信接口通信接口a. 以太网通信口：4 个；RS-485 通讯接口：2 个。通信规约可选择电力行业标准DL/T667-1999IEC60870-5-103规约或 I

21、EC61850 规约。b. 打印口：可选 RS-485 或 RS-232。c. 调试口：RS-232。3产品原理介绍产品原理介绍3.13.1分相电流差动保护分相电流差动保护分相电流差动保护是电抗器内部故障的主保护，能反映电抗器内部相间短路故障和单相接地故障。分相电流差动保护采用电抗器首端和尾端相电流形成的差流作为判据。3.1.13.1.1 动作方程动作方程以 A 相为例，分相电流差动动作方程如下： (3-1-1)时，当时，当0 .0 .0 .0 .0 .)(*resresresresopopresresopopIIIISIIIIII (3-1-2)2/NTresNTopIIIIII上式中为差动

22、电流，为差动动作电流定值，为制动电流，S 为比率制动opI0 .opIresI系数定值，详细定值参见第 6 节装置内部固定定值清单 ，、分别为电抗器首端TINI和尾端的相电流，电流的方向都以指向电抗器为正方向。3.1.23.1.2 动作特性图动作特性图0IopIop.0SIresIres.0图 3-1-1 分相电流差动保护动作特性图3.1.33.1.3 保护逻辑图保护逻辑图TA异常闭锁差动定值为1&主保护硬压板投入主保护软压板投入分相差动启动元件动作分相差动元件动作TA异常检测&差动出口TA异常信号&分相差动投退定值为1图 3-1-2 分相电流差动保护逻辑图3.1.43

23、.1.4 TA 异常判据异常判据当差动电流大于 0.15 倍的额定电流时，启动 TA 异常判别程序，满足以下条件认为 TA 异常：a本侧有一相电流为零；b本侧有零序电流电抗器二次额定电流 ，另一侧有流门槛为 0.5 倍电抗器二次额定电流但无零序电流门槛为 0.15 倍电抗器二次额定电流 ；电抗器二次额定电流。 以上条件均满足时，判为 TA 异常。通过定值“TA 异常闭锁差动控制 TA 异常判别出后是否闭锁差动保护。当“TA异常闭锁差动整定为“0时，判别出 TA 异常后不闭锁差动保护，整定为“1时，判别出 TA 异常后闭锁差动保护。3.1.53.1.5 差流速断差流速断当任一相差动电流大于差流速

24、断定值，瞬时动作于跳闸。差流速断保护逻辑图如以下图所示：差流速断元件动作差流速断启动元件动作分相电流差动投退定值为1&差流速断&主保护硬压板投入主保护软压板投入图 3-1-3 差流速断逻辑图3.1.63.1.6 差流越限差流越限告警告警当任一相差动电流大于 0.5 倍分相电流差动最小动作电流定值，延时 5s 报差流越限信号。差流越限保护逻辑图如以下图所示：差流越限元件动作越限启动元件动作分相电流差动投退定值为1&差流越限信号t&主保护硬压板投入主保护软压板投入图 3-1-4 差流越限保护逻辑图3.23.2零序电流差动保护零序电流差动保护零序电流差动保护能反映电抗

25、器内部单相接地短路故障。零序电流差动保护采用电抗器首端和尾端自产零序电流形成的差流作为判据。3.2.13.2.1 动作方程动作方程 (3-2-1)resopopopISIII*0 . (3-2-2)ONOTresONOTopIIIIII3333上式中为零序差动电流，为零序差动动作电流定值，为零序制动电流，opI0 .opIresIS 为制动系数，详细定值参见第 6 节装置内部固定定值清单 ， 为首端自产零序OTI3电流，为尾端自产零序电流。ONI33.2.23.2.2 动作特性图动作特性图0IopIop.0SIres图 3-2-1 零序电流差动保护动作特性图3.2.33.2.3 保护逻辑图保护

26、逻辑图TA异常闭锁差动定值为1&主保护硬压板投入主保护软压板投入零序差动启动元件动作零序差动元件动作TA异常检测&差动出口TA异常信号&零序差动投退定值为1图 3-2-2 零序电流差动保护逻辑图3.33.3匝间保护匝间保护高压并联电抗器大多采用分相式结构，电抗器的主要故障形式为匝间短路或单相接地。但是，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相电流不平衡有可能很小，很难被保护装置检测出；由于差动保护从原理上不反响匝间短路故障，本装置采用新原理的的匝间保护，能灵敏地反映电抗器的匝间短路及单相接地故障。3.3.13.3.1 动作方程动作方程 |XIj3U3|XIj3U3|S0

27、00L000式中为 TV 自产零序电压，为电抗器首端 TA 自产零序电流，为电抗器03U03IL0X零序电抗，为系统零序电抗。S0X3.3.23.3.2 电抗器故障分析电抗器故障分析图 3-3-1 中：K1电抗器匝间短路故障；K2电抗器内部接地故障；K3电抗器外部接地故障。CTK3jXS003IK2K13U0*图 3-3-1 电抗器区内、区外故障示意图3.3.2.1电抗器匝间短路 K1jX*3I3U0CT0*,0EK13U3I0o0S0图 3-3-2 电抗器匝间短路故障时和03U03I电抗器内部匝间短路时，零序源在电抗器内部，电抗器向系统送出零序功率，如图3-3-2 所示。此时匝间保护测量到的

28、零序电压 ，保护的动作量为 03UoSXIj.03|，制动量|+|为零。即使短路03UoLXIj.03)(3.0oLoSXXIj03UoSXIj.03匝数很少时，由于电抗器零序电抗很大，而系统零序电抗较小，故保护的动oLX.oSX.作量远大于制动量，保护也能灵敏动作。3.3.2.2电抗器内部接地故障 K2jXS03ICT03U0,E0K23U3I0o0* 图 3-3-3 电抗器内部接地故障时和03U03I电抗器内部接地短路时，零序源在电抗器内部，电抗器向系统送出零序功率，如图3-3-3 所示。此时匝间保护测量到的零序电压 ，保护的动作量为 03UoSXIj.03|，制动量|+|为零。同上分析，

29、03UoLXIj.03)(3.0oLoSXXIj03UoSXIj.03保护的动作量远大于制动量，保护灵敏动作。3.3.2.3电抗器外部接地故障 K3E,3U0000jXCT3I3U3IL0K30*图 3-3-4 外部接地短路时和03U03I电抗器外部接地短路时，零序源在电抗器外部，零序功率由外部流进电抗器，如图3-3-4 所示。此时匝间保护测量到的零序电压，保护的动作量|00033LXIjU03U|为零，制动量为| + |近似等于 |oLXIj.03)(3.0oLoLXXIj03UoSXI.03|，动作量远小于制动量，保护可靠不动作。oLXI.03由以上分析可知：本装置采用的新原理匝间保护，能

30、够正确区分电抗器的内、外部故障，对于电抗器内部匝间短路故障具有很高的灵敏度，而对于外部故障等非正常运行工况，保护可靠不动作。另外，匝间保护还设有电抗器空充处理元件，以消除零序不平衡电压、电流中的低次谐波的影响，保证正常空充、非全相空充以及空充于外部故障时，保护可靠不误动，而在空充内部故障时，保护灵敏快速动作。3.3.33.3.3 辅助判据辅助判据电抗器匝间故障后电抗器本身的相阻抗参数将降低，为了保证匝间短路保护在一些暂态过程中不误动，例如：非全相运行，线路或串补线路发生接地故障后重合闸以及重合于故障再跳闸，开关非同期、线路两侧开关跳开后的 LC 振荡、区外故障与非全相伴随系统振荡等，利用电抗器

31、的测量阻抗变化的特性作为匝间保护的辅助判据：ekZZ分别表示 a,b 和 c 相，其中， 表示中性点小电抗的电IIIIZUZcban/)(nZ抗值。表示主电抗器的相电抗值。eZ假设时 k 取 0.5, 0。其中 Imin 分别为首端相电流的最小值。eII5 . 0mineII5 . 0minIe 为主电抗器二次额定电流。3.3.43.3.4 保护逻辑图保护逻辑图主保护硬压板投入主保护软压板投入匝间保护动作方程动作3Io匝间启动电流&匝间动作匝间保护投退定值为1TA异常TV异常低阻抗判据动作图 3-3-5 匝间保护逻辑图3.43.4过流保护过流保护主电抗器过流保护作为电抗器内部故障的后备

32、保护。电流输入量取电抗器首端 TA三相电流。当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，带时限动作于跳闸，详细定值参见第 6 节装置内部固定定值清单 。3.4.13.4.1 过流保护逻辑框图过流保护逻辑框图主电抗器后备硬压板投入主电抗器后备软压板投入过流保护启动元件动作过流元件动作&过流保护出口t&主电抗过流保护投退定值为1图 3-4-1 过流保护逻辑框图3.53.5零序过流保护零序过流保护零序过流保护作为并联电抗器内部匝间短路及单相接地故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端 TA 三相电流，零序电流由保护装置自产。当电抗器自产零序电流 3Io 大于动作电流整定值时，带时限动作

33、于跳闸，详细定值参见第 6 节装置内部固定定值清单 。3.5.13.5.1 零序过流保护逻辑框图零序过流保护逻辑框图主电抗器后备硬压板投入主电抗器后备软压板投入零序过流启动元件动作零序过流元件动作&零序过流保护出口t&主电抗零序过流投退定值为1图 3-5-1 零序过流保护逻辑框图3.63.6过负荷保护过负荷保护并联电抗器所接系统如果电压异常升高，可造成电抗器过负荷，应装设过负荷保护。电流输入量取电抗器首端 TA 三相电流。当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，动作于告警，详细定值参见第 6节装置内部固定定值清单 。3.6.13.6.1 过负荷保护逻辑框图过负荷保护逻辑框图

34、保护启动元件动作过流元件动作t&保护开出图 3-6-1 过负荷保护逻辑图3.73.7 小电抗器过流和过负荷保护小电抗器过流和过负荷保护为限制单相重合闸时的潜供电流，提高单相重合闸的成功率，三相并联电抗器的中性点经一小电抗器接地。小电抗器过流和过负荷保护作为此电抗器的过流和过负荷保护。电流输入量取电抗器中性点侧零序 TA 电流，当电抗器中性点侧无零序 TA 时，那么取电抗器尾端自产零序电流。当小电抗器零序电流大于过流保护的动作电流时，带时限动作于跳闸，详细定值参见第 6 节装置内部固定定值清单 。当小电抗器零序电流大于过负荷保护的动作电流时，带时限动作于告警，详细定值参见第 6 节装置内

35、部固定定值清单 。请在订货时，指明电抗器中性点侧有无零序请在订货时，指明电抗器中性点侧有无零序 TATA。3.7.13.7.1 小电抗器过流保护逻辑框图小电抗器过流保护逻辑框图小电抗器后备硬压板投入小电抗器后备软压板投入小电抗器过流启动元件动作过流元件动作&小电抗器过流保护出口t&小电抗器过流投退定值为1图 3-7-1 小电抗器过流保护逻辑框图3.7.23.7.2 小电抗器过负荷保护逻辑框图小电抗器过负荷保护逻辑框图保护启动元件动作过流元件动作t&保护开出图 3-7-2 小电抗器过负荷保护逻辑图3.83.8TV 异常判别异常判别3.8.13.8.1 判据原理判据原理a正

36、序电压小于 30V，任一相电流大于 0.5 为电抗器二次额定电流值 。eIeIb负序电压大于 4V。满足上述任一条件，延时 10 s 发 TV 异常告警信号。3.8.23.8.2 TV 检修对检修对 TV 异常判别的影响异常判别的影响当 TV 检修或旁路代路未切换 TV 时，为保证保护的正确动作，需投入“TV 检修压板。TV 检修压板投入时，TV 异常判别自动退出，不再报 TV 异常。4装置硬件介绍及典型接线装置硬件介绍及典型接线4.14.1装置整体介绍装置整体介绍4.1.14.1.1 硬件平台硬件平台保护装置采用新一代 32 位基于 DSP 技术的通用硬件平台。整体大面板，全封闭机箱，硬件电

37、路采用后插拔的插件式结构，CPU 电路板采用 6 层板，并采用外表贴装技术，提高了装置可靠性。硬件框图如图 4-1-1 所示：交流插件多路转换DSP1（启动）DSP2（启动及跳闸）开入插件信号插件管理机电源&跳闸插件图 4-1-1 硬件框图装置有两个完全独立的、相同的 CPU 板，并具有独立的采样、A/D 变换、逻辑计算及启动功能，两块 CPU 板硬件电路完全一样。CPU 局部硬件框图如图 4-1-2。两块CPU 板“与启动出口。另有一块人机对话板，由一片 DSP 专门处理人机对话任务。人机对话担负键盘操作和液晶显示功能。正常时，液晶显示当前时间、各侧电流、电压、差电流。人机对话中所有

38、的菜单均为简体汉字。通过本公司为保护提供的软件，可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。装置核心局部采用德州仪器公司(Texas Instruments)的 32 位数字信号处理器TMS320VC33，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，使保护整体精确、高速、可靠。 低通滤波多路开关CPU(DSP)GPS对时脉冲16位ADLONWORKS(MC3150)SRAM(1MB)EEPROM(128K)FLASH(1M)CPLD复杂可编程逻辑控制器开入开出LON网32路32路40路模入图 4-1-2 CPU 局部硬件框图模拟量变换由 1 块交流变换插件完成，功能是将 TA、TV 二次电气量转换成小电压信

39、号。保护出口由 1 块出口插件构成，完成所有跳闸出口功能。信号插件和开入插件分别完成信号开出、开关量输入等功能。4.1.24.1.2 软件平台软件平台软件平台采用 ATI 公司的 RTOS 系统 NUCLEUS PLUS。RTOS 是一个经过严格测试的内核，保证软件运行的稳定性。4.1.34.1.3 与综合自动化监控系统接口说明与综合自动化监控系统接口说明系统应用总体框图如图 4-1-3 所示：WKB-800A保护装置1CPU1CPU2MMIWKB-800A保护装置2CPU1CPU2GPS对时脉冲PC机调试变电站综合自动化系统RS-485RS-485ETHERNETETHERNET网络打印机M

40、MI图 4-1-3 系统总体框图构成系统的各个装置之间、每一装置内各保护 CPU 之间以及保护 CPU 与通信管理CPU 之间通过现场总线 Lonworks 相连，可方便的实现自检和互检，同时减少各局部的关联性，有利于整体可靠性的提高。单元管理机以串行通信或网络通信方式与变电站监控系统相联,可对变电站监控系统上送事件报告、告警信息等，并可由远方实现保护投退功能。通过 Lonworks 现场总线可方便的级连多台保护装置，通过软件可设置任一台保护装置单元管理机为与自动化系统连接节点端口。设有三组独立的通讯接口 RS-485，支持 IEC60870-5-103 通讯规约。可满足 Ethernet 组

41、网要求，并通过配套规约转换器可适应多种通信规约，满足 220kV500kV 电压等级变电站综合自动化的要求。4.24.2装置装置背视示意图背视示意图装置背视示意图如以下图所示： 交流变换空面板跳闸出口/空面板保护CPU稳压电源1#2#3#4#5#6#7#空面板空面板采保插件保护CPU跳闸出口8#9#A#B#C#空面板开入插件信号插件通 讯 转 换/空面板通 讯 插 件D#E#F#图 4-2-1 WKB-801A 背视示意图4.34.3结构与安装结构与安装19 in 全宽 6 U 机箱。机箱外形尺寸和安装开孔尺寸如图 4-3-1 和图 4-3-2 所示：图 4-3-1 机箱外形尺寸图 4-3-2

42、 安装开孔尺寸4.44.4WKB-801A 保护装置端子图保护装置端子图4.4.1 交流电流电压端子图1# 交流输入NJL-801编号输入量名称01Ia02In03Ib04In05Ic06In主电抗首端电流07Il08In中性点电流09Ia10In11Ib12In13Ic14In主电抗尾电流15Il16In备用电流171819Ua20Ub21Uc22Un主电抗首端电压23Ua24Un备用电压25Ul26Un备用电压27Ul28Un备用电压图 4-4-1 WKB-801A 装置交流变换插件端子图注 1、测频电压取自 Ua 相电压；注 2、WKB-801A 装置交流输入共 8 路交流电流、4 路交

43、流电压。4.4.2 保护跳闸开出端子图8# 出口插件NCK-801编号作用功能对应开出矩阵0102跳本侧DL1开出 10304跳本侧DL2开出 20506备用开出 30708跳对侧DL1开出 40910跳对侧DL2开出 51112备用开出 61314闭锁本侧重合闸开出 71516闭锁对侧重合闸开出 81718备用开出 91920启动本侧失灵开出 102122启动对侧失灵开出 112324备用开出 122526备用开出 132728备用开出 142930备用开出 153132备用开出 16图 4-4-2 WKB-801A 装置跳闸出口插件端子图4.4.3 保护信号开出端子图和保护开入端子图C#信

44、号插件B# 开入插件NXH-808NKR-810编号名称编号名称第一组信号第一组信号保护开入保护开入01公共端公共端01检修硬压板02主保护信号02主保护硬压板03后备保护信号03主电抗后备保护硬压板04差流越限信号04小电抗后备保护硬压板05TA 异常告警信号05TV 检修硬压板06TV 异常告警信号06断路器 A 相跳位07过负荷告警 07断路器 B 相跳位08备用信号08断路器 C 相跳位09备用信号09备用10装置故障10备用第二组信号第二组信号11备用12公共端公共端12备用13主保护信号13备用14后备保护信号14备用15差流越限信号15备用16TA 异常告警信号16备用17TV

45、异常告警信号17备用18过负荷告警 18备用19备用信号19备用20备用信号20备用21装置故障21备用第三组信号第三组信号22备用23公共端公共端23备用24主保护信号24备用25后备保护信号25备用26差流越限信号26备用27TA 异常告警信号27备用28TV 异常告警信号28备用29过负荷告警 29备用30备用信号30备用31备用信号3132装置故障32开入公共端开入公共端图 4-4-3 WKB-801A 装置信号插件和开入插件端子图注 1、装置提供三组保护信号，其中第一组和第二组为瞬动信号，第三组信号为磁保持信号；注 2、检修状态开入投入时，表示本装置处于检修状态。此时装置各类信息不再

46、向自动化系统上传，对自动化下发的命令不响应，但不闭锁保护功能。4.4.4 稳压电源插件F01F02F03F04F05F06F07F08F09F10F11F12F13F14F15F16F17装置正电源装置负电源屏蔽地GPS+ (24V)GPS- (24V)B码 (485+)B码 (485-)信号复归正信号复归负直流-220/110V电源直流+220/110V电源失电告警开出1失电告警开出2直流+220/110V直流-220/110VGPS脉冲对时开入B码对时开入0V图 4-4-4 稳压电源插件端子定义图本插件为直流逆变电源插件。直流 220 V 或 110 V 电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆

47、变原理输出本装置需要的三组直流电压，即 5 V、15 V 及 24 V。电源插件具有失电告警功能。F01、F02 为 GPS 对时脉冲接点，对保护 CPU 对时，可进行脉冲对时分脉冲或秒脉冲或 B 码对时。F03、F04 为 B 码对时脉冲接点，对保护 CPU 对时。F07、F08 为强电复归开入接点，可直接从外接进 220 V 或 110 V 对保护装置进行复归。F09F12 为两组失电告警接点，保护正常运行时此接点断开，保护装置失电后，接点闭合。用于对保护装置工作电源的监视。F13 为装置工作电源正极性端， F15 为装置工作电源负极性端，该装置可外接220V 或 110V 直流工作电源。

48、F17 为装置屏蔽地，应将此接点直接连到接地铜排。4.4.5 通讯插件通讯插件可作为保护、测控或其它自动控制装置的通讯、人机接口管理单元，提供NTX-803 和 NTX-816 两种型号供选择，NTX-803 可提供 2 个以太网口、2 个 RS-485通信接口、1 个网络打印 485 串口、1 个打印 232 串口，NTX-816 无以太网口，可提供2 个 RS-485 通信接口、1 个网络打印 485 串口、1 个打印 232 串口。具体定义见图 4-4-5a和图 4-4-5b 。通讯插件I01NETBGNDEXTNETA至打印机电源输入交流220V电源485B485A485A485B0V

49、0V485口1至监控系统485口2至监控系统至打印232串口GPS+GPS-内部LON至网络打印485串口485A485BTXDRXDI02I03I04I05I06I07I08I09I10I11I12I13I14I15I16I17I18I19I20I21I22I23I24GPS对时脉冲未用（RXD）未用（TXD）未用（RXD）未用（TXD）以太网口1以太网口2至监控系统至监控系统图 4-4-5a NTX-803 通讯插件端子定义图E01、E02 为打印机电源控制接点，将打印机电源线串入此接点，那么正常时打印机不带电，在有报文需要打印时，管理机将该接点闭合，导通打印机交流电源。E04、E05 为

50、 GPS 对时脉冲接点，可进行脉冲对时或 B 码对时。RS485 串口(E09、E10/ E11、E12)用于系统监控。E06、E07、E08 为内部 LON 接口。E20、E23、E24 为打印 RS-232 串口，E20、E21、E22 为网络打印 RS-485 串口。E13、E14、E18、E19 备用。通讯插件E01NETBGNDEXTNETA至打印机电源输入交流220V电源485B485A485A485B0VB+B-0V485口1485口2B码对时至打印232串口GPS+GPS-内部LON至网络打印485串口485A485BTXDRXDE02E03E04E05E06E07E08E09

51、E10E11E12E13E14E15E16E17E18E19E20E21E22E23E24GPS对时脉冲图 4-4-5b NTX-816 通讯插件端子定义图E16、E17 为专用的 B 码对时接口，主要用于人机接口时钟对时。其它端子同 NTX-803 通讯插件。4.4.6 通讯转换插件通讯转换运行灯预留灯电源灯调试口以太网口1-4LAN1LAN2LAN3LAN4PWRRUNRX1TX1RX2TX2调试口LAN1 LAN2 LAN3 LAN4RUNPWRTX2RX2TX1RX1485口1 485口2RS485口1-2485口1485口2至控制系统连接E#RS485口1连接E#RS485口2指示R

52、S485口2的收发状态指示RS485口1的收发状态与外部连接指示灯插件端口端口类别调试口编程调试口备用备用图 4-4-6 通讯转换插件端子定义图通信转换插件提供的四个光纤以太网口，即四路 10M/100Mbps 自适应以太网的转换回路，可作为网关使用，实现以太网与保护 CPU 间的通讯。另外还提供了 2 个 485口和 8 个通信状态指示灯。插件上的调试口仅供软件设计人员使用，不提供用户使用。实际应用时，通常采用 NTX-816 通讯插件和 NTX-817 通讯转换插件配套使用，通讯插件通过 RS485 口E09、E10 或 E11、E12将信息传送到通讯转换插件的 RS485口 1 或 RS485 口 2，再经由通讯转换插件的以太网接口与控制系统进行通信。4.54.5WKB-801A 装置输出触点装置输出触点WKB-801A 保护装置触点原理图如图 4-5-1、图 4-5-2 和图 4-5-3 所示：n801n802开出1n803n804开出2n805n806开出3n807n808开出4n809n810开出5n811n812开出6n813n814开出7n815n816开出8n817n818开出9n81