WXH-803线路保护培训PPT

许继电气WXH-803微机线路保护装置技术交流一、概述

WXH-803型微机线路保护装置是基于32位浮点型DSP软硬件平台的数字式超高压线路保护装置。该装置由分相电流差动保护构成主保护，由三段式相间距离、三段式接地距离和四段式零序方向保护构成后备保护，并配置有自动重合闸。该装置适用于110kV～500kV输电线路,光纤通信接口方式可选为专用方式、64K或2M复接方式二、总体设计遵循原则

电力系统微机继电保护技术导则；继电保护和安全自动装置技术规程；“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则；微机线路保护装置通用技术条件；继电器、保护及自动装置通用技术要求。每周96点高速采样，具有极强的数据抗干扰和谐波抑制能力自主开发的快速变数据窗相量算法，保护典型动作时间15ms相量算法最短5ms数据窗具有天然的抗TA饱和能力全自动主从定位技术，不需用户整定创新提出采样序号调整法作为数据同步调整方式首次提出“软TA变比”概念，自适应线路两侧不同的TA变比基于波形畸变的TA饱和检测技术完善的TA断线检测，断线后分相闭锁差动保护自适应弱电源系统解决方案永久性故障识别技术，避免重合闸对系统的二次冲击三、主要特点

三、主要特点采用32位DSP作为保护CPU,具有强大的浮点数据处理能力多层印制板，表贴技术，强弱电分离，具有较强的抗干扰性能实时的光纤通道自检功能。功能强大的PC调试工具及后台分析软件

与监控系统通信双RS232/RS485/RS422/Ethernet

支持网络打印

标准通讯规约的采用

DL667-1999（IEC-60870-5-103）

IEC-60870-5-104IEC-60870-5-103/TCP

与本地PC机的接口RS232GPS对时接口，对时脉冲＋RS485/网络三、主要特点保护功能 1、故障分量分相电流差动保护2、稳态量分相电流差动保护3、零序电流差动保护4、三段式距离后备保护5、六段式零序后备保护6、自动重合闸保护配置方案 WXH-803光差保护配置简述CPU1光差保护CPU2三段式距离保护CPU3六段式零序保护CPU4综合重合闸必须满足“三取二”才能出口跳闸保护配置方案 WXH-803光差保护配置详细说明光差保护稳态分量分相电流差动保护CPU1插件零序电流差动保护

故障分量分相电流差动保护保护配置方案 WXH-803光差保护配置详细说明三段式距离保护三段式接地距离和三段式相间距离六段式零序保护四段式零序方向过流、零序不灵敏I段、零序不灵敏II段、CPU2插件CPU3插件综合重合闸实现单重、三重、综重、停用方式；满足检同期、检无压、非同期要求。CPU4插件硬件设计思想 交流插件光差保护CPU1距离保护CPU2零序保护CPU3重合闸CPU4逻辑及开出回路电源插件接口插件模拟量电源开关量输出接点人机接口通讯接口硬件设计思想 出口三取二回路

QDJ1QDJ224VGNDCKJQDJ1QDJ3QDJ2QDJ31、相电流突变量启动元件判据：△iφmax>1.25△iT+0.2In其中：

0.2In为固定门槛。△iT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。△iφmax是取三相中最大一相电流的突变量。当任一相电流突变量连续6次大于启动门槛时保护启动。启动元件 2、分相差流启动元件为防止远距离故障或经大电阻接地时相电流突变量启动元件灵敏度不够，差动保护设有分相差流启动元件，该辅助启动元件对故障量分相差动保护不起作用。判据：

式中：、为两侧相电流稳态量，ø＝A,B,C。（电容电流补偿投入时）（电容电流补偿退出时）Idz

为稳态量分相差动动作定值，Ibph

为正常时的不平衡电流。Un为额定相电压，XC1为线路正序容抗。若TA断线闭锁保护控制字不投，判据中的电压条件取消。TA断线闭锁保护控制字要求两侧一致，只有两侧都投才闭锁保护，任一侧不投则两侧都不闭锁保护。满足条件延时30ms启动。分相差流启动元件动作而保护未出口，延时3s给出差流越限告警。启动元件 3、零序差流启动元件为防止远距离故障或经大电阻接地时相电流突变量启动元件灵敏度不够，差动保护还设有零序差流启动元件，该辅助启动元件对故障量分相差动保护不起作用。判据：或3U0>7V或两侧3I0>0.6Iset(330kV以上等级线路1.5V改为1V)式中：、为两侧零序电流。I0dz为零序电流差动整定值。满足条件延时30ms启动。零序差流启动元件动作而保护未出口，延时3s给出差流越限告警。（将电压条件放宽，主要为了解决高阻接地时零序电流缓慢爬升的故障）启动元件 4、弱馈辅助启动逻辑发生区内故障时，弱馈负荷侧电流启动元件可能不动作，此时若收到对侧的启动信号，未启动侧无条件被对侧启动信号拉入启动，报“远方启动”；但出口条件附件以下任一判据：（1）本侧“TA断线闭锁保护”控制字投入时，任一侧有相电压突变量（大于8V）或零序电压突变量（大于1.5V）。（2）本侧“TA断线闭锁保护”控制字未投入时，此时复压闭锁条件自动退出。启动元件 5、跳位辅助启动逻辑由于线路两侧手合开关不可能同时，当先合闸侧手合于故障时，可利用跳位辅助启动逻辑跳闸。跳位辅助启动逻辑：本侧启动，若对侧在三跳位置时，则认为对侧已启动，不需附加电压条件。（跳位侧的保护不再出口跳开关）。启动元件 1、零序电流辅助起动元件I04为了保证在单相经特大电阻接地时，后备距离和零序保护的起动继电器QDJ都应能动作，为此，本装置距离和零序在各自保护的自检循环模块中，设置了一个零序电流辅助起动元件，可以整定的很灵敏，动作后经延时同样驱动相应插件的起动继电器QDJ。2、静稳破坏检测元件距离保护还设有静稳破坏BC相阻抗辅助起动及A相电流辅助起动，用于检测系统失稳，动作后同样驱动相应插件的起动继电器QDJ。启动元件 以母线流向被保护线路方向为正方向动作电流(差动电流)为制动电流为动作条件：动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方，继电器动作。

电流差动保护 线路正常运行或者区外故障时动作电流制动电流因为

继电器不动。凡是穿越性的电流不产生动作电流，只产生制动电流。电流差动保护 线路区内故障时动作电流

制动电流因为（两侧电流方向相反），所以继电器动作。凡是在线路内部有流出的电流，都成为动作电流。

电流差动保护 电流差动保护 IrId0Iodz动作区(1)(2)Idz稳态量差动K=0.6突变量差动K=0.75零序差动K=0.75Id:差动电流|IM+IN|Ir:制动电流|IM-IN|故障量分相差动保护

(2)稳态量分相差动保护(1)(2)零序电流差动保护故障量差动保护只是在起动后60ms内投入稳态量差动保护一直投入零序差动保护一直投入，延时100ms选相出口主要是提高保护高阻接地时的灵敏度(1)采样序号调整在96点/周采样的基础上，通过调整采样序号进行数据同步，而并不象传统的调整系统时钟两侧同步后采样序号相等，相量序号也相等…这样两侧保护建立了基于采样序号的时间坐标系统特点:

相对于采样时刻调整法而言,它调整的是采样序号而非采样时刻,保证采样间隔均匀；相对于数值调整法而言,它是自适应调整而非每帧数据都调整。

每个采样点对应一个采样序号每5ms进行一次数据交换，并对应一个相量序号

TA饱和检测与自适应

[区内故障5ms短窗快速动作]

利用TA饱和前的线性传变时间(3~5ms)内的数据信息来判别故障情况，实现区内故障5ms短数据窗速动。[波形畸变识别法检测TA饱和]当5ms数据窗不动作时，投入波形畸变识别法TA饱和判别逻辑，判断出TA饱和后，投高K值,否则投入低K值，起动后每5MS进行一次积分算法，对其差异进行分析，求出波形畸变系数畸变消失，调整k值，k<1K>1增大闭锁角，防区外误动自适应TA变比通过程序处理的“软TA变比”，可自适应线路两侧不同的TA变比，且不需知道对侧的TA参数，为线路纵差保护运行、定值整定等带来极大方便自适应TA变比传送至对侧电流值归算到一次：0.8A*1250=1000A传送至对侧电流值归算到一次：4.167A*240=1000ATA变比:1200/5AM端N端WXH-803WXH-803IM=1000A/TA变比(1200/5A)=4.167A（2次值）TA变比:1250/1AIN=1000A/TA变比(1250/1A)=0.8A（2次值）一次电流值=1000A接收对侧量仍经本侧的软TA折算IN=1000A/240=4.167A接收对侧量仍经本侧的软TA折算IN=1000A/1250=0.8ATA断线判别由于差动保护的灵敏性，对TA二次回路的监视应更加严格。本装置当一侧TA断线时，本侧可能电流突变量启动，但对侧不会突变量启动，且系统电压不会发生变化，因此差动保护不会开放，不会误动作。差动TA断线判据如下，满足判据后，延时1S报本侧X相TA断线，并装置TA断线后在相应控制字投入情况下，分相闭锁差动保护；当TA断线消失后，差动保护重新投入。TA断线判别差流长期存在判据，满足以下判据，延时1S报本侧X相差流长期存在，分相闭锁差动保护。TA断线判别后备TA断线判据，后备保护在判断出零序电流持续12s大于零序辅助启动定值I04时，将驱动告警Ⅱ继电器发出本地及中央告警信号，并发出“TA回路异常”告警报告，闭锁保护，装置继续监视零序电流，一旦零序电流消失，保护将自动解除闭锁。灵活的电容电流补偿根据故障处理的不同阶段，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电容电流补偿过程

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-803按相补偿传送到对侧值：按相补偿传送到对侧值：按序分量进行补偿：I补偿后=I-Ic有电流流出，影响差动判据灵敏度，甚至会误动光纤通道连接方式WXH-803保护装置专用通道方式：专用方式下，发送数据采用内部时钟，即两侧装置发送时钟工作在“主—主”方式下。接收时钟采用从接收数据流提取的时钟。光纤通道连接方式WXH-803保护装置复用通道方式：复用方式下，发送数据采用从接收数据流中提取的时钟，即两侧装置发送时钟工作在“从—从”方式下。接收时钟仍采用从接收数据流提取的时钟。

光纤通道连接方式WXH-803保护装置主或从时钟方式的设置，是采用保护装置后面贴装的光端机来实现的。光端机具备拨码开关，来选择主方式还是从方式。

两侧压板互相闭锁逻辑为防止运行人员操作中一侧先退差动保护压板而造成差动保护另一侧误动，保护增加两侧压板互相闭锁功能。任一侧差动保护压板退出，则另一侧差动保护也退出，同时给出“两侧差动保护压板不一致”报文。对端保护状态监测逻辑为防止一端保护装置在测试或其它操作时错误的电流数据传送到对侧引起对侧差动保护误动，保护增加了对端保护状态监测逻辑。一旦对侧开关在三跳位，保护将从对端接收到的电流数据强制为0。差动防误闭锁远传：本侧差动保护装置远传端有开入，装置将远传命令传给对侧差动保护，对侧差动保护在收到远传命令后，开出远传接点（继电器接点或光隔接点）。远方跳闸：本侧差动保护装置远方跳闸端有开入，装置将远方跳闸命令传给对侧差动保护，对侧差动保护在收到远方跳闸命令后，控制字中投“YTTR远跳投入”且“YTBS远跳不经本地闭锁”时，对侧差动保护永跳出口；控制字中投“YTTR远跳投入”且“YTBS远跳经本地闭锁”时，对侧差动保护经相电流突变量启动元件开放后永跳出口。远传远跳由三段式相间距离和三段式接地距离保护构成。后加速设有可投退的加速II段、加速III段、延时加速三段。在延时加速三段投入或系统发生振荡时，Ⅰ段按0.5s加速，Ⅱ段按1s加速，Ⅲ段按1.5s加速。距离保护配置WXH-803距离保护原理后备距离保护

接地距离元件多边形特性＋零序方向元件多边形特性说明：

1.小偏四边形主要保征门口短路可靠动作。

2.电抗线是为了防止接地距离超越，计算X后下倾α。

3.电阻线倾斜，与R轴夹角为60°,主要是躲负荷阻抗用。

优点：躲负荷能力强后备保护之距离

相间距离元件

相间园特性阻抗元件介绍阻抗继电器暂态特性

阻抗继电器稳态特性暂态园特性阻抗继电器暂态园特性阻抗继电器记忆正序电压当前正序电压后备保护之距离园特性阻抗元件优点：1.耐过渡电阻能力较强。当用于短线路时，动作特性可向第一相限偏移，进一步增加耐过渡电阻能力。2.明确的方向性。缺点：1.躲负荷能力较差。

相间距离元件

后备保护之距离

相间距离元件

阻抗继电器暂态特性

阻抗继电器稳态特性实际应用说明：极化电压Uz:1.启动后0-40ms,采用三周前的记忆正序电压作为极化量。2.启动40ms后,全相运行时采用当前正序电压作为极化电压,|U1|<8V时,增加偏移圆特性;在首次计算阻抗在II段范围内,之后计算增加偏移圆特性3.当非全相运行时,采用当前健全相相间电压作为极化量。后备保护之距离距离保护全相逻辑150ms内瞬时开放距离保护Ⅰ、Ⅱ段，若用户选择Ⅰ.Ⅱ段不经振荡闭锁，则系统振荡时，保护不受开放元件的控制，而开放距离保护Ⅰ段或距离保护Ⅱ段。突变量启动0～150ms突变量启动150ms后或I04辅助启动或静稳启动本阶段需考虑振荡的影响，不对称故障由元件由I012元件开放；在未发生振荡时三相对称故障有DI2元件开放并开放未发生振荡三相对称故障）；在检出发生振荡时，由BC相UCOS元件开放三相对称故障;距离I.II段动作后如开放元件动作，且满足延时条件出口跳闸；距离III段动作延时到出口跳闸后备保护之距离距离保护非全相逻辑保护单跳后或开关单相偷跳后本线路发生单相故障由本保护跳单相后或本保护未动而由本线路的其他保护动作使本线路进入非全相运行状态。此时由带浮动门槛的DI2元件启动。保护检测到单相动作时，DI2又开放，此时计算健全相阻抗。如A相故障，计算ZB，ZC，ZBC，若任一阻抗在Ⅰ段范围内，则三相跳闸；若任一阻抗在Ⅱ段范围内，按Ⅱ段延时跳闸，在Ⅲ段范围内延时1.5s延时跳闸，保证区内转区外时不误切三相。后备保护之距离距离保护加速逻辑在手合故障时设置了按阻抗Ⅲ段加速切除故障的功能，考虑到手合故障TV可能在线路侧，手合加速阻抗带偏移特性。后加速设有可投退的加速Ⅱ段、加速Ⅲ段、延时加速Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ段,在系统振荡时，自动退出瞬时加速Ⅱ．Ⅲ段，此时如延时加速Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ段投入时，Ⅰ段按0.5s加速，Ⅱ段按1s加速，Ⅲ段按1.5s加速。在系统振荡时延时加速Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ段未投入时，可由距离三段以三段延时出口跳闸。后备保护之距离配置：零序方向电流Ⅰ～Ⅳ段、零序不灵敏Ⅰ段、零序不灵敏Ⅱ段。全相运行及非全相运行时各段保护的投退由压板控制，每段都各由控制字选择经方向或不经方向元件闭锁。此外，本保护还设置了带延时的过流保护Ⅰ段及过流保护Ⅱ段，仅在TV断线时由控制字选择投退。零序保护配置WXH-803零序保护原理后备保护之零序注：采用三相重合闸或综合重合闸的线路,为防止在三相合闸过程中三相触头不同期或单相重合过程的非全相运行状态中又产生振荡时零序电流保护误动作,常采用两个第一段组成的四段式保护。

灵敏一段是按躲过被保护线路末端单相或两相接地短路时出现的最大零序电流整定的。其动作电流小,保护范围大,但在单相故障切除后的非全相运行状态下被闭锁。这时,如其他相再发生故障,则必须等重合闸重合以后,靠重合闸后加速跳闸。使跳闸时间长,可能引起系统相邻线路由于保护不配而越级跳闸。故增设一套不灵敏一段保护。不灵敏一段是按躲过非全相运行又产生振荡时出现的最大零序电流整定的,其动作电流大,能躲开上述非全相情况下的零序电流,两者都是瞬时动作的。后备保护之零序WXH-803零序逻辑全相运行时，可选择投入零序电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段，或零序不灵敏Ⅰ段、零序不灵敏Ⅱ段,并可由控制字选择是否带方向。非全相时，可投入零序不灵敏Ⅰ段、零序不灵敏Ⅱ段、零序Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段,可以选择是否带方向。

零序Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段及零序不灵敏Ⅰ，Ⅱ段在全相及非全相运行时可灵活投退，但建议除零序Ⅳ段外，在全相运行中投入的段在非全相运行时不要投入。后备保护之零序零序合闸逻辑手合于故障线路时，零序Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段、不灵敏Ⅱ段任一动作后带100ms延时出口。重合于故障线路时，可投入瞬时加速零序Ⅱ段、瞬时加速零序Ⅲ段、瞬时加速零序Ⅳ段，则零序Ⅱ段、Ⅲ段、Ⅳ段任一动作后带100ms加速出口；此外，零序Ⅰ段带100ms延时出口，零序不灵敏Ⅰ段按20ms延时出口，不灵敏Ⅱ段按延时定值出口。

后备保护之零序TV断线后零序逻辑TV断线时，可选择投入过流Ⅰ段及过流Ⅱ段;此外可根据控制字退出零序带方向段或零序保护退出方向。后备保护之零序利用装设于屏上的切换开关，可以实现单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、停用重合闸四种方式。可以满足检同期、检无压、非同期的要求。重合闸WXH-803重合闸原理综合重合闸重合闸的检定的方式必须依靠定值中的控制字来选择。选择检同期合闸,则要把JTQWY、JTQ都要投上，并把抽取电压的相别投上。如要选择检无压合闸（一定要接抽取电压，否则在综重或三重方式下会告警抽取电压断线）,则要把JTQWY投上，JTQ不投，也要把抽取电压的相别投上，因如果抽取电压有电压时会自动转检同期。即如抽取电压接的是线电压则要把JXX检线电压投上，如抽取电压接的是相电压则不投JXX，如抽取的是C或CA相则投上JUC(CA)，如抽取的是B或BC相则投上JUB(BC)，如抽取的是A或AB相则投上JUA(AB)。程序中自适应识别抽取电压额定值，即相电压或线电压皆可以是100/V或100V。

WXH-803重合闸原理综合重合闸重合闸方式WXH-803重合闸原理方式控制1方式控制2重合闸方式

0

0单重

0

1综重

1

0三重

1

1停用综合重合闸

重合闸方式WXH-803重合闸原理综合重合闸单重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相

故障三相跳闸不重合闸。三重方式：任何故障三相跳闸三相重合闸。综重方式：单相故障单相跳闸单相重合闸，多相

故障三相跳闸三相重合闸。停用方式：重合闸停用，重合回路被放电，任一

故障三跳，不输出重合闸命令。重合闸不用时，应设置于停用方式。充电时间为15秒。a.断路器在“合闸”位置，断路器跳闸位置继电器

TWJ不动作；b.重合闸启动回路不动作；c.没有低气压闭锁重合闸和闭锁重合闸开入；d.重合闸不在停用位置。重合闸充电条件WXH-803重合闸原理综合重合闸a.重合闸方式在停用位置；b.重合闸在单重方式时保护三跳；c.收到外部闭锁重合闸信号（如手跳闭锁重合闸等）；d.重合闸脉冲发出的同时“放电”；重合闸“充电”未满时，跳闸位置继电器TWJ动作或有保护启动重合闸信号开入。重合闸放电条件WXH-803重合闸原理综合重合闸重合闸启动WXH-803重合闸原理保护启动:单跳启动三跳启动断路器位置不对应启动综合重合闸PT断线TV断线检测：装置各保护均设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线路正常运行，启动元件不启动的情况下投入，一旦启动元件启动，TV断线检测立即停止，等整组复归后才重新投入。判据1)三相电压之和不为零，用于检测一相或两相断线。判据为：|UA+UB+UC|>7V(有效值)。判据2)三相失压检测，三相失压判据：三相电压有效值均低于8V，且任一相电流大于0.04In或三相电流均小于0.04In且无跳闸位置开入。附加电流条件是防止TV在线路侧时，断路器合闸前误告警。检测到TV断线后，驱动告警Ⅱ发出本地及中央告警信号，但不切断保护出口回路的+24V电源。在TV断线时，差动保护退出电容电流补偿并自动按2IC抬高动作门槛；距离保护将被闭锁；零序保护带方向段退出或选择无方向。装置继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各保护恢复正常。抽取电压断线抽取电压断线检测：重合闸同时对抽取电压Ux进行检查，在开关处于合位，且有电流流过，并检查到抽取电压低于无压定值时，报抽取电压TV断线。保护装置检测出抽取电压断线后，会闭锁重合闸功能。现场使用之菜单说明WXH-803保护装置正常显示的界面共三屏，分别显示各CPU登录的状态、模拟量的实时采样值和压板的投切状况。按“ESC”键固定显示一状态，屏幕左下角显示STOP，再按“ESC”键取消固定显示一状态。现场使用之菜单说明WXH-803保护装置的基本菜单：定值分4个CPU来整定超级密码9999软压板也分4个CPU来整定现场使用之运行信号说明WXH-803保护装置装置面板上设有“运行”、“通信告警”、“告警Ⅰ”、“告警Ⅱ”、“跳A相”、“跳B相”、“跳C相”、“重合”等信号灯。正常时“运行”灯发绿光，常亮；“告警Ⅰ”、“告警Ⅱ”及其它跳闸灯和重合灯均不亮。其中跳闸指示灯仅在保护动作跳闸出口时才点亮，重合闸指示灯仅在保护重合闸动作时才点亮。装置异常时，上述信号灯会有相应的变化，如下所示：现场使用之运行信号说明信号灯显示故障现象故障原因异常处理运行闪亮通讯中断，无报告打印，但不影响保护运行和出口跳闸接口程序紊乱或丢失。接口板芯片坏。关断装置直流电源。按面板上复位按钮。重新写程序。更换接口板。通信告警发红光接口板与保护板不通讯接口板与保护板通讯中断1）更换接口板。2）更换保护板。告警Ⅰ发红光发本地及中央告警信号，切断保护出口回路+24V电源1）硬件异常2）定值错。3）TA断线1）核查定值2）打印采样值，检查交流回路是否正常。3）更换保护板。告警Ⅱ发红光发本地及中央告警信号。TV断线开关量错。

TV断线时，距离保护自动退出工作，装置继续监视TV电压，一旦恢复正常，距离保护将自动重新投入通道异常灯发红光发本地及中告警信号通道中断或误码率高检查通道、光纤现场使用之录波WXH-803保护装置的录波分为故障录波和手动录波，录波信息分为故障波形以及采样点信息两个部分。故障录波，在保护启动或者保护动作后，保护装置可记录故障前2个周波，故障后6个周波一共8个周波160ms的数据，每周波24个点，共192个采样点。故障录波信息可以打印，也可以通过专用的通信软件读取。手动录波，在保护不启动时，可手动打印保护的采样和录波，只包含3个周波的采样和波形。

注：由于受到CPU存储容量的限制，该型保护的录波信息掉电后无法保持，因此在正常运行过程中，如无必要，不要断掉保护装置的电源。现场使用之录波CPU1故障采样值打印表