WGB-110N系列微机线路保护装置.doc

许继电气继电器公司 WGB-110N系列微机线路保护装置目 录目录 11 装置简介 22 技术指标 33 装置硬件 54 保护原理 55 定值清单及动作信息说明 86 装置接线说明117 显示及键盘操作说明128 调试及异常处理说明159 投运说明及注意事项1610 贮存及保修 1611 供应成套性 1612 订货须知 1713 附图 181 装置简介WGB-110N系列微机线路保护装置（以下简称装置）是功能完善先进的微机型线路保护装置，主要应用于35kV及以下各电压等级的线路保护中，可以直接安装在高压开关柜上，也可组屏安装。本系列装置共分四种型号：WGB-111N、 WGB-112N、WGB-113N和WGB-114N。1.1 保护功能配置： 型号功能配置WGB-111NWGB-112NWGB-113NWGB-114N装置交流输入电流保 护Ia，IcIa, Ib, Ic, 3IoIa，Ic, 3IoIa，Ib, Ic测 量IA, ICIA, ICIA, IC电 压Ua, Ub, Uc, UxUa, Ub, Uc ,UxUa, Ub, UcUa, Ub, Uc三段式带低压闭锁的电流（方向）保护及后加速保护过负荷告警零序电流告警低频减载三相一次重合闸（可选检定方式）（可选检定方式）（无检定）（无检定）控制回路异常告警PT断线检测跳位异常告警装置故障告警遥信、遥控及遥测*以上型号为定型产品，另外还可根据用户不同需要，进行灵活改制。1.2装置主要特点：a.本系列装置为数字式保护装置，其元器件采用工业品，稳定性、可靠性高，可以在高压开关柜等恶劣的环境中工作；b.抗干扰性能强，保护硬件设计采用了多种隔离、屏蔽措施，软件设计采用数字滤波技术和良好的保护算法及其它抗干扰措施，使得保护抗干扰性能大大提高；c.硬件、软件设计标准化、模块化，便于现场维护，在标准化硬件设计的基础上，采用各种标准化软件模块化组态，可构成不同的保护功能配置。如果用户需要更多的保护功能，设计单位可简单、可靠地升级；d.人机接口功能强大，全汉化液晶显示、菜单式操作；e.工业级RS-422、RS-485或LonWorks总线网络，组网经济、方便，可直接与微机监控或保护管理机联网通信；f.装置采集并向远方发送状态量、模拟量，且遥信变位优先发送；g.装置能通过通信上传故障报告、进行对时、定值调用和修改、定值区切换、合闸、跳闸等操作；h.装置包含完善的操作回路。2 技术指标 2.1 装置额定数据a. 交流电流：5A或1A；b. 交流电压：100/V，100V；c. 零序电流：1A； d. 额定频率：50Hz；e. 电源电压：直流或交流 220V或110V。2.2 过载能力 交流电流回路： 长期运行 2In；10s 10In；1s 40In；交流电压回路： 长期运行 1.2Un 。2.3 功率消耗在额定电压下装置的功率消耗为：a.直流回路： 正常工作时不大于10W，动作时不大于15W；b.交流电压回路： 每相不大于0.5VA；c.交流电流回路： In=5A时，每相不大于1VAIn=1A时，每相不大于0.5VA。2.4 环境条件a. 环境温度范围：-25+55；b. 相对湿度：不大于95%，无凝露。2.5 各保护组件工作范围及误差a. 电流工作范围：0.2In15In 误差不超过5%；b. 电压工作范围：10V120V 误差不超过5%；c. 零序电流工作范围：0.02A12A 误差不超过0.01Ion(Ion为零序额定电流)或5%。2.6 抗干扰性能装置能承受GB/T 14598.14-1998第4章规定的严酷等级为级的静电放电干扰试验；装置能承受GB/T 14598.9-2002第4章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验；装置能承受GB/T 14598.10-1996第4章规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰试验；装置能承受GB/T 14598.13-1998规定的频率为1MHz及100kHz（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰试验；装置能承受IEC 60255-22-5-2002第4章规定的严酷等级的浪涌抗扰度试验：装置能承受IEC 60255-22-6-2001第4章规定的严酷等级的传导骚扰抗扰度试验；装置能承受IEC 60255-22-7-2003第4章规定的严酷等级的工频抗扰度试验；装置能承受GB/T 17626.8-1998第5章规定的严酷等级为级的工频磁场抗扰度试验；装置能承受GB/T 17626.9-1998第5章规定的严酷等级为级的脉冲磁场抗扰度试验；装置能承受GB/T 17626.10-1998第5章规定的严酷等级为级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。2.7 绝缘性能绝缘耐压标准满足GB/T14598.3规定，其中开关量输入回路、通信端子与地之间及无电气联系的其它各电路之间能承受频率为50HZ的交流检验电压500V(有效值)历时1min的检验;能承受峰值1kV的标准雷电冲击电压。2.8 机械性能工作条件：通过GB/T11287规定的级振动响应检验，及GB/T14537规定的I 级冲击响应检验；运输条件：通过GB/T11287规定的级振动耐久检验，及GB/T14537规定的I级冲击耐久和碰撞检验。2.9 整组动作时间（过量1.2倍或欠量0.8倍动作量）0s2.5s(含2.5s) 动作时间范围内误差不超过50ms；延时2.5s以上动作时，动作时间误差不超过整定时间的2%。2.10 测量精度a.测量电流误差不超过额定值的0.5%；b.功率误差不超过额定值的1%；c.开关量输入（24V）分辨率不大于2ms。3. 装置硬件本保护装置在整体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求。3.1 机箱结构 装置采用功能插件组合机箱结构。该结构具有插拔方便省力、机械可靠的特点。装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式，插件之间的连接采用总线板连接方式。机箱外形尺寸及开孔尺寸参见说明书后的附图6。3.2 主要插件设计 本保护装置由以下插件构成：交流变换插件、电源插件、CPU插件、通信插件及人机对话插件。3.2.1 交流变换插件交流变换部分包括电流变换器CT和电压变换器PT，用于将系统CT、PT的二次侧电流、电压信号转换为弱电信号，供CPU插件转换，并起强弱电隔离作用。3.2.2 CPU插件CPU插件采用了多层印制板及表面贴装工艺，外观小巧，结构紧凑。其工作原理图见附图3。3.2.3 电源插件装置电源采用交、直流两用开关电源。本插件输出一路5V、一路24V电压。5V用于装置数字器件工作，24V用于继电器驱动及状态量输入使用。本插件中含有跳闸、合闸、信号、告警、防跳等继电器。3.2.4 通信插件 工业级RS-422、RS-485和LonWorks总线网络，组网经济、方便，可直接与微机监控或保护管理机联网通信。3.2.5 人机对话插件此插件有液晶中文显示、键盘操作及信号灯指示功能。4 保护原理4.1 三段式带低压闭锁的电流（方向）保护及后加速保护 装置设三段式带低压闭锁的电流（方向）保护及后加速保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置整定控制字控制这三段保护、电压元件、方向及后加速的投退。 三段式电流电压方向保护相间功率方向元件采用90接线，利用Ia与Ubc，Ib与 Uca，Ic与 Uab分别比相,其动作方程为 (以Ia与Ubc为例): 式中为最大灵敏角,取=-45或-30。、段电流电压（方向）及后加速保护原理如图1所示。 图1 三段式电流电压（方向）及后加速保护原理图4.2 过负荷告警装置设有过负荷告警功能。发告警信号时，运行人员可通过LCD观察过负荷告警信息，以区别其它告警。过负荷告警原理如图2所示。图2 过负荷告警原理图4.3 零序电流告警装置WGB-112N、WGB-113N配置有零序电流告警，零序电流告警原理如图3所示。图3 零序电流告警原理图4.4 低频减载低频减载设有电压闭锁、滑差闭锁，低频减载原理如图4所示。图4 低频减载原理图4.5控制回路异常告警装置采集断路器的跳位和合位，当控制电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必有且只有一个跳位或合位开入，否则，经2s延时报控制回路异常告警信号。控制回路异常原理如图5所示。 图5 控制回路异常检测原理图4.6三相一次重合闸装置设有三相一次重合闸功能，由压板投退。重合闸在开关位于合位时充电，充电时间为20s，当开关由合位变为跳位时启动。其中WGB-111N、WGB-112N可有三种重合方式进行选择，1-无检定方式，2-检无压方式，3-检同期方式。三相一次重合闸原理如图6所示。图6 三相一次重合闸原理图4.7 PT断线检测4.7.1 母线PT断线告警 装置检测到母线PT断线后延时发告警信号。在母线电压恢复正常（线电压均大于80V）后，保护返回。其原理如图7-1所示。图7-1 母线PT断线检测原理图4.7.2 线路PT断线告警 对于含检无压或检同期要求的线路，当线路有流时，检查线路抽取电压幅值若小于无压值（30V），则延时报线路PT断线告警。线路PT断线告警原理如图7-2所示。图7-2 线路PT断线检测原理图4.8 跳位异常告警装置检测到跳位有开入且有流时，经延时报跳位异常告警信号，告警继电器动作。4.9 装置故障告警 保护装置的硬件发生故障，装置的LCD可以显示故障信息，并驱动装置异常继电器发告警信号，同时闭锁保护。4.10 遥信、遥控及遥测功能a. 遥信：各种保护动作信号及断路器位置等开入量信号；b. 遥控：远方控制跳合闸、调（修改）定值等；c. 遥测：电流、电压、频率、有功、无功。4.11 通信功能可直接与微机监控或保护管理机通信，通信接口可选用RS-422、RS-485或LonWorks。通信规约可选用Q/XJ11.050-2001许继通信规约、IEC60870-5-103国际标准通信规约或MODBUS通信规约(订货时须注明)。5 定值清单及动作信息说明5.1 定值范围及说明本保护装置可存贮10套定值，对应的定值区号为09。整定时，未使用的保护功能应设为退出，使用的保护功能设为投入，并对相关的电流、电压及时限定值进行整定。WGB-110N系列定值清单见表1。表1 WGB-110N系列定值清单定值种类定值项目整定范围及步长1. 过流I段保护过流I段压板投入或退出过流I段定值0.6In15In 0.01A过流I段时限0.0s9.99s 0.01sI段方向投入或退出I段电压闭锁投入或退出I段电压闭锁定值10V90V 0.01VI段后加速投入或退出2. 过流II段保护过流II段压板投入或退出过流II段定值0.4In10In 0.01A过流II段时限0.1s9.99s 0.01sII段方向投入或退出II段电压闭锁投入或退出II段电压闭锁定值10V90V 0.01VII段后加速投入或退出3. 过流III段保护过流III段压板投入或退出过流III段定值0.2In5In 0.01A过流III段时限1.0s9.99s 0.01sIII段方向投入或退出III段电压闭锁投入或退出III段电压闭锁定值10V90V 0.01VIII段后加速投入或退出4. 过负荷告警过负荷压板投入或退出过负荷定值0.2In4In 0.01A过负荷时限0.0s100.0s 0.01s定值种类定值项目整定范围及步长5.零序电流告警(WGB-112N、WGB-113N)零序电流压板投入或退出零序电流定值0.02A12A 0.01A零序电流时限0.0s9.99s 0.01s6.低频减载低频减载压板投入或退出低频减载定值45.00Hz49.50Hz 0.01Hz低频减载时限0.2s20.0s 0.01s低压闭锁定值10V100V 0.01V滑差闭锁投入或退出滑差闭锁定值1Hz/s5Hz/s 0.01 Hz/s7.三相一次重合闸重合闸压板投入或退出重合闸时限0.2s9.99S 0.01sWGB-111NWGB-112N重合闸方式1（无检定），2（检无压），3（检同期）抽取电压相别1、（Ua） 2、（Ub） 3、（Uc）4、（Uab）5、（Ubc）6、（Uca）检无压定值10.0V100.0V 0.01V检同期角度20 45 18.公用定值后加速时限0.0s3.0s 0.01s相间功率方向灵敏角-30或-459.PT断线检测PT断线检测压板投入或退出10.PT断线相关保护PT断线相关保护投入或退出5.2 动作信息及说明保护运行中发生动作或告警时，动作信息（见表2）显示于LCD，同时上传到保护管理机或当地监控。表2 保护动作及告警信息 显示内容 动 作 信 息过流段跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮过流段跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮过流段跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮段后加速跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮显示内容 动 作 信 息段后加速跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮段后加速跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮零序电流告警告警继电器出口；告警指示灯亮过负荷告警告警继电器出口；告警指示灯亮低频减载跳闸跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮重合闸动作合闸继电器、合闸信号继电器出口；合闸指示灯亮母线PT断线告警告警继电器出口；告警指示灯亮线路PT断线告警告警继电器出口；告警指示灯亮控制回路异常告警继电器出口；告警指示灯亮跳位异常告警继电器出口；告警指示灯亮定值故障异常继电器出口；告警指示灯亮定值区号故障异常继电器出口；告警指示灯亮开出回路故障异常继电器出口；告警指示灯亮RAM故障异常继电器出口；告警指示灯亮保护动作后，液晶显示动作信息，如有多项信息，交替显示。保护动作后如不复归，信息将不停止显示，复归方式为按住 - 键2秒钟。另外，动作信息自动存入事件存贮区，事件存贮区记录最后发生的20次事件，且掉电不丢失。 6 装置接线说明6.1 装置的对外接线 参考附图2（背面端子图）和附图4（装置接线原理图）。6.2 装置电源端子28、30为装置电源输入端，电源为直流时，28接正极性端，30接负极性端，为交流时不分极性；端子29为装置屏蔽接地端子。6.3 交流电流及电压输入 端子23、24、25、26分别为电压Ua、Ub、Uc、Un输入； WGB-111N: 端子1、2、3、4分别为保护电流Ia、Ic输入；端子5、6、7、8分别为测量电流IA、IC输入；端子9、10为线路抽取电压Ux输入，9为极性端。 WGB-112N: 端子1、2、3、4、5、6、7、8分别为保护电流Ia、Ib、Ic及3Io输入；端子9、10为线路抽取电压Ux输入，9为极性端。WGB-113N: 端子1、2、3、4分别为保护电流Ia、Ic输入；端子5、6、7、8分别为测量电流IA、IC输入；端子9、10为零序电流3Io输入。 WGB-114N: 端子1、2、3、4、5、6分别为保护电流Ia、Ib、Ic输入；端子7、8、9、10分别为测量电流IA、IC输入。 6.4 开入量及开入电源 装置共8路开入，具体说明如下：端子13为闭锁重合闸开入端子；端子14为远方/就地（接入时为就地）开入端子；端子16为弹簧未储能开入端子；端子15、17、18为备用开入端子（用户可自己定义）。开入时接装置自产的+24V电压。另外装置还有两路内部开入，即端子45跳位监视、46合位监视。接线见附图4。6.5 信号及控制回路端子31、32端子为保护告警出口空触点；33、34端子为装置异常告警出口空触点（该触点为一副动断触点，失电时作电源消失告警用）；35、36端子为跳闸信号继电器出口空触点；37、38端子为合闸信号继电器出口空触点；40端子接断路器合闸线圈；42端子接断路器跳闸线圈；41端子为手动合闸端子，48端子为装置合闸压板端子，端子41、48间接一连接片作合闸压板；43端子为手动跳闸端子，47端子为装置跳闸压板端子，端子43、47间接一连接片作跳闸压板;39、44为+KM、-KM，该操作电源可交直流两用，接直流时注意区分正、负极。6.6 通信端子 RS-422:端子19、20、21、22分别为TXD+、RXD+、TXD-、RXD-； RS-485:端子19、20短接，作为data+端子；端子21、22短接，作为data-； LonWorks: 端子19为A , 端子20为B , 端子21、22不接线。7 显示及键盘操作说明7.1 键盘说明键：光标上移一行键：光标下移一行键：光标左移一行键：光标右移一行+ 键：数值增加或切换菜单 - 键：数值减少或切换菜单，按住此键（2s）可复归信号CR键：确认当前修改或执行当前选择ESC键：返回上级菜单7.2 运行显示说明正常运行时显示装置型号、电流量、电压量、重合闸充电指示，如下图所示（以WGB-111N为例）：当保护动作或有告警时，装置显示动作或告警信息，可参看表2。7.3 正常显示及菜单操作说明 在正常显示方式或显示动作、自检信息时，按下CR 键装置弹出主菜单，如下： 进入主菜单，按 + - 可在两帧主菜单之间切换。用 键移动光标选择菜单，按CR键即进入所选的功能。菜单下还有子菜单，进入某些子菜单需要输入密码，出厂设定为“9999”。7.4刻度菜单说明进入“刻度”菜单后，选择一路模拟量，按CR 键可看到模拟量显示，如下图例：用 键移动光标,选择要调整的刻度值，通过 + - 键来校准模拟量的值。注：此菜单为装置调试时使用，装置出厂前刻度都已整定好，建议用户不要操作此菜单。7.5 整定菜单说明选择该菜单时，输入装置密码， 装置出现如下界面：选择“定值修改”，装置提示输入定值区号，用 + - 键改变定值区号（本保护装置可存贮10套定值，对应的定值区号为09）。按CR 键开始显示并可整定第一项定值，定值整定后请按CR 键确认。以后可以用 键向上、用或CR 键向下整定，修改结束后按ESC键返回，装置会提示“是否固化修改”，选择“是”并按CR键确认选择，装置会对之前所做的修改进行固化，并显示“定值固化成功”，此时已成功修改装置定值；选择“否”，按CR键确认选择后装置显示“定值修改放弃”，之前对定值所做的修改无效，装置定值仍为修改前定值。选择“定值切换”，装置提示输入定值区号，用 + - 键改变定值区号，确定定值区号后按CR键可切换至想要使用的定值区，装置显示定值区切换成功，装置当前所使用的定值即为该定值区中的定值。整定流程可参照附图5，定值清单见表1。7.6 传动菜单说明用于试验装置的继电器输出回路。实验时按 、键选择继电器，按CR 键继电器出口，再按任意键继电器返回。注：此菜单为装置调试时使用，装置正常运行时，用户不要操作此菜单。7.7 设置菜单说明地址：显示、修改装置通信地址；密码：显示、修改装置操作密码；变比：显示、修改CT、PT变比。7.8 检查菜单说明定值：显示某一定值区里的定值。 选择该菜单时，首先提示输入定值区号，用 + - 键改变定值区号，按CR 键开始显示第一项定值。以后可以用 键向上、用 或CR 键向下查看。报告：显示所记录的事件报告，按 键进行查看，查看报告时，按 + 或 - 键可查看对应此报告的动作数据。装置可记录最后发生的20次事件，且掉电不丢失。程序：显示装置型号、程序版本号、CRC校验码、ROM校验码、软件编制日期。开关量：显示装置采集的8路开关量输入的状态（其中含有2路内部开入，用于反应开关位置的跳位、合位），“off”表示开入未接通，“on”表示开入接通。频率：显示实时频率。模拟量：显示装置采集的模拟量的值。7.9 时钟菜单说明 用于设置时钟。与主站通信时，应由主站对时。7.10 清报告菜单说明用于清除装置事件报告。8 调试及异常处理说明8.1 调试装置基本免调试，主要检查8.28.6项，如果检查正常，即表明装置工作正常。8.2 程序检查如果程序的校验码正确，即可认为程序正确，装置的各种功能和逻辑正确。在“检查”菜单下的“程序”子菜单中，可查看程序的校验码。8.3 开关量输入检查 在“检查”菜单下，对开关量进行检查。将开关量输入端子13、14、15、16、17、18分别接入+24V端子，对应的开入量显示为on，否则显示为off。 正常情况下，45、46开入一个为on，一个为off，否则报“控制回路异常”告警信号，此时应检查45（跳位监视）、46（合位监视）端子是否按附图4接线。8.4 继电器回路检查在“主菜单”下，选择“传动”菜单下的传动项。传动结果参看表3。表3 开出传动继电器说明跳闸继电器跳闸继电器、跳闸信号继电器出口，跳闸指示灯亮合闸继电器合闸继电器、合闸信号继电器出口，合闸指示灯亮告警继电器告警继电器出口，告警指示灯亮异常继电器异常继电器出口，告警指示灯亮 按住 - 键2秒钟，可将表3所示的信号复归掉。8.5 模拟量输入检查在装置的交流电流、电压输入端加入额定值，在“检查”菜单下，查看“模拟量”，显示值误差分别是：保护电流不超过5%，电压不超过5%；测量电流不超过0.5%。如果某一路误差过大，应该在“刻度”菜单下对该路进行校准。8.6 整组试验如果上述检查全部正确，装置已没有问题。为谨慎起见，可整定装置的定值，然后检查装置的动作情况，确认所使用的保护功能全部正确。8.7 告警及异常处理显 示 内 容 处 理 办 法母线PT断线