电气500kv电抗器电量保护wkb-801ag技术说明书

1、电气（Ver 1.00）本版本说明书适用于 WKB-801AGVer1.00 版本及以上程序,电气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。2011.08 第一次印刷WKB-801A 微机电抗器保护装置前言1 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 220kV 及其以上各种电压等级的并联电抗器。其中 WKB-801AG 保护装置则依据500kV 变压器保护及并联电抗器保护技术规范，遵循功能配置、回路设计、端子排布置、接口标准、屏柜压板、格式的原则。2、产品特点2.1 装置系统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、保护源代码完全由机器人自动生成，正确率达到 100%，杜绝了人为原因产生组件组成。Bug。所有的保护逻辑由基本的元件和事故分析透明化通过层次化、模块化、元件化的设计，装置实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置任一个点的数据，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。总线监视:组件级写入状态总线标志总线数据总线录波故障波形回放：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版本集中管理的。2.2 人机界面人性化XJGUI 和现场调试向导的成功应用，降低了现场工作

3、变得轻松。和运行的工作强度，使运行出口逻辑跳闸逻辑保护逻辑数据准备2.3 保护性能特点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（专利号：200610017753.9）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，大大提高了灵敏性和可靠性。动作方程为： 3U 0 j 3I0 X L03U 0 j 3I0 X s0。试验证明，比幅式零序方向原理

4、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。在电抗器发生 1.7匝间短路故障时，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，达到继电保护“四性”的辨证。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

5、，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、专利技术比幅式零序方向继电器测量电抗器匝间故障的方法(专利号：200610017753.9)；快速变数据窗相量求取方法（专利号：200310110258.9）；一种三相同时刻采样值启动保护方法（专利号：200410102433.4）。目录1 应用范围32、产品特点32.1 装置系统. 3人机界面人性化4保护性能特点53、专利技术6概述111.11.21.3应用范围1产品特点1保护配置22技术参数42.12.22.32.4额定电气参数4主要技术指标4机械及环境参数6通口63产品原理介绍73.13.23.33.43.53.63.7

6、3.8分相差动保护7零序差动保护9匝间保护11过流保护14零序过流保护14过负荷保护15小电抗器过流和过负荷保护15PT 异常判别164装置硬件介绍及典型接线16装置整体介绍16装置背视示意图18结构与安装18WKB-801A 保护装置端子图19WKB-801A 装置输出触点254.14.24.34.44.556. 26定值装置定值. 2711概述1.1 应用范围WKB-800A 微机并联电抗器保护装置适用于220kV 及其以上各种电压等级的并联电抗器。其中 WKB-801A 型装置集成了一台并联电抗器的全部电气量保护，WKB-802A型装置集成了一台并联电抗器的全部非电气量保护，可满足各种电

7、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。本说明书是 WKB-801A 装置应用220kV 及其以上电压等级的并联电抗器的说明。于1.2 产品特点基于高性能、高冗余的新一代硬件，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，装置内存的“日志系统”及“黑匣子”故障等是该保护装置的主要特点。1.2.1 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

8、用长短数据窗结合的多重算法，大大提高的能力。1.2.2 高性能、高冗余的新一代软、硬件高性能、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“启动保护动作”的方式，杜绝保护装置硬件故障引起的误动。强能力软硬件设计上采取充分的措施，6U 全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的能力大大提高，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 采样回路自检能避免 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

9、定值区出错、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，实现微机保护的完全透明化设计。11.2.3 便捷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

10、件的情况下，通过通信对点菜单，使装置向自动化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。完善的事件功能100 次故障、8 次故障波形、200 次异常信息。录波数据与 COMTRADE 兼可 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。1.3 保护配置WKB-801A 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 CT。这些保护包括：分相差动保护分相差动速断保护零序差动保护零序差动速断保护匝间保护主电抗器过流保护主电抗器零序过流保护小电抗器过流保护另外

11、还包括以下异常告警功能：主电抗器过负荷告警小电抗器过负荷告警CT 异常告警PT 异常告警下图为 WKB-801A 在 500kV 并联电抗器典型的接线（主后公用 CT）的应用配置方案。2图 1-3-1WKB-801A 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。CT(即无 TA3)时，小电抗器过流(负荷)保护电流用主电抗器当中性点电抗器无尾端三相电流。利用第二组 CT 和第二台装置完成第二套保护功能，实现双主双后。32技术参数2.1 额定电气参数2.1.1 额定交流数据额定交流电流In ：5 A 或 1 A；额定交流电压U n ：线电压 100 V，相电压 10

12、0/ 3 V；额定频率： 50 Hz。2.1.2 额定直流数据220V 或 110V，允许偏差 +15，-20。2.1.3辅助交流电源220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围 80%110%。2.1.4 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：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。2.1.5 热稳定性2 In 电流下

13、，长期运行；10 In 电流下，允许运行 10 s；40 In 电流下，允许运行 1 s。2.2 主要技术指标2.2.1 动作时间差动速断：不大于 20 ms(1.5 倍整定值)；分相电流差动：不大于 25 ms(2.0 倍整定值)；零序电流差动：不大于 30 ms(2.0 倍整定值)；匝间保护：不大于 40 ms(2.0 倍整定值)。2.2.2 定值误差电流定值误差不超过2.5%或0.01 In ( In 为 CT 规格，1A 或 5A)；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%；4后备保护延时误差不超过 2.5%或 40ms。2.2.3容量2.2.3.1故障录波内容

14、和故障事件容量保护跳闸前 4 个保护装置可循环、跳闸后 6 个100 次故障事件所有电流电压波形；。2.2.3.2正常波形正常时保护可容量10 个所有电流电压波形，以供或校验极性。2.2.3.3异常可循环容量200 次事件和装置自检。事件包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检包括硬件自检出错、装置长期起动等。2.2.4 对时方式IRIG-B 码对时；GPS 脉冲对时（分脉冲或秒脉冲）；系统绝对时间的对时命令2.2.5 输出触点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)。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 2

15、20 V，=5 ms)。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)。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。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 5kV 的标准雷电波短时冲击检验。2.

16、2.8电：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 5ms0.75 ms 的负荷条件下，产品能可靠动作及返回 1 000 次；机械：装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回 10 000 次。52.2.9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。

17、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。工频磁场抗扰度试验：符合 GB/T 17626.8-1998 中第 5 章规定的严酷等级为级的工频磁场干扰。脉冲磁场抗扰度试验：符合 GB/T 17626.9-1998 中第 5 章规定的严酷等级为级的脉冲磁场干扰。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。2.3

18、 机械及环境参数2.3.1 机械结构机箱结构尺寸：482.6mm266mm245mm安装方式：2.3.2 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； 条件：能承受严酷等级为 I 级的振动耐久，冲击及碰撞检验。2.3.3 环境条件工作温度：10 +55 ，24 h 内平均温度不超过 35 ；温度：-25 +70 在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作；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 且表面无凝露。最高温度为 40 时，平均最大相对湿度不超过 50%

19、。通以太网通信口：4 个；RS-485 通讯接口：2 个。通信规约可选择电力行业标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）规约或 IEC61850 规约。打印口：可选 RS-485 或 RS-232。调试口：RS-232。6口3产品原理介绍3.1 分相差动保护分相差动保护是电抗器故障的主保护，能反映电抗器相间短路故障和单相接地故障。分相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。3.1.1 动作方程以 A 相为例，分相电流差动动作方程如下：Iop Iop 0，当Ires I res 0时(3-1-1)IIS *(IINI)，当I I时opop 0resres 0re

20、sres 0ITIopI(3-1-2)I I/2 resTN上式中Iop 为差动电流，Iop 0 为差动动作电流定值，Ires 为制动电流，S 为比率制动系数定值， IT 、 IN 分别为电抗器首端和尾端的相电流，电流的方向都以指向电抗器为正方向。3.1.2动作特性图IopIop.00Ires.0Ires图 3-1-1分相差动保护动作特性图7S3.1.3保护逻辑图主保护硬压板投入主保护软压板投入差动保护控制字为1&分相差动动作分相差动启动元件动作分相差动元件动作&CT异常闭锁差动定值为1&CT异常检测CT异常信号图 3-1-2分相差动保护逻辑图3.1.4CT 异常判据满足下列条件认为 CT 异

21、常：本侧有一相电流为零；本侧有零序电流且大于 0.5 倍额定电流，另一侧各相电流大于 0.5 倍额定电流且无零序电流；c最大相电流小于 1.2 倍额定电流。以上条件均满足时，延时 8s 判为 CT 异常。通过定值“CT 异常闭锁差动”控制 CT 异常判别出后是否闭锁差动保护。当“CT异常闭锁差动”整定为“0”时，CT 异常后不闭锁差动保护；整定为“1”时，差流大于 1.2 倍额定电流时开放差动保护，小于 1.2 倍额定电流时闭锁差动保护。3.1.5 分相差动速断当任一相差动电流大于分相差动速断定值，瞬时动作于跳闸。分相差动速断保护逻辑图如下图所示：8主保护硬压板投入主保护软压板投入&分相差动速

22、断动作差动速断控制字为1分相差动速断启动元件动作分相差动速断元件动作图 3-1-3分相差动速断逻辑图3.1.6 差流越限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下图所示：差流越限元件动作&差流越限信号5s差动保护控制字为1图 3-1-4差流越限保护逻辑图3.2 零序差动保护零序差动保护能反映电抗器单相接地短路故障。零序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。3.2.1 动作方程Iop I op 0(3-2-1)IS * Iopres Iop3IOT 3IONI(3-2-2)3I 3IresOTON上式

23、中Iop 为零序差动电流，Iop 0 为零序差动动作电流定值，Ires 为零序制动电流，S为制动系数， 3IOT 为首端自产零序电流， 3ION 为尾端自产零序电流。93.2.2动作特性图IopIop.00Ires零序差动保护动作特性图图 3-2-13.2.3保护逻辑图主保护硬压板投入主保护软压板投入零序差动保护控制字为1&零序差动动作零序差动启动元件动作零序差动元件动作&CT异常闭锁差动定值为1&CT异常检测CT异常信号图 3-2-2零序差动保护逻辑图3.2.4零序差动速断当零序差动电流大于零序差动速断定值，瞬时动作于跳闸。零序差动速断保护逻辑图如下图所示：10S主保护硬压板投入主保护软压板

24、投入&零序差动速断动作差动速断控制字为1零序差动速断启动元件动作零序差动速断元件动作图 3-2-3零序差动速断逻辑图3.3 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应匝间短路故障，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。3.3.1 动作方程| 3 U 0 j3 I 0 X L0 | 3 U 0 j3 I 0 X S0|式中3U0 为 PT 自产零序电压， 3I0 为电抗器首端 CT 自产零序电流， XL0

25、 为电抗器零序电抗， XS0 为系统零序电抗。3.3.2 电抗器故障分析图 3-3-1 中：K1电抗器匝间短路故障；K2电抗器接地故障；K3电抗器外部接地故障。图 3-3-1 电抗器区内、区外故障示意图113U 0jXS03I0*K3CTK2K13.3.2.1电抗器匝间短路 K1图 3-3-2 电抗器匝间短路故障时3U 0 和3I0电抗器匝间短路时，零序源在电抗器，电抗器向系统送出零序功率，如图3-3-1 所示。此时匝间保护测量到的零序电压3U 0 j3 I 0 X S o ，保护的动作量为| 3U 0 j3 I 0 X L o | j3 I 0 ( X S o X L o ) |，制动量|

26、3U 0 + j3 I 0 X S o |为零。即使短路匝数很少时，由于电抗器零序电抗 X L o 很大，而系统零序电抗 X S o 较小，故保护的动作量远大于制动量，保护也能灵敏动作。3.3.2.2电抗器接地故障 K2图 3-3-3 电抗器接地故障时3U 0 和3I0电抗器接地短路时，零序源在电抗器，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3U 0 j3 I0 X S o ，保护的动作量为| 3U0 j3 I0 X L o | j3 I0 ( X S o X L o ) |，制动量| 3U0 + j3 I0 X S o |为零。同上分析，保护的动作量远大于

27、制动量，保护灵敏动作。123U03U03I0,*E03IojXS0*K2CT03U03U03I0E,03I*ojXS0CTK103.3.2.3电抗器外部接地故障 K3图 3-3-4 外部接地短路时3U 0 和3I0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j3 I 0 X L0 ，保护的动作量3-3-4 所示。此时匝间保护测量到的零序电压 3U 0 3U 0| 3U 0 j3 I 0 X L o | j3 I 0 ( X L o X L o ) |为零，制动量为|+ 3 I 0 X S o |近似等于| 3 I 0 X L o |，动作量远小于制动量，保护可靠不动

28、作。由以上分析可知：本装置采用的新原理匝间保护，能够正确区分电抗器的内、外部故障，对于电抗器匝间短路故障具有很高的灵敏度，而对于外部故障等运行工况，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外部故障时，保护可靠不误动，而在空充故障时，保护灵敏快速动作。3.3.3 低阻抗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

29、伴随系统振荡等，利用电抗器的测量阻抗变化的特性作为匝间保护的辅助判据：Z kZe (U Zn (I a I b I c ) / I ，分别表示 a,b 和 c 相，其中ZZn 表示中性点小电抗的电抗值； Ze 表示主电抗器的相电抗值；k 为装置值自动变化。系数，随电抗器首端相电流的幅133U03U0,3I0E0*3I0*K3CTjX L03.3.4保护逻辑图图 3-3-5匝间保护逻辑图3.4过流保护主电抗器过流保护作为电抗器故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端CT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。3.4.1 过流保护逻辑框图主电抗器过电流过负荷控制字为1

30、后备保护硬压板投入&t后备保护软压板投入&过流保护出口过流元件动作过流保护启动元件动作图 3-4-1过流保护逻辑框图3.5零序过流保护零序过流保护作为并联电抗器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 CT 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，带时限动作于跳闸。14主保护硬压板投入&主保护软压板投入匝间保护控制字为1匝间保护动作方程满足匝间保护动作3Io匝间保护启动电流低阻抗辅助判据动作PT异常CT异常3.5.1 零序过流保护逻辑框图主电抗零序过流控制字为1后备保护硬压板投入&t零序过流保护出口后备保护软压板投入&零序过流元件动

31、作零序过流启动元件动作图 3-5-1零序过流保护逻辑框图3.6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 CT 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。3.7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通常经小电抗器接地。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。CT 时，小电抗器过流(负荷)保护电流用CT 电流，无专当中性点电抗器有用 CT 时用主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。

32、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。3.7.1 小电抗器过流保护逻辑框图小电抗器过流过负荷控制字为1后备保护硬压板投入&t小电抗器过后备保护软压板投入&流保护出口过流元件动作小电抗器过流启动元件动作图 3-7-1小电抗器过流保护逻辑框图15PT 异常判别判据原理正序电压小于 30V，任一相电流大于 0.5 Ie 。（ Ie 为电抗器二次额定电流值）负序电压大于 4V。满足上述任一条件，延时 8 s 发 PT 异常告警信号。4装置硬件介绍及典型接线4.1 装置整体介绍4.1.1 硬件保护装置采用新一代 32 位基于 DSP 技术的通用硬件。整体大面板，全封闭机箱，硬件

33、电路采用后插拔的插件式结构，CPU 电路板采用 6 层板，并采用表面贴装技术，提高了装置可靠性。硬件框图如图 4-1-1 所示：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 部分硬件框图如图 4-1-2。两块 CPU板，由一片 DSP 专门处理人机板“与”启动出口。另有一块人机任务。人机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。人机中所有的菜单均为简体汉字。通过本公司为保护提供的，可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。装置部分采用德州仪器公司(T

34、exas Instruments) 的 32 位数字信号处理器TMS320VC33，主要完成保护的出口逻辑及功能，使保护整体精确、高速、可靠。16DSP2DSP1图 4-1-2CPU 部分硬件框图模拟量变换由 1 块交流变换插件完成，功能是将 CT、PT 二次电气量转换成小电压信号。保护出口由 1 块出口插件，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。4.1.2采用 ATI 公司的 RTOS 系统 NUCLEUS PLUS。RTOS 是一个经过严格测试的内核，保证运行的稳定性。4.1.3 与综合自动化系统接口说明系统应用总体框图如图 4-1-3 所示：图 4-

35、1-3 系统总体框图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，同时减少各部分的关联性，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,可对变电站功能。系统上送事件、告警信息等，并可由远方实现保护投退17通过 Lonworks 现场总线可方便的级连多台保护装置，通过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。设有两组独立的通讯接口 RS-485，支持 IEC60870-5-103 通讯规约。可满足 Ethernet 组网要求，并通过配套规约

36、转换器可适应多种通信规约，满足 220kV 及以上电压等级变电站综合自动化系统的要求。4.2 装置背视示意图装置背视示意图如下图所示：图 4-2-1WKB-801A 背视示意图4.3 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18F#E#D#C#B#A#9#8#7#6#5#4#3#2#1#稳压电源通讯插件通讯转换/空面板信号插件开入插件空面板空面板跳闸出口空面板保护 C P U保护 C P U采保插件空面板空面板交流变换图 4-3-2WKB-801A 保护装置端子图安装开孔尺寸4.44.4.1交流电流

37、电压端子图：191# 交流输入NJL-801输入量名称01Ia主电抗首端电流02In03Ib04In05Ic06In07Il中性点电流08In09Ia主电抗尾端电流10In11Ib12In13Ic14In15Il备用电流16In171819Ua主电抗首端电压20Ub21Uc22Un23Ua备用电压24Un图 4-4-1WKB-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 7 路交流电流、3 路交流电压。4.4.2保护跳闸开出端子图208# 出口插件NCK-801作用功能对应开出矩阵01跳边断路器开出 10203跳中断路器开出 20

38、405备用开出 30607启动远方跳闸开出 40809启动远方跳闸开出 51011备用开出 61213备用开出 71415备用开出 8备用开出启动边断路器失灵开出2021启动中断路器失灵开出 112223备用开出 122425备用开出 132627备用开出 142829备用开出 153025Ul备用电压26Un27Ul备用电压28Un图 4-4-2WKB-801A 装置跳闸出口插件端子图保护信号开出端子图和压板开入端子图4.4.3图 4-4-3WKB-801A 装置装置信号插件和开入插件端子图21C#信号插件B# 开入插件NXH-808NKR-810名称名称第一组信号保护开入01公共端01保护

39、检修状态02保护信号02主保护硬压板03备用03后备保护硬压板04保护运行异常04备用05备用05备用06备用06备用07过负荷07备用08备用08备用09备用09自动打印开入10装置故障10备用第二组信号11备用12公共端12备用13保护信号13备用14备用14备用15保护运行异常15备用16备用16备用17备用17备用18过负荷18备用19备用19备用20备用20备用21装置故障21备用第三组信号22备用23公共端23备用24保护信号24备用25备用25备用26保护运行异常26备用27备用27备用28备用28备用29过负荷29备用30备用30备用31备用31开入公共端32装置故障3231备

40、用开出 1632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、保护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向自动化系统上传，对自动化下发令不响应，但不闭锁保护功能。4.4.4稳压电源插件GPS脉冲对时开入B码对时开入直流+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-220/110V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 电压输入经滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压，即 5 V、15 V 及 24

41、 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。F17 为装置地，应将此接点直接连到接地铜排。22F01GPS

42、+ (24V)F02GPS- (24V)F03B码 (485+)F04B码 (485-)F050VF06F07信号复归正F08信号复归负F09F10F11F12F13装置正电源F14F15装置负电源F16F17地4.4.5 通信插件/通信转换插件通信功能由两个插件实现，即通信插件(E#)和通信转换插件(D #)，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，根据用户需求，提供了 4 个以太网口、2 个 RS-485 通口、1 个网络打印 485 串口、1 个打印 232 串口。具体定义见图4-4-5（a）和图 4-4-5（b）。通讯转换图 4-4-5（a）通信转换插件端子定义图2

43、3调试口485口1 485口2LAN1 LAN2 LAN3 LAN4TX2 RX2 TX1 RX1RUNPWR端口类别插件端口与外部连接调试口调试口编程调试口以太网口1-4LAN1至控制系统LAN2LAN3LAN4指示灯PWR电源灯备用预留灯备用RUN运行灯RX1指示RS485口1的收发状态TX1RX2指示RS485口2的收发状态TX2RS485口 1-2485口1连接E#RS485口1485口2连接E#RS485口2图 4-4-5（b）通信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，可实现三种通讯方式：可作为网关使用；可实现以太网

44、与保护 CPU 间的通讯；可用于保护 CPU 与 RS485 间的通讯。另外还提供了 2 个 485 口和 8 个通信状态指示灯。插件上的调试口设计使用不提供用户使用。E01、E02 为电源控制接点，将电源线中串入此接点，常时不带电，在有报文需要打印时，管理机将该接点闭合，导通交流电源。GPS 对时的接口有脉冲接点和 B 码对时。E04、E05 为 GPS 对时脉冲接点，可进行脉冲对时（分脉冲或秒脉冲）。E16、E17 为 B 码对时接口，主要用于人机接口时钟对时。RS485 串口(E09、E10/ E11、E12)用于系统。E06、E07、E08 为LON 接口。E20、E23、E24 为打

45、印 RS-232 串口，E20、E21、E22 为网络打印 RS-485 串口。E13、E14、E18、E19 备用。实际应用时，通信插件通过 RS485 口（E09、E10 或 E11、E12）将信息传送到通信转换插件的 RS485 口 1 或 RS485 口 2，再经由通信转换插件的以太网接口与控制系统进24行通信。4.5 WKB-801A 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：跳中断路器跳边断路器备用启动远方跳闸启动远方跳闸n801n802n803n804n805n806n807n808n809n810启动边断路器失灵备用备用备用备用n811n812n813n814n815n816n817n818n819n820启动中断路器失灵备用备用备用备用n821n822n823n824n825n826n827n828n829n830备用n831n832图 4-5