微机保护说明书

1、目 录第一章 概 述1 引言 12 系列产品的特点 13 装置硬件说明及软件配置 24 主要技术参数 45 装置型号说明 76 订货须知 7第二章 WXB196B型微机线路保护装置1 适用范围及主要功能 82 保护装置及工作原理 83 保护定值表及说明 134 外部端子接线图 15第三章 WDZ196B-G型微机电动机综合保护装置1 适用范围及主要功能 162 保护装置及工作原理 173 保护定值表及说明 234 外部端子接线图 25第四章 WDZ196B-D型微机低压电动机综合保护装置1 适用范围及主要功能 262 保护装置及工作原理 263 保护定值表及说明 314 外部端子接线图 32第

2、五章 WDC196B型微机电动机差动保护装置1 适用范围及主要功能 332 保护装置及工作原理 333 保护定值表及说明 354 外部端子接线图 36第六章 WDZ196B-C型微机电动机综合（带差动）保护装置1 适用范围及主要功能 372 保护装置及工作原理 383 保护定值表及说明 434 外部端子接线图 44第七章 WBZ196B型微机变压器综合保护装置1 适用范围及主要功能 452 保护装置及工作原理 453 保护定值表及说明 504 外部端子接线图 52第八章 WDB196B型微机电容器保护装置1 适用范围及主要功能 532 保护装置及工作原理 533 保护定值表及说明 554 外部

3、端子接线图 56第九章 WBT196B型微机备用电源自投装置1 适用范围及主要功能 572 装置及工作原理 573 保护定值表及说明 604 外部端子接线图 61第十章 WXX196B系列保护装置操作说明1 面板说明 622 人机接口 63附图第一章 概 述1 引言太原合创自动化有限公司是一家专业从事电力系统继电保护装置及自动化仪表等相关产品研制、开发、生产和销售的高科技技术企业。现拥有一批经验丰富而又勇于开拓创新的高科技人才和被广大设计、运行单位认可的高质量产品。“专业水平，诚信为本”是本企业始终不渝的宗旨。WXX196B系列微机保护及自动装置是本公司推出的新一代微机型保护装置，它结合了继电

4、保护的特点与最新单片机发展技术，采用单片解决方案，数字部分仅由一片资源丰富、高度集成、驱动能力强的工业级单片机构成。其抗干扰能力强，运行稳定可靠，现场维护调试方便，可对架空线路、电缆线路、母线、电动机、变压器、电容器等设备提供保护功能，既可单独运行，也可联网构成综合自动化系统。2 系列产品的特点2.1 所有装置均采用单片解决方案，所选用的CPU包含有Flash ROM、RAM、EEPROM、AD转换器、定时器、串行口等微机保护需要的所有资源。整套装置总线不出芯片，与外部设备的连接均通过驱动能力很强的IO口来实现，使装置元器件少，运行稳定可靠，抗干扰能力强。2.2 装置采用全金属结构，壳体设计简

5、单、合理，各部分均由模具冲压而成，使装置屏蔽效果好，外形美观大方。2.3 安装CPU的印制板密封在一个金属盒内，只露出一条细缝通过扁平电缆与外部连接，并且扁平电缆中的信号线均由地线进行屏蔽，减少外部对CPU的干扰。2.4 装置与外部的所有连接部分均采用隔离措施，开关量输入、输出、通讯接口通过光电隔离，模拟量通过变压器隔离，使经过输入输出线上过来的干扰减到最小。2.5 模拟量经过变压器的输入输出部分，开关电源的输入输出部分，开关量输入部分均采用了抗高频干扰的屏蔽措施，可将高频干扰拒之门外。2.6 模拟量输入、开关量输入、电源输入及通讯接口部分均采用了专门抗快速瞬变干扰的元件，使装置抗瞬变干扰的能

6、力特别强。2.7 通讯接口采用高速光电隔离器件，并设计有专用电路对接口芯片进行保护，使装置通讯速率高，通讯稳定可靠。2.8 装置内部采用专用时钟芯片，运行由单独的晶振支持，并带有备用电池，时钟即使在装置掉电后也能走时，使装置能准确记录各种故障信息。2.9 装置采用高精度的CT，CT中的铁芯采用特殊材料制成，即使故障电流很大CT也不容易饱和，使装置动作精度高，线性度好。2.10 装置具有三级看门狗，外部硬件看门狗、CPU硬件定时器看门狗和软件看门狗，且不同看门狗之间相互进行监视，使装置在各种情况下均不会死机。2.11 采用大屏幕汉字液晶显示及菜单操作方式，人机接口良好，定值数据、控制字含义、故障

7、信息均以汉字的方式进行显示，整定调试非常方便。2.12 装置中软件采用模块化设计，具有多种冗余措施，并经过了长时间的现场运行考验，程序运行稳定。3 装置硬件说明及软件配置3.1 装置硬件WXX196B系列微机保护及自动装置的硬件基本统一，印制板完全相同，只是不同的装置所装的CT和PT略有不同。每种装置均由三块印制板构成，分为面板、主板、底板。面板安装有液晶显示模块、键盘及信号灯；主板安装有CPU、硬件看门狗、实时时钟、通讯接口及光耦；底板安装有CT、PT、出口继电器及开关量输入回路。系列装置的硬件原理方框图如下图所示： 3.2 软件配置WXX196B系列保护装置的软件均采用模块化设计，每个模块

8、均经过反复测试，通用性强。主要分为：系统初始化模块、数据采集模块、数据运算模块、保护判别模块、继电器输出模块、开关量输入模块、人机接口模块、自检模块、通讯模块。并且在数据采集、开关量输入、保护判别、继电器输出模块中均采用多项冗余措施，不会因为某些数据的错误、程序跑飞而引起保护误动。4 主要技术参数4.1 环境条件4.1.1 基本环境条件（确定产品基本性能及准确度、或仲裁试验的标准大气条件） 环境温度：205 相对湿度：45% 80% 大气压力：86 106 KPa4.1.2 工作环境条件 环境温度：-20 +60，24小时内平均温度不超过+45。 相对湿度：月平均最大相对湿度为93%以下，机壳

9、表面无凝露。 工作环境： 没有导致金属或绝缘损坏的腐蚀性气体及较严重的尘埃和霉菌，无火灾、爆炸危险的物质。4.1.3 储存、运输极限环境温度装置的储存、运输及安装允许的环境温度为-25 +75，在不施加任何激励量的条件下，不出现不可逆变化。4.2 电源4.2.1 交流电源 额定电压：单相220V（-15% +10%） 频率：50HZ（-1% +1%）4.2.2 直流电源 额定电压：220V或110V 允许偏差：-20% +20% 纹波系数：不大于5%4.3 额定参数 交流电流：5A，50HZ 或1A，50HZ 交流电压：100V，50HZ4.4 功率消耗 直流回路：不大于 8W 交流电压回路：

10、不大于 0.8VA/相 交流电流回路：不大于 0.8VA/相4.5 精确工作范围 电流精确工作范围： 0.5A 100A 电压精确工作范围： 1V 160V4.6 精度 各种保护动作精度：小于3% 温度变差：小于2% 综合误差：小于5%4.7 输出接点 容量：接通DC250V，5A (纯阻性负荷)； 工作寿命：动作100,000次4.8 绝缘电阻、介质强度和冲击电压绝缘电阻：50 M介质强度：2KV，50HZ，1min冲击电压：5KV，(1.2/50)s4.9 振动符合IEC60255-21-1中3.2.1、3.2.2的有关规定。4.10 冲击 符合GB/T14537-1993中4.2.1、4

11、.2.2的有关规定。4.11 碰撞符合GB/T14537-1993中4.3的有关规定。4.12 抗干扰性能4.12.1 脉冲干扰试验能承受频率为1MHz及100KHz电压幅值共模2500V，差模1000V的衰减振荡波脉冲干扰试验。4.12.2 静电放电试验能承受IEC1000-4-2标准级、试验电压6KV的静电放电试验。4.12.3 辐射电磁场干扰试验能承受IEC1000-4-3标准级、干扰场强10V/m的辐射电磁场干扰试验。4.12.4快速瞬变干扰试验能承受IEC1000-4-4标准级的快速瞬变干扰试验。5 装置型号说明B196XXXXXW 装置结构形式：B型外壳机箱 装置设计序号 装置类型

12、：XB-线路保护 DZ-电动机保护 DC-电动机差动保护BZ-变压器综合保护 DB-电容器保护BT-备自投装置 微机保护及自动装置型号6 订货须知订货时需说明：6.1 产品型号、名称、规格；6.2 技术要求；6.3 订货数量；6.4 收货单位、地址及收货人；6.5 交流额定电流是5A还是1A；6.6 装置电源电压是220V还是110V。第二章 WXB196B型微机线路保护装置1 适用范围及主要功能WXB196B型微机线路保护装置适用于35KV及以下电压等级的架空线路、电缆线路、母线等设备，具有如下保护及功能： 三相三段式相间过流保护及后加速功能，每一段可分别投退，、段可分别投入后加速功能，后加

13、速时间可单独设定； 三段零序电流保护及后加速功能，每一段可分别投退，、段可分别投入后加速功能，后加速时间可单独设定，段可以设定为单独发告警； 三相一次自动重合闸功能，具有保护启动和接点不对应启动两种方式； 过负荷保护，可选择跳闸或告警，过负荷动作于跳闸时可自动闭锁重合闸； 外部接口保护，通过外部开关量输入经装置重动后可实现跳闸或发信的功能； 故障显示及记忆功能，装置内部具有实时时钟，即使装置掉电后也能精确走时，装置按先进先出的顺序可记录16条详细的带时标的故障信息； 通讯功能，装置具有带光电隔离的高速RS485通讯接口，可将所有的信息通过通讯网络进行上传。2 保护配置及工作原理2.1 三相三段

14、式相间过流保护及后加速功能当三相电流中任何一相电流的幅值大于任一段过流保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。三段都可以独立地用控制字选择投入或退出，、段可分别通过控制字选择是否投入后加速功能，后加速时间也可以单独设定。跳闸信号跳闸出口信息显示及远传过流段投入KZ1.0=1MAX(Ia，Ib，Ic) I1过流段投入KZ1.1=1MAX(Ia，Ib，Ic) I2 T1过流段后加速投入KZ1.2=1开关由分变合过流段投入KZ1.3=1开关由分变合过流段后加速投入KZ1.4=1MAX(Ia，Ib，Ic) I3 T2 T2j T3 T3j1& 图21 三段相间过流保护逻辑框图2.2 三段零序电流保护及

15、后加速功能当零序电流的幅值大于任一段零序电流保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。三段都可以独立地用控制字选择投入或退出，、段可分别通过控制字选择是否投入后加速功能，后加速时间也可以单独设定。第段可以选择投跳闸或告警。零序段投入KZ2.0=1零序电流I0 I01零序段投入KZ2.1=1零序电流I0 I02 T01零序段后加速投入KZ2.2=1开关由分变合零序段投入KZ2.3=1开关由分变合零序段后加速投入KZ2.5=1零序电流I0 I03& T02 T02j T03j T031零序段投跳闸KZ2.4=1投入零序段投告警KZ2.4=0& T03& 跳闸信号 跳闸出口 信息显示及远传 接地信号

16、信息显示及远传图22 三段零序电流保护逻辑框图2.3 三相一次自动重合闸功能三相一次自动重合闸具有两种启动方式，保护启动重合闸方式和接点不对应启动重合闸方式，两种方式可通过控制字分别进行投退。当开关处于合位，无闭锁重合闸条件时，经10秒充电时间后重合闸功能投入。对于保护启动重合闸方式，当保护动作出口（过负荷保护动作出口除外）时启动。对于接点不对应启动重合闸方式，当开关跳开，而又无手动、遥控跳闸等外部闭锁重合闸开关量输入时启动，该方式可实现开关偷跳的情况下进行重合。保护启动投入KZ3.0=1保护动作出口不对应启动投入KZ3.1=1开关由合变分& Tch开关处于合位过负荷跳闸闭锁重合闸& 重合闸信

17、号 重合闸出口 信息显示及远传 充电标志图23 三相一次重合闸逻辑框图2.4 过负荷保护当三相电流中任何一相电流的幅值大于过负荷保护的整定值并达到整定延时后保护即动作。可以用控制字选择投入或退出，也可以选择跳闸或告警。当过负荷保护跳闸时将闭锁重合闸。过负荷保护投跳闸KZ1.6=1过负荷保护投入KZ1.5=1MAX(Ia,Ib,Ic)Ig过负荷保护投告警KZ1.6=0& Tg& 跳闸信号 跳闸出口 信息显示及远传 闭锁重合闸 告警信号 信息显示及远传图24 过负荷保护逻辑框图2.5 外部接口保护对于馈线变压器组或所用变保护，本装置可引入外部瓦斯保护的接点，经装置重动跳闸，对于其它保护接点如温度保

18、护接点也可由此重动出口。此保护可以用控制字选择投退，也可以选择跳闸或告警。下图为外部接口1的动作逻辑，外部接口2的动作逻辑则与下图相同，只是控制字稍有差别。外部接口1保护投跳闸KZ3.3=1外部接口1开入量由分变合外部接口1保护投入KZ3.2=1外部接口1保护投告警KZ3.3=0& 跳闸信号 跳闸出口 信息显示及远传 告警信号 信息显示及远传图25 外部接口保护逻辑框图3 保护定值表及说明序号定值类型标号含义整定范围及步长1控制字KZ1见下表2控制字KZ2见下表3控制字KZ3见下表4过流段I1过流段电流定值(099)A，级差0.01A5T1过流段时间定值(030)S，级差0.01S6过流段I2

19、过流段电流定值(099)A，级差0.01A7T2过流段时间定值(030)S，级差0.01S8T2j过流段加速时间定值(03)S，级差0.01S9过流段I3过流段电流定值(099)A，级差0.01A10T3过流段时间定值(030)S，级差0.01S11T3j过流段加速时间定值(03)S，级差0.01S12零序段I01零序段电流定值(03.2)A，级差0.01A13T01零序段时间定值(030)S，级差0.01S14零序段I02零序段电流定值(03.2)A，级差0.01A15T02零序段时间定值(030)S，级差0.01S16T02j零序段加速时间定值(03)S，级差0.01S17零序段I03零序

20、段电流定值(03.2)A，级差0.01A18T03零序段时间定值(030)S，级差0.01S19T03j零序段加速时间定值(03)S，级差0.01S20重合闸Tch重合闸时间定值(030)S，级差0.01S21过负荷Ig过负荷电流定值(040)A，级差0.01A22Tg过负荷时间定值(099)S，级差0.01S23通讯Addr通讯地址199，级差124Baud通讯波特率(12009600)bpsKZ1(控制字1)各位定义如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0D0过流段投退D4过流段后加速投退D1过流段投退D5过负荷投退D2过流段后加速投退D6过负荷跳闸投退D3过流段投退D

21、7KZ2(控制字2)各位定义如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0D0零序段投退D4零序段跳闸投退D1零序段投退D5零序段后加速投退D2零序段后加速投退D6D3零序段投退D7KZ3(控制字3)各位定义如下：(1-投入；0-退出)D7D6D5D4D3D2D1D0D0保护启动重合闸投退D4外部接口2保护投退D1接点不对应启动重合闸投退D5外部接口2保护跳闸投退D2外部接口1保护投退D6D3外部接口1保护跳闸投退D74 外部端子接线图图26 WXB196B型微机线路保护装置外部端子接线图第三章 WDZ196B-G型微机电动机综合保护装置1 适用范围及主要功能WDZ196B-G型

22、微机电动机综合保护装置可对各种系统、各种电压等级的大、中型电动机提供完善的保护功能。其提供的保护及主要功能如下： 速断保护，可分别整定电动机启动时间内与启动时间后的速断定值，由装置自动判别电动机的启动过程，有效躲过电动机的启动电流； 过流保护，可分别整定电动机启动时间内与启动时间后的过流定值； 负序过流保护，可对电动机的各种不平衡故障（如断相或反相）提供保护； 零序接地保护，可通过控制字选择投跳闸或告警； 堵转保护，可对电动机正常运行时的堵转提供有效的保护； 过负荷（过热）保护，采用反时限平方曲线，按照电动机的发热模型进行拟合，电动机启动时间内与启动时间后的过负荷定值可分别进行整定； 低电压保

23、护，当母线电压低于电压整定值，电流大于闭锁电流值，并达到整定延时后保护动作，可通过控制字进行投退，此保护设有单独的出口接点和信号接点，便于用户灵活设计； 启动时间过长保护，装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动超过整定时间后，电流还没有降低到额定电流附近时保护动作； 两路外部接口输入的本体保护，用于和其它保护转接后经装置重动出口，可通过控制字选择跳闸或告警； 故障显示及记忆功能，装置内部具有实时时钟，即使装置掉电后也能精确走时，装置按先进先出的顺序可记录16条详细的带时标的故障信息； 通讯功能，装置具有带光电隔离的高速RS485通讯接口，可将所有的信息通过通讯网络进行上传。2 保护配置及工

24、作原理2.1 速断保护当A、C相任一相的电流大于速断保护整定值并达到整定延时后保护动作。装置对电动机启动时间内和启动时间后的速断定值可以分别进行整定，由装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动过程结束后自动调整速断定值，从而可有效地躲过电动机的启动电流，又不影响保护的灵敏度。 Ts电动机处于启动时间内MAX(Ia,Ic)Isn速断保护(内)投入KZ1.0=1电动机处于启动时间后&1&MAX(Ia,Ic)Ish速断保护(后)投入KZ1.1=1 跳闸信号 跳闸出口1 信息显示及远传 图31 速断保护逻辑框图2.2 过流保护当A、C相任一相的电流大于过流保护整定值并达到过流延时后保护动作。装置对电

25、动机启动时间内和启动时间后的过流定值可以分别整定，由装置自动判断电动机的启动过程，当电动机启动过程结束后自动调整过流定值，从而可有效地躲过电动机的启动电流，又不影响保护的灵敏度。 Tg电动机处于启动时间内MAX(Ia,Ic)Ign过流保护(内)投入KZ1.2=1电动机处于启动时间后&1&MAX(Ia,Ic)Igh过流保护(后)投入KZ1.3=1 跳闸信号 跳闸出口1 信息显示及远传 图32 过流保护逻辑框图2.3 堵转保护堵转保护用于区分电动机是正常运行还是堵转，当电动机的运行电流大于整定电流并达到整定延时后，保护动作出口或发告警。为躲开电动机的启动电流，堵转保护在电动机启动过程中自动闭锁，启

26、动完成后自动投入。堵转保护投跳闸KZ2.1=1堵转保护投入KZ2.0=1MAX(Ia，Ic)Idz电动机启动过程完毕& Tdz堵转保护投告警KZ2.1=0& 跳闸信号 跳闸出口1 信息显示及远传 告警信号 信息显示及远传 图33 堵转保护逻辑框图2.4 过负荷（过热）保护本装置的过负荷保护根据电动机的发热模型，提供反时限平方曲线的过负荷保护。可分别整定电动机在启动过程中和启动结束后的过负荷保护定值，且电动机在启动过程结束后装置自动切换过负荷保护定值。此保护可通过控制字分别进行投退。电动机在启动时间内的过负荷保护的动作方程如下：上式中：t过负荷保护出口时间Ifn过负荷保护启动电流值（启动时间内）

27、Tfn过负荷保护时间常数（启动时间内） IA、C两相的最大电流值电动机在启动时间后的过负荷保护的动作方程如下：上式中：t过负荷保护出口时间（启动时间后）Ifh过负荷保护启动电流值（启动时间后）Tfh过负荷保护时间常数 IA、C两相的最大电流值2.5 负序过流（不平衡）保护因负序电流所形成的旋转磁场与电动机正常运行时的方向正好相反，会对电动机带来很大的危害，装置对不平衡（如断相或反相等）运行提供有单独的保护，由装置计算出负序电流后与整定值进行比较。为避免断路器合闸时的三相不同步可能引起的误动，建议负序过流保护须带0.2秒及以上的延时。负序保护投跳闸KZ2.3=1负序保护投入KZ2.2=1负序电流

28、I2负序保护投告警KZ2.3=0& T2& 跳闸信号 跳闸出口1 信息显示及远传 告警信号 信息显示及远传图34 负序过流保护逻辑框图2.6 零序接地保护因高压电动机发生单相接地时，一般接地电流较小，所以装置配有单独的零序接地保护。零序电流可由专用的穿心零序电流互感器取得，当零序电流大于整定值并达到整定延时后保护动作。可以通过控制字选择投退，还可选择投跳闸或告警，当投告警时，装置设有单独的零序接地信号。零序保护投跳闸KZ3.1=1零序保护投入KZ3.0=1零序电流I0零序保护投告警KZ3.1=0 T0& 跳闸信号 跳闸出口1 信息显示及远传 接地信号 信息显示及远传图35 零序接地保护逻辑框图

29、2.7 低电压保护当电动机的电压降低时转矩会成倍地下降，造成电动机严重过载，而当电压降低到一定程度时，电动机的自启动将发生困难，所以本装置提供有单独的低电压保护。低电压保护采用电流电压的复合判据，当母线电压降低到低电压保护整定值，而电流又大于低电压闭锁电流值，并达到整定延时后保护动作。低电压保护设有单独的出口继电器和信号继电器，此保护可以通过控制字选择投退。低电压保护投跳闸KZ2.6=1低电压保护投入KZ2.4=1UUd低电压保护投告警KZ2.6=0& TdMAX(Ia，Ic)Ibs，KZ2.5=1& 低电压信号 跳闸出口2 信息显示及远传 低电压信号 信息显示及远传 图36 低电压保护逻辑框

30、图2.8 启动时间过长保护装置既能通过电流值自动判断电动机的启动过程，也可通过启动时间来判断启动过程。电动机启动后，当电流降到额定电流的110%以下时，或整定的启动时间已到，均认为电动机的启动过程结束。电动机启动后，当达到整定的启动时间过长保护的时间定值后电流还没有降到额定电流的110%时保护动作。此保护可通过控制字选择投退，也可选择跳闸或告警。2.9 外部接口保护装置配有两路外部接口保护，其它保护接点可由此重动出口。此保护可以用控制字选择投退，也可以选择跳闸或告警。外部接口1保护投跳闸KZ3.5=1外部接口1由分变合外部接口1保护投入KZ3.4=1外部接口1保护投告警KZ3.5=0&外部接口2保护投跳闸KZ3.7=1外部接口2由分变合外部接口2保护投入KZ3.6=1外部接口2保护投告警KZ3.7=0& 跳闸信号 跳闸出口 信息显示及远传 告警信号 信息显示及远传 跳闸信号 跳闸出口 信息显示及远传 告警