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1、WMH-800微机母线保护装置 技术说明书2005.3.15前 言感谢您使用许继电气股份公司研制生产的WMH-800型微机母线保护装置。WMH-800型微机母线保护装置完全符合ISO-9001产品质量标准。采用全汉化技术，调试、打印报告全汉化输出。提供友好的调试分析软件，便于调试和事故分析。本说明书适用于WMH-800型微机母线保护装置Ver1.90至Ver2.10软件版本。目 录1 概述1.1 应用范围WMH-800型微机母线保护装置适用于500kV及500kV以下电压等级各种主接线形式的母线，作为发电厂、变电站母线的成套保护装置。1.2 保护配置1.2.1 多段母线接线方式的配置方案双母线
2、、双母线单分段、单母线分段接线，连接元件数不超过24个（含母联和分段），如配置断路器失灵保护（不配母联非全相保护）连接元件数不超过18个，如配置断路器失灵保护（配母联非全相保护）连接元件数不超过16个，采用三台差动保护装置、一台电压闭锁装置配置，如图1.1.1所示。小接地电流系统，可选用A、C两相差动保护装置。双母线双分段接线，配置两套WMH-800装置配合完成母线的保护。功能配置：母线差动保护、母联充电保护、母联失灵(或死区保护)、母联过流保护(可选)、母联非全相保护(可选)以及断路器失灵保护(可选) 图1.1.1 注：图中/1表示单相；/3表示三相，以下同。1.2.2 单母线接线方式的配置
3、方案 单母线接线，元件数不超过8个，采用一台差动保护装置配置，如图1.1.2所示，如多于8个，配置同图1.1.1。功能配置：母线差动保护、断路器失灵保护(可选) 图1.1.21.2.3 一个半断路器接线方式的配置方案一个半断路器接线方式，不超过8串，每段母线配置三台差动保护装置，按三取二方案，如图1.1.3示。功能配置：母线差动保护、断路器失灵保护(可选) 图1.1.3 三取二方案示意图1.2.4 断路器失灵保护单独组屏失灵保护是否加电流判别加电流判别的元件数组屏方案1.2.51.2.6 是不超过8个一台失灵保护装置+一台电压闭锁装置多于8个三台失灵保护装置+一台电压闭锁装置1.2.7 否一台
4、失灵保护装置+一台电压闭锁装置1.3 性能特征l 采用国内外比较成熟的具有比率制动特性的差动保护原理。设置大差及各段母线小差，大差作为母线区内故障的判别元件，小差作为故障母线的选择元件。l 自适应能力强，可以适应母线的各种运行方式，倒闸过程自动识别，不需退出保护。通过方式识别程序完成各种运行方式下的母线各段小差计算和出口回路的动态切换。l 瞬时值电流差动算法，保护动作速度快、可靠性高、抗干扰能力强。l 完善的抗CT饱和措施，确保母线外部故障CT饱和时装置不误动；而当发生区内故障或故障由区外转至区内时，保护可靠动作。l 允许母线上各联接元件CT变比不一致。CT变比可由用户现场设置。l 独立于差动
5、保护计算机系统的复合电压元件作为差动保护的闭锁措施，复合电压闭锁接点分别串接在各断路器的跳闸回路中。l 调试维护简便，具有零漂自动校准功能，所有的继电器均可通过人机接口进行检查。l 灵活的后台通讯方式，配有RS-485/422或LonWorks通信接口或以太网,支持电力行业标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103)通讯规约。l 与COMTRADE兼容的故障录波。配套有有完善、灵活的调试软件。2 技术参数2.1 机械及环境参数 机箱结构尺寸: 482.6mm266mm245mm 安装方式：嵌入式 正常工作温度:040 极限工作温度:-1055 贮存及运输: -2570 相对湿度
6、: 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% 大气压力: 80kPa110kPa2.2 额定电气参数2.2.1 额定交流数据 交流电压Un： V 交流电流In：5A或1A 频率：50Hz2.2.2 额定直流电压220V或110V2.2.3 打印机工作电压AC 220V 50HZ2.2.4 交流回路过载能力 交流电压：1.2Un 持续工作 交流电流：2In 持续工作 40In 1s2.2.5 功率消耗 交流电压回路:不大于0.5VA/相(额定电压下) 交流电流回路: 当In=5A时，每相不大于1VA；当In=1
7、A时，每相不大于0.5VA 直流电压回路:不大于100W2.3 主要技术指标2.3.1 成套保护主要指标 母差保护整组动作时间:16ms(两倍整定电流以上，0.5倍整定电压以下) 定值误差: +5%2.3.2 绝缘性能 绝缘电阻用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值应不小于100M,符合GB/T14598.3-1993 6.0的规定。 介质强度各带电的导电电路分别对地(即外壳或外露的非带电金属零件)之间,交流回路与直流回路之间,交流电流回路与交流电压回路之间,能承受50Hz、2kV(有效值)的交流电压，历时1min的检验无击穿或闪络现象，符合GB/T14598.3-1993 6.0的规
8、定。 冲击电压各带电的导电端子分别对地，交流回路与直流回路之间，交流电流回路与交流电压回路之间，能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验，符合GB/T14598.3-1993 6.0的规定。 2.3.3 电磁兼容 能承受GB/T14598.13-1998中规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波 （第一个半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲干扰检验。 能承受GB/T 13598.10-1998规定的严酷等级为级的静电放电干扰。 能承受GB/T 13598.9-1995规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰。 能承受GB/T 13598.10-1997规定的严酷等级为IV级的快速瞬变
9、干扰。 能承受GB/T 17626.6-1998规定的射频场感应的传导骚扰抗扰度检验。 能承受GB/T 17626.8-1998规定的工频磁场抗扰度检验。 能承受GB/T 17626.9-1998规定的脉冲磁场抗扰度检验。 能承受GB/T 17626.5-1998规定的浪涌（冲击）抗扰度检验。2.3.4 输出触点在电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5ms0.75ms的直流有感负荷电路中，装置输出触点的断开容量为50W，长期允许通过电流不大于5A。2.3.5 机械性能 工作条件：能承受严酷等级为级的振动响应、冲击响应检验。 运输条件：能承受严酷等级为级的振动耐久、冲击及碰撞检验。
10、2.3.6 通信接口 与综合自动化接口 两个RS-485/422串行通信接口或两个LonWork网卡, 也可实现双以 太网接口。 通信规约：支持IEC60870-5-103标准通讯规约、许继CBZ-8000通讯规约及四方公司CSC-2000通讯规约。 调试接口MMI面板上设有九针RS-232调试串口，可与PC机相连，通过厂家提供的调试分析软件，读取保护CPU信息，便于调试和故障分析。 RS-232打印接口 RS-232 GPS对时接口3 保护原理介绍3.1 母线差动保护3.1.1 差动保护工作原理对多段母线的保护，差动保护设置大差及各段母线小差，大差作为小差的起动元件，用以区分母线区内外故障，
11、小差为故障母线的选择元件。大差，小差均采用具有比率制动特性的瞬时值电流差动算法，大差不计入母联电流，其动作方程为：其中: Id If 式中 Id 为某一时刻差动电流瞬时值，If为同一时刻制动电流瞬时值，K为比例制动系数，Idd为差动电流整定门坎。如果大差和某段小差都满足上式的动作方程，判为母线内部故障，母线保护动作，跳开故障母线上的所有断路器。当某个元件在倒闸过程中两条母线经刀闸双跨或投入“倒闸过程中”压板时，双母线按单母方式运行，此时不再进行故障母线的选择，如果母线发生故障，则将两条母线同时切除。保护动作曲线如图3.1.1所示: 图3.1.1 差动保护动作曲线对单母线（或一倍半断路器）接线方
12、式，不存在大差小差之分。对单母分段接线方式，大差小差的概念及意义是与双母线一致的。 母差保护逻辑框图（以双母线方式I母为例）如下：Id：大差电流 Id1：I母小差电流 Idd：大差定值 Idx：小差定值K：比率制动系数 If：总制动电流 If1：I母制动电流Ubs：复合电压闭锁备注：以上逻辑适用于Ver2.00及以下版本，VER2.10版本对差动保护逻辑做了一些改进，具体如下：母线差动保护设置比率制动差动保护和突变量比率差动保护1) 比率制动差动保护大差制动系数K固定设为0.3，小差制动系数由用户整定。2) 突变量差动保护突变量比率差动保护与制动系数固定为0.3的常规比率差动保护配合使用。动作
13、条件为： 其中：为差动定值；（为第j个连接元件的电流突变量）差动保护逻辑框图（以双母线方式I母为例）如下： Id：大差电流 Id1：I母小差电流 Id1：I母突变量差动电流 Idd：大差定值 Idx：小差定值 K：比率制动系数 If：总制动电流 If1：I母制动电流 If1：I母突变量制动电流Ubs：复合电压闭锁3.1.2 CT 饱和检测当母线外部发生故障特别是母线近端发生外部故障时，由于直流分量的影响，CT 可能发生饱和，使CT 的二次电流发生畸变，不能真实反映系统的一次电流，在差动回路中有差电流存在，对母线差动保护产生不利影响,若不采取必要的闭锁措施，差动保护就会误动，因此，在各种类型的母
14、线差动保护中必须对CT饱和采取相应的闭锁措施。根据分析，即使CT严重饱和时，在故障发生的初始阶段和线路电流过零点附近CT存在一个线性传变区，在线性传变区内差动保护不会误动作。根据这一特性，利用CT饱和时差动保护动作时间滞后于故障发生时刻的特点，首先判断故障的发生时刻，若此时差动保护不动即判为母线外部故障，闭锁差动保护一周，然后利用波形识别法来开放差动保护，以确保母线区外转区内故障时，差动保护能可靠动作。3.1.3 倒闸过程中差动保护逻辑双母线系统，在倒闸过程中，当某一连接单元的两副刀闸同时闭合时，两条母线通过隔离刀闸短接，成为单母线。此时发生故障差动保护不再作故障母线的选择，而直接切除双母线上所有联接单元。在进行倒闸操作时，若要求禁止跳母联断路器（去掉电源保险），从去除保险到两隔离刀闸同时闭合，时间可能较长，若此过程中母线发生故障，非故障母线只能靠母联失灵保护切除，增加了故障的切除时间。装置设置了一个“倒闸过程中”（或称母线互联）压板，倒闸前投入此压板，即认为系统进入倒闸过程中。倒闸结束后退出此压板
