WGB55微机综合保护装置.docx
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WGB55微机综合保护装置
WGB-55微机综合保护装置
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1(保护对象说明
本装置为微机综合保护装置、根据软件的不同配置可实现对线路、电动机、电容器及厂用变的保护、装置在出厂时默认设置为线路保护、在实际使用时请用户务必将保护对象设置的与实际相符;具体设置方法如下:
2(整定说明
假设用户要对‘过流I段’定值按如下要求整定:
将本保护投入、电流定值设置为21.4A、延时设置为0.2s、可参照如下流程进行:
3(控制回路异常说明
在使用时因控制回路接线不当本装置可能会有‘控制回路异常’的告警提示、如果出现如上情况可按照如下方式进行处理:
进入装置“查看”菜单下的“开关量”子菜单、查看本菜单下的TW(跳位)和HW(合位)的状态、正常情况下断路器在跳闸状态时TW为1、HW为0、断路器在合闸状态时TW为0、HW为1、如与上述情况不符可判断为控制回路接线错误、请仔细参照本说明书的第6节“产品接线说明”和附图5‘WGB-55控制回路接线示意图’进行排查修正;
4(调试说明
部分用户在对本装置实验时由于设置、接线或操作不当可能出现如下状况:
例如预对‘过流II段’进行动作试验、对装置施加了电流但保护却不动作、如出现上述情况应该为用户原因、可按如下方法排查:
A(检查‘过流II段’保护功能是否投入、电流定值及动作延时是否妥当、检查方法如下:
在“查看”
菜单下的“定值”子菜单选择当前使用的定值区进入、按“?
”键翻到‘过流II段’的相关定值上、
确认压板已经投入并且定值合理、否则需到‘整定’菜单下对‘过流II段’定值进行重新整定;
B(检查是否对保护装置正确的施加了电流、主要包括如下方面:
?
用户使用的电流输出设备是否工作正常;
?
用户对装置交流回路的接线是否正确、施加的电流回路是否正确;
?
用户施加的电流是否已经大于了‘过流II段’的电流定值并且已经等待了本保护规定的动作
延时;
?
查看本保护装置实际采集到的动作电流是否与用户施加的电流相符、查看方法:
在装置的‘主
信息屏’或者进入“查看”菜单下的“模拟量”子菜单即可看到装置实际的采样电流。
-1-
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WGB-55微机综合保护装置说明书
1装置简介
WGB-55微机综合保护装置(以下简称产品)是功能先进的微机型综合保护装置、主要应
用于10kV及以下电压等级的高压开关柜保护中,也可组屏安装、可对馈线、厂用变等设备进
行保护。
1.1保护功能配置见表1。
产品根据保护对象的不同、设有四种保护模式(可在“设置”菜单的“保护对象”一栏
设定)、分别适用于线路、电容器、电动机、厂变不同保护对象。
表1
典型配置线路电容器电动机厂用变功能名称
模拟量输入WGB-55Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、3I0、IX
两段式电流保护?
?
?
?
过流反时限保护?
?
负序电流保护?
过负荷保护?
?
?
三相一次重合闸?
后加速保护?
过电压保护?
?
低电压保护?
?
?
?
零序保护?
?
?
?
定时限IX电流保护?
反时限IX电流保护?
不平衡IX电流保护?
低频减载?
启动时间过长?
过热保护?
控制回路异常告警?
?
?
?
弹簧未储能告警?
?
?
?
TV断线检测?
?
?
?
重瓦斯保护?
轻瓦斯保护?
超温保护?
高温保护?
遥信、遥控功能?
?
?
?
遥测?
?
?
?
注:
厂用变中、定时限IX电流保护为低压侧定时限零序电流保护;反时限IX电流保护
-2-
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为低压侧反时限零序电流保护。
不平衡IX电流保护为电容器保护的不平衡电流保护。
典型配置下开入端子定义
表1-1典型配置下开入端子定义表
端子号线路电容器电动机厂用变
41遥信开入1遥信开入1遥信开入1遥信开入1
42遥信开入2遥信开入2遥信开入2遥信开入2
43遥信开入3遥信开入3遥信开入3重瓦斯开入
44遥信开入4遥信开入4遥信开入4轻瓦斯开入
23遥信开入5遥信开入5热复归超温开入
24闭锁重合闸遥信开入6启动结束高温开入
25弹簧未储能弹簧未储能弹簧未储能弹簧未储能
26远方/就地远方/就地远方/就地远方/就地
1.2产品主要特点
a.本产品为微机保护装置、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;宽范围使用环境温度-25?
+55?
。
b.单台装置通过菜单设置、轻松实现对馈线、电容器、电动机、厂用变等设备的保护、
降低装置和备件储备成本。
c.抗干扰性能强、产品硬件设计中采用了多种隔离、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、使得产品抗干扰性能大大提高;d.硬件、软件设计标准化、模块化、便于现场维护;
e.产品的人机接口功能强大、符合人机工程设计要求、菜单化设计、全中文显示、操作、调试方便、一般运行人员参考本说明书就能熟练操作;
f.可独立整定10套保护定值、定值区切换安全方便;
g.可保存最近发生的20个故障报告、带动作参数、掉电保持、便于事故分析;h.工业级RS-485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;i.产品通过通讯上传故障信息、实时状态量、实时模拟量、并可进行实时校时、定值调用和修改、定值区切换、遥控合闸、遥控跳闸等操作。
2技术参数
2.1产品额定数据
a.额定辅助电压:
220V或110V(交直流通用);
b.额定交流数据:
交流电流:
5A;
交流电压:
100/V、100V;3
零序电流:
1A;
电流IX:
5A;
额定频率:
50Hz;
c.热稳定性:
-3-
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交流电流回路:
长期运行2In;
10s10In;
1s40In;
交流电压回路:
长期运行1.2Un;
10s1.4Un;
d.动稳定性:
半周波:
100In。
2.2功率消耗(额定状态下)
a.辅助电压回路:
正常工作时不大于10W、动作时不大于15W;
b.交流电流回路:
In=5A时、每相不大于1VA;In=1A时、每相不大于0.5VA;c.交流电压回路:
每相不大于0.5VA
2.3环境条件
a.环境温度:
工作:
-25?
+55?
。
储存:
-25?
+70?
、相对湿度不大于80%、周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐
蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内;在极限值下不施加激励量、产品不出现不可
逆转的变化、温度恢复后、产品应能正常工作。
b.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?
且表面不凝露。
最高温度为+40?
时、平均最大湿度不超过50,。
c.大气压力:
80kPa,110kPa(相对海拔高度2km以下)。
2.4抗干扰性能
a.产品能承受GB/T14598.14-1998第4章规定的严酷等级为?
级的静电放电干扰试验;b.产品能承受GB/T14598.9-2002第4章规定的严酷等级的辐射电磁场干扰试验;c.产品能承受GB/T14598.10-1996第4章规定的严酷等级为?
级的快速瞬变干扰试验;d.产品能承受GB/T14598.13-1998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;
e.产品能承受IEC60255-22-5:
2002第4章规定的严酷等级的浪涌抗扰度试验;f.产品能承受GB/T14598.17-2005第4章规定的严酷等级的传导骚扰抗扰度试验;g.产品能承受IEC60255-22-7:
2003第4章规定的严酷等级的工频抗扰度试验;h.产品能承受GB/T17626.8-1998第5章规定的严酷等级为?
级的工频磁场抗扰度试验;i.产品能承受GB/T17626.9-1998第5章规定的严酷等级为?
级的脉冲磁场抗扰度试验;j.产品能承受GB/T17626.10-1998第5章规定的严酷等级为?
级的阻尼振荡磁场抗扰度
试验。
2.5绝缘性能
a.绝缘电阻:
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
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本文档由维维大豆整理提供QQ1410007848回路和直流回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ;
b.冲击电压:
产品通信回路和24V等弱电输入输出端子对地,能承受1kV(峰值)的标准雷电波冲击检验;其余各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验;
c.介质强度:
产品通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交流电压,历时1min的检验,无击穿或闪络现象;其余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,交流回路和直流回路之间,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。
2.6机械性能
a.振动响应:
产品能承受GB/T11287-2000中3.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。
b.冲击响应:
产品能承受GB/T14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。
c.振动耐久:
产品能承受GB/T11287-2000中3.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
d.冲击耐久:
产品能承受GB/T14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
e.碰撞:
产品能承受GB/T14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
2.7动作时间精度
a.在定时限情况下检测动作时间、动作时间在0s,2.5s(含2.5s)范围内、误差不超过?
50ms;动作时间在2.5s以上、误差不超过整定时间的?
2%;
b.在反时限情况下检测动作时间、动作时间在0s,2s(含2s)范围内、误差不超过?
100ms;动作时间在2s以上、误差不超过理论计算值的?
5%。
2.8精度
a.测量电流误差不超过额定值的?
0.5%;
b.动作电流(或电压)误差不超过整定值的?
5%;
c.高压侧零序动作误差不超过?
0.01In(In为零序额定电流)或整定值的?
5%。
d.功率误差不超过额定值的?
1%。
2.9触点容量
a.在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数为5ms?
0.75ms的直流有感负荷电路中、触点断开容量为50W、长期允许通过电流不大于5A;
b.在电压不大于250V、电流不大于2A的交流回路(cosφ,0.4?
0.1)中触点断开容量为250VA、长期允许通过电流不大于5A。
c.产品的输出触点在电压不大于250V、电流不大于1A、时间常数τ=5ms?
0.75ms的直
4流有感负荷电路中、断开容量为50W;其输出在此条件下、应可靠动作与返回10次。
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3产品硬件
产品在整体设计、各插件设计上均充分考虑了可靠性的要求。
3.1机箱结构
本产品采用铝合金拉伸壳体、体积小、密封性强、适合在开关柜上安装。
产品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7。
3.2主要插件设计
产品包括交流变换及电源插件、CPU和通信及开出插件、人机对话插件。
a.交流变换及电源插件:
交流变换部分有电流变换器TA、用于将系统TA的二次侧电流信号转换为弱电信号、供CPU插件转换、并起强弱电隔离作用。
产品电源采用交、直流两用开关电源。
本插件输出两路5V、一路24V电压。
一路5V用于产品数字器件工作、另一路用于
24V用于继电器驱动及状态量输入使用。
通讯回路、
b.CPU和通信及开出插件:
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。
工业级RS-485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。
本插件中含有保护跳闸、跳闸信号等出口继电器。
c.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、可实时显示各种运行状态及数据、信息详细直观、操作、调试方便。
4保护原理
根据被保护对象的不同、产品可在菜单内将产品设置为:
线路、电容器、电动机、厂变四种保护用途、其全部保护配置如下(保护功能配置见表一):
4.1电流?
、?
段定时限保护
产品设有两段定时限电流保护。
电流?
段电流整定值在电动机启动过程中自动升为2倍、启动结束后、定值恢复为原整定电流值。
电流?
段在电动机启动过程中自动退出。
保护原理如图1所示。
图1电流保护原理图
4.2过负荷保护
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产品设有过负荷保护功能。
过负荷保护可选择作用于跳闸或告警。
过负荷保护在电动机启动过程中自动退出。
过负荷保护原理如图2所示。
图2过负荷保护原理图
4.3电动机启动时间过长保护
产品设有电动机启动时间过长保护。
能自动识别电动机启动过程、保护原理如图3所示。
产品设有启动结束开入端子、当接入此端子、保护跳过电动机启动过程、电动机直接处于正常运行状态、本端子只在测试时使用。
电动机若处于启动状态中则保护在液晶的右下角显示“”、启动结束显示“”。
图3启动时间过长保护原理图
4.4过流反时限保护
产品设有过流反时限保护。
过流反时限保护动作于跳闸。
过流反时限电流整定值在电动机启动过程中自动升为2倍、启动结束后、定值恢复为原整定电流值。
产品所采用的反时限公式符合GB/T14598.7-1995第3部分定义三种反时限特征曲线、整定时须明确使用何种曲线、其公式为:
Kt*pt,,I,,,1,,
Iset,,
t——动作时间、K和a的定义见表2;
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I——故障电流、Iset——动作电流整定值;
tp——时间常数整定范围:
0.05s,1.6s、步长0.01s。
GB/T14598.7-1995第3部分定义的三种反时限、如表2所示;反时限特性曲线如图4所示:
表2
曲线族1--标准反时限2--正常反时限3--极端反时限
K0.1413.580
α0.0212
正常反时限极端反时限标准反时限
100100100
101010t(s)t(s)t(s)
100
I/IsetI/IsetI/Iset图4反时限特性曲线图
注:
曲线1适用于各故障点的故障电流幅值的变化很大的系统上(即与线路阻抗相比电源阻抗值要小得多);曲线2适用于各故障点的故障电流幅值的变化相当大的系统上(即电源阻抗远远小于线路阻抗);曲线3能更好的与配电系统或工业供电系统上的熔断器配合、适用于电动机的保护。
4.5后加速保护
产品设有后加速保护。
后加速保护是在手动合闸(遥控合闸)或三相一次重合闸于故障线路上时、加速保护跳闸。
有手动合闸(遥控合闸)或重合闸动作时启动、在3秒内有效。
后加速保护原理如图5所示。
图5后加速保护原理框图
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本文档由维维大豆整理提供QQ14100078484.6过热保护
产品设有过热保护。
过热保护主要为了防止电动机过热、考虑了电动机正序电流和负序电流产生的综合热效应、热积累过程和散热过程、引入了等值发热电流Ieq、其表达式为:
222I,K,I,K,Ieq1122
式中:
K1=0.5(启动过程中);K1=1.0(启动结束后);
K2=3,10、负序发热系数、一般可取为6;
I1—正序电流分量;I2—负序电流分量。
过热保护方程为:
1t,,2Ieq2,1.052Ie
其中:
Ie电动机额定电流定值Ieq——等值发热电流---------
τ1——发热时间常数t——动作时间
K,,,K2sr1sr电动机的散热:
散热时间常数、为散热系数、整定范围1,4.5、视电动机的工作环境而定。
本保护用衰减指数过程模拟电动机的散热过程、散热时间t=Ksrτ1Inτ1,式中Ksr为散热系数、τ1为发热时间常数、单位为秒。
过热保护跳闸后、不能立即再次启动、等散热结束后方可再次启动。
产品设有过热预告警功能:
当热积累值达到热跳闸值的80%时发过热告警信号、低于75%时告警返回。
4.7负序电流保护
产品设有负序电流保护。
负序电流保护动作于跳闸。
保护原理如图6所示。
图6负序电流保护原理图
4.8零序电流保护
产品设有零序电流保护、可选择作用于跳闸或告警。
零序电流保护原理如图7所示。
图7零序电流保护原理图
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本文档由维维大豆整理提供QQ14100078484.9定时限IX保护
产品设有定时限IX保护、相当于厂用变保护的低压侧定时限零序电流保护、原理如图8所示。
图8定时限IX保护原理图
4.10不平衡IX保护
产品设有不平衡IX保护、相当于电容器保护的不平衡电流保护、原理如图9所示。
图9不平衡IX保护原理图
4.11低压侧零序反时限保护(反时限IX电流保护)
装置设有低压侧零序反时限保护、可由软压板进行投退。
本装置共集成了3种特性的反时限保护、用户可根据需要选择任何一种特性的反时限保护。
特性1、2、3采用了国际电工委员会标准(IEC255-4)和英国标准规范(BS142.1996)规定的三个标准特性方程、分别列举如下:
0.14特性1(一般反时限):
t*Tp0.02,(II)1p
13.5特性2(非常反时限):
t,*Tp(II),1p
80,t*T特性3(极端反时限):
p2,(II)1p
以上三个方程式中、I为低压侧零序电流;t为动作时间;Ip为电流基准值、取低压侧零序反时限保护定值I0fsx;Tp为时间常数、取低压侧零序反时限保护时间常数T0fsx。
对于特性1、2、3。
低压侧反时限保护原理如图10所示。
零序反时限跳闸
零序反时限压板投入零序反时限跳闸信号&,显示、远传,I0L>零序反时限定值
保护动作,中央信号,
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图10低压侧零序反时限保护原理图
4.12三相一次重合闸
产品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。
重合闸启动后10秒内若一直跳位有流、则重合闸放电;若10秒内任意时刻开始跳位无流、则按整定延时重合出口。
三相一次重合闸原理框图如图11所示。
重合闸充电过程中液晶的左下角显示“”、充电结束后液晶的左下角显示“”。
图11三相一次重合闸原理图
4.13过电压保护
产品设有过电压保护。
过电压保护原理如图12所示。
图12过电压保护原理图
4.14低电压保护
产品设有低电压保护。
低电压保护原理如图13所示。
图13低电压保护原理图
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产品设有低频减载保护。
具有电压闭锁、滑差闭锁功能、其中低电压闭锁定值固定为60V、滑差闭锁定值固定为5Hz/s。
低频减载原理图如图14。
图14低频减载原理图
4.16重瓦斯保护
产品设有重瓦斯保护、有压板投退和时限整定、重瓦斯保护原理如图15所示。
图15重瓦斯保护原理图
4.17轻瓦斯保护
产品设有轻瓦斯保护、有压板投退和时限整定、轻瓦斯保护原理如图16所示。
图16轻瓦斯保护原理图
4.18超温保护
产品设有超温保护、有压板投退和时限整定、超温保护原理如图17所示。
图17超温保护原理图
4.19高温保护
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产品设有高温保护、有压板投退和时限整定、高温保护原理如图18所示。
图18高温保护原理图
4.20跳位异常告警
产品检测到跳位有开入且有电流时、经延时报跳位异常告警信号、告警继电器动作。
4.21控制回路异常告警
产品采集断路器的跳位和合位、当控制电源正常、断路器位置辅助触点正常时、跳位或合位这两个开入量中、必有且只能有一个开入、否则、经2s延时报控制回路异常告警信号、同时重合闸放电、但不闭锁保护。
控制回路异常原理图如图19所示。
图19控制回路异常原理框图
4.22产品故障告警
产品的硬件发生故障、产品的液晶屏幕可以显示故障信息、并驱动异常告警继电器发告警信号、同时根据情况闭锁保护。
4.23遥信、遥控功能
a.遥信:
各种保护动作信号;
b.遥控:
远方调(修改)定值等。
4.24TV断线告警
产品检测到TV断线延时发出告警信号。
在电压恢复正常(线电压均大于80V)后、保
护返回。
其原理图如图20所示。
图20TV断线检测原理图
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可直接与微机监控或保护管理机通信、通信接口为RS-485。
通信规约为MODBUS通信规约、校验方式为无校验、波特率为9600。
5定值及动作信息说明
5.1定值说明
本保护装置可存贮10套定值、对应的定值区号为0,9、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。
定值清单见表3(表中将所有保护定值均列入、当选用某一保护对象时只显示其自身保护功能部分定值)。
表3WGB-55定值清单
定值种类定值项目整定范围及步长
电流?
段定值0.2In,20In0.01A1(电流?
段保护电流?
段时限0s,100s0.01s
电流?
段压板投入或退出
电流?
段定值0.2In,20In0.01A2(电流?
段保护电流?
段时限0s,100s0.01s
电流?
段压板投入或退出
过负荷定值0.2In,4In
过负荷时限0s,600s0.01s3(过负荷保护过负荷压板投入或退出。
过负荷跳
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- 关 键 词:
- WGB55 微机 综合 保护装置