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WBH802A技术说明书

WBH-802A

微机变压器保护装置

技术说明书

编制：

校核：

审核：

审定：

2006.10

前言

感谢您使用许继电气股份公司研制生产的WBH-802A微机变压器保护装置。

WBH-802A微机变压器保护装置完全符合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WBH-802A微机变压器保护装置Ver1.00软件版本。

1概述

1.1应用范围

WBH-802A微机变压器保护装置适用于500kV及其以下各种电压等级的变压器。

WBH-802A型装置集成了一台变压器的全部非电气量保护。

本说明书是WBH-802A装置用于220kV系统时的说明。

1.2功能特点

●高性能、高可靠性硬件结构

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。

●强抗干扰能力

软硬件设计上采取充分的抗干扰措施，6U全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。

●强大的自检功能

开出回路自检可以准确检测任一路开出回路断线或开出击穿故障，发出告警并可靠闭锁保护；定值自检能够检测定值存储区出错、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。

●灵活的保护配置

真正实现程序模块化设计，后备保护的配置满足变压器的最大要求，利用专用配置工具Prate-800A进行灵活配置。

●友好的人机界面

彩色液晶大屏幕显示，采用全中文仿Windows菜单模式，结构清晰，使用方便，主页面显示彩色主接线图，美观实用。

●独特的传动试验设计

可选择“按通道传动”和“按保护传动”两种方式，不仅能检验现场各跳闸回路的接线，还可以在不施加电流电压的情况下，检验各个保护的动作跳闸情况。

●方便的通信对点功能

现场可在不具备保护功能试验条件的情况下，通过通信对点菜单，使装置向自动化监控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。

●完善的事件记录功能

可记录100次故障、8次故障波形、200次异常信息。

录波数据与COMTRADE兼容。

●强大的通讯功能

提供6个通信串口，可灵活选择RS-485或RS-232。

每个串口的作用、波特率及校验方式均可以灵活配置。

提供有GPS时钟同步接口、PC调试口、就地打印口，另外还提供有两个以太网接口。

通信接口兼容性、开放性强，支持IEC60870-5-103通讯规约。

●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，方便用户在变压器投运时进行各侧电流电压的极性校验。

1.3保护配置

WBH-802A装置中可提供一台变压器所需要的全部非电量保护，这些保护包括：

装置端子

保护名称

动作方式

非电量保护

nG01

本体重瓦斯

瞬时跳闸

nG02

调压重瓦斯

瞬时跳闸

nG03

冷却器全停

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选，可带两段延时

nG04

温度过高

瞬时跳闸或发信号

nF01

油位1

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nF02

油位2

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nF03

绕组温度1

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nF04

绕组温度2

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nF05

本体轻瓦斯

瞬时发信号

nE01

调压压力释放

瞬时跳闸或发信号

nE02

油温1

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nE03

油温2

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nE04

调压油位异常

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nE05

调压轻瓦斯

瞬时发信号

nD01

压力释放1

瞬时跳闸或发信号

nD02

压力释放2

瞬时跳闸或发信号

nD03

备用1

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nD04

备用2

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nD05

本体异常

瞬时发信号

nC01

备用3

瞬时跳闸或发信号

nC02

备用4

瞬时跳闸或发信号

nC03

备用5

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nC04

备用6

跳闸或发信号可选，瞬时或延时动作可选

nC05

备用7

瞬时发信号

注：

nG05端子用于检修压板开入。

2技术参数

2.1机械及环境参数

机械结构

机箱结构尺寸：

482.6mm×266mm×245mm

安装方式：

嵌入式

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；

运输条件：

能承受严酷等级为I级的振动耐久，冲击及碰撞检验。

环境条件

工作温度：

－10℃～+50℃，24h内平均温度不超过35℃；

贮存温度：

-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：

80kPa～110kPa；

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%。

2.2额定电气参数

额定直流数据

220V或110V，允许偏差+15％，-20％。

打印机辅助交流电源

220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围80%～110%。

采样频率

微机保护采样及录波频率2400Hz，系统频率跟踪范围40Hz～60Hz。

功率消耗

直流回路：

正常运行时，每个保护箱逻辑回路不大于35W，开入回路每路不大于1.5W；保护动作时，每个保护箱逻辑回路不大于50W，开入回路每路不大于1.5W。

热稳定性

电流下，长期运行；

电流下，允许运行10s；

电流下，允许运行1s。

2.3主要技术指标

保护定值整定范围和定值误差

a.开入光耦回路的导通电压为60%Ue～75%Ue（Ue为直流额定电压）；

b.跳闸继电器回路的动作电压为55%Ue～70%Ue（Ue为直流额定电压）；

c.非电量保护时间定值：

0.1s～5000s，在0.1s～1s内误差为±25ms，大于1s时误差不超过±2.5%。

记录容量

2.3.1.1故障录波内容和故障事件报告容量

记录保护跳闸前6个周波、跳闸后4个周波所有电流电压波形；

保护装置可循环记录100次故障事件报告。

2.3.1.2正常波形记录容量

正常时保护可记录10个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。

2.3.1.3异常记录容量

可循环记录200次事件记录和装置自检报告。

事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报警、装置长期起动等。

对时方式

外部正脉冲秒对时；

RS485/RS232方式的同步时钟秒对时；

监控系统绝对时间的对时报文。

输出触点

2.3.1.4信号触点容量

允许长期通过电流：

5A；

切断电流：

0.3A（DC220V，τ=5ms）。

2.3.1.5跳闸出口触点容量

允许长期通过电流：

10A；

切断电流：

0.3A（DC220V，τ=5ms）。

2.3.1.6辅助继电器触点容量

允许长期通过电流：

5A；

切断电流：

0.3A（DC220V，τ=5ms）。

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100MΩ；

介质强度：

装置的额定绝缘电压小于60V的电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压500V（有效值），历时1min试验,其它电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2kV（有效值），历时1min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。

寿命

电寿命：

装置输出触点电路在电压不超过250V，电流不超过0.5A，时间常数为5ms±0.75ms的负荷条件下，产品能可靠动作及返回1000次；

机械寿命：

装置输出触点不接负荷，能可靠动作和返回10000次。

抗干扰能力

辐射电磁场干扰试验：

符合GB/T14598.9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/T14598.10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/T14598.13规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一个半波为电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰。

抗静电放电干扰试验：

符合GB/T14598.14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/T17626.8-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场干扰。

脉冲磁场抗扰度试验：

符合GB/T17626.9-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场干扰。

浪涌抗扰度试验：

符合IEC60253-22-5:

2002中第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌骚扰。

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验：

符合IEC60253-22-6:

2001中第4章的规定。

工频干扰试验：

符合IEC60253-22-7:

2003规定的工频干扰。

3产品原理介绍

3.1非电量保护原理

WBH-802A装置完成一台变压器所有的非电量保护。

非电量触点经保护装置重动后给出三组信号触点，同时保护装置的CPU记录非电量动作情况。

直接跳闸的非电量保护，直接驱动保护装置中的跳闸出口继电器。

对需延时跳闸的非电量保护，由CPU计时后按出口矩阵启动延时出口触点，再驱动装置中的跳闸出口继电器。

220kV变压器一般只用其中的24路非电量保护，其中10路非电量保护可以通过CPU延时跳闸，延时可以投退。

根据非电量保护不同的动作行为，非电量保护的原理示意图分别如图3-1-1、图3-1-2、图3-1-3所示：

图3-1-1直接瞬时跳闸的非电量保护原理示意图

图3-1-2不跳闸的非电量保护原理示意图

图3-1-3延时跳闸的非电量保护原理示意图

根据DL/T572-95《电力变压器运行规程》规定：

强油循环风冷和强油循环水冷变压器，当冷却系统故障切除全部冷却器时，允许带负载运行20分钟，如20分钟后顶层油温尚未达到75℃，则允许上升到75℃，但切除全部冷却器后的最长动作时间不得超过1小时。

为此冷却器全停保护设两段时限，t1为经温度闭锁的短延时，t2为最长动作延时。

是否要延时经“冷却器全停延时投退”定值设定，若“冷却器全停延时投退”整定为“0”则冷却器全停保护不带延时，不能驱动延时出口；若“冷却器全停延时投退”整定为“1”则冷却器全停保护带两段延时，需整定两段延时对应的定值和保护开出矩阵。

是否由软件实现经温度闭锁由“冷却器全停经温度闭锁”定值设定，若“冷却器全停经温度闭锁”整定为“0”则温度过高触点需串接在冷却器全停t1延时开出触点后来实现温度闭锁；若“冷却器全停经温度闭锁”整定为“1”则温度过高触点接到温度过高开入上，由软件来实现温度闭锁。

保护逻辑原理如图3-1-4所示：

图3-1-4冷却器全停保护逻辑图

4装置硬件介绍及典型接线

4.1装置整体介绍

硬件平台

保护装置采用新一代32位基于DSP技术的通用硬件平台。

整体大面板，全封闭机箱，硬件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。

装置核心部分采用德州仪器公司（TexasInstruments）的32位数字信号处理器TMS320C33，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，使保护整体精确、高速、可靠。

软件平台

软件平台采用ATI公司的RTOS系统NUCLEUSPLUS。

RTOS是一个经过严格测试的内核，保证软件运行的稳定性。

与综合自动化监控系统接口说明

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，可对变电站监控系统上送事件报告、告警信息等，并可由远方实现保护投退功能。

通过Lonworks现场总线可方便的级连多台保护装置，通过软件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。

设有三组独立的通讯接口RS-485，支持IEC60870-5-103通讯规约。

可满足Ethernet组网要求，并通过配套规约转换器可适应多种通信规约，满足220kV~500kV电压等级变电站综合自动化的要求。

4.2装置面板布置

图4-2-1、4-2-2分别是装置的正面面板布置图和背视示意图。

图4-2-1WBH-802A正面面板布置图

图4-2-2WBH-802A背视示意图

注:

220kV变压器非电量保护开入少于或等于24路（不包含检修压板开入），配置一个CPU，1#~8#插件位置用空面板填充。

4.3结构与安装

19in全宽6U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

图4-3-2安装开孔尺寸

4.4WBH-802A保护装置端子图

WBH-802A保护装置接线端子图如图4-4-1、图4-4-2、图4-4-3和图4-4-4所示：

J#电源插件

I#通信插件

NDY-801

NTX-803

作用

编号

名

称

作

用

编

号

名

称

1

GPS+

01

打印电源控制

2

GPS-

02

3

03

4

04

5

XFG+

05

6

XFG-

LON

网

接口

06

NETA

7

直流消失1

07

NETB

8

08

GND

9

直流消失2

ETH1

10

ETH2

装置

电源

11

电源+

12

13

电源—

14

COM3

（485）

09

TX+

15

屏蔽地

10

TX-

COM4

（485）

11

TX+

12

TX-

COM3

（232）

13

RXD

14

TXD

15

0V

COM4

（232）

16

RXD

17

TXD

就地

打印口

18

RXDP

19

TXDP

20

0V

COM2

（485）

COM2

（232）

21

RX+

22

RX-

23

TXD

24

RXD

图4-4-1WBH-802A装置装置电源、通信插件端子图

G#开入插件

F#开入插件

E#开入插件

NKR-801

NKR-801

NKR-801

编号

作

用

名

称

编号

作

用

名

称

编号

作

用

名

称

1

非电量开入

本体重瓦斯开入

1

非电量开入

油位1开入

1

非电量开入

调压压力释放开入

2

调压重瓦斯开入

2

油位2开入

2

油温1开入

3

冷却器全停开入

3

绕组温度1开入

3

油温2开入

4

温度过高开入

4

绕组温度2开入

4

调压油位异常开入

5

检修硬压板开入

5

本体轻瓦斯开入

5

调压轻瓦斯开入

6

经二极管转换

本体重瓦斯二极管转出

6

经二极管转换

油位1二极管转出

6

经二极管转换

调压压力释放二极管转出

7

调压重瓦斯二极管转出

7

油位2二极管转出

7

油温1二极管转出

8

冷却器全停二极管转出

8

绕组温度1二极管转出

8

油温2二极管转出

9

温度过高二极管转出

9

绕组温度2二极管转出

9

调压油位异常二极管转出

10

非电量

公共端

1011

非电量

公共端

10

11

非电量

公共端

11

非电量信号第一组（瞬动）

12

信号

触点

本体重瓦斯

12

信号

触点

油位1

12

信号

触点

调压压力释放

13

调压重瓦斯

13

油位2

13

油温1

14

冷却器全停

14

绕组温度1

14

油温2

15

温度过高

15

绕组温度2

15

调压油位异常

16

16

本体轻瓦斯

16

调压轻瓦斯

17

信号公共端

17

信号公共端

17

信号公共端

18

18

18

非电量信号第二组（瞬动、保持可选择）

19

信号

触点

本体重瓦斯

19

信号

触点

油位1

19

信号

触点

调压压力释放

20

调压重瓦斯

20

油位2

20

油温1

21

冷却器全停

21

绕组温度1

21

油温2

22

温度过高

22

绕组温度2

22

调压油位异常

23

23

本体轻瓦斯

23

调压轻瓦斯

24

信号公共端

24

信号公共端

24

信号公共端

25

25

25

非电量信号第三组（保持）

26

信号

触点

本体重瓦斯

26

信号

触点

油位1

26

信号

触点

调压压力释放

27

调压重瓦斯

27

油位2

27

油温1

28

冷却器全停

28

绕组温度1

28

油温2

29

温度过高

29

绕组温度2

29

调压油位异常

30

30

本体轻瓦斯

30

调压轻瓦斯

31

信号公共端

31

信号公共端

31

信号公共端

32

32

32

图4-4-2WBH-802A装置开入插件端子图一

D#开入插件

C#开入插件

NKR-801

NKR-801

编号

作用

名称

编号

作用

名称

1

非电量开入

压力释放1开入

1

非电量开入

备用3

2

压力释放2开入

2

备用4

3

备用1

3

备用5

4

备用2

4

备用6

5

本体异常

5

备用7

6

经二极管转换

压力释放1二极管转出

6

经二极管转换

备用3二极管转出

7

压力释放2二极管转出

7

备用4二极管转出

8

备用1二极管转出

8

备用5二极管转出

9

备用2二极管转出

9

备用6二极管转出

10

非电量

公共端

10

非电量

公共端

11

11

非电量信号第一组（瞬动）

12

信号

触点

压力释放1

12

信号

触点

备用3

13

压力释放2

13

备用4

14

备用1

14

备用5

15

备用2

15

备用6

16

本体异常

16

备用7

17

信号公共端

17

信号公共端

18

18

非电量信号第二组（瞬动、保持可选择）

19

信号

触点

压力释放1

19

信号

触点

备用3

20

压力释放2

20

备用4

21

备用1

21

备用5

22

备用2

22

备用6

23

本体异常

23

备用7

24

信号公共端

24

信号公共端

25

25

非电量信号第三组（保持）

26

信号

触点

压力释放1

26

信号

触点

备用3

27

压力释放2

27

备用4

28

备用1

28

备用5

29

备用2

29

备用6

30

本体异常

30

备用7

31

信号公共端

31

信号公共端

32

32

图4-4-3WBH-802A装置开入插件端子图二

B#开出插件

A#跳闸插件

9#跳闸插件

NCK-801

NTZ-801

NTZ-801

编号

名

称

编号

名

称

编号

名

称

1

冷却器全停t1延时开出

1

跳闸继电器J1+

1

跳闸继电器J5+

2

2

2

3

冷却器全停t2延时开出

3

跳闸继电器J2+

3

跳闸继电器J6+

4

4

4

5

油位1延时开出

5

跳闸继电器J3+

5

跳闸继电器J7+

6

6

6

7

油位2延时开出

7

跳闸继电器J4+

7

跳闸继电器J8+

8

8

8

9

绕组温度1延时开出

9

跳闸继电器J1-

9

跳闸继电器J5-

10

10

10

11

绕组温度2延时开出

11

跳闸继电器J2-

11

跳闸继电器J6-

12

12

12

13

油温1延时开出

13

跳闸继电器J3-

13

跳闸继电器J7-

14

14

14

15

油温2延时开出

15

跳闸继电器J4-

15

跳闸继电器J8-

16

16

16

17

调压油位异常延时开出

17

继电器J1接点1+

17

继电器J5接点1+

18

18

继电器J1接点2+

18

继电器J5接点2+

19

备用1延时开出

19

继电器J2接点1+

19

继电器J6接点1+

20

20

继电器J2接点2+

20

继电器J6接点2+

21

备用2延时开出

21

继电器J3接点1+

21

继电器J7接点1+

22

22

继电器J3接点2+

22

继电器J7接点2+

23

备用5延时开出

23

继电器J4接点1+

23

继电器J8接点1+

24

24

继电器J4接点2+

24

继电器J8接点2+

25

备用6延时开出

25

继电器J1接点1-

25

继电器J5接点1-

26

26

继电器J1接点2-

26

继电器J5接点2-

27

27

继电器J2接点1-

27

继电器J6接点1-

28

28

继电器J2接点2-

28

继电器J6接点2-

29

29

继电器J3接点1-

29

继电器J7接点1-

30

30

继电器J3接点2-

30

继电器J7接点2-

31

31

继电器J4接点1-

31

继电器J8接点1-

32

32

继电器J4接点2-

32

继电器J8接点2-

图5-4-4WBH-802A装置出口、跳闸插件端子图

注1：

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，对自动化下发的命令不响应，但不闭锁保护功能。

4.5WBH-802A装置开入和触点图

WBH-802A保护装置开入图如图4-5-1所示：

图4-5-1WBH-802A装置开入端子图

注：

虚框表示开入触点是由保护装置外引入的

WBH-802A保护装置输出触点图如图4-5-2、图4-5-3和图4-5-4所示：

图4-5-2WBH-802A装置跳闸出口触点图

图4-5-3WBH-802A装置异常信号触点图

图4-5-4WBH-802A装置就地信号触点图

5定值清单

5.1WBH-802A保护定值清单

序号

定值名称

整定范围

步长

备注

01

冷却器全停延时投退

0～1

1

1：

投入0：

退出

02

冷却器全停延时t1

0.1