WGB-55C微机综合保护装置.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流WGB-55C微机综合保护装置.精品文档.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0.2 s,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
2、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-55C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
3、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。WGB-55C微机综合保护装置说明书1 装置简介WGB-55C微机综合保护装置(以下简称产品)是功
4、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 典型配置功能名称线路电容器电动机厂用变模拟量输入WGB-55CUa,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
5、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39遥信开入1遥信开入1遥信开入1遥信开入140遥信开入2遥信开入2遥信开入2遥信开入241遥信开入3遥信开入3遥信开入3重瓦斯开入42遥信开入4遥信开入4遥信开入4轻瓦斯开入43遥信开入5遥信开入5热复归超温开入44闭锁重合闸遥信开入6启动结束高温开入45弹簧未储
6、能弹簧未储能弹簧未储能弹簧未储能46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
7、,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;零序电流: 1A;电流IX
8、: 5A;额定频率:50Hz;c. 热稳定性: 交流电流回路: 长期运行 2In; 10s 10In;1s 40In;交流电压回路: 长期运行 1.2Un;10s 1.4Un;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0.5VA2.3 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
9、;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:80kPa110kPa(相对海拔高度2km以下)。2.4 抗干扰性能a. 产品能承受GB/T 14598.14-1998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/T 14598.9-2002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/T 14598.10-1996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
10、承受GB/T 14598.13-1998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IEC 60255-22-5:2002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IEC 60255-22-7:2003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/T 17626.8-1998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/T 17626.9-1998第5章规定的严酷等级为级的脉冲磁场抗扰
11、度试验;j. 产品能承受GB/T 17626.10-1998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100M;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1m
12、in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/T 11287-2000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/T 14537-1993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/T 11287-2000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/T 14537-1993中4.2.2规定的严
13、酷等级为I级冲击耐久检验。e. 碰撞:产品能承受GB/T 14537-1993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0s2.5s(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0s2s(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.零序电流动作误差不超过0.01In(In为零序额定电流)或整定值的5%。d
14、.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5ms0.75ms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(cos0.40.1)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=5ms0.75ms的直流有感负荷电路中,断开容量为50W;其输出在此条件下,应可靠动作与返回104次。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
15、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,另一路用于通讯回路,24V用于继电器驱动及状态量输入使用。b. CPU和通信及开出插件:CPU插件采用了多层印制板及表面
16、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
17、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
18、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:t动作时间,K和a的定义见表2;I故障电流,Iset动作电流整定值;tp时间常数 整定范围:0.05s1.6s,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K0.1413.5800.0212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
19、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4.6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
20、达式为:式中:K1 = 0.5(启动过程中);K1 = 1.0(启动结束后);K2 = 310,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:其中:Ie -电动机额定电流定值 Ieq等值发热电流1发热时间常数 t 动作时间电动机的散热:散热时间常数,为散热系数,整定范围14.5,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=Ksr1In1,式中Ksr为散热系数,1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%
21、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 4.9 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
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