WH-802A技术说明书.docx

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1、WXH-802A/F1 微机线路保护装置技术说明书许继电气股份XJ ELECTRIC CO.， LTD.许继电气股份版权全部( Ver 1.01) 本版本说明书适用于 WXH-802A/F1Ver1.02 版本及以上程序 许继电气股份公司保存对本说明书进展修改的权利，当产品 与说明书不符时，请以实际产品为准。2007.12第一次印刷、八前1 应用范围WXH-802A 系列保护装置为微机实现的数字式超高压线路快速保护装置， 及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。可用作 220kV2 产品特点2.1 装置系统平台规律开发可视化国内首家在高压保护上实现可视化规律编程，保护源代码完全由软件机器人自

2、动生成，正确率到达 100%，杜绝了人为缘由产生软件 Bug。全部的保护规律由根本的元件和组件组 成。Statu? - NS.Ctrl NStatus NStatus MStatus N未启动弱惯回授S.Ctrl NStatus N Status M SCtrl NLogkMG 怛5=LStatus - NStatus N事故分析透亮化通过分层、模块化、元件化的设计，装置内部实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置内部任一个点的数据， 进展快速准确的定位。发生事故后通过透亮化事故分析工具，可以对故障J故障波形回放:工程应用柔性化承受功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述

3、文件以不同的形式重组, 功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中治理的冲突。2.2 人机界面人性化XJ-GUI 和现场调试向导的成功应用，降低了现场维护和运行人员的工作强度，使运行 维护工作变得轻松。借助 XJ-GUI 界面设计工具，实现操作界面的敏捷定制及人性化设计主接线图及丰富的实时数据显示类WINDOWS 菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作IXH-aOZA/Fl/Rl机蛭圖保护 2C07-01-1T IT:MT:42Ui=0.01V UMb=O. OOV0. OD 通道倉拾的的X参数整定卜硬压板00当前定倩区；0 x钟迓0 00役X 罕尽匡析报吉INa=

4、O. OOAO.OD0. 000 00蒯 I 申盂JT即版本调诫 送时逋信2.3 保护性能特点近端故障动作时间小于 10ms配置快速牢靠的快速距离 I 段保护。距离保护承受变动作特性的原理地 t 止 001S用尸登录保护的变动作特性，依据故障类型设置相应特性的保护，不同区域设置不同数字滤波算法、不同时延。设置速动区、一般区、灵敏区,距离保护动作区域设置承受细心设计优选的数字滤波算法，有效保证距离保护的快速动作及测量精度1.2f1 :各种算法幅频响应图汉明全周 4 阶最正确差分汉明全周 2 阶最正确差分- 差分+汉明全周- 电抗器汉明全周 电抗器汉明3/2 周 汉明 2 丿周差分+1 阶低通滤波

5、全周傅式0.80 6L1 05 01 0000 212f/HZ03 03 500050设计的各种级联式的幅频特性图优选算法的测量阻抗值自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能， 确保距离保护在系统振荡加区外故障能牢靠闭锁，而在系统未振荡时区内故障快速动作，振荡中区内故障牢靠动作3 专利技术 利用电流互感器二次测量电流淌态补偿其传递产生的幅值和相位误差 继电保护故障检测模块 (2.6) 一种正序故障重量方向和零序功率方向判别方法( 2.7)(2.4)名目1 应用范围III2 产品特点III2.1 装置系统平台III2.2 人机界面人性化IV2.3 保护性能特点V3 专利技术VI1 概述11.1 应用

6、范围11.2 保护配置11.3 产品特点21.3.1 保护性能21.3.2 软、硬件平台21.3.3 光纤通道技术21.3.4 操作界面32 技术指标32.1 根本电气参数32.1.1 额定沟通数据32.1.2 额定直流数据32.1.3 打印机关心沟通电源32.1.4 功率消耗32.1.5 过载力量32.2 主要技术指标42.2.1 纵联距离42.2.2 距离保护42.2.3 零序电流方向保护42.2.4 测距局部52.2.5 综合重合闸52.2.6 记录容量及定值区容量52.2.7 对时方式52.2.8 输出触点52.2.9 绝缘性能62.2.10 冲击电压62.2.11 机械性能62.2.

7、12 抗电气干扰性能62.3 环境条件72.4 通信接口72.5 光纤通道技术参数72.5.1 光纤接口72.5.2 继电保护复用接口73 保护原理介绍83.1启动元件 .83.1.1相电流突变量启动元件 .83.1.2零序电流启动元件 .83.1.3静稳破坏启动元件 .83.2选相元件 .83.2.1工作电压突变量选相 .83.2.2序电流复合选相 .93.4 光纤通信103.4.1 通信接口103.4.2 通道信息和误码监测113.5 光纤距离方向元件113.5.1 接地距离方向元件113.5.2 相间距离方向元件123.5.3 零序功率方向元件123.6 阶段式距离元件133.6.1 三

8、段式接地距离133.6.2 三段式相间距离143.7 故障开放元件163.7.1 短时开放保护163.7.2 不对称故障开放元件163.7.3 对称故障开放元件163.7.4 非全相运行时的故障开放判据173.8 关心元件173.8.1 TV 断线检查173.8.2 TV 反序检查173.8.3 TA 反序检查183.8.4 TA 断线183.8.5 远跳、远传信号183.9 保护规律框图193.9.1 光纤距离保护规律193.9.2 距离保护规律213.9.3 零序保护规律223.9.4 单相运行切除运行相规律233.9.5 跳闸规律243.9.6 重合闸规律254 装置硬件介绍274.1

9、装置整体构造274.2 构造与安装14.3 装置插件介绍34.3.1 沟通变换插件34.3.2 CPU 插件44.3.3 光纤接口44.3.4 开入插件54.3.5 信号及出口插件64.3.6 出口插件74.3.7 通讯插件84.3.8 稳压电源插件95 定值清单及整定说明95.1 定值清单95.2 定值整定说明125.3 软压板156 订货须知167 光纤及光纤连接留意事项177.1概述177.2 清洁处理177.3 光纤与法兰连接187.4 光纤、尾纤的盘绕与保护181概述1.1 应用范围WXH-802A 系列保护装置为微机实现的数字式超高压线路快速保护装置， 电压等级输电线路的主保护及后

10、备保护。1.2 保护配置可用作 220kV 及以上WXH-802A 系列线路保护装置包括以纵联综合距离相间、接地保护和零序方向保 护为主体的全线速动主保护，由三段式相间和接地距离保护及四段零序保护构成的全套后备 保护，可选配自动重合闸、零序反时限及三相不全都保护。E1WXH-802A 系列保护装置依据功能有一个后缀，各后缀的含义如下:序号后缀功能含义1B根本型，支持载波机和光纤收发信机连接2C用于串补线路3D用于冋杆线路4F内置光纤数字接口，支持专用光纤通道和复用光纤通道型号配置备注通道为高频通WXH-802A/B1可选重合闸功能道WXH-802A/C1适用于串补线路可选重合闸功能纵联综合距离

11、相间、 接分相发信，适用 于同杆通道为高频通WXH-802A/D1地保护线路纵联零序方向保护 三段式相道间和接地距离 四段式零序保可选重合闸功能护 可选零序反时限 可选三WXH-802A/D2相不全都保护按相跳闸，适用 于同杆 内置 2Mb/s 光线路，可 选配自适应重纤接口，支持 专合 闸用光纤通道 和复分相发信，可用 于同杆 用光纤通 道WXH-802A/F1线路E1可选重合闸功能WXH-802A 系列保护具体配置如下:当光纤通道特别 时，通道可由光 纤通道转WXH-802A/F3换为高 频通道。可选重合闸功能内置 2Mb/s 光纤接口，单通道1.3基于高性能、高冗余的许继一代硬件平台，产

12、品特点可视化的规律开发工具实现保护透亮化设计，变动作特性原理使保护性能全面提升，先进的光纤通道技术，装置内存的“日志系统” 及“黑匣子”故障定位技术等是该保护装置的主要特点。1.3.1动作速度快，线路近端故障动作时间小于时间小于 25ms；纵联距离、距离保护承受变动作特性的原理， 敏度；保护性能10ms,全线以内典型金属性故障主保护动作在保证保护速动性根底上大大提高保护灵承受双重数字滤波算法协调工作，有效保证距离保护的快速动作及测量精度；自适应的振荡判据及先进的振荡识别功能，确保距离保护在系统振荡加区外故障能牢靠闭锁，而在系统未振荡时区内故障快速动作，振荡中区内故障牢靠动作。1.3.2 软、硬

13、件平台承受高性能、可信任、功能强大的许继一代硬件平台，16 位高精度的双AD，浮点运算 32 位 DSP，充分考虑冗余及功能扩展，多DSP 协同工作完成主后备保护功能；可视化的规律开发工具 VLD，在 VLD 的开发环境下全部的保护规律都是由不同可视化 的柔性继电器组成，实现微机保护的完全透亮化设计；软件运行时内存内容 “日志系统”及保护规律信息“黑匣子”记录实现特别状况的快速、 准确定位； 装置承受整风光板、标准 6U 机箱，插件后插拔，强弱电回路严格分开，大大提高装置 的抗干扰力量； 装置的 AD 回路、CPU 插件、继电器线圈等全面自检。1.3.3 光纤通道技术完全支持成帧通信格式，可实

14、现通道故障准确诊断和定位功能；通道监测依据G826 标准要求，具体的通道信息使用户直观了解通道质量， 的故障定位；可输出双端的瞬时数据，便于通道测试、检测和维护；专用光纤通道：2 Mb/s 高速数据传输；可进展准确复用传输通道：复用 2Mb/s 数率数据E1接口传输。1.3.4 操作界面借助 XJ-GUI 界面设计工具，实现操作界面的敏捷定制及人性化设计; 主接线图及丰富的实时数据的显示；类WINDOWS 菜单，通过菜单提示，可完成装置的全部操作。2技术指标2.1 根本电气参数2.1.1 额定沟通数据额定沟通电压 Un ： 100/ -3 V ； 额定沟通电流In : 5 A 或 1 A ；

15、额定频率fn： 50 Hz 。2.1.2 额定直流数据220 V 或 110 V，允许变化范围：2.1.3 打印机关心沟通电源80%115%。220 V, 0.7 A, 50 Hz/60 Hz，允许变化范围：2.1.4 功率消耗80%115%。沟通电压回路：不大于 0.5 VA/相额定电压下；沟通电流回路：不大于 1 VA/相In=5 A ；不大于 0.5 VA/ 相In=1 A ； 直流回路：保护装置不大于 50 W 正常进展；保护装置不大于 100 W 保护动作；每路开入回路不大于 0.5 W。2.1.5过载力量沟通电压回路：沟通电流回路：1.5 Un -2 In - 连续工作- 长期运仃

16、;10 In -10 s ；40 In2.2 主要技术指标2.2.1 纵联距离整定范围：0.1 A25 Q (ln=5A) 0.5 Q125 Q (In=1A)阻抗动作值准确度在线路阻抗角下、施加电流大于等于 0.2 In 时，当短路残压大于 5V 时阻抗测量误差不 超过 2.5% ；在线路阻抗角下、施加电流大于等于差不超过 5% ；整组动作时间：不大于 25ms (不含通道时间)。1ln 时，当短路残压大于 2V 时阻抗测量误2.2.2 距离保护整定范围：0.01 Q 25 Q(n=5A)0.05 Q 125QQn=1A)阻抗动作值准确度在线路阻抗角下、施加电流大于等于 0.2 In 时，当

17、短路残压大于 5V 时阻抗测量误差不 超过 2.5%;在线路阻抗角下、施加电流大于等于差不超过 5%。准确工作电压：0.25V80V准确工作电流范围：0.1ln30ln1ln 时，当短路残压大于 2V 时阻抗测量误I 段的暂态超越不大于、川段延时时间元件：I 段整组动作时间：在3%0.05s10s,整定值误差不超过土 1%或土 40ms；0.7 倍整定阻抗内不大于 30ms；快速距离I 段动作时间：中长线近端故障时间不大于2.2.3 零序电流方向保护10ms。整定范围：0.041 n20ln，整定值误差不超过 2.5%或0.01ln ;零序功率方向元件动作区： 190 ArgC3U；0) 30

18、 3I0延时段时间元件：0.05s10s，误差不超过 1%或40ms；224测距局部单端电源金属性故障时测量误差： 1.25 IT Q+A Idz其中：A Imax 为电流采样值突变量，=A、B、CA Idz 为电流突变量启动定值。A IT为浮动门槛，随着变化量变化而自动调整，取 1.25 倍可保证门槛电流始终略高于不平衡输出。3.1.2 零序电流启动元件主要用于在高阻接地故障状况下保护牢靠启动，作为关心启动元件，元件本身带 延时。其判据为： 3I0 I0dz其中： 3I0 为三倍零序电流， I0dz 为零序电流启动定值。30ms3.1.3 静稳破坏启动元件当“距离保护经振荡闭锁”掌握字投入时

19、增设静稳破坏启动元件。 其判据为：正序电流大于静稳电流定值门槛，且突变量启动元件未启动。3.2 选相元件选相元件分为快速选相元件及延时选相元件， 快速选相元件承受故障重量选相元件， 延 时选相元件承受稳态量选相元件。3.2.1 工作电压突变量选相基于工作电压突变量的选相元件不仅灵敏度高， 且可以较好的解决跨线故障、 短时转换 故障、弱馈故障、振荡中故障等特别状况的选相问题；具体方案为：求取 UopA、 UUUUU、opBopCopABopBCopCA其中： UopQ = | UA(l + 3KZXI0)Zset| Uop=| U-AlxZset|禾 U 用突变量幅值的关系，在六个变化量中选出最

20、大者，并利用各种故障类型的特征 进一步判别， 从而确定故障相。3.2.2 序电流复合选相基于序电流相位关系的序重量选区元件，是依据单相接地故障及两相接地故障等类型下零序、负序电流的相位关系进展判别，该元件选相灵敏度高、允许接地故障时过渡电阻较大、 选相不受非全相运行的影响。I 2A-60C AB 相接地故障图 3-1 序重量选区当发生接地故障时，先利用零序电流|0 与负序电流(I2A )的进展选相分区，依据0= arg (I0/I2A)的角度关系划分三个区；-60 0 60。对应 AN 或 BCN ;60 0 180。对应 BN 或 CAN ;180 0 300 対应 CN 或 ABN ;落入

21、选相区后，对相间阻抗进展判别，如相间阻抗大于整定阻抗，排解相间接地故障的可能性，判为相应选相区的单相接地故障。3.3 非全相运行3.3.1 非全相状态识别当跳闸固定动作或跳闸位置继电器TWJ 动作且无流时置非全相状态。332非全相运行状态下，相关保护的投退非全相运行状态，退出与断开相相关的相、相间快速距离，同时将纵联零序、零序I、 n、川段退出，保存零序w 段。3.3.3单相运行时切除三相当线路因任何缘由切除两相，由单相运行三跳元件切除三相，其判据为：当任一保护投入时，有两相TWJ 动作且另外一相有流，则延时200ms 发单相运行三跳命令。3.4 光纤通信3.4.1 通信接口光纤距离保护是利用

22、线路两侧保护装置交换的数字信号 口完本钱侧数据的组帧发送及接收对侧数据并完成解帧处理。，完成线路的纵联保护，通信接3.4.1.1 通道方式承受专用光纤通道；承受复接PDH 或 SDH 系统的 2Mb/s (E1)接口;3.4.1.2 通道连接方式复用方式802A光纤距离保护OTEC2Mb/s(E1)接口光信号或微波信号2Mb/s(E1)接口OTEC亠802A光纤距离保护M 则保护装置复用接口数字传输设备数字传输设备图 3-2 复用连接方式复用接口N 则保护装置专用方式M 侧保护装置N 侧保护装置图 3-3 专用连接方式342通道信息和误码监测通道状态信息在扫瞄菜单中，运行人员查看。保护供给通道

23、显示信息如下：通道延时秒误码率%严峻误码秒数秒误码数丢帧数 误码秒数通信模块接收到的每一帧数据都需经过通道的时延当前 1s 内的误码率通道累计消灭严峻误码的秒数当前 1s 内的误码数当前 1s 内通道的累计丢帧数通道的累计产生误码的秒数CRC 检验，错误数据舍弃，并认为本帧数据误码。假设通道误码率0.02%，将给出通道特别告警报文信息，表示通道不行靠。通道误码严峻或通道中断时，将给出通道特别告警中心信号，纵联保护将被闭锁。通道恢复后，保护自动投入。3.5 光纤距离方向元件本装置纵联主保护由光纤距离 相间、接地方向保护和零序功率方向保护构成；光纤距 离方向元件承受快速相量算法，以实现故障后快速发

24、信，使保护全线典型金属性故障小于 25ms,零序功率方向元件采用全周付氏向量算法，并带零序电压补偿，使系统末端高阻故 障牢靠动作；3.5.1 接地距离方向元件由多边形特性阻抗元件、零序功率方向元件复合构成接地距离方向元件； 中动作元件的特性不变，零序功率方向由工频变化量方向代替；在非全相过程10a 接地距离多边形特性测量方程(X , R 的测量)UQ= (R + jX)总 + KZX3I0)3.5.2 相间距离方向元件图 3-4由带正序电压极化的圆特性阻抗方向元件构成;图 3-5 带记忆的正序极化圆特性比相圆方程：90Arg ( Upol/U op) 90式中：Upol 为极化电压。全相时承受

25、正序极化，非全相过程中改为健全相相间电压极 化，门口三相短路时承受记忆正序电压极化；Uop = U-Zsetl为工作电压。3.5.3 零序功率方向元件零序电压极化的零序功率正方向元件;动作方程：180 Arg3U0 310 XZcomo 20 3I0Zcom 取 0.5 倍的线路零序阻抗； 反方向元件：动作方程：3U00 Arg 160 3I03.6 阶段式距离元件装置设置了三段式相间距离及三段式接地距离保护；相间距离保护由圆特性阻抗复合躲负荷线构成，接地距离保护由多边形特性阻抗元件构成。3.6.1 三段式接地距离XDZI0X”a 接地距离多边形特性由多边形特性阻抗元件、 零序电抗兀件、零序功

26、率方向兀件复合构成接地距离I、n、川段保护；i、n 段动作特性:图 3-6零序电抗线：90(I虫锁心晌d- 270 3l0ej78 零序功率方向：一 190 Arg 也 30 I0注：在非全相过程中动作元件的特性不变，方向由工频变化量方向代替; 川段动作特性:10a 接地距离多边形特性测量方程X , R 的测量UQ= R + jX总 + KZX3I0其中：KZ 为零序电流补偿系数。362三段式相间距离图 3-7b 零功方向元件特性相间距离I、川段保护承受由正序电压极化的圆特性。i、n 段动作特性：a 正方向故障的动作特性带记忆图 3-8b 正方向故障的动作特性稳态川段动作特性:XXa 正方向不

27、对称故障时动作特性b 三相故障时动作特性偏移阻抗 图 3-9注：Zm1 为背后系统正序阻抗，相间距离川段固定反偏，偏移阻抗Zp = min0.3 Q,0.5ZD3，其中ZD3 为相间阻抗川段定值。正序极化电压较高时， 由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性； 当正序电压下降至 20%以下时，由正序电压记忆量极化。为保证正方向故障能动作，反方向故障不动作， 设置了偏移特性。在 I、II 段距离继电器暂态动作后，改用反偏阻抗继电器，保证继电器动 作后能保持到故障切除。在I、II 段距离继电器暂态不动作时，改用上抛阻抗继电器，保证母线及背后故障时不误动。对后加速则始终使用反偏阻抗继电器。动作方程i

28、、n 比相圆: Upol x ej 0900 Arg - 90Uop0 为偏移角;电抗线：I XZset| Xj78 90 Arg - 90 Uop川段比相圆：90 Arg (皿) mil承受这种故障判别元件在振荡过程中发生区外故障时不会误开放保护，在区内故障只要两侧功角 3 较小就能开放保护。假设TS=0.1s，在 3 = 36的区间将历时20ms,I 段距离继电器可以动作。由于 mv 1，一般线路两侧保护同时开放，在不利的状况下才是一侧保护I 段跳闸后另一侧纵续动作。3.7.3 对称故障开放元件在启动元件开放 150ms 以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，则上述开放措施均 不能开放保护， 本装置中另设置了特地的振荡判别元件，即判别测量振荡中心的电压：UZ = UlMcos (+ 90 习其中：功线路阻抗角，二arg(UM / I) , UIM 为正序电压。PQ