WFB820技术说明书V25.docx
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WFB820技术说明书V25
WFB-820系列
微机发电机保护装置
技术说明书
(VER2.5)
编制:
校核:
审核:
标准审查:
审定:
2003.10
许继电气保护及自动化事业部
本部保留对此说明书进行修改的权利,产品与此说明书不符者,以实际产品为准。
技术支持电话:
(0374)-3212246
技术支持传真:
(0374)-3212251
E-mail:
xjzsbbh@
目录
1概述------------------------------------------------------------------------------------1
2基本技术参数-------------------------------------------------------------------------3
3主要技术指标-------------------------------------------------------------------------5
4装置整体说明-----------------------------------------------------------------------8
4.1结构与安装---------------------------------------------------------------------------8
4.2主要插件设计------------------------------------------------------------------------9
4.3软件平台说明------------------------------------------------------------------------11
4.4与电厂自动化系统接口说明------------------------------------------------------11
5保护原理及判据说明--------------------------------------------------------------12
5.1发电机比率制动式差动保护----------------------------------------------------12
5.2高灵敏零序电流型横差保护----------------------------------------------------13
5.3定子接地保护----------------------------------------------------------------------14
5.4转子一点接地保护----------------------------------------------------------------15
5.5失磁保护----------------------------------------------------------------------------16
5.6逆功率保护-------------------------------------------------------------------------18
5.7复合电压(记忆)过流保护---------------------------------------------------------19
5.8过流保护---------------------------------------------------------------------------21
5.9速断保护-----------------------------------------------------------------------------21
5.10负序过流保护-------------------------------------------------------------------21
5.11定子对称过负荷保护-----------------------------------------------------------21
5.12过电压保护----------------------------------------------------------------------23
5.13调相失压保护-------------------------------------------------------------------23
5.14TV断线判别---------------------------------------------------------------------23
5.15非电量保护说明--------------------------------------------------------------------24
5.16装置故障告警-----------------------------------------------------------------------24
5.17遥测、遥信、遥控、遥脉功能(WFB-822)------------------------------------------24
5.18控制回路功能(WFB-822)------------------------------------------25
6装置对外接线及定值整定说明------------------------------------------27
7订货需知------------------------------------------------------------------------------32
WFB-820系列微机发电机保护装置
1.概述
1.1应用范围
WFB-820系列微机发电机保护装置主要应用于小型发电机,完成发电机的保护和测控功能。
WFB-821实现发电机差动保护功能,WFB-822实现发电机除差动以外的其它保护及测量、控制功能,可配合电站自动化系统完成相应的自动化功能。
1.2功能特点
●高性能的硬件
采用32位高性能DSP处理器、32位逻辑处理器和16位高速AD;强弱电彻底分离,具有高度自检功能,保证硬件的高可靠性。
●实时多任务的操作平台
采用NucleusPlus公司的实时多任务操作系统,保证软件运行的稳定性。
●强大的通信功能
信息和报文可上传,录波数据与COMTRADE格式兼容;通信接口兼容性、开放性强,支持IEC60870-5-103通信规约。
●硬件存储容量大,可存储不少于100次SOE记录及20次故障波形记录,装置的重要操作,如投退压板等均有记录。
●可靠的差动回路TA断线判别功能
能够正确判断TA单相、两相断线,并根据用户的需要闭锁差动保护。
●友好的人机界面
图形化、全中文显示,也可以通过PC机进行操作。
●具有完善、灵活的后台分析软件,便于调试和事故分析。
●CPU采用多层板和表面贴装技术;装置强弱电回路、开入开出回路合理布局;采用总线板,取消背板配线,具有很强的抗干扰能力。
●集保护、遥测、遥信、遥控、遥脉、录波功能于一体。
1.3保护装置功能配置:
WFB-820系列微机发电机保护装置分WFB-821和WFB-822两个装置,装置的保护功能配置如下:
WFB-821装置:
发电机差动保护;
TA断线;
横差保护;
励磁变速断、过流保护;
装置故障告警及故障录波。
WFB-822装置:
速断(过流);
复压(记忆)过流;
95%定子接地;
转子一点接地;
定子过负荷(定、反时限);
负序过流;
过电压;
失磁;
TV断线;
逆功率;
调相失压;
非电量类保护(励磁系统消失、系统保护动作等);
机端断路器的三相操作回路(带压力闭锁跳、合闸,弹簧未储能闭锁合闸功能,遥控分闸);
装置故障告警;
遥测(一个功率点)、遥信、遥脉、遥控及故障录波。
1.4小型发电机配置方案
本装置适应小型发电机的保护,小型发电机保护配置如图1.4所示:
图1.4小型发电机保护配置图
组屏方案:
本套发电机保护可配置WFB-821、WFB-822发电机保护装置,发电机出口断路器操作回路,另外可装设打印机。
2基本技术参数
2.1基本数据
2.1.1额定交流数据
a.额定交流电流In:
5A或1A;
b.额定交流电压Un:
100V,100/
V;
c.额定频率fn:
50Hz。
2.1.2额定直流数据
220V或110V,允许变化范围80%~115%。
2.1.3打印机辅助交流电源
220V,0.7A,50Hz/60Hz,允许变化范围80%~110%。
2.1.4微机保护采样及录波频率1200Hz,系统频率跟踪范围45Hz~55Hz。
2.1.5物理结构
WFB-821箱重量不大于5kg,19/3in6U后插拔机箱。
WFB-822箱重量不大于10kg,19×2/3in6U后插拔机箱。
2.2功率消耗
a.交流电压回路:
不大于1VA/相(额定电压下);
b.交流电流回路:
不大于1VA/相(In=5A);
不大于0.5VA/相(In=1A);
c.直流回路功率消耗:
正常工作时,不大于12W;保护动作时,不大于15W。
2.3过载能力
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
2.4触点性能
操作回路触点在电压不超过250V,电流不超过1A,时间常数为(5±0.75)ms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。
其它触点在电压不超过250V,电流不超过0.5A,时间常数为(5±0.75)ms的直流有感负荷电路中,装置输出触点的断开容量为30W,长期允许通过电流不大于3A。
2.5绝缘性能
2.5.1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100M。
2.5.2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。
2.6冲击电压
装置通信回路和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;其它各带电的导电端子分别对地,交流回路和直流回路之间,交流电流回路和交流电压回路之间,能承受5kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。
2.7寿命
2.7.1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,装置能可靠动作及返回1000次。
2.7.2机械寿命:
装置输出触点不接负荷,能可靠动作和返回10000次。
2.8机械性能
2.8.1振动响应:
装置能承受GB/T11287-2000规定的严酷等级为I级振动响应检验。
2.8.2冲击响应:
装置能承受GB/T14537-1993规定的严酷等级为I级冲击响应检验。
2.8.3振动耐久:
装置能承受GB/T11287-2000规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
2.8.4冲击耐久:
装置能承受GB/T14537-1993规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
2.8.5碰撞:
装置能承受GB/T14537-1993规定的严酷等级为I级碰撞检验。
2.9环境条件
2.9.1环境温度:
工作:
-25℃~+55℃,24h内平均温度不超过35℃;
贮存:
-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。
2.9.2大气压力:
80kPa~110kPa。
2.9.3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%。
2.10抗干扰能力
2.10.1辐射电磁场干扰试验:
符合GB/T14598.9-2002规定的严酷等级的辐射电磁场干扰。
2.10.2快速瞬变干扰试验:
符合GB/T14598.10-1996规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰。
2.10.3脉冲群干扰试验:
符合GB/T14598.13-1998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。
2.10.4抗静电放电干扰试验:
符合GB/T14598.14-1998规定的严酷等级为III级的抗静电放电干扰。
2.10.5电磁发射试验:
符合GB/T14598.16-2002中4.1规定的传导发射限值和4.2规定的辐射发射限值。
2.10.6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。
2.10.7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。
2.10.8阻尼振荡磁场抗扰度试验:
符合GB/T17626.10-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场干扰。
2.10.9浪涌抗扰度试验:
符合IEC60255-22-5:
2002中第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌骚扰。
2.10.10射频场感应的传导骚扰抗扰度试验:
符合IEC60255-22-6:
2001中第4章的规定。
2.10.11工频抗扰度试验:
符合IEC60255-22-7:
2003中第4章的规定。
3主要技术指标
3.1发电机比率制动式差动保护
a.最小动作电流整定范围:
0.1In~1.0In;
b.最小制动电流整定范围:
0.5In~2.0In;
c.制动特性斜率整定范围:
0.3~0.7,误差不超过±5%;
d.差动动作时间:
在2倍整定值下,动作时间不大于25ms。
3.2高灵敏零序电流型横差保护
a.动作电流整定范围:
0.1In~1.0In;
b.动作延时不大于40ms(1.5倍整定值);
c.当频率为150Hz时,保护动作电流不小于100倍基波动作电流。
3.3定子接地保护(95%)
a.基波零序动作电压整定范围:
1V~50V;
b.基波零序动作延时整定范围:
0.1s~10s;
3.4转子一点接地保护
a.接地电阻定值整定范围:
1k~50k,误差不超过±10%或±0.5kΩ;
b.接地电阻延时整定范围:
1.0s~10s。
3.5失磁保护
a.阻抗的最大灵敏角为270°±5°;
b.静稳阻抗动作值整定范围:
Z1A=1Ω~20Ω;
Z1B=5Ω~50Ω,误差不超过±2.5%或±0.1Ω;
c.静稳阻抗动作延时整定范围:
0.1s~20s;
d.异步阻抗动作值整定范围:
Z2A=1Ω~20Ω,Z2B=5Ω~50Ω,误差不超过±2.5%或±0.1Ω;
e.启动电流:
0.3A。
3.6逆功率保护
a.动作区:
在90°~270°之间,不小于175°;
b.额定电压下的动作功率整定范围:
0.5%Pe~10%Pe,误差不超过±2.5%;
c.动作延时整定范围:
1s100s;
d.电流潜动:
U=0,I=10In不误动;
e.电压潜动:
U=Un,I=0不误动。
3.7复合电压(记忆)过流保护
a.负序电压整定范围:
1V~30V;
b.负序电压可投退
c.低电压整定范围:
0V~100V;
d.动作电流整定范围:
0.1In~10In;
e.过流可带记忆,记忆控制字可投退;
f.延时时间整定范围:
0.1s~10s。
3.8速断(过流)保护
a.动作电流整定范围:
0.1In~12In;
b.速断动作延时延时不大于40ms;
c.过流整定范围:
0.1s~10s。
3.9负序过流保护
a.负序动作电流整定范围:
0.1In~0.8In;
b.动作延时整定范围:
0.1s~10s;
c.施加2倍正序额定电流应可靠不误动。
3.10定子过负荷保护
a.定时限过负荷动作电流整定范围:
1In~2In;
b.反时限过流动作值整定范围:
1.1In~2In;
c.定子绕组热容量常数K整定范围:
1~100;
d.定时限延时整定范围:
0.1s~10s;
e.反时限延时上限整定范围:
0.1s~10s;
g.反时限延时下限整定范围:
10s~999s;
h.散热系数α整定范围:
0~0.1;
h.反时限延时
。
3.11过电压保护
a.动作电压整定范围:
100V~150V;
b.动作延时整定范围:
0.1s~10s。
3.12调相失压保护
a.低电压整定范围:
50V~100V;
b.动作延时整定范围:
0.1s~10s。
3.13TV断线保护
a.接地方式:
1或0;
b.启动电流:
不大于0.06In;
c.闭锁电流:
1.1In~1.5In
d.动作时间不大于100ms。
3.14各元件误差
除特殊说明外,各元件误差均为:
a.电流整定值误差:
0.1In~0.4In(含0.4In)范围内不超过±0.01In,0.4In~20In范围内不超过±2.5%。
b.电压整定值误差:
2.0V~10V范围内不超过±0.25V,10V~150V范围内不超过整定值的±2.5%。
c.时间元件整定值平均误差为:
定时限保护2s以下(含2s)误差不超过±40ms,2s以上误差不超过整定值的±2%(对于过量保护施加1.2倍动作值进行测试,欠量保护施加0.8倍动作值进行测试);反时限保护2s以下(含2s)误差不超过±100ms,2s以上误差不超过整定值的±5%(施加1.2倍及/或以上动作值进行测试)。
3.15测量精度
a.测量电流、电压误差不超过额定值的±0.2%;
b.功率测量误差不超过额定值的±0.5%;
c.频率测量误差不超过额定值的±0.02Hz;
d.开关量输入(220V)分辨率不大于2ms;
e.脉冲量输入电压24V,脉冲宽度不小于10ms。
3.16录波
装置可记录20次故障波形,每个故障波形包括保护启动前2周波、启动后6周波的采样数据,该录波数据可上送电厂自动化主站,或者由装置面板的RS232口拷贝,用于分析装置的跳闸行为。
3.17GPS对时
装置通过与电厂自动化主站通信,得到年月日时分秒的信息,并配置一个GPS对时开入,连接到站内GPS接收器的秒脉冲输出,实现毫秒的对时,对时精度小于1ms。
3.18打印功能
装置可配置打印机,打印定值及动作报告、自检报告、开入量变化等;
对于连接到电厂自动化系统的装置,通过主站打印,装置不必配置打印功能。
3.19网络通信
可直接与微机监控或保护管理机通信,通信接口为RS-485,规约采用电力行业标准DL/T667-1999(IEC60870-5-103)。
4.装置整体说明
4.1机箱结构
装置采用整面板形式,面板上包括汉化液晶显示器、信号指示器、操作键盘、调试用RS232通信口等。
WFB-821装置采用高6U,宽19/3in的机箱,WFB-822装置采用高6U,宽19×2/3in的机箱。
后插拔方式,CPU板采用6层印制板、元器件采用表面贴装工艺,装置强弱电回路、开入开出回路合理布局,抗干扰能力强。
WFB-821装置的外形尺寸如图4.1.1所示:
图4.1.1WFB-821装置外形尺寸
WFB-821装置的安装开孔尺寸如图4.1.2所示:
图4.1.2WFB-821装置安装开孔尺寸
WFB-822装置的外形尺寸如图4.1.3所示:
图4.1.3WFB-822装置外形尺寸
WFB-822装置的安装开孔尺寸如图4.1.4所示:
图4.1.4WFB-822装置安装开孔尺寸
4.2主要插件设计
WFB-821保护装置由以下插件构成:
电源插件、交流插件、CPU插件、信号插件以及人机对话插件;WFB-822保护装置除由以上插件构成外增加本体插件和辅助测量插件。
4.2.1电源插件
电源插件把由外部提供的交、直流电源转换为保护装置工作所需电压。
输出为+5V、±15V和+24V。
+5V电压用于装置数字回路,±15V电压用于模拟量回路,24V电压用于继电器驱动及脉冲输入使用。
4.2.2交流变换插件
交流变换部分包括电流变换器TA和电压变换器TV,用于将系统TA、TV的二次侧电流、电压信号转换为弱电信号,供保护插件转换,并起强弱电隔离作用。
本插件的9个TA分别变换九个电流量,其中WFB-822装置中有CIA、CIB、CIC3个TA为测量专用,4个TV分别变换机端母线电压UA、UB、UC、3U0。
4.2.3保护插件
CPU插件原理示意图如图4.2.1所示:
图4.2.1CPU插件原理示意图
CPU插件由以下几部分构成:
1)CPU系统
32位浮点DSP作为CPU,运算功能强大;采用大容量的SRAM、FLASH及CPLD,既简化了硬件,又提高了系统的可靠性。
2)数据采集系统
装置数据采集系统由滤波回路、多路开关及高可靠的16位精度A/D转换器组成。
装置的采样回路无可调器件,具有很高的可靠性。
3)开关量输入及输出部分
CPU插件共32路开入量,其中外部输入的12路强电开入量(220V/110V)和4路。
脉冲开入量(24V)直接进入CPU板;其他开入量由跳合闸插件和非电量插件从装置内部引入CPU板。
开出共有12路,分为两类,一类是用于驱动出口及信号继电器,此种开出的+24V的电源都经起动继电器闭锁;另一种用于驱动告警、启动及信号复归等继电器,其+24V电源不经闭锁。
4)通信部分
本插件配置了四个通信口:
a)一个标准的RS-232串行接口,用于连接PC机,可以用随产品提供的PC机专用调试软件对装置进行测试。
b)两个标准的RS-485通信口,用于连接微机监控或保护管理机。
c)一个标准的RS-232串行接口,用于打印。
5)时钟回路
插件内设置了硬件时钟回路。
装置断电不影响时钟的运行。
4.2.4信号插件
信号部分主要包括跳闸信号继电器(TXJ)、本体跳闸(合闸)信号继电器(HXJ)、告警继电器(GXJ)。
跳合闸部分主要包括4个跳闸继电器(TJ1~4)、遥跳继电器(YTJ)、遥合继电器(YHJ)、跳闸保持继电器(TBJ)、合闸保持继电器(HBJ)、压力异常继电器(YLYC)、合后继电器(HHJ)。
还包括反映断路器位置的跳闸位置继电器(TWJ1、TWJ2)、合闸位置继电器(HWJ)。
4.2.5人机对话插件
人机对话插件安装于装置面板上。
采用全汉化液晶显示。
主要功能为:
键盘操作、液晶显示、信号灯指示。
4.2.6本体插件
水机事故、励磁消失、励磁变温度非电量跳闸出口由本插件硬件直跳,CPU仅执行信号及遥信功能。
4.2.7辅助测量插件
由隔离变压器、测量组件、直流隔离滤波三部分组成。
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