WXH-810系列微機線路保護裝置技術(shù)交流

1、許繼電氣保護及自動化事業(yè)部WXH-810系列微機線路保護裝置 第一篇WXH-810系列微機線路保護裝置的保護原理及實現(xiàn)WXH-810系列微機線路保護裝置產(chǎn)品概述 WXH-810系列微機線路保護裝置是基于32位浮點型DSP為基本的硬件平臺和實時多任務(wù)操作系統(tǒng)上的線路保護裝置。該系列裝置適用于作35kV-110kV輸電線路的保護裝置。該系列裝置還含有雙母線交流電壓切換回路、適用于斷路器單或雙跳閘線圈的出口操作回路。 WXH-810系列保護原理WXH-810系列微機系列保護裝置 WXH-810系列保護配置 WXH-810系列保護輔助判據(jù)WXH-810系列保護配置保護型號相間距離接地距離TV斷線后過流

2、過流保護零序保護低周減載低壓減載相繼速動重合閘手合同期快速復(fù)歸WXH-811WXH-815WXH-816WXH-817WXH-810系列保護距離保護 WXH-811、WXH-815、WXH-817裝置設(shè)置了三段式相間距離保護及三段式接地距離保護。WXH-816裝置設(shè)置了三段式相間距離保護及根據(jù)零序電流投入的兩段式接地距離保護。相間距離保護采用圓特性阻抗繼電器，接地距離保護采用四邊形特性阻抗繼電器。 WXH-810系列保護距離保護距離保護的原理 距離保護是反應(yīng)故障點至保護安裝點之間的距離（阻抗）,并根據(jù)距離保護的遠(yuǎn)近而確定動作時間的一種保護。主要元件為距離（阻抗）繼電器，根據(jù)電壓、電流測知保護至

3、短路點之間的阻抗值。如上圖所示，距離保護的三段時限特性?；驹?WXH-810系列保護距離保護距離保護的原理 距離保護的優(yōu)點： 1.既反應(yīng)電壓的降低又反應(yīng)動作電流的增大，靈敏度高。 2.保護范圍不受運行方式的影響。 3.可以在多電源的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中保證動作的選擇性。距離保護的缺點： 1.不能實現(xiàn)全線速動。WXH-810系列保護距離保護常用保護元件阻抗計算方向阻抗元件比相式園特性阻抗元件不對稱故障開放元件對應(yīng)故障開放元件距離保護的原理WXH-810系列保護距離保護 接地阻抗計算:阻抗計算元件距離保護的元件介紹 單相接地經(jīng)過渡電阻模型Z = U /(I +Kz*3I0) WXH-810系列保護距離保

4、護阻抗計算元件距離保護的元件介紹Z = U /I 相間阻抗計算不考慮相間弧光電阻 相間短路模型WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹多邊形特性方向阻抗元件基本原理：首先計算故障相阻抗，然后進(jìn)行動作區(qū)比較，由于正向故障阻抗與反向故障阻抗有明顯差別，具有明確方向性。缺點：當(dāng)門口短路時，故障相電壓接地于零，此時，故障相阻抗方向不明確，需另加方向元件把關(guān)；通常有記憶阻抗方向、第三相電壓極化的阻抗方向、變化量方向等。WXH-810系列保護距離保護多邊形特性說明： 1.小偏四邊形主要保征門口短路可靠動作。 2.電抗線是為了防止接地距離超越，計算X后下傾 。 3.電阻線傾斜，與R軸夾角為60, 主

5、要是躲負(fù)荷阻抗用。 距離保護的元件介紹多邊形特性方向阻抗元件優(yōu)點：躲負(fù)荷能力強WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹阻抗繼電器暫態(tài)特性 阻抗繼電器穩(wěn)態(tài)特性 暫態(tài)園特性阻抗繼電器暫態(tài)園特性阻抗繼電器記憶正序電壓當(dāng)前正序電壓園特性阻抗元件介紹WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹園特性阻抗元件優(yōu)點：1.耐過渡電阻能力較強。當(dāng)用于短線路時，動 作特性可向第一相限偏移，進(jìn)一步增加耐過 渡電阻能力。2.明確的方向性。缺點：1.躲負(fù)荷能力較差。WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹不對稱故障開放元件 不對稱故障判別元件的基本出發(fā)點就是檢測三相不對稱度。 阻抗元件在系統(tǒng)振蕩時會

6、誤動作，為了保證系統(tǒng)振蕩時距離保護不誤動，振蕩中故障可靠動作，必須增加故障開放元件。|I2|+|I0|m|I1| m通常取0.50.7I1為制動量，m為制動系數(shù)，可以確保在振蕩時不會動作。WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹行為分析：不對稱故障開放元件振蕩與區(qū)內(nèi)短路同時存在滿足上述條件。 單相故障： I2F+I0F=2I1F 兩相短路： I2F=I1F 兩相短路接地：|I2F+I0F|=I1F單純振蕩或振蕩與區(qū)外短路同時不滿足上述條件。1.單純振蕩時正序電流很大，負(fù)序、零序接近零。 2.振蕩和區(qū)外故障同時存在，本線路正序電流很大，零序、負(fù)序電流小。WXH-810系列保護距離保護距離

7、保護的元件介紹對稱故障開放元件振蕩判別元件:原理：判別測量振蕩中心的電壓 為正序電壓， 是正序電壓和電流之間的夾角 系統(tǒng)電壓向量圖如圖所示：1.在在系統(tǒng)正常運行或系統(tǒng)振蕩時，恰好反應(yīng)振蕩中心的正序電壓；2.在三相短路時，為弧光電阻上的壓降，三相短路時過渡電阻是弧光電阻，弧光電阻上壓降小于5 WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹對稱故障開放元件振蕩判別元件:短路電流電壓向量圖 分析：1.實際系統(tǒng)線路阻抗角不為90，因而 需進(jìn)行角度補償。 如圖： OB反應(yīng)當(dāng)線路阻抗角為90時弧光 電阻壓降，實際的弧光壓降為OA。2.實際應(yīng)用公式： WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹對稱故

8、障開放元件 依據(jù) 在系統(tǒng)振蕩時的變化曲線可以測量振蕩周期。WXH-810系列保護距離保護距離保護的元件介紹對稱開放元件判據(jù)：當(dāng)上述門檻滿足后，延時一段時間后開放三相對稱故障；延時可取固定門檻，也可根據(jù)振蕩周期實現(xiàn)自適應(yīng)。M1通常0.1，m2通常0.25對稱故障開放元件WXH-810系列保護距離保護WXH-810系列距離保護原理保護啟動元件相電流突變量啟動元件DI1、靜穩(wěn)破壞檢測元件零序電流輔助啟動元件I04 選相元件電流突變量選相 電流穩(wěn)態(tài)量選相 WXH-810系列保護距離保護 接地距離多邊形特性零序方向元件實際應(yīng)用說明：1.接地距離動作特性為多邊形特性,始終帶偏移特性,方向元件為零序功率方向

9、元件。WXH-810系列保護距離保護相間距離阻抗繼電器暫態(tài)特性 阻抗繼電器穩(wěn)態(tài)特性 實際應(yīng)用說明：極化電壓Uz: 1.啟動后0-150ms,采用八周前的記憶正序電壓作為極化量。2.啟動150ms后, 采用當(dāng)前正序電壓作為極化電壓,|U1|7V (有效值);三相TV斷線判據(jù)：(有效值)且正序電壓小于0.5 Un。用于小電流接地系統(tǒng)的判據(jù)為：一相或兩相TV斷線判據(jù)：任兩相線電壓的模值之差大于18 V；三相TV斷線判據(jù)：三個線電壓均小于18 V且任一相電流大于0.06 In。 WXH-810系列保護輔助判據(jù) TA回路自檢TA斷線 無零序電壓但零序電流持續(xù)12s大于IV段定值，則報TA斷線； TA回路

10、異常 三電流之和是否同零序電流回路的采樣值相符，如果持續(xù)60ms電流差值大于1.4In，則報TA回路異常。第二篇WXH-810系列保護裝置結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計思路WXH-810系列保護裝置結(jié)構(gòu)和設(shè)計思路保護裝置結(jié)構(gòu)平臺通用性設(shè)計高可靠性設(shè)計人性化設(shè)計開放性設(shè)計WXH-810微機保護裝置硬件結(jié)構(gòu)保護裝置采用新一代32位基于DSP技術(shù)的通用硬件平臺。整體大面板。全封閉機箱，硬件電路采用后插拔式的插件式結(jié)構(gòu)。CPU電路板采用6層板，并采用表面貼裝技術(shù)，提高了裝置可靠性。 WXH-810微機保護裝置硬件介紹 通用的DSP型保護模塊 32位浮點DSP技術(shù) 16位AD轉(zhuǎn)換裝置自檢功能強大，開出可自檢到繼電器線圈

11、。 硬件存儲容量大 報告輸出全漢化 WXH-800微機保護裝置硬件介紹 通用的人機接口模塊友好的人機界面：大屏幕、圖形化、漢化、彩色液晶。也可以通過PC機進(jìn)行操作。 支持RS232、RS485、Ethernet等多種通信接口 采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約（IEC60870-5-103、IEC60870-5-104），靈活配置，充分滿足不同用戶的要求，方便與不同廠家的產(chǎn)品互聯(lián)。 系統(tǒng)設(shè)計思路一平臺通用性設(shè)計平臺通用性設(shè)計各保護插件硬件統(tǒng)一便于維護、生產(chǎn)、開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計思路 高可靠性設(shè)計高抗干擾性設(shè)計完善的干擾屏蔽吸收措施多層印制板的采用專業(yè)的印制板走線布局高電磁兼容能力機箱結(jié)構(gòu)的采用達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高電磁兼容能力指標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計思路 高可靠性設(shè)計硬件冗余設(shè)計保護出口由多個CPU管腳控制獨立16位A/D系統(tǒng)設(shè)計思路 高可靠性設(shè)計完備的自檢功能微處理