WDZ-5226电抗器综合保护测控装置

1装置功能

WDZ-5226电抗器综合保护测控装置主要用于10KV及以下电抗器的保护和测控。

2保护功能及原理

2.1差动起动元件

装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s，开放起动继电器。

2.2差动电流制动电流计算公式

按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。

差动电流： 

制动电流： 

2.3差动速断保护

2.3.1保护动作逻辑框图

2.3.2保护动作判据

式中，Isd：差动速断保护动作电流整定值（A）

2.4比率差动保护

装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。

2.4.1保护动作逻辑框图

2.4.2保护动作判据

式中，Icdqd：比率差动保护动作电流整定值（A）

Ie：电抗器运行额定电流二次值（A）

2.5二次谐波制动

二次谐波制动采用综合相制动的方式，方程如下：

式中DI2max为三相差动电流中的二次谐波最大值，DImax为三相差动电流最大值，Kxb为二次谐波制动系数。

2.6延时CT断线告警功能

延时CT断线判别逻辑为：六个电流中仅有一个电流小于0.125倍额定电流，且其它五个电流均大于0.125倍额定电流，且连续超过2秒满足此条件，则发出CT断线告警信号，但不闭锁比例差动。

2.7瞬时CT断线闭锁功能

CT断线判别是基于以下假设的：

(1)CT断线不是所有相同时发生的；

(2)CT断线与故障不是同时发生的。

满足下述任一条件不进行CT断线判别：

(1)起动前某侧最大相电流小于0.2Ie，则不进行该侧CT断线判别；

(2)起动后最大相电流大于1.2Ie；

(3)起动后任一侧电流比起动前增加；

只有在比率差动元件、自产零序元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。

某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：

(1)只有一相或二相电流为零；

(2)其它二相或一相电流与起动前电流相等；

通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。

2.8差流越限告警

装置提供差流越限告警功能，检测到最大差动电流大于整定值，延时10s告警，但不闭锁差动保护。

2.8.1保护动作逻辑框图

2.8.2保护动作判据

式中，Iclyx：差流越限告警电流整定值（A）

2.9过流一段保护

2.9.1保护动作逻辑框图

2.9.2保护动作判据

式中，Igl1：过流一段保护动作电流整定值（A）

tgl1：过流一段保护动作时间整定值（s）

2.10过流二段保护

2.10.1保护动作逻辑框图

2.10.2保护动作判据

式中，Igl2：过流二段保护动作电流整定值（A）

tgl2：过流二段保护动作时间整定值（s）

2.11过流三段保护

2.11.1保护动作逻辑框图

2.11.2保护动作判据

式中，Igl3：过流三段保护动作电流整定值（A）

tgl3：过流三段保护动作时间整定值（s）

2.12过负荷保护

过负荷保护提供定时限、正常反时限、非常反时限、超常反时限供选择。反时限曲线符合IEC 60255-3标准。

2.12.1保护动作逻辑框图

2.12.2定时限保护动作判据

式中，Igfh：过负荷保护动作电流整定值（A）

tgfh：过负荷保护动作时间整定值（s）

2.12.3正常反时限保护动作判据

2.12.4非常反时限保护动作判据

2.12.5超常反时限保护动作判据

2.13接地保护一段

零序电流通过专用零序电流互感器得到，利用二段零序过流保护来达到接地保护的目的。装置外接零序电流测量范围为10mA～6A。

如果无外部专用零序电流互感器，装置可以软件自产零序，。装置设有CT断线瞬时闭锁自产零序，以防止CT断线引起的自产零序误动作。为防止三相电流互感器特性不一致产生的不平衡电流引起接地保护误动作，采用了最大相电流Imax作制动量。保护动作曲线如下图所示。

带相电流制动的接地保护动作曲线

2.13.1保护动作逻辑框图

零序过流逻辑，适用于零序电流外接场合：

带相电流制动逻辑，适用于零序电流自产场合：

2.13.2保护动作判据

零序过流：

相电流制动：

式中，I01dz：零序保护一段动作电流整定值（A）

t01dz：零序保护一段动作时间整定值（s）

Ie：线路运行额定电流二次值（A）

2.14接地保护二段

2.14.1保护动作逻辑框图

零序过流逻辑，适用于零序电流外接场合：

带相电流制动逻辑，适用于零序电流自产场合：

2.14.2保护动作判据

零序过流：

相电流制动：

式中，I02dz：零序保护二段动作电流整定值（A）

t02dz：零序保护二段动作时间整定值（s）

Ie：线路运行额定电流二次值（A）

2.15欠压保护

装置提供欠压保护，防止母线失压后重合成功从而电抗器受到损坏而设置。欠压保护经PT断线闭锁。

如果装置不配置操作板，且开关位置接入，或者装置配置操作板，则欠压保护受合位闭锁；否则保护起动前电压必须大于1.05倍整定值。

2.15.1保护动作逻辑框图

2.15.2保护动作判据

式中，Umax：AB、BC、CA线电压（Uab、Ubc、Uca）最大值（V）

Uqy：欠压保护动作电压整定值（V）

tqy：欠压保护动作时间整定值（s）

2.16PT断线

装置设有瞬时PT断线闭锁欠压保护和延时PT断线报警功能。

PT断线分三相PT断线和单相或者二相PT断线。三相PT断线主要特征是有流无压；单相或者二相PT断线主要特征是较大的不平衡电压，利用负序电压来判断。

2.16.1保护动作逻辑框图

2.16.2保护动作判据

2.17开关量保护

装置提供3路开关量保护，从电抗器出来的开关量接点至装置的开关量输入端子，同时在开入中关联为开关量保护。出口方式可以选择告警和跳闸。

为了保证无延时开关量动作的可靠性，装置可选配非电量板，可将从外部来的非电量信号直接无延时驱动2路非电量出口继电器跳闸，同时给出2组非电量信号（一组为不保持信号输出，一组为保持信号输出），同时装置本身的CPU记录非电量动作情况。非电量跳闸回路的起动电压为额定电压的50%~70%（50%以下可靠不动作，70%以上可靠动作），启动功率大于5W。

2.17.1保护动作逻辑框图

2.18保护定值

2.19软压板

装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。

3.1测量功能

提供三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率。

3.2开入

提供标准24路开入。

3.3开出

提供标准5路继电器输出，有7个开出接点。

3.4遥控

提供开关的遥控分合闸操作。

3.5操作回路

操作回路功能包括跳圈、合圈、跳位监视、合位监视、跳位信号输出、合位信号输出、控制回路断线输出、保护跳闸输出、遥控跳闸输出、遥控合闸输出、手动跳闸输入、手动合闸输入、DCS跳闸输入、保护跳闸输入 、2路位置联跳或保护联跳输出等。

3.~20mA输出

装置提供1路4～20mA输出，可选配2路4~20mA输出，可以任意整定所对应的测量量和倍数。

4背板端子和接线原理图

4.1模拟量输入

Ua、Ub、Uc为电抗器电压，装置中作为保护和测量电压共同输入，线电压接入，额定电压为100V。

IA、IB、IC为测量电流，需从专用测量CT输入。测量电流有额定5A和1A之分。

Iah、Ibh、Ich为本侧三相保护电流。保护电流有额定5A和1A之分。

3I0为零序电流，从专用零序电流互感器接入。零序电流二次值有效测量范围为10mA～6A。如无专用零序电流互感器，装置也可自产零序

Ial、Ibl、Icl为对侧三相保护电流。此电流有额定5A和1A之分。

4.2背板端子

从装置前面看，背板端子最左边为插槽1，最右边为插槽5，中间分别为插槽2、插槽3、插槽4。从装置背面看，最右边为插槽1，最左边为插槽5。

端子编号为3位数，如“ABC”，第一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子的序号。如插槽3的第1个端子，编号为301。

4.2.1操作板基本配置端子

插槽1：模入板

端子101、103、105为线电压输入。

端子109～110为测量A相电流输入。

端子111～112为测量B相电流输入。

端子113～114为测量C相电流输入。

端子115～116为本侧保护A相电流输入。

端子117～118为本侧保护B相电流输入。

端子119～120为本侧保护C相电流输入。

端子121～122为零序电流3I0输入。

端子123～124为对侧保护A相电流输入。

端子125～126为对侧保护B相电流输入。

端子127～128为对侧保护C相电流输入。

插槽2：空板

插槽3：操作板

端子301~303为位置状态输出。302～301为跳位状态输出；303～301为合位状态输出。

端子304～305为控制回路断线输出。

端子306为合位监视继电器负端。

端子307为跳位监视继电器负端。

端子308为保护跳闸出口（BTJ），可经压板或直接接至端子318。

端子309为遥控正电源输入端子，只有在其接入正电源时装置才将遥跳和遥合功能投入。

端子310为遥控合闸出口（YHJ），可经压板或直接接至端子317。

端子311为遥控跳闸出口(YTJ)，可经压板或直接接至端子319。

端子312为控制正电源输入端子。

端子313为控制负电源输入端子。

端子314接外部合闸机构，即断路器合闸线圈。

端子315接外部跳闸机构，即断路器跳闸线圈。

端子317为手动合闸输入端子。

端子318为保护跳闸输入端子。

端子319为手动跳闸输入端子。

端子320为DCS跳闸输入端子。

端子321～322为开出4，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。

端子323～324为开出5，默认为保护联跳出口，也可通过跳线选择为位置联跳。

端子325～326为装置故障告警信号输出。

端子327～328为保护跳闸信号输出。

端子329～330为保护告警信号输出。

端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。

插槽4：接口板

端子401～402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子403为信号地。

端子404～405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子406～407为GPS对时输入端口，接485差分电平。

端子408为信号地。

端子414～416为2路4～20mA输出。414～4165为第1路输出，414为正端，416为负端；415～416为第2路输出，415为正端，416为负端。

装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。

插槽5：电源板

端子503～504为装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或直流110V。503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。

端子506～530为24路强电直流110V或220V开入。506为开入公共负端，507～530为24路开入输入。507、508、509默认定义为3路开关量保护。

端子531～532为装置闭锁输出，常闭接点。装置24V失电或内部CPU不正常工作，接点闭合。

4.2.2不配置操作板基本配置端子

插槽1：模入板

同操作板配置下模入板端子说明。

插槽2：空板

插槽3：出口板

端子301～304为保护联跳输出。301～302为其中一副接点输出；303～304为其中另一幅接点输出。

端子305～308为开出2出口。305～306为其中一副接点输出；307～308为其中另一幅接点输出。

端子309～310为保护跳闸出口。

端子311～312为遥合继电器出口。

端子313～314为遥跳继电器出口。

端子325～326为装置故障告警信号输出。

端子327～328为保护跳闸信号输出。

端子329～330为保护告警信号输出。

端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。

插槽4：接口板

同操作板配置下接口板端子说明。

插槽5：电源板

510默认定义为远方位置，511、512默认定义为断路器跳位、合位接入。其余同操作板配置下电源板端子说明。

4.3端子接线原理图

4.3.1模拟量输入接线原理图

4.3.2开入、信号、网络、模出、电能脉冲输出回路接线原理图

4.3.3操作板操作回路原理图

4.3.4不配置操作板开出回路接线原理图

5装置选型

（1）装置网络通讯接口可选配CAN、ProfiBus，均为双网配置；如果需要选配RS485接口，请特殊说明；

（2）装置可选配操作回路，防跳功能可选择取消；联跳继电器默认为保护联跳，如果联跳继电器需要为位置联跳，请特殊说明；操作回路跳合闸电流默认为0.3~4A自适应，如果跳合闸电流为0.05~0.3A或4~10A，请特殊说明。也可不选配操作回路；

（3）装置操作回路电源和开入电源有直流110V和直流220V之分；装置电源不区分110V和220V，也不区分交流和直流；

（4）装置二次额定电流有1A和5A之分，此电流为保护电流和测量电流，且保护电流和测量电流同为1A或5A；

（5）装置默认配置1路4~20mA输出，如果不需要4~20mA输出或需要2路4~20mA输出，请特殊说明；

（6）装置零序CT精确工作范围为10mA~6A，如果零序电流不在此范围，请特殊说明；

（7）装置二次额定电压为100V、50Hz，线电压接入；

（8）装置可扩展开入、开出资源以及选配非电量板，请特殊说明。

（9）装置不选配硬件电能板；