WGB-611说明书.doc

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WGB-611微机线路保护测控装置
技术及使用说明书
（ver-1.00）

许继集团股份有限公司
XJ GROUP CORPORATION CO.,LTD.

可修改
WGB-611
微机线路保护测控装置

应用范围
适用于66kV及以下电压等级的线路及馈出线保护及测控。

装置硬件
l 后插拔方式，强弱电分离；加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计,可分散安装于开关柜上运行。
l 采用32位微机处理器，大容量的RAM和Flash Memory；数据处理、逻辑运算和信息存储能力强，运行速度快，可靠性高。
l 16位高精度AD，测量精度高。
l 可保存不少于80个最近发生的事件报告及运行报告。
l 采用图形液晶，中文显示，菜单式操作。

主要特点
l 实时多任务操作系统，模块化编程；实时性好，可靠性高。
l 8套保护定值，定值区切换安全方便。
l 标准通信规约，方便与微机监控或保护管理机联网通讯。
l 完整的断路器操作回路，设置断路器遥控功能。
l 保护与测控一体化，单台装置完成间隔主要功能。

我公司保留对本说明书进行修改的权利；
产品与说明书不符时，请参照实际产品说明。

2008.07 第一版印刷

1 装置简介 1

1.1 功能配置 1
1.2 主要特点 1

2 技术指标 2

2.1 额定数据 2
2.2 功耗 2
2.3 环境条件 2
2.4 抗干扰性能 2
2.5 绝缘性能 3
2.6 机械性能 3
2.7 各元件工作范围及误差 3
2.8 测量精度 3

3 装置硬件 4

3.1 机箱结构 4
3.2 主要插件 4

4 保护原理 5

4.1 三段电流电压方向保护 5
4.2 过流加速保护 6
4.3 过负荷保护 6
4.4 零序过流保护/小接地电流选线 7
4.5 低电压保护 7
4.6 低频减载保护 8
4.7 三相一次重合闸 8
4.8 PT断线告警 8
4.9 控制回路异常 9
4.10 手车位置异常告警 9
4.11 跳位异常告警 10
4.12 弹簧未储能告警 10
4.13 装置故障告警 10
4.14 遥测、遥信、遥控及遥脉功能 10
4.15 录波 10
4.16 GPS对时 10

5 定值范围及动作告警信息 10

5.1 压板整定信息 10
5.2 定值整定及说明 11
5.3 动作信息及说明 13

6 装置对外接线 14

6.1 装置对外接线 14
6.2 装置辅助电源 14
6.3 交流电流及电压输入 14
6.4 开入及开入电源 14
6.5 信号及控制回路 15
6.6 通信端子 15

7 人机界面说明 15

7.1 键盘说明 15
7.2 运行显示 15
7.3 菜单结构 16
7.4 菜单操作 16
7.5 浏览 17
7.6 记录 18
7.7 整定 19
7.8 调试 21
7.9 设置 21
7.10 版本 25

8 调试及异常处理 25

8.1 调试说明 25
8.2 程序检查 25
8.3 开关量输入检查 25
8.4 继电器回路检查 25
8.5 模拟量输入检查 26
8.6 整组试验 26
8.7 异常处理 26

9 IEC60870-5-103规约点表 26

9.1 保护动作故障信号 26
9.2 告警信号 26
9.3 状态信号 27
9.4 控制信号 27
9.5 遥测信号 28
9.6 电镀信号 28
9.7 总召唤信息 28
9.8 录波 28

10 投运说明及注意事项 28

11 贮存及保修 29

12 供应成套性 29

13 订货须知 30

14 附图1：装置面板布置图 31

附图2：装置背面端子图 32

附图3：装置接线示意图 33

附图4：控制回路原理图 34

1. 装置简介
WGB-611微机线路保护测控装置实现中低压线路的保护和测控功能，主要用于66kV及以下各级电压等级的线路及馈出线。
1.1. 功能配置：请参看表1-1
表1-1：功能配置

序号
功能名称
WGB-611
保护功能
1
三段带电压闭锁的方向过流保护
√
2
过流加速保护
√
3
零序过流保护/网络小电流接地选线
√
4
三相一次重合闸
√
5
过负荷保护
√
6
低频减载保护
√
7
低电压保护
√
8
TV断线告警
√
9
控制回路异常告警
√
10
跳位异常告警
√
11
手车位置异常告警
√
测控功能
1
遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信
√
2
正常断路器遥控分合
√
3
P、Q、IA、IC、Uab、Ubc、Uca、f等模拟量的遥测
√
4
开关事故分合次数统计及事件SOE等
√
5
故障录波
√
6
4路脉冲输入
√

1.2. 主要特点
a. 加强型单元机箱按抗强振动、强干扰设计,特别适应于恶劣环境,可分散安装于开关柜上运行。
b. 集成电路全部采用工业品或军品，使得装置有很高的稳定性和可靠性。
c. 采用32位单片机作为保护CPU，配置大容量的RAM和Flash Memory；数据运算、逻辑处理和信息存储能力强，可靠性高，运行速度快。
d. 采用16位A/D作为数据采集，数据采集每周24点，保护测量精度高。
e. 采用图形液晶，全中文显示菜单式人机交互；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。
f. 可独立整定8套保护定值，定值区切换安全方便。
g. 大容量的信息记录：可保存不小于100个最近发生的历史报告,可带动作参数，掉电保持，便于事故分析。
h. 采用DL/T667-1999规约，设有RS-485通信接口；组网经济、方便,可直接与微机监控或保护管理机联网通讯。
2. 技术指标
2.1. 额定数据
a. 额定直流电压: 220V或110V (订货注明)
b. 额定交流数据： 相电压 100/V
零序电压 100V
交流电流 5A或1A(订货注明)
零序电流 1A
额定频率 50Hz
c. 热稳定性：
交流电压回路： 长期运行 1.2Un
交流电流回路： 长期运行 2In
1s 40In
零序电流回路： 长期运行 1A
1s 40A
2.2. 功耗
a. 交流电压回路： 每相不大于1VA；
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. 零序电流回路: 不大于0.5VA；
d. 保护电源回路： 正常工作时,不大于12W；保护动作时,不大于15W。
2.3. 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；在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆转的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。
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：80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。
2.4. 抗干扰性能
a. 脉冲群干扰：能承受GB/T14598.13－1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV，差模为1kV）脉冲群干扰试验。
b. 快速瞬变干扰：能承受GB/T14598.10－1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
c. 辐射电磁场干扰：能承受GB/T14598.9－1995第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
d. 静电放电：能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为Ⅲ级的静电放电试验。
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,交流电流回路和交流电压回路之间,用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
b. 介质强度：装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V(有效值)的交柳电压,历时1min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,交流电流回路和交流电压回路之间,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。
c. 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。
2.6. 机械性能
a. 振动响应：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。
b. 冲击响应：装置能承受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：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
d. 冲击耐久：装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
e. 碰撞：装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
2.7. 保护定值整定范围及误差
a. 定值整定范围
交流电压： 2V～100V；
交流电流： 0.1In～20In；
零序电流： 0.02A～12A。
频 率： 45HZ～49.5HZ；
延 时： 0s～100s；
b. 定值误差
电 流： < ±2.5%。
电 压： < ±2.5%。
零序电流：0.02A～0.4A（含0.4A）范围内不超过±0.01In，0.4A ～12A 范围内不超过±2.5%。
延时误差：0～2s(含2s)范围内不超过40ms，2s～100s范围内不超过整定值的±2％。
2.8. 测量精度
a. 各模拟量的测量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. 开关量输入电压（220V），分辨率不大于2ms；
d. 脉冲量输入电压24V，脉冲宽度不小于10ms。

3. 装置硬件
装置采用加强型单元机箱，按抗强振动、强干扰设计；确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。不论组屏或分散安装均不需加设交、直流输入抗干扰模块。面板上包括液晶显示器、信号指示器、操作键盘、调试RS-232通信口等。
3.1. 机箱结构
装置的外形尺寸如图3-1所示

图3-1 外形尺寸
装置的安装开孔尺寸如图3-2所示：

图3-2 安装开孔尺寸
3.2. 主要插件
本保护装置由以下插件构成：交流插件、CPU插件、信号插件以及人机对话界面。
a. 交流插件
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。
插件包括6个电流变换器TA和4个电压变换器TV。6个TA分别变换Ia、Ib、Ic、IA、IC、3I0六个电流量，4个TV分别变换母线Ua、Ub、Uc 和线路抽取电压Ux四个电压量。
b. CPU插件
本插件集成了装置的电源模块，由电源模块将外部提供的交、直流电源转换为保护装置工作所需电压。本模块输入交、直流220V或直流110V (根据需要选择相应规格),输出+5V和+24V。+5V电压用于装置数字器件工作， 24V电压用于装置驱动继电器使用或输出装置用于开关量输入。插件采用多层印制板和表面贴装工艺，采取了多种抗干扰措施，大大提高了抗干扰性能。
c. 出口插件
本信号插件包括信号部分、跳合闸回路和备用出口。
信号部分主要包括跳闸信号继电器（TXJ）、合闸信号继电器（HXJ）、告警继电器（GXJ）、电源监视继电器（POWER）。
跳合闸部分主要完成跳合闸及其保持、防跳、位置监视等功能。包括跳闸继电器（BTJ）、合闸继电器（BHJ）、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)及防跳继电器（FTJ）。
备用出口部分主要包括3个备用出口继电器，可根据用户需求设置为瞬动或保持出口。
d. 人机对话插件
人机对话界面安装于装置面板上，是装置与外界进行信息交互的主要部件，采用大屏幕液晶显示屏，全中文菜单方式显示（操作），主要功能为：键盘操作、液晶显示、信号灯指示及串行口调试。

4. 保护原理
4.1三段式带低压闭锁的电流方向保护
装置设Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段带低压闭锁的电流方向保护，各段电流及时间定值可独立整定，通过分别设置整定控制字控制这三段保护的电压元件、方向元件的投退。
三段式电流电压方向保护相间功率方向元件采用90°接线，利用Ia与Ubc，Ib与Uca，Ic与Uab分别比相，其动作方程为（Ia与Ubc为例）：

式中φ为最大灵敏角,取φ=-45°或-30°。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段带低压闭锁的电流方向保护原理如图1所示。
图1 三段式带低压闭锁的电流方向保护原理图
4.2过流加速保护
对线路保护装置设置了独立的过流加速保护，可通过定值“前加速/后加速”选择前加速还是后加速。前加速一般用于35kV及以下的具有几段串连的辐射形线路上，能快速切除故障，然后靠重合闸纠正这种非选择性动作。后加速方式是线路上均装有选择性的保护和重合闸，线路故障时保护按有选择性的方式动作跳闸，再重合，当重合于故障或者手合于永久性故障时，后加速保护无选择性的动作跳闸，加速故障的切除。
装置设置了独立的过流加速段电流定值及相应的延时时间定值，与传统的保护相比，使保护的配置更加灵活。
过流加速保护原理如图2所示。
图2 过流加速保护原理图
4.3过负荷保护
装置设有过负荷保护，可以由控制字选择动作于跳闸还是告警（“过负荷跳闸”控制字整定为“0”时告警，整定为“1”时跳闸）。整定为跳闸时，跳闸后闭锁重合闸。
过负荷保护原理如图3所示。
图3 过负荷保护原理图
4.4零序电流保护/小电流接地选线
装置应用于不接地或小电流接地系统，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。在本装置中接地保护实现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用上位机比较同一线上各线路零序电流基波和方向的方法来判断接地电路。
在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，可以采用直接跳闸方法。装置设零序电流保护（“零序跳闸”控制字整定为“0”时告警，整定为“1”时跳闸）。
零序电流保护原理如图4所示：
图4 零序电流保护原理图
4.5低电压保护
装置设有低电压保护，由压板进行投退。本保护在断路器处于合位或线路有电流时投入。母线TV断线实时闭锁低电压保护。低电压保护动作时闭锁线路重合闸。
低电压保护原理如图5所示。

图5低电压保护原理图
4.6低频减载保护
在任一相有流(I>0.04In)时投入低频减载保护。低频减载设有电压闭锁、滑差闭锁。当系统发生故障，频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低频减载保护。低频减载保护动作同时闭锁重合闸。
低频减载保护原理如图6所示。

图6 低频减载保护原理图
4.7三相一次重合闸
装置设有三相一次重合闸功能。重合闸当开关位于合位，且无外部闭锁时充电，充电时间为20s。当开关由合位变为跳位时重合闸启动。启动后，若10秒内不满足重合闸条件则放电。重合闸设有三种重合方式：1－无检定；2－检无压(有压时自动转为检同期)；3－检同期。
重合闸的闭锁条件有：⑴电流I段动作(电流I段闭锁重合闸控制字投入情况下)；⑵过负荷跳闸；⑶低电压跳闸；⑷低频减载跳闸；⑸遥控跳闸；⑹手动跳闸；⑺控制回路异常；⑻弹簧未储能；⑼闭锁重合闸开入；(10)线路TV断线告警。
三相一次重合闸原理如图7所示。
图7三相一次重合闸原理图
4.8 TV断线告警
4.8.1母线TV断线告警
装置检测到母线TV断线延时5s发告警信号。在母线电压恢复正常（线电压均大于80V）1s后，保护返回。
母线TV断线告警原理如图8-1所示。

图8-1 母线TV断线检测原理图
4.8.2 线路TV断线告警
对于含检无压或检同期要求的线路，当线路有流时，检查线路抽取电压幅值若小于无压定值（30V），延时5s发线路TV断线告警信号。
线路TV断线告警原理如图8-2所示。
图8-2 线路TV断线检测原理图
4.9控制回路异常告警
当自检设置中（菜单“设置”→“自检设置”中配置）投入控制回路异常自检(KZHL)时，当控制电源正常、断路器位置辅助接点正常时，有且仅有一个跳位或合位开入，否则，经2s延时报控制回路异常告警信号。直到位置正确1s后告警才返回，才可通过按“复归”键，把告警信号复归掉。控制回路异常原理如图9所示。

图9 控制回路异常检测原理图
4.10手车位置异常告警
当断路器为手车式时(菜单“设置”→“参数设置”中配置，WIR=1)，自检设置中（菜单“设置”→“自检设置”中配置）投入手车位置异常自检(SCWZ)时，当控制电源正常时，断路器位置只能在工作位置（n202）或试验位置（n203），否则，经5s延时报手车位置异常告警信号。直到位置正确1s后告警才返回，才可通过按“复归”键把告警信号复归掉。
手车位置异常原理如图10所示。

图10手车位置异常检测原理图
4.11跳位异常告警
在自检设置中（菜单“设置”→“自检设置”中配置）投入跳位异常自检(TWYC)时，装置检测到跳位有开入且有流（Imax>0.04In）时，经延时2s报跳位异常告警信号，直到跳位无流或者在合位后1s才返回，才可通过按“复归”键，把告警信号复归掉。
4.12弹簧未储能告警
装置检测到弹簧未储能开入（n201）时，经延时15s报弹簧未储能告警，告警继电器动作，直到该开入返回1s后弹簧未储能才返回，才可通过按“复归”键，把告警信号复归掉。弹簧未储能有开入时，闭锁遥控合闸。
4.13装置故障告警
保护装置的硬件发生故障（开出故障、A/D故障等），装置的LCD可以显示故障信息，并驱动装置告警继电器，同时闭锁保护，处理完故障后，重新上电后，就可以把告警灯复归掉。
4.14遥信、遥控、遥脉及遥测功能
遥测：装置的测量回路有独立的交流输入（IA、IC）接测量TA，与保护回路的交流输入分开；测量：IA、IB、IC、Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca、P、Q、f、COSφ等；
遥信：各种保护动作信号及断路器位置遥信、开入遥信等；
遥控：远方控制跳/合闸、压板投退、修改定值等；
遥脉：累计电度表的脉冲。
4.15录波
装置记录保护启动前2周波，启动后4周波（每周波24点）的采样数据，保护跳闸后上送变电站自动化主站，或者由装置面板的RS232口拷贝，可以用于分析装置的跳闸行为。
4.16 GPS对时
装置通过与变电站自动化主站通信，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。

5. 定值范围及动作告警信息
5.1 压板整定信息
本保护装置压板单独整定，在菜单‘整定’→‘压板整定’中进行。压板清单见表1。
表1 压板清单
压板名称
压板状态
电流Ⅰ段压板
1：投入/ 0：退出
电流Ⅱ段压板
1：投入/ 0：退出
电流Ⅲ段压板
1：投入/ 0：退出
过流加速压板
1：投入/ 0：退出
过负荷压板
1：投入/ 0：退出
零序电流压板
1：投入/ 0：退出
低电压压板
1：投入/ 0：退出
低频减载压板
1：投入/ 0：退出
重合闸压板
1：投入/ 0：退出
TV断线压板
1：投入/ 0：退出
5.2 定值整定信息
定值整定在菜单‘整定’→‘定值整定’中进行。本保护装置可存贮8套定值，对应的定值区号为0～7。整定时，未使用的保护功能应退出压板，使用的保护功能投入压板，并对相关的控制字、电流、电压及时限等定值进行整定。定值清单见表2。
表2 定值清单
定值种类
定值项目（符号）
整定范围及步长
1.电流Ⅰ段保护
电流Ⅰ段定值(Id1)
0.2In～15In 0.01A
电流Ⅰ段时限(Td1)
0s～100s 0.01s
电流Ⅰ段方向(FXD1)
1：投入 0：退出
Ⅰ段电压闭锁(DYD1)
1：投入 0：退出
Ⅰ段闭锁定值(Udz1)
10V～100V 0.01V
2.电流Ⅱ段保护
电流Ⅱ段定值(Id2)
0.2In～15In 0.01A
电流Ⅱ段时限(Td2)
0s～100s 0.01s
电流Ⅱ段方向(FXD2)
1：投入 0：退出
Ⅱ段电压闭锁(DYD2)
1：投入 0：退出
Ⅱ段闭锁定值(Udz2)
10V～100V 0.01V
3.电流Ⅲ段保护
电流Ⅲ段定值(Id3)
0.2In～15In 0.01A
电流Ⅲ段时限(Td3)
0s～100s 0.01s
电流Ⅲ段方向(FXD3)
1：投入 0：退出
Ⅲ段电压闭锁(DYD3)
1：投入 0：退出
Ⅲ段闭锁定值(Udz3)
10V～100V 0.01V
4过流加速保护
过流加速定值(Ijs)
0.2In～15In 0.01A
过流加速时限(Tjs)
0s～10s 0.01s
前加速/后加速（JSFS）
1：前加速 0：后加速
5.过负荷保护
过负荷定值(Igfh)
0.1In～4In 0.01A
过负荷时限(Tgfh)
0s～600s 0.01s
过负荷跳闸（GFHTZ）
1：跳闸 0：告警
6.零序电流保护
零序电流定值(Ilx)
0.02A～12A 0.001A
零序电流时限(Tlx)
0s～100s 0.01s
零序电流跳闸（LXTZ）
1：跳闸 0：告警
7.低电压保护
低电压定值(Udy)
10V～100V 0.01V
低电压时限(Tdy)
0s～100s 0.01s
8.低频减载保护
低频减载定值(Fdp)
45.00Hz～49.50Hz 0.01Hz
低频减载时限(Tdp)
0.2s～100s 0.01s
低压闭锁定值（Udp）
10V～100V 0.01V
滑差闭锁（HCBS）
1：投入 0：退出
滑差闭锁定值（Fhc）
1.00Hz/s～5.00Hz/s 0.01Hz/s
9.重合闸
重合闸时限（Tch）
0.2s～100s 0.01s
重合闸方式（Chfs）
1:无检定，2:检无压，3:检同期
抽取电压相别（Cqdy）
1:Ua,2:Ub,3:Uc,4:Uab,5:Ubc,6:Uca
检无压定值（Ujwy）
10V～100V 0.01V
检同期角度（Djtq）
20°～45° 1°
Ⅰ段闭锁重合闸（BSCH）
1：投入 0：退出
10.公用定值
相间功率方向灵敏角(LMJ)
1：-45° 0：-30°
TV断线相关保护（XGBH）
1：投入 0：退出

5.3 动作信息及说明
保护运行中发生动作或告警时,自动开启液晶背光，动作信息（见表3）显示于LCD，同时上传到保护管理机或当地监控。如多项保护动作,动作信息将交替显示于LCD。操作报告不弹出显示，但可在“记录” 菜单下查阅。装置面板有“复归”按钮，也可以用通信命令复归；保护动作后如不复归,信息将不停止显示,信息自动存入事件存贮区。运行中可在“记录”菜单下查阅所有动作信息，包括动作时间、动作值。动作信息，掉电保持，在“记录”菜单下，可清除所有事件信息。
表3 保护动作及告警信息
显示内容
动作信息
电流Ⅰ段跳闸
跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指示灯亮
电流Ⅱ段跳闸
跳闸继电器、跳闸信号继电器出口；跳闸指