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1、 WCH-821微机充电保护测控装置技术及使用说明书（Version 2.71）许继集团股份有限公司XJ GROUP CORPORATION CO.,LTD. WCH-821 微机充电保护测控装置应用范围 适用于110kV及以下电压等级的母联(分段)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位浮点DSP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100个最近发生的事件报告及运行报告。l 采用中文图形
2、液晶显示，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 保护与测控一体化。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。2005.* 第*版印刷 WCH-820微机充电保护测控装置 1 装置简介 1 1.1 功能配置 11.2 主要特点 12 技术指标 2 2.1 额定数据 22.2 装置功耗 22.3 环境条件 22.4 抗干扰性能 22.5 绝缘性能 32.6 机械性能 32.7 保护定值整定范围和误差 32.8 延时整定范围和误差
3、32.9 测量精度 33 装置整体说明 3 3.1 机箱结构 33.2 硬件平台说明 43.3 软件平台说明 43.4 主要插件说明 44 保护原理 5 4.1 两段充电保护 54.2 三段电流保护 64.3 三段零序电流保护 64.4 TV断线告警 74.5 复合电压 74.6 控制回路异常告警 84.7 手车位置异常告警84.8 弹簧未储能告警 84.9 压力异常告警 84.10 装置故障告警 84.11 遥测、遥信及遥控功能 84.12 录波 84.13 GPS对时 94.14 打印功能 94.15 网络通信 95 保护信息说明 9 5.1 定值整定信息 95.2 压板整定信息 105.
4、3 动作信息及说明 106 装置对外接线说明 11 6.1 装置接线端子 116.2 装置辅助电源 116.3 交流电流输入 116.4 交流电压输入 116.5 开入及开入电源 116.6 中央信号输出 126.7 位置触点 126.8 跳合闸出口 126.9 通信端子 126.10 其它端子 127 人机接口说明 13 7.1 面板说明 137.2 显示菜单说明 138 调试及异常处理 19 8.1 调试说明 198.2 程序检查 198.3 开关量输入检查 198.4 继电器开出回路检查 198.5 模拟量输入检查 208.6 相序检查 208.7 整组试验 208.8 异常处理 209
5、 投运说明及注意事项 2010 通信说明 21 11 贮存及保修 32 12 供应成套性 3313 订货须知 33 14 附图A：装置背板端子图 34 15 附图B：系统接线示意图 36 16 附图C：装置操作回路原理图 37 17 附图D：信号插件原理图 38411. 装置简介WCH-821微机充电保护测控装置实现母联(分段)开关的保护和测控功能，主要用于110kV及以下各级电压等级的母联(分段)开关的保护。1.1. 功能配置: 功能名称保护功能两段充电保护三段电流保护三段零流保护复合电压TV断线检测控制回路异常告警手车位置异常告警弹簧未储能告警压力异常告警测控功能遥信开入采集、装置遥信变位
6、、事故遥信断路器遥控分合IA、IB、IC模拟量的遥测故障录波注：装置操作回路不适用于液压操作机构断路器1.2. 主要特点1) 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。2) 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。3) 采用32位DSP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。4) 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。5) 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。6
7、) 可独立整定8套保护定值，定值区切换安全方便。7) 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。8) 通信规约采用IEC-60870-5-103规约或MODBUS规约可选，设有双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。9) 具有录波功能，装置记录保护跳闸前4周波，跳闸后6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，也可以通过故障分析软件进行故障分析。10) 保护出口方式可以按照保护配置，出口设置方便灵活。2. 技术指标2.1. 额定数据1) 额定电源电压: DC220V或DC110V或
8、AC220V (订货注明，AC220V用于交流操作回路)2) 额定交流电压：相电压100/V3) 额定交流电流：5A或1A(订货注明) 4) 额定频率： 50Hz5) 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 1s40In6) 稳定性：半周波：100In2.2. 装置功耗1) 交流电压回路： 每相不大于1VA；2) 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；3) 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1) 环境温度：工作： -25+55。储存： -25+70，相对湿度不大于8
9、0%，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。2) 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。3) 大气压力：80kPa110kPa（相对海拔高度2km以下）。2.4. 抗干扰性能1) 脉冲群干扰试验：能承受GB/T14598.131998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。2) 快速瞬变干扰试验：能承受GB/T14598.
10、101997第四章规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰试验。3) 辐射电磁场干扰试验：能承受GB/T14598.91995第四章规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰试验。4) 静电放电试验：能承受GB/T14598.14-1998中4.1规定的严酷等级为级的静电放电试验。5) 电磁发射试验：能承受GB/T14598.162002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。6) 工频磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.81998第5章规定的严酷等级为级的工频磁场抗扰度试验。7) 脉冲磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.91998第5章规定的严酷等级为级的脉冲磁场抗扰
11、度试验。8) 阻尼振荡磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.101998第5章规定的严酷等级为级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。9) 浪涌抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-5:2002第4章规定的严酷等级为级浪涌抗扰度试验。10) 传导骚扰的抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-6:2001第4章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。11) 工频抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-7:2003第4章规定的工频抗扰度试验。2.5. 绝缘性能1) 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,
12、用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100M。2) 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)的交流电压,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。3) 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5
13、kV(峰值)的标准雷电波冲击检验。2.6. 机械性能1) 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。2) 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。3) 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。4) 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。5) 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1) 定值整定范围
14、交流电压： 2V100V；交流电流： 0.1In20In；2) 定值误差电流： 2.5%；电压： 0.04In）；满足以上任一条件，“TV断线投退”控制字投入同时过流保护和充电保护过流部分没有启动， 则TV断线启动，5s后报母线TV断线。如果“TV断线闭锁投退”控制字投入则当TV断线启动时闭锁相应母线复合电压，闭锁在TV断线返回后解除。不满足以上情况，且线电压均大于80V，母线TV断线延时返回。原理框图如图4-5所示。图4-5 母线TV断线告警原理框图4.5. 复合电压复合电压仅做为闭锁元件去闭锁充电保护过流部分和电流保护。复合电压闭锁由“复压闭锁”硬压板、“复压闭锁投退”控制字和“复压检测投
15、退”控制字控制投退,三者同时投入则闭锁充电过流部分和电流保护，任一退出则开放保护。复合电压闭锁投入情况下，母线一与母线二复合电压同时满足条件则开放充电保护过流部分和电流保护。原理框图如图4-6所示。TV断线闭锁投退说明（为“TV检测”定值）：整定为1时，如本段母线发生TV断线，则本段母线复合电压元件自动退出。复合电压只判另一段母线电压。如两段母线均发生TV断线，则复合电压元件自动退出，充电保护过流部分和过流保护变为单纯的过流。整定为0时，如本段母线发生TV断线，则本段母线复合电压元件不退出。复合电压仍判两段母线。图4-6 复合电压原理框图4.6. 控制回路异常告警装置采集断路器的跳位和合位，当
16、电源正常、断路器位置辅助接点正常时，必然有一个跳位或合位，否则，经3s延时报“控制回路异常”告警信号(带操作回路)或“开关位置异常”告警信号(不带操作回路)，但不闭锁保护。4.7. 手车位置异常告警如果装置主接线显示选择“2”即手车位置显示，N217和N218分别接入手车运行位置和试验位置，则当装置N217和N218同时存在开入或同时没有开入，经3s延时报手车位置异常信号。4.8. 弹簧未储能告警装置设有弹簧未储能开入，当选用本装置操作回路时，装置收到开入后延时25s报弹簧未储能，发告警信号。4.9. 压力异常告警装置设有断路器压力异常开入，当选用本装置操作回路时，装置收到开入后延时1s报压力
17、异常，发告警信号。4.10. 装置故障告警保护装置的硬件发生故障（包括定值出错，定值区号出错，开出回路出错，通讯设置出错，出口配置出错，装置参数出错），装置的LCD显示故障信息，并闭锁保护的开出回路，同时发中央信号。4.11. 遥测、遥信及遥控功能遥测：装置的测量回路有独立的交流输入接仪表TA，与保护回路的交流输入分开。测量IA、IB、IC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；4.12. 录波装置记录保护跳闸前4周波，跳闸后6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；或者由独立的故障分析软件，分析故障和装置的
18、跳闸行为。录波数据顺序依次为：各保护电压、电流UA1、UB1、UC1、UA2、UB2、UC2 、IA、IB、IC，跳位开入，跳分段出口以及出口1到出口6开出。工程师站录波通道信息地址设置：模拟量从1开始依次加1；开入、开出量从17开始依次加1。4.13. 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。4.14. 打印功能可以通过装置的RS-232接口进行打印（通讯规约需设置为打印规约，波特率及奇偶校验位需与打印机配置相同），也可配置网络共享打印机，使用装置RS-485接口（通讯
19、规约需设置为打印规约，通讯校验为偶校验，波特率为9600bps）。可打印定值及动作报告、自检报告、开入量变化、录波等。如果两个RS-485口配置为双网，可连接到变电站自动化系统，通过主站打印。具体设置方法请参阅7.2.7节“通讯设置”。 *注：同一时刻只能选择设置一种打印方式。4.15. 网络通信装置具有双RS-485通信接口，可以直接与微机监控或保护管理机通信,规约采用DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）或MODBUS规约可选。网络通信波特率可设置：1200，2400，4800，9600，19200，38400；网络通信有、无校验位可设置（有校验位时配置为偶校验，不可选
20、择）。具体设置请参阅7.2.7节“通讯设置”。注：与许继8000系统通讯时，通讯规约需设置为103，通讯校验为偶校验，波特率为9600bps。5. 保护信息说明5.1. 定值整定信息装置可存储8套定值，对应的定值区号为07。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、电压及时限定值进行整定。WCH-821定值范围见表5-1：表5-1 WCH-821定值范围定值种类定值项目整定范围及步长01 充电保护段过流定值(Igl1)0.1In20In，0.01A零流定值(I0l1)0.1In20In，0.01A充电动作时限(Tcd1)0.0415s，0.01s充电投
21、入时间(Tct1)230s，0.01s过流投退(GL)1(投入)0(退出)零流投退(LL)1(投入)0(退出)02 充电保护段过流定值(Igl2)0.1In20In，0.01A零流定值(I0l2)0.1In20In，0.01A充电动作时限(Tcd2)0.0415s，0.01s充电投入时间(Tct2)230s，0.01s过流投退(GL)1(投入)0(退出)零流投退(LL)1(投入)0(退出)03 电流段电流段定值(Idz1)0.1In20In，0.01A电流段时限(T1)0.0410s，0.01s04 电流段电流段定值(Idz2)0.1In20In，0.01A电流段时限(T2)0.110s，0.
22、01s05 电流段电流段定值(Idz3)0.1In20In，0.01A电流段时限(T3)0.110s，0.01s06 零流段零流段定值(I0dz1)0.1In20In，0.01A零流段时限(T01)0.0410s，0.01s07 零流段零流段定值(I0dz2)0.1In20In，0.01A零流段时限(T02)0.110s，0.01s08 零流段零流段定值(I0dz3)0.1In20In，0.01A零流段时限(T03)0.110s，0.01s零流段跳闸(I0TZ)1(跳闸)0(告警)09 TV1检测TV断线检测投退(TV1)1(投入)0(退出)TV断线闭锁投退(TV1BS)1(投入)0(退出)1
23、0 TV2检测TV断线检测投退(TV2)1(投入)0(退出)TV断线闭锁投退(TV2BS)1(投入)0(退出)11 复合电压低电压定值(UL，线压)70.0100.0V，0.01V负序电压定值(U2，相压)2.030.0V，0.01V复压检测投退(FYJC)1(投入)0(退出)复压闭锁投退(FHDY)1(闭锁)0(不闭锁)5.2. 压板整定信息WCH-821压板见表5-2：表5-2 WCH-821软压板信息显示内容动作意义充电保护段投入退出充电保护段投退充电保护段投入退出充电保护段投退电流段投入退出电流段投退电流段投入退出电流段投退电流段投入退出电流段投退零流段投入退出零流段投退零流段投入退出
24、零流段投退零流段投入退出零流段投退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,将动作信息(见表5-5)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。开入等遥信量报告不弹出显示，但可在“报告” 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“报告”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“报告”菜单下，可清除所有事件信息。表5-5 保护动作及告警信息显示内容动作意义充电保护段动作跳闸、跳闸信号充电保护段跳闸出口充电保护段动
25、作跳闸、跳闸信号充电保护段跳闸出口电流段动作跳闸、跳闸信号电流段保护跳闸出口电流段动作跳闸、跳闸信号电流段保护跳闸出口电流段动作跳闸、跳闸信号电流段保护跳闸出口零流I段动作跳闸、跳闸信号零序过流I段保护跳闸出口零流II段动作跳闸、跳闸信号零序过流II段保护跳闸出口零流III段跳闸跳闸、跳闸信号零序过流III段保护跳闸出口零流III段告警告警信号零序过流III段保护告警信号控制回路异常告警信号控制回路异常告警信号开关位置异常告警信号开关位置异常手车位置异常告警信号手车位置异常母线一TV断线告警信号I母TV断线母线二TV断线告警信号II母TV断线A/D故障告警信号（保护退出）装置数据采集回路故障开
26、出出错告警信号（保护退出）装置继电器驱动回路故障定值出错告警信号（保护退出）定值或软压板整定出错定值区号出错告警信号（保护退出）定值区号出错装置参数出错告警信号（保护退出）装置参数设置出错EEPROM故障告警信号（保护退出）EEPROM出错，退出运行出口配置出错告警信号（保护退出）出口配置出错通讯设置出错告警信号通讯设置出错6. 装置对外接线说明6.1. 背面端子图：见附图1-A和1-B。注：以下端子接线说明中，N4*为带操作回路装置端子说明，不带操作回路装置N4*端子接线参考附图，此处不再说明。6.2. 装置辅助电源N314、N315为装置辅助电源输入端，N314接正极性端，N315接负极性端；N316为装置屏蔽接地端子。6.3. 交流电流输入N101、N102，N