wbz-500g变压器说明书.doc
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1、国 电 南 自 Q/GDNZ.JB42.004-2003 标准备案号:126- 2004 WBZ-500G 数字式变压器保护 说明书 国 电 南 京 自 动 化 股 份 有 限 公 司 GUODIAN NANJING AUTOMATION CO.,LTD WBZ-500G 数字式变压器保护 技术说明书 编写 审核 批准 国电南京自动化股份有限公司 2008 年 8 月 版本声明 本说明书适用于 WBZ-500G 数字式变压器保护(广东) 。 本说明书在原来说明书(“WBZ-500G 变压器技术说明书(广东版)(印刷) ”)的基础上面加以修改整理。 1软件 本说明书为 WBS-500G 数字式变
2、压器保护的说明书,其中包含变压器差动保护、分差保护、后备保护、 TA 断线告警、零序反时限、TV 断线告警、过负荷告警等功能。其保护功能可以满足 220kV 及以上电压等 级变压器保护的要求。 2硬件 本装置采用 POWERPC+DSP 结构, DSP 进行高速 16 位 AD 数据采集处理,而 POWERPC 进行逻辑运算,其总 体运算速度快。 * 技术支持 电话:(025)51183084 传真:(025)51183077 * 本说明书可能会被修改,请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符 * 2008 年 8 月 第 1 版 第 1 次印刷 目 次 1 1 概述概述1 1.1 适用范围1
3、 1.2 基本功能及技术特点1 1.2.1 基本功能1 1.2.2 技术特点2 2 2 技术性能及指标技术性能及指标3 2.1 工作环境3 2.2 额定参数3 2.3 主要技术指标3 2.3.1 功率消耗3 2.3.2 过载能力3 2.3.3 电流电压回路精确测量范围3 2.4 保护动作精度4 2.4.1 测量元件精度4 2.4.2 差动保护、分相差动保护4 2.4.3 后备保护4 2.5 绝缘性能4 2.5.1 绝缘电阻4 2.5.2 介质强度4 2.5.3 冲击电压4 2.5.4 耐湿热性能4 2.6抗电磁干扰.5 3 3 系统系统/ /装置构成装置构成6 3.1 装置的构成特点6 3.2
4、 结构、外观及安装尺寸6 3.3 背板布置7 4 4 装置工作原理装置工作原理8 4.1 产品硬件构成原理说明8 4.1.1 硬件系统框图及说明8 4.1.2 主要部件(插件)或功能模块工作原理图9 4.1.3 插件外接端子说明10 4.1.4 人机对话(MMI)10 4.1.5 故障录波10 4.1.6 打印机10 4.1.7 后台通讯11 4.2 软件工作原理11 4.2.1 保护功能程序11 4.3 装置起动11 4.4 差动保护13 4.4.1 差动算法13 4.4.2 励磁涌流鉴别15 4.4.3 轻微过激磁闭锁16 4.4.4 TA 断线.16 4.4.5 差动速断保护17 4.4
5、.6 差动保护定值整定说明17 4.5 分差保护19 4.6 后备保护20 4.6.1 相间阻抗保护20 4.6.2 接地阻抗保护22 4.6.3 复合电压24 4.6.4 复合电压过流保护26 4.6.5 复合电压方向过流保护27 4.6.6 零序过电流及零序方向过流保护31 4.6.7 过激磁保护34 4.6.8 限时速断保护37 4.6.9 公共绕组零序过流保护38 4.6.10 间隙零序过流过压保护39 4.6.11 非全相保护40 4.6.12 反时限零序过流保护41 4.7 告警功能及其它辅助功能43 4.7.1 低压侧零序过电压保护43 4.7.2 过负荷保护43 4.7.3 变
6、压器过负荷启动风冷44 4.7.4 变压器过负荷闭锁调压45 4.7.5 TV 二次 异常判别。.46 4.8 通信及通信规约47 5 5 订货须知及其他订货须知及其他48 附录附录 A A WBZ-500GWBZ-500G 主变保护配置主变保护配置49 附录附录 B B WBZ-500GWBZ-500G 自耦变压器主变保护配置和定值说明自耦变压器主变保护配置和定值说明51 1.1 保护配置51 1.2 广东 500KV 定值单(参照顺德 500KV 变).52 附录附录 C C 220KV220KV 低压侧双分支主变保护配置和定值说明低压侧双分支主变保护配置和定值说明59 1.1 保护配置.
7、59 1.2 广东省低压侧双分支中压侧不带阻抗保护定值(参考深圳南约变)60 附录附录 D D 220KV220KV 低压侧单分支主变保护配置和定值说明低压侧单分支主变保护配置和定值说明67 1.1 保护配置67 1.2 定值单(参考星云变).68 附录附录 E E EDP01EDP01 平台操作说明书平台操作说明书73 附录附录 F F 广东电网广东电网 500KV500KV 自耦变压器保护配置与定值审定稿自耦变压器保护配置与定值审定稿.84 附录附录 G G SGVIEWSGVIEW 读取录波及波形分析方法读取录波及波形分析方法88 概述 1 1 概述 1.1 适用范围 WBZ-500G
8、系列数字式变压器保护装置是以差动保护、后备保护和非电量保护为基本配置的成套变压 器保护装置,适用于 1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV 电压等级大型电力变压器。本系列保护装置 基本配置设有两套完全相同的保护主控模件,其中 A/D 转换回路集成在保护主控模件内,能完成变压器 所有的电量保护功能。保护功能采用逻辑图方式灵活配置。 1.2 基本功能及技术特点 1.2.1 基本功能 单装置可实现全套变压器电气量保护,各保护功能由软件实现。装置包括多种原理的差动保护,装 置含有全套后备保护功能模块库,可根据需要灵活配置,功能调整方便。 1 差动保护: 差动速断保护; 二次谐波制
9、动稳态比率差动保护; 波形分析制动稳态比率差动保护。 2 分相差动保护: 分相差动速断保护; 分相差动保护。 3 后备保护: 相间阻抗保护; 接地阻抗保护; 复压闭锁方向过流保护; 零序方向过流保护; 反时限零序过流保护; 间隙保护(零序过流、零序过压); 非全相保护; 过激磁保护; 过负荷告警; TA、TV 断线告警; 过负荷闭锁调压功能; 过负荷启动通风功能。 概述 2 1.2.2 技术特点 1高性能硬件 速度大于 300MIPS 的 32 位 CPUDSP 系统 ; 采样速率为 96 点(可为 144 点)的 16 位的模数转换系统; 接口显示器采用 10.4 寸大屏幕真彩液晶,操作方式
10、采用高可靠性的触摸屏,并具有网口连接调 试、红外线感应起到屏保功能。 2高可靠性 在单层机箱内可采用双 CPU 板同时工作,实现双套电气量保护与门保护出口。即实现双 AD 采样、 双 DSP 并行逻辑判断处理,出口回路实行双 CPU 出口互锁,即双 CPU 同时动作,保护才出口跳闸。 3强电磁兼容性 装置采用背插式和特殊的屏蔽措施,装置能承受 GB/T 17626-1998 等级为 5 级的工频磁场抗 扰度试验、5 级的阻尼振荡磁场抗扰度试验、4 级的静电放电抗扰度试验、4 级的电快速瞬变脉 冲群抗扰度试验、4 级的振荡波抗扰度试验 3 级的射频电磁场辐射抗扰度试验、3 级的浪涌(冲 击)抗扰
11、度试验、3 级的射频场感应的传导骚扰抗扰度试验。 4单装置完成所有电气量功能 装置可以提供一台变压器所需要的全部电气量,适用于各种变压器 TA 接线型式。 5逻辑图编程设计 各保护功能模块化设计,各类工程配置不同的逻辑图,即可实现各种保护配置。 6保护装置采用多种差动原理判别变压器是否发生区内故障。 a二次谐波稳态比率差动:正常的比率差动,保证区内快速动作,区外故障不误动。 b波形分析稳态比率差动:实现分相制动,保证变压器在空投到故障情况下,保护快速动作 。 7丰富、实用的界面设计 操作系统采用 VxWorks,操作简单易掌握。 界面显示各侧电流、电压及其相位、差流情况、压板状态等运行相关量。
12、 操作采用“所见及所得”的图形化触摸式操作方式,便于现场人员使用。 8完善的事件记录和故障录波功能 保护故障波形记录至少五周波所有交流通道瞬时值,同时将开关量状态显示出来; 利用 装置本身的分析软件可以分析故障时的电流电压量情况、故障时的出口情况;可以选择性打印 录波及历史事件,也可以读取主控模件和监控模件的日志文件,进一步分析装置的运行情况。 9强大的通信功能 保护具有三个以太网接口,两个 RS485 通信串口,一个 RS232 打印接口。通信规约采用 IEC60870-5-103 规约、IEC61850 规约等。 技术性能及指标 3 2 技术性能及指标 2.1 工作环境 环境温度: -15
13、+55 相对湿度: 5%95% 大气压力: 86kpa106kpa 2.2 额定参数 额定直流电源电压:220V 或 110V(订货注明) 。 交流额定电压: 相电压 100/V,开口三角形 100V。 3 交流额定电流: 5A 或 1A(订货注明) 。 交流额定频率: 50Hz 或 60Hz。 2.3 主要技术指标 2.3.1 功率消耗 直流回路: 正常工作时30W 保护动作时60W 交流电流回路: 0.2VA/相 交流电压回路: 0.2VA/相 2.3.2 过载能力 直流电源回路: 80%115%额定电压,连续工作。 交流电流回路: 2 倍额定电流,连续工作; 10 倍额定电流,工作 10
14、s; 40 倍额定电流,工作 1s; 交流电压回路:1.5 倍额定电压,连续工作。 2.3.3 电流电压回路精确测量范围 电流精确测量范围:0.15A100A(TA=5A); 0.05A20A(TA=1A); 电压精确测量范围:0.15V100V(相电压)。 技术性能及指标 4 2.4 保护动作精度 2.4.1 测量元件精度 刻度误差 2% 温度变差 在工作环境温度范围内,2% 综合误差 3% 2.4.2 差动保护、分相差动保护 整组动作时间: 差动速断 20ms (1.5Iop) 差动、分差 30ms (1.3Iop) 2.4.3 后备保护 动作时间整定范围:0.050s-2000s 动作时
15、间误差: 10ms 2.5 绝缘性能 2.5.1 绝缘电阻 正常环境下,装置的带电部分和非带电部分以及对外壳之间电气上无联系的各电路之间绝缘电阻值 (用 500V 的摇表测量),不小于 100M。 2.5.2 介质强度 在正常环境下,装置能承受 50Hz、2000V 历时 1min 的工频耐压试验,无击穿闪络及元件损坏现象 (试验过程中,任一被试验回路施加电压时其余回路应互联接地) 。 2.5.3 冲击电压 在正常环境下,装置的电源输入回路、交流输入回路、输出回路触点对地,及回路之间,能承受 1.2/50s 的标准电波冲击电压试验(试验电压 5kV) 。 2.5.4 耐湿热性能 装置能承受 G
16、B/2423.9 第 21 章规定的湿热试验。最高试验温度+402,最大湿度(933)%,试 验时间为 48h。每一周期历时 24h 的交变湿热试验,在试验结束前 2h 内根据 2.5.1 的要求,测量各导电 电路对非带电金属部分及外壳之间电气上无联系的各回路之间的绝缘电阻不小于 1.5 M,介质耐压强度 不低于 2.3.2 规定的介质强度的试验电压幅值的 75%。 技术性能及指标 5 2.6 抗电磁干扰 静电放电抗干扰度通过 GB/T 17626.21998 标准、静电放电抗干扰 4 级试验。 射频电磁场辐射抗干扰度通过 GB/T 17626.31998 标准、射频电磁场辐射抗干扰度 3 级
17、试验 电快速瞬变脉冲群抗扰度通过 GB/T 17626.41998 标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度 4 级试验。 浪涌(冲击)抗扰度通过 GB/T 17626.5 标准、浪涌(冲击)抗扰度 3 级试验。 射频场感应的传导骚扰度通过 GB/T 17626.61998 标准、射频场感应的传导骚扰度 3 级试验。 工频磁场抗扰度通过 GB/T 17626.81998 标准、工频磁场抗扰度 5 级试验 脉冲磁场抗扰度通过 GB/T 17626.91998 标准、脉冲磁场抗扰度 5 级试验。 阻尼振荡磁场抗扰度通过 GB/T 17626.101998 标准、阻尼振荡磁场抗扰度 5 级试验。 振荡波抗扰度通
18、过 GB/T 17626.12 1998 标准、振荡波抗扰度 4 级试验。 辐射发射限值试验通过 GB92541998 标准、辐射发射限值 A 类试验。 系统/装置构成 6 3 系统/装置构成 3.1 装置的构成特点 装置为标准 6U 机箱,基本结构为整面板、背插式结构。整面板包括可触摸操作的彩色液晶显示器, 信号指示灯,一个 USB 串行接口,一个拟态网口和一个红外线感应口。 本装置各插件自带拔插端子,各插件之间的联系采用母板总板,母板上只有内部试验的 5V、24V 电 压等级的回路连线,减少了电磁干扰,增强装置抗干扰能力,提高其可靠性和安全性。母板连线采用单 元插槽式,出口跳闸和信号指示可
19、灵活配置。 3.2 结构、外观及安装尺寸 数数字字式式变变压压器器保保护护装装置置 国国电电南南京京自自动动化化股股份份有有限限公公司司 265.9 190.5 482.6 267 426 运行监视 保护启动 保护动作 通风启动 备用 过负荷 差流告警 过激磁发信 CT断线 PT断线 装置异常 图 3.1 WBZ-500G数字式变压器保护装置正面布置图 注意:装置面板上面早期的鼠标口现在已经改为网口,此网口能用来与本公司的后台分析软件连接 读取数据,不能作为后台通讯的网口。与后台的通讯网口位于装置的监控模件 MMI 板上,可以参考图 “图 3.3 WBZ-500G 数字式变压器保护装置背板布置
20、图” 。 系统/装置构成 7 4 46 65 5 4 42 26 6 4 4- -9 99 9 1 19 90 0. .5 5 图 3.2 WBZ-500G数字式变压器保护装置开孔尺寸图 3.3 背板布置 装置的背面布置如图 3.3 所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 open off D DI IC CP PU U1 1S SI IN NG G1 1T TR RI IP P1 1P PO OW WE ER R 2X4X8X9X10X12X 调试网口 COM1 电源开关 C CP PU U2 2 6X 打印串口 1 2 3 4 AD及IC 扩展光 纤接口 调试网口 COM1 1
21、2 3 4 5X M MM MI I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7X T TR RI IP P2 2T TR RI IP P3 3 11X 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
22、12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 电源指示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 A AC C2 2 3X A AC C1 1A AC C1 1 1X AD及IC 扩展光 纤接口
23、1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I 10I 11I 12I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I 10I 11I 12I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I 10I 11I 12I 1U 2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U 11U 12U 13U 14U 15U 16U 1U 2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U 11U 12U 13U 14U 15U 16U 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I 8I 9I 10I 11I 12I 网口1 网口2 网口3 图 3.3 WBZ-500G 数字式变压器保
24、护三交流装置背板布置图 说明:在本装置背板后面存在三个 RS232 口,主控模件 CPU1 和 CPU2 的两个串口是厂家查看 CPU 板 是否正常运行的端口;只有监控模件 MMI 板上面的 RS232 口才能作为打印口。 系装置工作原理 8 4 装置工作原理 4.1 产品硬件构成原理说明 4.1.1 硬件系统框图及说明 整个装置硬件结构框图如图 4.1: AT模件 主控模件 监控及通信 模件 AT模件 模拟量 MMI模块 (触摸屏、指 示灯) I/O控制总线 启动控制 模拟量输入 模拟量输入 光纤接口 422/485 EtherNet1 RS232 IRAG-B/GPS 至打印机 至后台监控
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