WKB-801BG3技术说明书

许继电气股份有限公司 许继集团

WKB-801B/G3 微机电抗器保护装置 技术说明书

2010.8

WKB-801B/G3微机电抗器保护装置技术说明书

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WKB-801B/G3微机电抗器保护装置

前言

1、 关于智能变电站

传统变电站面临诸如常规互感器的动态量测范围存在局限性、缺乏统一的信息模型和信息交换模型而使电网信息共享难以实现、智能设备之间缺乏互操作、大量二次电缆对可靠性的不利影响等问题。

随着新型光电互感器技术的成熟、光通信技术和以太网智能交换技术的发展，以及IEC61850系列国际标准的颁布实施，为解决以上问题提供了技术支撑。

许继的符合IEC61850标准体系的智能变电站系统正是在上述背景下应运而生。IEC61850标准体系对于变电站自动化技术的发展提供了有效的支撑，主要体现在建模的标准化，支持网络通信方式实现智能电子设备之间的信息交互，实现不同设备之间的互操作等。需求的推动和技术的发展使变电站向着全数字化的方向发展，符合IEC61850的智能变电站是发展的潮流。

许继的智能变电站产品基于成熟的软、硬件平台，信息模型和信息交换模型完全遵循IEC 61850的规范，支持互操作，其突出的特点如下：（1）数据采集数字化，采用非常规互感器提高了动态量测水平和测量精度，降低了绝缘要求，在高压系统采用节约成本效用明显；（2）一次设备智能化，IEC61850把变电站分为站控层、间隔层和过程层，过程层的智能接口可以看作是一次设备的延伸和在二次系统中的映射，便于实施精确跳合闸控制和开展设备的状态检修；（3）二次设备网络化，大量的控制电缆被数字通信网络取代，装置冗余被信息冗余取代，降低了工程造价，提高了可靠性；（4）系统建模标准化，统一的信息模型和信息交换模型解决了互操作问题，实现了信息共享，简化了系统维护、工程配置和工程实施。

IEC61850把智能变电站系统分为站控层、间隔层、过程层三层结构，网络化的信息流如下图所示，具体包括：过程层与间隔层的信息交换，间隔层设备内部的信息交换，间隔层之间的通信，间隔层与变电站层的通信，变电站层不同设备之间的通信。

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变电站层功能A功能B间隔层保护测控保护测控过程层过程接口传感器执行机构高压设备 智能变电站的网络信息流图

与传统相比智能变电站技术给间隔层设备带来哪些影响呢？

间隔层设备的功能模块按照IEC 61850标准进行建模，常规的功能装置变成了逻辑的功能模块，不再出现功能重复的I/O接口；间隔层设备具备符合IEC 61850的过程层接口和站控层接口，通过高速以太网进行信息交互，实现信息共享；统一的信息模型和信息交换模型使得设备间满足互操作性；在支持互操作性的基础上，自动化功能可以在间隔层设备自由分布，比如取消传统的备自投和低周减载装置，相应功能都分布到若干台间隔层设备中靠互相通信和互操作来完成；另外，原来间隔层的部分功能下放到过程层，比如模拟量的A/D转换、开关量输入和开关量输出等，相应的信息经过程层网络。

IEC61850标准的实施、新型光电互感器的应用以及智能断路器技术的成熟将逐步推进智能变电站的建设，变电站自动化技术将进入全面数字化的新时代。下面给出智能变电站的典型结构图：

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2、 应用范围

WKB-801B型装置集成了一台电抗器的全部电气量保护，适用于220kV及其以上电压等级智能变电站的并联电抗器保护。 2、产品特点 2.1 装置系统平台 ? 逻辑开发可视化

国内首家在高压保护上实现可视化逻辑编程，保护源代码完全由软件机器人自动生成，正确率达到100%，杜绝了人为原因产生软件Bug。所有的保护逻辑由基本的元件和组件组成。

? 事故分析透明化

通过层次化、模块化、元件化的设计，装置内部实现了元件级、模块级、总线级三级监视点，可以监视装置内部任一个点的数据，发生事故后通过透明化事故分析工具，可以对故障进行快速准确的定位。

总线监视:组件级写入数据准备数据总线保护逻辑状态总线跳闸逻辑标志总线出口逻辑录波读取

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故障波形回放：

? 工程应用柔性化

采用功能自描述和数据自描述技术，实现了内容可以通过描述文件以不同的形式重组，功能可以通过配置文件形式重构，解决了不同用户差异化需求和软件版本集中管理的矛盾。

2.2人机界面人性化

XJGUI和现场调试向导的成功应用，降低了现场维护和运行人员的工作强度，使运行维护工作变得轻松。

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2.3保护性能特点 ? 免整定

传统的电抗器保护装置需要整定相关保护的定值，给现场的实际使用带来诸多不便。WKB-801B微机电抗器保护装置可根据电抗器的实际铭牌参数自动生成各个保护定值，现场使用极为方便。

? 比幅式零序方向原理匝间保护（专利号：200610017753.9）

许继WKB-801B微机电抗器保护装置的比幅式零序方向原理匝间保护，克服了传统的零序功率方向原理匝间保护动作灵敏度低，可靠性差的种种缺点，大大提高了灵敏性和可靠性。

??j?3I??X?3U??j?3I??X。 动作方程为：3U00L000s0试验证明，比幅式零序方向原理匝间保护能保证带线路正常空充、非全相空充电抗器以及空充外部故障时，匝间保护不误动，在空充匝间短路故障时保护灵敏、快速动作。在电抗器内部发生1.7％匝间短路故障时，保护灵敏动作。 ? 自适应变特性的综合差动保护

WKB-801B保护装置主保护根据不同的故障类型配置了不同原理的差动保护，形成了不同原理差动保护间的冗余性和互补性。各个原理的差动保护均采用自适应变特性技术，既有反映严重故障的快速动作区、典型故障的一般动作区，又有反映接地轻微故障的灵敏动作区。装置自动根据不同的故障类型，自适应选择不同动作特性和不同滤波算法，达到继电保护“四性”的辨证统一。

试验证明，差动保护在各种系统运行方式下的区外故障均能可靠不误动，在区内各种故障均能可靠动作，典型故障动作时间不大于15ms。

3、专利技术

? 比幅式零序方向继电器测量电抗器匝间故障的方法(专利号：200610017753.9)； ? 快速变数据窗相量求取方法（专利号：200310110258.9）；

? 一种三相同时刻采样值启动保护方法（专利号：200410102433.4）。

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目 录

1、 关于智能变电站 .......................................................................................................... 3 2、 应用范围 ...................................................................................................................... 5 2、产品特点 .......................................................................................................................... 5 2.1 装置系统平台 .................................................................................................................. 5 2.2人机界面人性化 .............................................................................................................. 6 2.3保护性能特点 .................................................................................................................. 7 3、专利技术 .......................................................................................................................... 7 1

概述 .................................................................................................................................. 1-1 1.1 1.2 1.3 2

应用范围 ............................................................................................................... 1-1 产品特点 ............................................................................................................... 1-1 保护配置 ............................................................................................................... 1-2

技术参数 .......................................................................................................................... 2-1 2.1 2.2 2.3 2.4

额定电气参数 ....................................................................................................... 2-1 主要技术指标 ....................................................................................................... 2-1 机械及环境参数 ................................................................................................... 2-2 通信接口 ............................................................................................................... 2-3

3 产品原理介绍 .................................................................................................................. 3-1 3.1 分相电流差动保护 ............................................................................................... 3-1 3.2 零序电流差动保护 ............................................................................................... 3-3 3.3 匝间保护 ............................................................................................................... 3-4 3.4 过流保护 ............................................................................................................... 3-7 3.5 零序过流保护 ....................................................................................................... 3-7 3.6 过负荷保护 ........................................................................................................... 3-7 3.7 小电抗器过流和过负荷保护 ............................................................................... 3-7 3.8 PT异常判别 ............................................................................................................. 3-8

4 装置硬件介绍及典型接线 .............................................................................................. 4-9 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

装置整体结构 ....................................................................................................... 4-9 装置背视示意图 ................................................................................................. 4-10 结构与安装 ......................................................................................................... 4-10 装置插件介绍 ..................................................................................................... 4-11 装置网络信息配置 ............................................................................................. 4-15

5 6

定值清单 .......................................................................................................................... 5-1 装置内部固定定值清单 .................................................................................................. 6-2

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1 概述

1.1 应用范围

WKB-801B型微机电抗器保护装置是符合IEC61850标准的数字式保护，集成了一台电抗器的全部电气量保护，适用于220kV及其以上电压等级智能变电站的并联电抗器。其中WKB-801B/G3保护装置满足“直采、直跳”的要求，模拟量采用FT3格式接入，开关量采用GOOSE接入。其功能配置、保护定值、报告格式及通信接口遵循Q/GDW-11-217-2009标准。

1.2 产品特点

基于高性能、高冗余的许继新一代硬件平台，可视化的逻辑开发工具实现保护透明化设计，变动作特性原理使保护性能全面提升，装置内存的“日志系统”及“黑匣子”故障定位技术等是该保护装置的主要特点。

装置配置有4个与智能一次设备接口的过程层以太网口，用于点对点发出GOOSE跳闸命令及网络GOOSE信号；配置有4个与合并器单元连接的SMV接口，支持9-2规约以及FT3规约；配置有4个与站控层通信的以太网口，支持IEC61850通讯规约。

1.2.1 保护性能

? 高灵敏度的匝间保护

本装置采用以比幅式零序方向原理为主，以自适应的零序功率方向原理为辅的匝间保护，能很好的反映电抗器的匝间短路及单相接地故障

? 可靠的分相差动保护

采用多段、多折线的方法，能够快速切除区内严重故障，同时也保证轻微故障、复杂故障的灵敏度。采用长短数据窗结合的多重算法，大大提高软件的抗干扰能力。

1.2.2 高性能、高冗余的许继新一代软、硬件平台

? 高性能、高可靠性硬件结构

采用高性能、可信赖、功能强大的许继新一代硬件平台，16位高精度的双AD，浮点运算32位DSP，充分考虑冗余及功能扩展，多DSP协同工作完成主后备保护功能.

? 强抗干扰能力

软硬件设计上采取充分的抗干扰措施，6U全封闭机箱，整体面板，强弱电严格分开，装置的抗干扰能力大大提高，对外的电磁辐射也满足相关标准。

? 强大的自检功能

? 可视化的逻辑开发

采用可视化的逻辑开发工具VLD，在VLD的开发环境下所有的保护逻辑都是由不同可视化的柔性继电器组成，实现微机保护的完全透明化设计。

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1.2.3 便捷的操作使用

? 友好的人机界面

彩色液晶大屏幕显示，采用全中文类Windows菜单模式，结构清晰，通过菜单提示，可完成装置的全部操作，使用方便。

主页面显示彩色主接线图，有丰富的实时数据，美观实用。

? 独特的传动试验设计

可以在不施加电流电压的情况下，通过传动试验，检验现场各跳闸回路的接线。

? 方便的通信对点功能

现场可在不具备保护功能试验条件的情况下，通过通信对点菜单，使装置向自动化监控系统上送相关保护动作信息、告警信息等，非常方便地进行通信对点试验。

? 完善的事件记录功能

可记录100次故障、8次故障波形、200次异常信息。录波数据与COMTRADE兼容。

? 完善的打印功能

具有手动启动录波并打印功能，可打印出正常时各侧的电流电压的幅值、相位，方便用户在电抗器投运时进行各侧电流电压的极性校验。

1.3 保护配置

WKB-801B装置中可提供一台并联电抗器所需要的全部电量保护，主保护和后备保护可共用同一CT。这些保护包括： ? 分相差动保护 ? 零序差动保护 ? 匝间保护

? 主电抗器过流保护 ? 主电抗器零序过流保护 ? 小电抗器过流保护

另外还包括以下异常告警功能： ? 主电抗器过负荷告警 ? 小电抗器过负荷告警 ? CT异常告警 ? PT异常告警

下图为WKB-801B在500kV并联电抗器典型的接线（主后公用CT）的应用配置方案。

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至断路器500kV线路PT1CT12500kV母线1CT121CT12 分相差动保护零序差动保护匝间保护主电抗器过流保护主电抗器零序过流保护CT异常告警PT异常告警主电抗器过负荷告警小电抗器过流保护小电抗器过负荷告警1CT221CT221CT22

图1-3 WKB-801B的典型应用配置

图中：

? 所示的保护在一台装置中实现，所有的交流量只接入装置一次。 ? 小电抗器过流(负荷)保护的电流由电抗器尾端三相电流合成。

? 利用第二组CT和第二台装置完成第二套保护功能，实现双主双后。

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2 技术参数

2.1 额定电气参数

2.1.1 额定交流数据

输入方式：数字量（IEC60044-8（FT3）或61850-9-2 SMV 传输规约） 额定交流电流In：5 A

额定交流电压Un：线电压 100 V，相电压 1003V； 额定频率fn：50 Hz。 2.1.2 额定直流数据

220V或110V，允许偏差 +15％，-20％。 2.1.3 打印机辅助交流电源

220V，0.7A，50Hz/60Hz，允许变化范围80%～110%。 2.1.4 采样频率

保护装置采样输入接口的采样频率为4000Hz，装置内部录波频率1200Hz，系统频率跟踪范围40Hz～60Hz。

2.1.5 功率消耗

直流回路： 保护装置不大于50 W（正常工作）

2.2 主要技术指标

2.2.1 动作时间

差动速断：不大于20 ms(1.5倍整定值)； 分相电流差动：不大于25 ms(2.0倍整定值)； 零序电流差动：不大于30 ms(2.0倍整定值)； 匝间保护：不大于30 ms(2.0倍零序启动电流)。 2.2.2 定值误差

电流定值误差不超过±2.5%或±0.01 In(In为CT规格，1A或5A)； 电压定值误差不超过±2.5%或±0.1V； 比率制动系数误差不超过±5%；

后备保护延时误差不超过2.5%或40ms。 2.2.3 记录容量

2.2.3.1 故障录波内容和故障事件报告容量

记录保护跳闸前4个周波、跳闸后6个周波所有电流电压波形； 保护装置可循环记录100次故障事件报告。

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2.2.3.2 正常波形记录容量

正常时保护可记录10个周波所有电流电压波形，以供记录或校验极性。 2.2.3.3 异常记录容量

可循环记录200次事件记录和装置自检报告。事件记录包括软、硬压板投退、开关量变位等；装置自检报告包括硬件自检出错报警、装置长期起动等。

2.2.4 对时方式

IRIG-B码对时；

GPS脉冲对时（分脉冲或秒脉冲）； 监控系统绝对时间的对时命令 2.2.5 绝缘性能

绝缘电阻：装置所有电路与外壳之间的绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100 M?； 介质强度：装置的额定绝缘电压小于60 V的电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压500 V(有效值)，历时1 min试验,其它电路与外壳的介质强度能耐受交流50 Hz，电压2 kV(有效值)，历时1 min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

2.2.6 冲击电压

装置的导电部分对外露的非导电金属部分外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5kV的标准雷电波短时冲击检验。

2.2.7 抗干扰能力

辐射电磁场干扰试验：符合GB/T 14598.9规定的严酷等级的辐射电磁场干扰。 快速瞬变干扰试验：符合GB/T 14598.10规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰。 脉冲群干扰试验：符合GB/T 14598.13规定的频率为1 MHz及100 kHz衰减振荡波（第一个半波为电压幅值共模为2.5 kV，差模为1 kV）脉冲群干扰。

抗静电放电干扰试验：符合GB/T 14598.14规定的严酷等级为III级的抗静电放电干扰。

工频磁场抗扰度试验：符合GB/T 17626.8-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场干扰。

脉冲磁场抗扰度试验：符合GB/T 17626.9-1998中第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场干扰。

浪涌抗扰度试验：符合IEC 60253-22-5:2002中第4章规定的严酷等级为Ⅲ级的浪涌骚扰。

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验：符合IEC 60253-22-6:2001中第4章的规定。 工频干扰试验：符合IEC 60253-22-7:2003规定的工频干扰。

2.3 机械及环境参数

2.3.1 机械结构

机箱结构尺寸：482.6mm×266mm×245mm 安装方式：嵌入式

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2.3.2 机械性能

工作条件：能承受严酷等级为I级的振动响应，冲击响应检验； 运输条件：能承受严酷等级为I级的振动耐久，冲击及碰撞检验。 2.3.3 环境条件

工作温度：－10 ℃～+55 ℃，24 h内平均温度不超过35 ℃；

贮存温度：-25 ℃～+70 ℃在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作；

大气压力：80 kPa～110 kPa；

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 ℃且表面无凝露。最高温度为40 ℃时，平均最大相对湿度不超过50%。

2.4 通信接口

? 通信接口： 4个GOOSE光以太网通信口，4个电以太网通信口,4个SMV光以太

网接口；

? 4个光口用于点对点发出GOOSE跳闸命令及网络GOOSE信号；配置有2个与站

控层通信的以太网口，4个SMV光以太网接口，支持IEC61850通讯规约； ? 打印口，可选RS-485或RS-232； ? 调试口，以太网或USB接口。

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3 产品原理介绍

3.1 分相电流差动保护

分相电流差动保护是电抗器内部故障的主保护，能反映电抗器内部相间短路故障和单相接地故障。分相电流差动保护采用电抗器首端和尾端相电流形成的差流作为判据。 3.1.1 动作方程

以A相为例，分相电流差动动作方程如下：

Iop?Iop.0，当Ires?Ires.0时? (3-1) ?I?I?S*(I?I)，当I?I时op.0resres.0resres.0?op??I???Iop?ITN (3-2) ?????Ires?IT?IN/2上式中Iop为差动电流，Iop.0为差动动作电流定值，Ires为制动电流，S为比率制动系

?、I?分别为电抗器首端和尾端的相电流，电流的方向都以指向电抗器为正数定值，ITN方向。

3.1.2 动作特性图

IopSIop.00Ires.0Ires

图3-1 分相电流差动保护动作特性图

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3.1.3 保护逻辑图

保护软压板投入分相差动投退定值为1分相差动启动元件动作分相差动元件动作&差动出口&CT异常闭锁差动定值为1CT异常检测&CT异常信号

图3-2 分相电流差动保护逻辑图

3.1.4 CT异常判据

满足下列条件认为CT异常： a．本侧有一相电流为零；

b．本侧有零序电流且大于0.5倍额定电流，另一侧各相电流大于0.5倍额定电流且无零序电流；

c．最大相电流小于1.2倍额定电流。

以上条件均满足时，判为CT异常。

通过定值“CT异常闭锁差动”控制CT异常判别出后是否闭锁差动保护。当“CT异常闭锁差动”整定为“0”时，判别出CT异常后不闭锁差动保护，整定为“1”时，判别出CT异常后闭锁差动保护。 3.1.5 差动速断

当任一相差动电流大于差动速断定值，瞬时动作于跳闸。 差动速断保护逻辑图如下图所示：

保护软压板投入差动速断投退定值为1&差动速断启动元件动作差动速断元件动作差动速断动作

图3-3 差动速断逻辑图

3.1.6 差流越限告警

当任一相差动电流大于0.5倍分相电流差动最小动作电流定值，延时5s报差流越限信号。

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差流越限保护逻辑图如下图所示：

差流越限元件动作&分相电流差动投退定值为1t&差流越限信号

越限启动元件动作图3-4 差流越限保护逻辑图

3.2 零序电流差动保护

零序电流差动保护能反映电抗器内部单相接地短路故障。零序电流差动保护采用电抗器首端和尾端自产零序电流形成的差流作为判据。 3.2.1 动作方程

?Iop?Iop.0 (3-3) ?I?S*Ires?op??3I???Iop?3IOTON (3-4) ?????Ires?3IOT?3ION上式中Iop为零序差动电流，Iop.0为零序差动动作电流定值，Ires为零序制动电流，S

? 为首端自产零序电流，3I?为尾端自产零序电流。 为制动系数，3IOTON

3.2.2 动作特性图

IopSIop.00Ires

图3-5 零序电流差动保护动作特性图

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3.2.3 保护逻辑图

保护软压板投入零序差动投退定值为1零序差动启动元件动作零序差动元件动作&差动出口&CT异常闭锁差动定值为1CT异常检测&CT异常信号

图3-6 零序电流差动保护逻辑图

3.3 匝间保护

高压并联电抗器大多采用分相式结构，电抗器的主要故障形式为匝间短路或单相接地。但是，当短路匝数很少时，一相匝间短路引起的三相电流不平衡有可能很小，很难被保护装置检测出；由于差动保护从原理上不反应匝间短路故障，本装置采用新原理的的匝间保护，能灵敏地反映电抗器的匝间短路及单相接地故障。 3.3.1 动作方程

|3U0?j3I0?XL0|?|3U0?j3I0?XS0|

????式中3U0为PT自产零序电压，3I0为电抗器首端CT自产零序电流，XL0为电抗器零序电抗，XS0为系统零序电抗。

3.3.2 电抗器故障分析

图3-7中：

K1—电抗器匝间短路故障； K2—电抗器内部接地故障； K3—电抗器外部接地故障。 3U03I0*jXS0K3CTK1K2 3-4

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图3-7 电抗器区内、区外故障示意图

3.3.2.1

电抗器匝间短路K1

3U03U0jXS03I0**E0,3I0K1oCT ? ?和3I图3-8 电抗器匝间短路故障时3U00电抗器内部匝间短路时，零序源在电抗器内部，电抗器向系统送出零序功率，如图3-8所示。此时匝间保护测量到的零序电压3U0??j3I0?XS.o，保护的动作量为 |3U0–j3I0?XL.o|＝|?j3I0?(XS.o?XL.o)|，制动量|3U0+j3I0?XS.o|为零。即使短路匝数很少时，由于电抗器零序电抗XL.o很大，而系统零序电抗XS.o较小，故保护的动作量远大于制动量，保护也能灵敏动作。

3.3.2.2

???????电抗器内部接地故障K2

3U03U0jXS03I0**E0,3I0K2oCT

??和3I0 图3-9 电抗器内部接地故障时3U0电抗器内部接地短路时，零序源在电抗器内部，电抗器向系统送出零序功率，如图3-9所示。此时匝间保护测量到的零序电压|3U0–

?3U0??j3I0?XS.o ，保护的动作量为

????j3I0?XL.o?|＝|

?j3I0?(XS.o?XL.o)?|，制动量|3U0+j3I0?XS.o|为零。同上分析，

保护的动作量远大于制动量，保护灵敏动作。

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3.3.2.3

电抗器外部接地故障K3

3U0E0*,3U0K33I0*3I0CTjXL0

??图3-10 外部接地短路时3U0和3I0

电抗器外部接地短路时，零序源在电抗器外部，零序功率由外部流进电抗器，如图3-10所示。此时匝间保护测量到的零序电压3U0?j3I0XL0，保护的动作量|3U0–j3I0?XL.o|＝|j3I0?(XL.o?XL.o)|为零，制动量为| 3U0 + 3I0?XS.o|近似等于 |3I0?XL.o|，动作量远小于制动量，保护可靠不动作。

由以上分析可知：本装置采用的新原理匝间保护，能够正确区分电抗器的内、外部故障，对于电抗器内部匝间短路故障具有很高的灵敏度，而对于外部故障等非正常运行工况，保护可靠不动作。

另外，匝间保护还设有电抗器空充处理元件，以消除零序不平衡电压、电流中的低次谐波的影响，保证正常空充、非全相空充以及空充外部故障时，保护可靠不误动，而在空充内部故障时，保护灵敏快速动作。

????????3.3.3 保护逻辑图

保护软压板投入匝间保护投退定值为1匝间保护动作方程动作&3Io>匝间启动电流CT异常PT异常匝间动作

图3-11 匝间保护逻辑图

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3.4

过流保护

主电抗器过流保护作为电抗器内部故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端CT三相电流。当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，带时限动作于跳闸。 3.4.1 过流保护逻辑框图

主电抗器过电流过负荷定值为1保护软压板投入过流元件动作过流保护启动元件动作&t&过流保护出口 图3-12 过流保护逻辑框图

3.5

零序过流保护

零序过流保护作为并联电抗器内部匝间短路及单相接地故障的后备保护。电流输入量取电抗器首端CT三相电流，零序电流由保护装置自产。

当电抗器自产零序电流3Io大于动作电流整定值时，带时限动作于跳闸。 3.5.1 零序过流保护逻辑框图

主电抗零序过流定值为1保护软压板投入零序过流元件动作零序过流启动元件动作

&t&零序过流保护出口图3-13 零序过流保护逻辑框图

3.6

过负荷保护

并联电抗器所接系统如果电压异常升高，可造成电抗器过负荷，应装设过负荷保护。电流输入量取电抗器首端CT三相电流。

当电抗器首端任一相电流大于动作电流整定值时，动作于告警。 3.7

小电抗器过流和过负荷保护

为限制单相重合闸时的潜供电流，提高单相重合闸的成功率，三相并联电抗器的中性点经一小电抗器接地。小电抗器过流和过负荷保护作为此电抗器的过流和过负荷保护。电流输入量取电抗器尾端自产零序电流。

当小电抗器零序电流大于过流保护的动作电流时，带时限动作于跳闸。 当小电抗器零序电流大于过负荷保护的动作电流时，带时限动作于告警。

3-7

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3.7.1 小电抗器过流保护逻辑框图

小电抗器过流过负荷定值为1保护软压板投入过流元件动作小电抗器过流启动元件动作 &t&小电抗器过流保护出口图3-14 小电抗器过流保护逻辑框图

3.8 PT异常判别 3.8.1 判据原理

a．正序电压小于30V，任一相电流大于0.5 I。（I为电抗器二次额定电流值）

eeb．负序电压大于4V。

满足上述任一条件，延时10 s发PT异常告警信号。

3-8

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4 装置硬件介绍及典型接线

4.1 装置整体结构

过程层接口goose过程层接口goose过程层接口goose过程层接口goose过程层接口goose过程层接口goose过程层接口gooseTX1RX1TX1RX1TX1RX1TX1RX1过程层接口插件（6#）TX1RX1TX1RX1TX1RX1701702703704705706707708709710711712713714715716GPS+GPS-B_GPS_485AB_GPS_485BGPS脉冲对时GPSB码对时GPS 对时内部网络串口电源RXDPTXDP0V打印口通信回路（B#）（C#）GPS+GPS-NETANETB信号复归+信号复归-AXJ1AXJ2直流电源+801802803804805806807808809810811812813814815801802809810811812807808809810817818 +-失电告警DC直流电源-屏蔽地站控层接口站控层接口站控层接口开出开入开出开出1开出5装置故障1装置故障2装置故障3检修压板启动打印备用1备用信号复归- 站控层接口站控层接口告警开出-（9#）SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选SMV9-2或FT3可选光B码对时TX1RX1TX1RX1TX1RX1TX1RX1TX1RX1TX1RX1TX1RX1过程层插件SMV（6#）开入部分819830831-832USB调试口面板彩色液晶显示屏 图4-1 装置整体结构图

保护装置采用新一代32位基于DSP技术的通用硬件平台。整体大面板，全封闭机箱，硬件电路采用后插拔的插件式结构，CPU电路板采用6层板，并采用表面贴装技术，提高了装置可靠性。

装置有高性能的CPU板，第一路AD采集模拟量通道用于装置启动元件，第二路AD采集模拟量通道用于保护逻辑运算，可保证启动回路与动作回路的独立性，提高装置的可靠性。另有一块人机对话板，由一片DSP专门处理人机对话功能。人机对话担负键盘操作和液晶显示功能。正常时，液晶显示当前时间、本侧电流、电压、差电流。人机对话中所有的菜单均为简体汉字。通过本公司为保护提供的软件，可对保护进行更为方便、详尽的监视与控制。

4-9

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装置的过程层接口插件完成接收电子互感器数字信号以及GOOSE网络开入开出的功能。配置站控层插件完成MMS网络通信功能。另外设置开入开出插件，用来完成硬件开入、开出需求。

4.2 装置背视示意图

装置背视示意图如下图所示：

C#010201020304050607080910FG+FG-0304050607080910111213141112131415地DC-DC+1516打印+打印-打印地B-485+B-485-B#GPS+GPS-A#9#8#7#6#TX1TX4RX1RX4TX2TX5RX2RX55#4#3#2#1#备用插件备用插件备用插件TX3TX6RX3RX6TX7RX7FT3-1FT3-4FT3-2FT3-5FT3-3FT3-6B码FT3-7CPU插件备用插件备用插件备用插件备用插件

图4-2 WKB-801A背视示意图

其中：1# 、2#、3#、4#备用插件；5#CPU插件；6# 过程层网络插件；7# 、8#备用插件、9#开入开出插件、A# 站控层网络插件；B# 人机以及站控层接口插件；C# 稳压电源。

4.3 结构与安装

19 in全宽6 U机箱。机箱外形尺寸和安装开孔尺寸如图4-3-1和图4-3-2所示：

4-10

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图4-3 机箱外形尺寸

图4-4 安装开孔尺寸

4.4 装置插件介绍

4.4.1 CPU插件

CPU插件是在分析和借鉴了国内外同类产品基础上，从技术和开发手段的先进性，软硬件资源的通用性，系统的可靠性等方面出发，开发研制的DSP型保护插件。作为基本的软硬件平台，在单块PCB板上完成数据采集、I/O、保护及控制功能等。

4-11

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4.4.2 过程层接口插件

6#TX1TX4RX1RX4TX2TX5RX2RX5TX3TX6RX3RX6TX7RX7FT3-1FT3-4FT3-2FT3-5FT3-3FT3-6B码FT3-7 SMV(FT3或9-2) SMV(FT3或9-2)GOOSE跳闸（点对点）GOOSE跳闸（点对点）

图4-5 过程层接口插件端子图

过程层接口插件作为保护装置的过程层以太网接口单元，主要完成保护装置与过程层合并器或交换机的通信，通过多模光纤接收来自电子互感器的交流量数字信号；经过预处理后与保护主CPU通讯。

装置有7个GOOSE光以太网口和一个调试用电以太网口，另外提供7个FT3接口用于接SMV模拟量信息。

1个B码对时的光以太网接口。 电以太网口用于输入配置信息及调试。

4-12

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4.4.3 开入开出插件

9#01开出10203开出20405开出3060708开出40910开出51112装置故障1314装置故障1516装置故障17开入1（检修压板）18开入219开入320开入421开入522开入623开入724开入825开入926开入1027开入1128开入1229开入1330开入1431开入公共端32（电源负端）

图4-6 开入开出插件端子图

本插件提供开入以及开出功能，装置开入为220V或110V。

4-13

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4.4.4 通信插件

B#通讯转换01020304050607080910111213141516打印+打印-打印地B-485+B-485-GPS+GPS-LAN1LAN2LAN3LAN4

图4-7 站控层及人机插件

站控层及人机插件提供的四个光纤以太网口，即四路10M/100Mbps自适应以太网的转换回路，用于提供和站控层的通信接口

B01、B02为GPS的脉冲对时开入端子，需外接有源24V的节点。 B04、B05为B码对时接口，主要用于人机接口时钟对时。

B09、B10、B11为打印RS-232串口，当使用网络打印时，通过插件内部跳线后，B09、B10为网络打印RS-485串口。

4-14

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4.4.5 稳压电源插件

C01C02C03C04C05C06C07C08C09C10C11C12C13C14C15信号复归正信号复归负直流+220/110V电源直流-220/110V电源失电告警开出1失电告警开出2装置正电源装置负电源屏蔽地直流+220/110V直流-220/110V

图4-8 电源插件端子定义

本插件为直流逆变电源插件。直流220 V或110 V电压输入经抗干扰滤波回路后，利用逆变原理输出本装置需要的直流电压，即5 V电源,插件具有失电告警功能。

C05，C06为强电复归开入接点，可直接从外接进220 V或110 V对保护装置进行复归。

C07－C10为两组失电告警接点，保护正常运行时此接点断开，保护装置失电后，接点闭合。用于对保护装置工作电源的监视。

C11为装置工作电源正极性端，C13为装置工作电源负极性端，该装置可外接220V或110V直流工作电源。

C15为装置屏蔽地，应将此接点直接连到接地铜排。

4.5 装置网络信息配置

WKB-801B/G各保护功能模块中所用的模拟量、状态量输入、状态量输出均通过网络交换。

1. SMV配置信息（双AD输入） 序 号 名 称 1. 首端A相电流1 2. 首端B相电流1 3. 首端C相电流1 4. 尾端A相电流1

模入通道 0 1 2 3 备注 4-15

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5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 尾端B相电流1 尾端C相电流1 A相电压1 B相电压1 C相电压1 首端A相电流2 首端B相电流2 首端C相电流2 尾端A相电流2 尾端B相电流2 尾端C相电流2 A相电压2 B相电压2 C相电压2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

2．Goose输入信息 无。

3．Goose输出信息 序 号 名 称 1. 跳边断路器 2. 跳中断路器 3. 启动远方跳闸 4. 启动边断路器失灵 5. 启动中断路器失灵 6. 跳备用 7. 保护信号 8. 保护运行异常信号 9. 过负荷信号

开入通道 32 33 34 35 36 37 38 39 40 备注 经GOOSE出口 软压板投退 4-16

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5 定值清单

? 设备参数定值

类别 基 本 参 数 高抗 参数 PT 主 电 抗 器 CT 中性点 电抗器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 被保护设备 电抗器三相额定容量 电抗器额定电压 PT一次值 首端CT一次值 首端CT二次值 末端CT一次值 末端CT二次值 一次阻抗值 满足8个汉字长度 1～1000 1～1200 1～1200 1～9999 1或5 1～1000 1或5 1～9999 无 Mvar kV kV A A A A Ω 1 定值区号 0～XX 无 序号 参数名称 整定范围 单位 整定值 （正式运行定值置于“0”区，备用定值依次往后排列，调试定值置于最末区） 根据现场实际情况整定 铭牌电压 线电压 注：PT二次侧额定线电压为100 V。

? 高抗保护控制字

类别 序号 1 主 保 护 2 3 4 5 后 备 保 护 8 小电抗器过电流过负荷 0，1 注1：5项“CT断线闭锁差动保护”控制字为差动保护和零序差动保护共用控制字。 6 7 控制字名称 差动速断 差动保护 零序差动保护 匝间保护 CT断线闭锁差动保护 主电抗器过电流过负荷 主电抗器零序过流保护 整定方式 0，1 0，1 0，1 0，1 0，1 0，1 0，1 整定值 ? 高抗保护软压板

类别 软压板 序号 1. 2. 压板名称 电抗器保护 远方修改定值 压板方式 0，1 0，1 压板状态 注：“远方修改定值”软压板只能在就地更改，只有当该压板置“1”时，才能远方修改本装置其他定值。

5-1

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6 装置内部固定定值清单

WKB-801B装置的保护定值由装置自动生成，装置自动生成的保护定值清单如下表。

序号 定值名称 分相差动最小动作电流 1. 分相差动最小制动电流 2. 3. 分相差动制动斜率 分相差动差速断电流 4. 零序差动最小动作电流 5. 6. 零序差动制动斜率 匝间保护零序启动电流 7. 主电抗过流电流定值 8. 9. 主电抗过流延时时间 主电抗零流电流定值 10. 11. 主电抗零流延时时间 主电抗过负荷电流定值 12. 13. 主电抗过负荷延时时间 小电抗过流电流定值 14. 15. 小电抗过流延时时间 小电抗过负荷电流定值 16. 17. 小电抗过负荷延时时间 内部固定值 0.4Ie.L.2 0.8Ie.L.2 0.6 3.0Ie.L.2 0.4Ie.L.2 0.6 0.2Ie.L.2 1.4Ie.L.2 2.0s 1.35Ie.L.2 2.0s 1.25Ie.L.2 5s 0.3Ie.L.2 6s 0.15Ie.L.2 5s 小电抗过负荷保护 小电抗器过流保护 主电抗过负荷保护 主电抗零序过流保护 匝间保护 备注 分相电流差动 零序电流差动 主电抗过流保护

上表中Ie.L.2为主电抗器二次额定电流，Ie.N.2为小电抗器二次额定电流。

6-2

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2rlw.html