1装置功能

WDZ-5215短线路综合保护测控装置主要用于10KV及以下短线路的保护和测控。

和WDZ-5211线路保护测控装置相比，WDZ-5215增加了差动保护，其它功能类似。本章重点介绍差动保护，其余保护参见WDZ-5211线路保护测控装置章节介绍。

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。

线路两侧CT可能存在变比不一致的情况，利用折算至本侧的平衡系数Kph来修正此影响。

差动电流： 

制动电流： 

平衡系数： 

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，DImax：A、B、C相差动电流（DIa，DIb，DIc）最大值（A）

DIa：A相差动电流值（A）

DIb：B相差动电流值（A）

DIc：C相差动电流值（A）

Icdsd：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：线路运行额定电流二次值（A）

2.5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。

2.6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。

2.7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。

2.7.1保护动作逻辑框图

2.7.2保护动作判据

式中，Iclyx：差流越限告警电流整定值（A）

2.8保护定值

2.9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

提供断路器开关的遥控跳合闸操作。

3.5计量功能

提供硬件正向有功、正向无功、反向有功、反向无功电能计量功能，同时提供正向有功、正向无功电能脉冲输出功能。

同时可以利用装置计算出的有功、无功，进行有功电能、无功电能累计。

3.6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。

3.74~20mA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为母线电压，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。

Ial、Ibl、Icl为对侧三相保护电流。此电流有额定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

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410～411为有功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。410为正端，411为负端。

端子412～413为无功电能脉冲输出，24V无源空接点输出。412为正端，413为负端。

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。509默认定义为后加速接点。

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）装置可选配硬件电能板；

（3）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；

（4）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；

（5）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；

（6）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；

（7）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；

（8）装置二次额定电压为100V、50Hz，线电压接入；

（9）装置可扩展开入、开出资源，请特殊说明。

6整定说明

6.1重要提示

本整定说明仅供参考。

6.2折算至本侧平衡系数Kph

由于两侧CT可能存在变比不一致的情况，利用折算至本侧的平衡系数来修正此影响。

6.3差动保护

电缆馈线不同于发电机、变压器和电动机，后者有严重相间短路和“轻微”匝间短路之分，并希望轻微匝间短路时差动保护也能动作，所以在不误动的前提下，希望灵敏度越高越好；而电缆馈线都为相间或接地故障，电缆馈线纵差保护是相间短路的主保护，所以提高最小动作电流后，仍能保证相间短路有足够的灵敏度。

6.3.1差动速断电流Icdsd

（1）取电缆末端短路时差动保护动作电流，由比差方程

式中，：电缆末端最大三相短路电流二次值（A）

（2）按躲过区外短路时最大不平衡电流计算，即

式中，Krel：可靠系数，取1.5

Kcc：同型系数，取0.5~1

Kap：暂态系数，取2~3

Ker：TA最大误差，取0.1

差动速断电流Icdsd取2者中大者

6.3.2最小动作电流Icdqd

一般可取Icdqd=（0.8~1）Ie

6.3.3比率制动系数K

一般为K=0.4~0.75，可取K=0.5

6.4差流越限告警

差流越限告警电流Iclyx按照躲过最大不平衡电流整定，一般可取Iclyx=0.2Ie

6.5其余保护整定

参见WDZ-5211线路保护测控装置章节介绍下载本文