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WAT02系列微机电动机保护技术说明书DJC


WAT02 系列电动机保护装置 技 术 说 明 书

山东广域科技有限责任公司 二○○八年





1. 功能介绍 ...................................................................................................................... 1 1.1 保护功能: ........................................................................................................ 1 2.技术特点 ..................................................................................................................... 1 3. 装置原理 ...................................................................................................................... 2 3.1 装置硬件原理 .................................................................................................... 2 3.1.1 装置硬件原理图 ...................................................................................... 2 3.1.2 模拟输入 ................................................................................................. 2 3.2 装置软件原理 .................................................................................................... 3 3.2.1 差动保护 ................................................................................................. 3 3.2.2 装置比率制动原理 ................................................................................. 3 3.2.3 CT 断线告警 ............................................................................................ 4 3.2.4 对时功能 ................................................................................................. 5 3.2.5 通讯功能 ................................................................................................. 5 4. 装置背面端子接线示意图 .......................................................................................... 6 5. WAT02-DJC 电动机差动保护定值整定 ..................................................................... 8 5.1 数值定值一览表 ................................................................................................ 8 5.2 时间定值一览表 ................................................................................................ 8 5.3 投退定值一览表 ....................................................................................................... 8 6. WAT02-DJC 电动机保护信息表 ................................................................................. 9 6.1 WAT02-DJC 电动机保护遥信信息表 ............................................................... 9 6.2 WAT02-DJC 电动机保护动作信息表 ............................................................... 9 6.3 WAT02-DJC 电动机保护告警信息表 ............................................................... 9 7. WAT02-DJC 电动机差动保护逻辑原理图 ............................................................... 11

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1. 功能介绍
适用于高压各类大型电动机(2000KW 以上)内部故障的主保护。

1.1 保护功能:
? ? ? ? ? ? 差动速断保护 比率差动保护 CT 断线告警 差流越限告警 CT 断线闭锁差动保护 自检:本装置具有完善的自检功能,能准确定位置故障芯片。

通信口:以太网

2.技术特点
1. 统一的硬件平台,提供完整的变电站自动化解决方案。从单元设备、通信 网络到监控系统整体考虑,减少工程设计、生产、运行维护、系统扩展等 各个环节的协调工作量。硬件平台覆盖了低压线路、电容器、备自投、电 动机、厂变、所变等各类保护测控一体化装置及 110kV 变压器差动保护装 置和后备保护测控装置、发电机保护装置。 2. 各单元设备采用以太网通信方式和平衡式通信规约, 使得系统在信息的采 集、传输、响应等各个环节都较以往的分布式系统有了质的飞跃。在以太 网出现之前,无论是 RS-232C、EIA-422/485 通信方式都无法避免通信系 统繁琐、通信速度缓慢的缺陷,这使得在以往的变电站自动化系统中,通 信问题始终没有一个理想的解决方案; 现场总线的应用部分地缓解了系统 对通信的要求,但在系统容量较大时仍然显得捉襟见肘,嵌入式以太网的 应用彻底解决了这一问题, 因为以太网的通信速度比以前的任意一种通信

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方式提高了几个数量级;又因为在工业及民用领域的广泛应用,各类以太 网设备的兼容性和通信系统的可扩展性也优于其它任何通信方式。 3. 硬件平台采用高性能的数字信号处理器 ADSP-218x 系列 DSP,运算能力可 达 80MIPS,运行过程中,程序总线不出芯片,满足装置的高可靠性要求; 该系列 DSP 的后续型号 ADSP-219x 功能强大, 管脚完全兼容方便了系统的 升级。 4. 采用高可靠性 32 位嵌入式处理器 MC68332, 配合以商用实时多任务操作系 统(RTOS) ,充分发挥嵌入式处理器的实时处理能力,确保除保护计算外 的其它功能的实时性。 5. 高标准的电磁兼容性能,装置采用背插式的 5U 机箱、整体面板,强弱电 严格分开,能通过 IEC255-22-4 标准规定的 IV 级(4kV±10%)快速瞬变 干扰试验、 IEC255-2-22 标准规定的 IV 级 (空间放电 15kV, 接触放电 8kV) 静电放电试验,具有很高的抗干扰能力。 6. 采用 11 列*7 行大屏幕汉字液晶显示,人机界面图形化、汉字化。 7.支持电力行业标准 DL/667-1999(IEC60870-5-103 标准)的通信规约。

3. 装置原理
3.1 装置硬件原理
3.1.1 装置硬件原理图 硬件原理图同 WAT02-DJC 线路保护测控单元硬件原理图 3-1。 3.1.2 模拟输入 外部电流和电压经隔离互感器变换后,由低通回路输入模数转换,CPU 经采样 与数字处理后,组成各种保护继电器。电动机 ?1、?2 两侧电流,由(?1+?2)构成差

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动电流,作为差动继电器的动作量。电动机各侧的电流互感器均采用星形接线。 各侧电流方向均指向电动机。

3.2 装置软件原理
3.2.1 差动保护 保护正常运行在主程序,进行通信及人机对话等工作,间隔一段时间产生一 次采样中断。采样部分通过 AD 对交流信号进行采样,计算机进行数字滤波及预处 理过程,形成保护判别所需的各参数量。若保护启动元件动作,则进入保护继电 器动作测量程序。先测量比率差动制动特性的差动继电器是否动作,若动作,则 进入 CT 断线判别程序,以区分内部短路故障还是 CT 断线,若为内部故障,则比 率差动动作出口。 差动速断继电器的动作测量相对简单,它实质上是一个差动电流过流继电器, 不需经过 CT 断线判别环节。 3.2.2 装置比率制动原理 ㄧ ?1+?2 ㄧ≥Im 当ㄧ ?1-?2 ㄧ/2≤Ip 当ㄧ ?1-?2 ㄧ/2<Ip

(ㄧ ?1+?2 ㄧ-Im)≥K*[( ㄧ ?1 ㄧ-ㄧ ?2 ㄧ)/2-Ip] 式中:?1 电动机机端电流, ?2 中性点电流, K 为比率制动系数, Im 为差动电流门槛定值。

比率差动保护能保证外部短路不动作,内部故障时有较高灵敏度,比率制动 特性曲线如下图示:

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图中:Icd 为差动电流; Izd 为制动电流; Im 为差动门坎定值;

Isd 为差动速断定值; Ip K 为差动拐点定值; 为比率制动系数定值

差动速断定值的整定应躲过电动机外部短路时最大不平衡电流整定。 差动门槛定值的整定应躲过电动机正常运行时最大不平衡电流整定。 差动拐点定值的整定取电动机的额定电流整定。 比率制动系数的整定可按推荐为 30%。 3.2.3 CT 断线告警 本装置具有 CT 断线检测功能, CT 断线是否闭锁差动保护功能由控制字的投退 选择。CT 断线闭锁差动保护功能的情况下,当差动动作条件满足后,还需经过 CT

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是否断线的判断,只有在确认差流不是由 CT 断线引起,才可以出口跳闸。装置的 CT 断线检测功能分为延时(差流越限)告警和瞬时断线闭锁或告警功能: 延时差流越限告警功能:装置实时检测差流,当任一相差流大于差流越限整 定值,时间超过 10 秒时,发差流越限告警信号,但不闭锁差动保护,?这也兼起 保护装置交流回路的自检功能。 瞬时 CT 断线告警在差流越限或差流大于差动门坎时投入,当此时最大相电流 大于“CT 断线投入上限”定值时(此定值由用户给定,一般为 1In) ,不进行该侧 CT 断线判别,某侧三相电流中只有一相为零时,才认为是 CT 断线。 差动保护动作后输出空接点跳电动机断路器。 3.2.4 对时功能 本装置具备软件或硬件对时功能。 3.2.5 通讯功能 本装置具备以太网络通讯功能。

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4. 装置背面端子接线示意图
操作板 X4 T1+ T1T2+ T2T3+ T3T4+ T4T5+ T5T6+ T6T7+ T7T8+ T8T9+ T9T10+ T10跳高侧+ 跳高侧跳中侧+ 跳中侧跳低侧+ 跳低侧遥信板 X3 GZXH JDXH YGXH DZXH +XM GPS+ GPSIN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 YB1 YB2 YB3 YB4 -XM FG+ FG复归+ 复归遥信输入 0 遥信输入 1 遥信输入 2 遥信输入 3 遥信输入 4 遥信输入 5 遥信输入 6 差动压板 差速压板 预告信号 动作信号 信号公共端 装置故障信号

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CPU 板

交流板

X1 RS-232 +220 -220 PGND 电源输入端(交直流两用) 电源输入端(交直流两用) 接地端

X2 IA1+ A 相电流极性端 RXD TXD IA2+ A 相电流极性端 IA3+ A 相电流极性端 IB1+ B 相电流极性端 IB2+ B 相电流极性端 IB3+ B 相电流极性端 IC1+ C 相电流极性端 IC2+ C 相电流极性端 IC3+ C 相电流极性端 Ethernet 以太网接口 IA1- A 相电流非极性端 IA2- A 相电流非极性端 IA3- A 相电流非极性端 IB1- B 相电流非极性端 IB2- B 相电流非极性端 IB3- B 相电流非极性端 IC1- C 相电流非极性端 IC2- C 相电流非极性端 IC3- C 相电流非极性端

PGND 接地端

WAT02-DJC 电动机差动保护端子接线图

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5. WAT02-DJC 电动机差动保护定值整定
5.1 数值定值一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 一侧额定电流定值 二侧额定电流定值 差动速断定值 差动门槛定值 差动拐点定值 比率制动系数 CT 断线投入下限 CT 断线投入上限 整定范围 1~20.00A 1~20.00A 2~99.99A 0.1~20.00A 0.5~30.00A 0.1~0.90A 0.1~20.00A 0.5~30.00A 整定步长 0.01A 0.01A 0.01A 0.01A 0.01A 0.01A 0.01A 0.01A 代码

5.2 时间定值一览表
序号 1 名称 差动启动延时定值 整定范围 0.01~5.00S 整定步长 0.01S 代码

5.3 投退定值一览表 序号 1 投退定值 CT 断线闭锁差动 状 态 代码

投/退

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6. WAT02-DJC 电动机保护信息表
6.1 WAT02-DJC 电动机保护遥信信息表
条目号 1 2 3 4 5 名称 差动速断 比率差动 差流越限告警 一侧 CT 断线 二侧 CT 断线

6.2 WAT02-DJC 电动机保护动作信息表
条目号 0 1 名称 差动速断 比率差动

6.3 WAT02-DJC 电动机保护告警信息表
条目号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 差流越限告警 一侧 CT 断线 二侧 CT 断线 一侧 CT 断线返回 二侧 CT 断线返回 越限告警返回 CPU 自检出错 DSP 自检出错 EEP 自检出错

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RAM 自检出错 A/D 自检出错 出口回路自检出错 定值自检出错 定值初始化失败 写 FLASH 出错 LCD 异常 键盘错误 时钟芯片错误 电源告警 以太网初始化错误 信号回路自检出错

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7. WAT02-DJC 电动机差动保护逻辑原理图

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图 7-3 WAT02-DJC 电动机差动保护逻辑原理图

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