许继WXJ-55
备用电源自动投切装置
产品说明书
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第一章 产品综述第1节 产品概述随着我国经济的快速发展，工业企业的规模变得越来越大，大型企业尤其是钢铁、冶金、石化、煤炭等行业的生产、经营活动对电力依赖性越来越强，对供电的可靠性和稳定性也提出了越来越高的要求，只有运用更加安全可靠、功能完备的自动化装置才能从根本上保证企业的正常生产。
WXJ-50系列保护装置是为适应各种企业配电站自动化的需要,在总结多年来电站自动化系统开发、研究经验的基础上，根据企业的需求，针对供配电系统特点，为电力用户精心打造的、具有高性价比的集保护、测量、控制和通讯于一体的新型微机保护装置，适用于不同行业的35KV及以下各种电压等级的工矿企业配电站、电动机泵站的保护及测控。用作线路、电容器、电动机、厂用变等的保护。WXJ-50系列保护装置既可以分散安装于高压开关柜，也可以集中组屏安装于控制室。
1.1产品分类
WXJ-50系列装置包括以下6类保护装置：
n WXJ-51线路保护测控装置
n WXJ-52电容器保护测控装置
n WXJ-53厂用变保护测控装置
n WXJ-54电动机保护测控装置
n WXJ-55备用电源自投装置
n WXJ-56 PT切换装置
n 可靠
² 系列装置元器件全部采用军品或工业品，稳定性、可靠性高，可以在工业恶劣环境下稳定运行；
² 系列装置硬件设计采用多种隔离、屏蔽措施，软件设计采用数字滤波技术和先进的保护算法及其它抗干扰措施，使得保护的抗干扰性能大大提高；
² 采用SoC解决方案，数据处理、逻辑运算和信息储存能力强，运行速度快，可靠性高。
n 强大
² 强大的保护功能
根据被保护间隔的不同，装置配置不同的保护功能，可实现装置所在间隔的可靠保护；配置3套定值区，可灵活适应现场不同的运行方式；
具有完善的测量功能，可完成装置所在间隔功率点的测量和上送，测量精度可达±0.5%；
具有完善的遥信和遥控功能，后台遥控断路器跳/合闸简单可靠，站内SOE分辨率可达1ms。
² 强大的辅助功能
提供完善TV异常检测、控制回路异常检测及硬件自检功能；
提供强大的故障记录功能，可记录最新的32次保护动作报告和32次事件报告；
提供强大的录波功能，可记录最新发生的20次故障波形，波形包括故障前4个周波和故障后6个周波的模拟量数据和开入量数据，波形采用以COMTRADE 格式保存。
n 灵活
² 采用全封闭机箱设计，既可以分散安装，也可以组屏安装；
² 灵活的硬件选型，可以实现同与目前所有主流的断路器及操作机构配套；
² 灵活强大的通讯功能：既支持Rs485串行通讯模式也支持CAN2.0B通讯模式；通讯规约支持DL/T667-1999（IEC-60870-5-103）、Modbus规约，可灵活实现与其它厂家的自动化系统通讯；
n 人性：
² 中文图标式菜单设计，简单易懂；四位方向导航盘，操作快捷方便；
² 一体化机箱设计，维护更方便；完善的软硬件自检功能和免调节电路设计，调试更简单；
² 提供全面的设备运行信息和故障信息记录；
² 提供基于PC机的辅助分析软件。
1.2主要技术参数1.2.1额定数据交直流电源： 220V,允许偏差+15%，-20%
交流电压： 100V, 57.7V
交流电流： 5A, 1A
频率： 50HZ
1.2.2功 耗交流电压回路： ＜0.5VA/相 （额定电压下）
交流电流回路： ＜0.5VA/相 （In=1A）
＜1VA/相 （In=5A）
直流回路： 正常 ＜ 15W
跳闸 ＜ 25W
1.2.3遥测量计量等级电流： 0.1级
其他： 0.2级
1.2.4遥信分辨率小于2ms。
1.2.5信号输入方式无源节点。
1.2.6模拟量输入外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通模拟滤波器输入至模数变换器，CPU经采样数字处理后，构成各种保护继电器，并计算各种遥测量。
保护电流经过装置的保护CT，电压信号（UA，UB，UC，U0等）经过PT，转换成电压信号，然后经过低通滤波和抗干扰器件、保护电路、运算放大器后输入到可以输入±10V的A/D转换器，转换成数字信号进入CPU，经过运算后进行保护。测量CT与保护CT分开。电压UA还作为测频电路的输入。
每个装置输入的电压电流量都不相同，但原理是一致的，在装置说明部分只列出输入的模拟量。
1.2.7过载能力（1） 交流电流回路：2倍额定电流连续工作；10倍额定电流工作10s；20倍额定电流工作1s。
（2） 交流电压回路：1.2倍额定电压连续工作。
（3） 电源回路：80%－120%额定电压正常工作。
1.2.8绝缘性能（1） 所有电路与外壳间的绝缘电阻在标准实验条件下小于100MΩ。
（2） 所有电路与外壳间的介质强度能耐受交流50Hz、电压2kV（有效值）、历时1min的试验而无绝缘击穿或闪络现象。
1.2.9抗干扰性能（1） 电源回路、交流输入回路、开入回路、开出回路的端子与外露的非导电金属外壳之间，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） 1MHz及100KHz的振荡波干扰：符合GB/T17626.12-1998《振荡波抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－12：1995）振铃波试验4级和阻尼振荡波试验3级（均为最高等级）。
（3） 浪涌干扰：符合GB/T17626.5-1999《浪涌（冲击）抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－5：1995）4级（4kV）标准。
（4） 抗静电放电干扰：符合GB/T17626.2-1999《静电放电抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－2：1995）4级（8kV）标准。
（5） 抗快速瞬变脉冲群干扰：符合GB/T17626.4-1998《快速瞬变脉冲群抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－4：1995）4级（电源回路4kV，信号回路2kV）标准。
（6） 抗脉冲磁场干扰：符合GB/T17626.9-1998《脉冲磁场抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－9：1993）5级（1000A/m）标准。
（7） 抗幅射电磁场干扰：符合GB/T17626.3-1998《辐射磁场抗扰度试验》（等同于IEC61000－4－3：1995）5级（10A/m）标准。
（8） 环境条件
u 工作温度：-10℃~70℃
u 储存温度：-40℃~85℃
u 由储存温度恢复到工作温度范围内后装置正常工作。不施加激励量，不出现不可逆变化。
1.2.10可靠性指标MTBF（平均无故障运行时间）： ＞30000h；
MTTR（平均故障修复时间）： ＜3.5h；
第2节 保护测控产品功能概述1、保护功能表1 保护测控装置保护功能
产品型号 | 主要功能项目 | 适用范围 |
WXJ-51线路 保护测控装置
| ² 无时限过流保护 ² 两段式定时限过流保护 ² 三段式零序过流保护 ² 三相一次重合闸(检无压/检同期) ² 合闸后加速功能 ² 低频减载功能 ² PT断线监视 |
|
WXJ-52电容器 保护测控装置 | ² 两段式相间过流保护 ² 零序过流保护 ² 零序电压保护 ² 过电压保护 ² 失电压保护 ² 不平衡保护(差压和差流) |
|
WXJ-53站用变(配变) 保护测控装置 | ² 无时限过流保护 ² 两段式定时限过流保护 ² 反时限过负荷保护 ² 高压侧零序过流保护 ² 低压侧零序反时限过流保护 ² 非电量保护 |
|
WXJ-54异步电动机 保护测控装置 | ² 短路保护 ² 启动时间过长保护 ² 两段式过流保护 ² 低电压保护 ² 零序电流保护 ² 两段式负序电流保护 ² 反时限电流保护 ² 过热保护 ² 堵转保护 ² 零序过压保护 ² 自启动功能 |
|
WXJ-55备用电源自动 投切装置 | ² 分为桥备自投装置和进线备自投装置 ² 可实现逆向备自投 ² 充电保护功能 ² 进线电压源可选（PT或带电显示器） |
|
2、测控功能
各保护测控装置测控功能包括：
u 遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信。
u 正常断路器遥控分合。
u P、Q、IA、IB、IC、UA、UB、UC、U0、I0、F、COSф等模拟量。
u 开关事故分合次数统计及电网开关事故分合次数统计和事件SOE等。
3、通讯功能WXJ-50 系列保护测控装置采用CAN2.0B总线方式或者RS485总线方式。
第3节 装置原理和结构1、硬件原理WXJ-50系列保护测控装置原理如图1所示。
图1 WXJ-50系列保护测控装置硬件原理框图
2、结构设计
WXJ-50系列保护测控装置采用标准非标准机箱后插拔设计，分为IO/电源插件、CPU/模入插件。
具体结构参见后文各装置端子定义图。
第4节 人机接口人机接口为整套保护提供管理功能和外部通信功能，WXJ-50数字式保护继电器采用了带背光的128*64液晶显示器，提供友好的人机操作界面。
其界面如图2所示。
图2 WXJ-50系列保护测控装置外形示意图
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复归 复位事故和告警信号
注: 面板上有6个指示灯，分别是：
运行 工作状况指示灯，装置正常运行时不停的闪烁，反之一直亮(绿)
合位置 断路器处于合位置时点亮(红)
分位置 断路器处于分位置时点亮(绿)
故障 当装置所监视的系统有故障信息时点亮(红)
告警 当装置所监视的系统有告警信号时点亮(红)
备用灯 暂无用途
1、操作简要说明：整套保护采用了统一风格的人机界面，界面友好，按照分层的菜单方式，可以根据提示方便地进行操作。
第5节 WXJ-55备用电源自动投切装置说明书备用电源自动投切是变电站一个重要的功能，可以有效地减少因电源故障造成的损失。WXJ-55备自投装置分为桥型（N型）备自投和进线（L型）备自投两种，装置适用于变电站多种接线方式，能自动识别系统运行方式，自动实现运行的投入和退出。WXJ-55备自投装置一次接线示意图如下：
备自投通常采用失压加欠流作为判据，电压判据来自于电压互感器（进线电压来自进线PT或带电显示器输出节点）。如果仅采用电压作为判据，电流可以不接入装置。
1、N型备用电源自动投切装置1.1 主要运行方式1) 桥备自投运行方式（进线1和进线2各带一段母线，分段开关断开）。
2) 进线1备自投（进线2带两段母线上的负荷，进线1作为备用电源）。
3) 进线2备自投（进线1带两段母线上的负荷，进线2作为备用电源）。
4) 逆向进线备自投。
1.2 工作原理A、 桥备自投
a) 正常工作时母联断开，两条进线各带一段母线运行。
b) 若进线1和Ⅰ母(或进线2和Ⅱ母)失压，另一段母线电压正常，并且失电母线没有故障。
c) 在没有外部闭锁的情况下备自投动作：1DL（或2DL）被切除，经延时FDL合上，系统进入进线备自投运行状态。
B、 进线1备自投
正常工作时母联的断路器FDL合，进线2的断路器2DL合，进线1的断路器1DL断开，如果进线2和母线失压，则断开进线2的断路器2DL，经延时合上进线1的断路器1DL。
C、 进线2备自投
正常工作时母联的断路器FDL合，进线1的断路器1DL合，进线2的断路器2DL断开，如果进线1和母线失压，则断开进线1的断路器1DL，经延时合上进线2的断路器2DL。
D、 逆向备自投
逆向备自投首先有主备电源之分，并且逆向备自投控制字投入时才会动作。比如进线1为主电源，正常工作时为进线2备自投方式，当进线1和母线失电后，分1DL合2DL。如果进线1恢复供电，经过延时后，分2DL合1DL完成逆向动作。
1.3 保护功能A、 充电保护
当桥备自投动作合上分段开关后，如果分段处的电流很大，说明合在故障上，经延时切除分段开关。
B、 进线联切功能
联切功能是指由于备自投动作到由进线1或进线2独立带全部负荷时，如果所带负荷过大需要切除不重要的负荷。联切功能分为两个时限，如果电流大于定值，经延时T1后联切1出口，切除部分负荷，如果电流还大于定值，经延时T2后联切2出口，再切除另外的部分负荷。联切功能对进线1和进线2独立设置定值、延时和投入控制字，但出口共用。
1.4 定值表
| 名称 | 类型 | 位置 | 位置 | 单位 | 范围 | 步进 |
备自投运行 参数 | 检有压定值 | 字 | 0 | 0 | V | 50.0~90.0 | 0.1 |
检无压定值 | 字 | 1 | 2 | V | 5.0~40.0 | 0.1 | |
检无压延时 | 字 | 12 | 24 | S | 0.2~60.0 | 0.1 | |
检无流定值 | 字 | 2 | 4 | A | 0.20~3.00 | 0.01 | |
进线Ⅰ备自投延时 | 字 | 3 | 6 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
进线Ⅱ备自投延时 | 字 | 4 | 8 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
桥备自投1延时 | 字 | 5 | 10 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
桥备自投2延时 | 字 | 6 | 12 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
逆向备自投延时 | 字 | 22 | 44 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
充电延时 | 字 | 20 | 40 | S | 1.0~30.0 | 0.1 | |
合闸延时 | 字 | 11 | 22 | S | 0.3~6.0 | 0.1 | |
线路检无流 | 位 | KB1.4 | 52.4 |
|
|
| |
进线Ⅰ使用带电显示器 | 位 | KB0.6 | 50.6 |
|
|
| |
进线Ⅱ使用带电显示器 | 位 | KB0.7 | 50.7 |
|
|
| |
备自投运行 方式 | 进线Ⅰ备自投投入 | 位 | KB1.0 | 52.0 |
|
|
|
进线Ⅱ备自投投入 | 位 | KB1.1 | 52.1 |
|
|
| |
桥备自投投入 | 位 | KB1.2 | 52.2 |
|
|
| |
备自投逆向动作投入 | 位 | KB1.5 | 52.5 |
|
|
| |
运行 模式 选择 | 桥运行模式 | 位 | KB1.6 | 52.6 |
|
|
|
进线Ⅰ为主电源 | 位 | KB1.7 | 52.7 |
|
|
| |
进线Ⅱ为主电源 | 位 | KB1.8 | 53.0 |
|
|
| |
无主备模式 | 位 | KB1.9 | 53.1 |
|
|
| |
进线Ⅰ备自投联切 | 定值 | 字 | 9 | 18 | A | 0.00~50.00 | 0.01 |
投入 | 位 | KB0.1 | 50.1 |
|
|
| |
联切1出口延时T1 | 字 | 16 | 32 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
联切2出口延时T2 | 字 | 17 | 34 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
进线Ⅱ备自投联切 | 定值 | 字 | 10 | 20 | A | 0.00~50.00 | 0.01 |
投入 | 位 | KB0.2 | 50.2 |
|
|
| |
联切1出口延时T1 | 字 | 18 | 36 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
联切2出口延时T2 | 字 | 19 | 38 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
分段 短时充电保护 | 定值 | 字 | 7 | 14 | A | 0.00~50.00 | 0.01 |
延时 | 字 | 8 | 16 | S | 0.0~60.0 | 0.1 | |
投入 | 位 | KB0.0 | 50.0 |
|
|
| |
其他 | PT变比 | 字 | 13 | 26 |
| 1~1150 | 1 |
说明：
1. 备自投运行参数
检有压定值：如果PT上的电压大于“检有压定值”，进线或母线就判断有电压。
检无压定值：如果PT上的电压小于“检无压定值”，进线或母线就判断失压。
如果电压在“检有压定值”和“检无压定值”二者之间20秒，说明进线或母线状态不确定，此时保护装置会报出进线或母线进入不确定状态事件。
检无压延时：确定PT无压的时间，它与“检无压定值”共同确认进线或母线是否失压。
检无流定值：判断进线开关和分段处是否有电流，根据电流情况来确定进线PT（或带电显示器）和母线PT是否有故障，如果有电流而无电压，保护装置判有故障，经延时报PT故障事件；检无流定值与“线路检无流”控制字配合，对备自投进行闭锁。
进线Ⅰ/Ⅱ备自投延时：进线Ⅰ/Ⅱ作为备用电源时，从进线Ⅱ/Ⅰ失电到切除进线Ⅱ/Ⅰ的时间。
桥备自投1/2延时：桥式运行时，从进线Ⅱ/Ⅰ失电到切除进线Ⅱ/Ⅰ的时间。
“进线Ⅰ/Ⅱ备自投延时”和“桥备自投1/2延时”定值可根据进线Ⅱ/Ⅰ的运行情况（如重合闸延时）来整定。
逆向备自投延时：逆向备自投延时是指从主电源重新带电到切除备用电源的时间。
充电延时：当备自投进入一个新的运行模式时，需要一定时间确保系统稳定，称为充电延时。充电完成后方能进行下次的备自投；充电完成报充电成功事件。
合闸延时：备自投动作时先跳闸然后合闸，从跳闸后电压稳定到合闸的时间。
线路检无流：为防止在母线PT有故障情况下备自投动作而设置的用进线电流闭锁备自投的控制字。控制字投入，进行备自投时进线电流在高于“检无流定值”时进行闭锁，否则不进行闭锁。
进线Ⅰ/Ⅱ使用带电显示器：该控制字投入，进线Ⅰ/Ⅱ根据开入量里“带电显示器节点”来判断进线Ⅰ/Ⅱ有无电压，线路PT不再起作用。
2. 备自投运行方式
进线Ⅰ/Ⅱ备自投投入：“进线Ⅰ/Ⅱ备自投”指进线Ⅱ/Ⅰ作主电源，进线Ⅰ/Ⅱ作备用电源的运行方式。控制字投入，进线Ⅱ/Ⅰ失电时，将切除进线Ⅱ/Ⅰ合上进线Ⅰ/Ⅱ，控制字退出则备自投不动作。
桥备自投投入：“桥运行模式”指进线Ⅰ带Ⅰ段母上的负荷，进线Ⅱ带Ⅱ段母上的负荷。控制字投入，进线Ⅰ/Ⅱ失电时，切除进线Ⅰ/Ⅱ合上分段开关，由进线Ⅱ/Ⅰ带全部负荷。控制字退出，则备自投不动作。
备自投逆向动作投入：“逆向运行模式”指在主运行模式下，主电源失电进入备用运行模式时，此时进入逆向运行状态，主电源恢复，备用电源自动退出恢复至主运行模式。控制字投入，主电源恢复时会逆向动作至主运行模式；控制字退出，逆向备自投不动作。
3. 运行模式选择
在运行模式选择中的几个选项里只能选择一种模式。
桥运行模式：主运行模式为两个电源各自带一段母线，当其中一个电源失电后，由另外一个电源带全部负荷，当失电电源恢复后重新回到主运行模式。桥运行模式下，备自投运行方式组中的“备自投逆向动作投入”控制字要投入。
进线Ⅰ/Ⅱ为主电源：主运行模式为进线Ⅰ/Ⅱ为主电源，进线Ⅱ/Ⅰ为备用电源。当主电源失电，则切除主电源合上备用电源；主电源恢复后，断开备用电源合上主电源。选择这两种模式中任意一种时，备自投运行方式组中的“备自投逆向动作投入”控制字要投入。
无主备模式：没有主要运行模式，两个电源互为备用，不需要逆向动作。
2、L型备用电源自动投切装置2.1 主要运行方式1) 进线1备自投（进线2带两段母线上的负荷，进线1作为备用电源）。
2) 进线2备自投（进线1带两段母线上的负荷，进线2作为备用电源）。
3) 逆向进线备自投。
2.2 工作原理A、 进线1备自投
正常工作时，进线2的断路器2DL合，进线1的断路器1DL断开，如果进线2和母线失压，则断开进线2的断路器2DL，经延时合上进线1的断路器1DL。
B、 进线2备自投
正常工作时母联的断路器FDL合，进线1的断路器1DL合，进线2的断路器2DL断开，如果进线1和母线失压，则断开进线1的断路器1DL，经延时合上进线2的断路器2DL。
C、 逆向备自投
逆向备自投工作的系统有主备电源之分，并且逆向备自投控制字投入时才会动作。比如进线1为主电源，正常工作时为进线2备自投方式，当进线1和母线失电后，分1DL合2DL；如果进线1恢复供电，经延时后，分2DL合1DL完成逆向动作。
2.3 保护功能进线联切功能：
联切功能指备自投动作后由进线1或进线2独立带全部负荷时，如果所带负荷过大则需要切除不重要的负荷。联切功能分为两个时限，如果电流大于定值，经延时T1后联切1出口，切除部分负荷，如果电流仍大于定值，经延时T2后联切2出口，切除另外一部分负荷。联切功能对进线1和进线2独立设置定值、延时和投入控制字，但出口共用。
2.4 定值表
| 名称 | 类型 | 位置 | 位置 | 单位 | 范围 | 步进 |
备自投运行 参数 | 检有压定值 | 字 | 0 | 0 | V | 50.0~90.0 | 0.1 |
检无压定值 | 字 | 1 | 2 | V | 5.0~40.0 | 0.1 | |
检无压延时 | 字 | 12 | 24 | S | 0.2~60.0 | 0.1 | |
检无流定值 | 字 | 2 | 4 | A | 0.20~3.00 | 0.01 | |
进线Ⅰ备自投延时 | 字 | 3 | 6 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
进线Ⅱ备自投延时 | 字 | 4 | 8 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
逆向备自投延时 | 字 | 22 | 44 | S | 1.0~60.0 | 0.1 | |
充电延时 | 字 | 20 | 40 | S | 1.0~30.0 | 0.1 | |
合闸延时 | 字 | 11 | 22 | S | 0.3~6.0 | 0.1 | |
线路检无流 | 位 | KB1.4 | 52.4 |
|
|
| |
进线Ⅰ使用带电显示器 | 位 | KB0.6 | 50.6 |
|
|
| |
进线Ⅱ使用带电显示器 | 位 | KB0.7 | 50.7 |
|
|
| |
备自投 运行 方式 | 进线Ⅰ备自投投入 | 位 | KB1.0 | 52.0 |
|
|
|
进线Ⅱ备自投投入 | 位 | KB1.1 | 52.1 |
|
|
| |
备自投逆向动作投入 | 位 | KB1.5 | 52.5 |
|
|
| |
运行 模式 选择 | 进线Ⅰ为主电源 | 字 | KB1.7 | 52.7 |
|
|
|
进线Ⅱ为主电源 | 位 | KB1.8 | 53.0 |
|
|
| |
无主备模式 | 位 | KB1.9 | 53.1 |
|
|
| |
进线Ⅰ备自投联切 | 定值 | 字 | 9 | 18 | A | 0.00~50.00 | 0.01 |
投入 | 位 | KB0.1 | 50.1 |
|
|
| |
联切1出口延时T1 | 字 | 16 | 32 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
联切2出口延时T2 | 字 | 17 | 34 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
进线Ⅱ备自投联切 | 定值 | 字 | 10 | 20 | A | 0.00~50.00 | 0.01 |
投入 | 位 | KB0.2 | 50.2 |
|
|
| |
联切1出口延时T1 | 字 | 18 | 36 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
联切2出口延时T2 | 字 | 19 | 38 | S | 0.0~30.0 | 0.1 | |
其他 | PT变比 | 字 | 13 | 26 |
| 1~1150 | 1 |
见N型备用电源自动投切装置定值表说明。
3、机箱端子示意图及端子定义3.1 WXJ-55N型机箱端子示意图及端子定义图
4.2 WXJ-55L型装置控制回路图
WXJ-55的外形及安装尺寸见附录1。
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