WNDArc600 电弧光保护系统
成都威能达科技有限公司主要生产WNDArc600电弧光保护系统，电弧光保护系统它可以快速切除故障以限制故障电弧的持续时间，从根本上限制故障电弧，消除其各种效应对设备和人员的危害，并最大限度地降低弧光对电力设备的损坏程度，同时阻断故障的发展，从而可避免主变压器长时间遭受短路电流的冲击而损坏。主要采用检测弧光和过流双判据原理，具有原理简单、动作可靠迅速、对变电站一次设备无特殊要求、适应于各种运行方式，且在各种运行方式下保护不需要切换等优点，为目前发电厂、变电站、工业及商业配电系统380V～110kV中低压母线保护理想的解决方案。
一、概述
1.1产品简介
WNDArc600是适用于供电、配电和用电系统的继电保护与测控装置。使用WNDArc600电弧光保护系统，可以快速切除故障以限制故障电弧的持续时间，从根本上限制故障电弧，消除其各种效应对设备和人员的危害，并最大限度地降低弧光对开关设备的损坏程度，同时阻断故障的发展，从而可避免主变压器长时间遭受短路电流的冲击而损坏。
WNDArc600采用检测弧光和过流双判据原理，具有原理简单、动作可靠迅速、对变电站一次设备无特殊要求、适应于各种运行方式，且在各种运行方式下保护不需要切换等优点，为目前发电厂、变电站、工业及商业配电系统380V～35Kv中低压母线保护理想的解决方案。
WNDArc600电弧光保护系统是一个模块化系统，主要由以下几部分构成：
A. 主控单元WNDArc600
B. 弧光扩展单元WNDArc600EX16A
C. 弧光保护扩展单元WNDArc600EX8A4T
D. 电流保护扩展单元WNDArc600EX6I4T
E. 馈线保护扩展单元WNDArc600EX4I4A4T
F. 跳闸扩展单元WNDArc600EX8T
G. 电弧光传感器WNDArc600AS
H. 系统组成所需的电缆或光缆
基于模块化配置，WNDArc600电弧光保护系统适用于各种不用的应用场合，可组成从由一个主控单元构成的简单系统到由多个单元构成的复杂系统。
系统采用星型连接方式，主控单元和各扩展单元或电弧光传感器之间、弧光扩展单元和电弧光传感器之间采用电缆或光缆进行连接。
主控单元WNDArc600是整个电弧光保护系统的核心部分，负责全系统的电弧光、电流的采集、测量、计算及逻辑判断，实现系统的保护逻辑输出、故障录波、与后台监控系统的通信、对时、自检及其它功能。
1.2 主要特点
1) 铝型材机箱，组合插件式结构，各功能模块单独设计，现场维护方便；
2) 后插拔方式，强弱电彻底分离，抗干扰能力强；
3) 多CPU智能插件设计，开入、开出插件实现实时完全自检；可检测到每个继电器线圈；
4) 插件间基于网络交换总线联系，减少插件间的连线，实时检测接插状态；
5) 双32位机系统，系统冗余大；
6) 保护功能采用德州仪器公司出品的32位定点DSP处理器，能够以很高的速度处理高精度浮点数；运行速度快，可靠性高；
7) 人机界面、网络通讯等管理功能由意法半导体的stm32单片机实现，速度快，片内存储容量大，人机界面采用独立CPU控制；
8) 16位AD采样，测量精度高；每周波24点采样，谐波处理能力强；
9) 可灵活选用双以太网或485接口；
10) 可保存不少于500个最近发生的操作记录、事件报告、及动作报告等；
11) 可选单色或彩色液晶，中文界面菜单，使用方便。
12) 基于C和C++语言的软件设计，模块化设计，维护升级方便；
13) 保护模块采用计算机辅助界面实现原理设计，便于系列产品的二次开发与功能修改，工程设计灵活、快捷；
14) 人机管理模块采用实时多任务操作系统，界面、网络等任务实时性好；
15) 多达10套保护区域定值，双重化定值区自检及互检相结合，定值投退安全方便；
保护功能与测温功能模块化设计，互不影响。
2.1 主控单元功能
主控单元功能模块说明：
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插件名称 |
配置 | |
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WNDArc600 |
CPU插件 |
1路IRIG-B（DC）对时接口、2路以太网接口、1路RS-485接口、1个弧光保护动作信号输出、1个装置异常告警信号输出 |
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电源插件 |
1路电源输入（交直流通用）、1路电源消失告警输出,4路跳闸输出 | |
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电流插件 |
6个电流量输入 | |
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通信插件 |
4路以太网输入接口 | |
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弧光插件 |
12个弧光传感器输入通道 |
1) 1～5个以太网扩展单元接口，最多可接入20台扩展单元；
2) 与后台监控系统采用以太网或RS-485进行通信，规约采用MODBUS规约；
3) 1路电源消失报警输出、1路弧光保护动作输出、1路装置异常告警输出、跳闸输出可设置为故障报警输出（弧光故障或电流故障）；
4) 采用后台软件完成各种保护控制输出逻辑；
5) 跳闸判据－弧光或弧光加电流可选；
6) 电流值整定可设置，总的动作时间：优于7ms
7) 具备开关失灵保护功能；
8) 故障方位的精确定位；
9) 故障与波形记录信息的管理，波形记录：4.8k/s采样条件下可以保存至少32次持续3s的故障波形；
10) 所有单元的连续自检；
11) 异常处理：电流输入回路异常将闭锁跳闸继电器输出；如果电弧光传感器持续动作时间超过设定值（默认为7s），该传感器连接的电弧
光信号单元会从系统中断开，同时会发出故障报警。一旦干扰光线消失，电弧信号单元就恢复正常功能，故障报警复位；
12) 支持IRIG-B（DC）或主控单元自同步采样，各单元数据严格同步，同步精度优于0.1ms；
2.2
扩展单元功能
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扩展单元名称 |
扩展单元型号 |
配置 |
功能 |
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弧光扩展单元 |
WNDArc600EX16A |
16路弧光输入、2个网口（光电可选）、2个RS-485接口 |
负责接入弧光传感器，并和主控单元通信，具备自检功能 |
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弧光保护扩展单元 |
WNDArc600EX8A4T |
8路弧光输入、4个跳闸输出、2个网口（光电可选）、2个RS-485接口 |
负责接入弧光传感器和扩展跳闸输出，并和主控单元通信，具备自检功能 |
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电流保护扩展单元 |
WNDArc600EX6I4T |
6个电流输入、4个跳闸输出、2个网口（光电可选）、2个RS-485接口 |
负责扩展电流输入和跳闸输出，并和主控单元通信，具备自检功能 |
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馈线保护扩展单元 |
WNDArc600EX4I4A4T |
4个电流输入、4个弧光输入、4个跳闸输出、2个网口（光电可选）、2个RS-485接口 |
负责电流采集和弧光输入，可独立完成2个间隔的选择性跳闸保护，也可协同主控单元工作，具备自检功能。 |
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跳闸扩展单元 |
WNDArc600EX8T |
8个跳闸输出、2个网口（光电可选）、2个RS-485接口 |
负责扩展跳闸输出，并和主控单元通信，具备自检功能 |
电弧传感器WND600AS负责检测电弧光，并与扩展单元或主控单元进行通信。
2.2.1 弧光扩展单元WNDArc600EX16A
- 16路电弧光传感器输入通道
- 2个以太网接口（光电可选），一个用于与主控单元通信，一个用于扩展单元间级联通信用
- 2个RS-485接口，用于其它监测数据的接入
- 检测弧光信号，并为主控单元提供弧光信号的信息检测
- 与弧光传感器间通信状态的检测
- 装置自检
2.2.2 弧光保护扩展单元WNDArc600EX8A4T
弧光保护扩展单元
a) 8路电弧光传感器输入通道
b) 2个以太网接口（光电可选），一个用于与主控单元通信，一个用于扩展单元间级联通信用
c) 2个RS-485接口，用于其它监测数据的接入
d) 4个跳闸继电器输出，执行来自主控单元的跳闸指令
e) 检测弧光信号，并为主控单元提供弧光信号的信息检测
f) 与弧光传感器间通信状态的检测
g) 装置自检
2.2.3 电流保护扩展单元WNDArc600EX6I4T
a) 6个电流量输入通道，可同时监测两条线路的电流数据
b) 2个以太网接口（光电可选），一个用于与主控单元通信，一个用于扩展单元间级联通信用
c) 2个RS-485接口，用于其它监测数据的接入
d) 4个跳闸继电器输出，执行来自主控单元的跳闸指令
e) 装置自检
2.2.4 馈线保护扩展单元WNDArc600EX4I4A4T
a) 4个电流量输入通道，可同时监测两条线路的电流数据
b) 4个跳闸继电器输出，执行来自主控单元或馈线保护扩展单元的跳闸指令
c) 4个电弧光传感器输入通道
d) 2个以太网接口（光电可选），一个用于与主控单元通信，一个用于扩展单元间级联通信用
e) 2个RS-485接口，用于其它监测数据的接入
f) 可独立完成保护功能，实现两条馈线的弧光保护功能；或执行来自主控单元的跳闸指令
g) 检测弧光信号，并为主控单元提供弧光信号的信息检测
h) 与弧光传感器间通信状态的检测
i) 装置自检
2.2.5 跳闸扩展单元WNDArc600EX8T
跳闸扩展单元正视图
a) 8个跳闸继电器输出，执行来自主控单元的跳闸指令
b) 2个以太网接口（光电可选），一个用于与主控单元通信，一个用于扩展单元间级联通信用
c) 2个RS-485接口，用于其它监测数据的接入
d) 装置自检
2.2.6 电弧光传感器功能
弧光探头（电缆）
a) 传感器动作值可设置
b) 可见光、紫外光可选配或同时配置
c) 和主控单元或扩展单元间通信
3.1额定数据
a) 额定交流数据：交流电流 5A或1A（订货注明）
额定频率 50Hz （60Hz，订货注明）
b) 热稳定性：交流电流回路：长期运行 2In
10s 20In
1s 40In
3.2环境条件
a) 环境温度：
工作： -25℃～+55℃。
储存： -25℃～+70℃，相对湿度不大于80%，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性及爆炸性气体的防雨、防雪的室内；
在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆转的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。
b) 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℃且表面不凝露。最高温度为+40℃时，
平均最大湿度不超过50％。
c) 大气压力：80kPa～110kPa（相对海拔高度2km以下）。
3.3工作电源
a) 主控单元交直流通用，额定电压：110VDC、220VDC，或者220VAC，电压范围：90～300VDC，或175～264VAC。
b) 扩展单元采用24V直流供电。
3.4测量回路
a) 额定交流电流In：5A/1A可选，线性测量范围：100A/20A可选；
b) 额定频率fn：50Hz；测量范围：45～55Hz；
c) 动作电流整定值可编程设置；
d) 电流精度：优于0.5级。
3.5交流回路过载能力
a) 施加1.2In ～2In装置可持续工作；
b) 施加40In持续１s后无绝缘损坏。
3.6光照度测量范围
a) 弧光照度（自然光）：500Lux～20kLux，弧光照度（紫外光）：0.1~1.999×10^5 μw/cm2；
b) 电弧光动作值可依据现场情况进行整定；
3.7功率消耗
a) 交流电流回路：In = 5A时每相不大于1VA；In = 1A时每相不大于0.5VA；
b) 保护电源回路：正常工作时，不大于10W；保护动作时，不大于15W。
3.8跳闸输出触点
b) 触点容量：277VAC/5A或30VDC/5A，最大开断功率1385VA或150W，最大开断电压277 VAC或30VDC，最大开断电流5A (AC)或5A(DC)；
c) 使用寿命：机械寿命106次，电气寿命105次。
3.9信号输出触点
a) 装置故障告警接点；
b) 电弧光保护动作信号接点；
c) 电源消失告警接点；
d) 触点容量：277VAC/5A或30VDC/5A。
3.10对时接口
a) 装置可以接收卫星同步时钟（系统）发送的IRIG-B（DC）时标信号，用于修正装置内部时钟；
b) 接口形式：RS-485差分输入；
c) 可以选择无外部同步、IRIG-B 200-98标准、（IRIG-B 200-98）+（IEEE 1344-1995）标准。
3.11后台管理通信接口
a) 接口形式：RS-485半双工；
b) 通信规约：MODBUS；
c) 通信参数：8、N、1，波特率从2400～115200bps可选，默认19200bps；
d) 工作模式：主控单元处于从机地位，即监听状态，响应被动呼叫。
3.12各整定元件工作范围及误差
a) 定值整定范围：
交流电流： 0.1In～20In。
b) 定值误差：
电流： < ±2.5%。
3.13测量精度
a) 电流： 0.5 级；
b) 光照度精度： 100Lux；
c) GPS对时： < 1us；
d) 开入量为外部无源或装置220V（110V）开入
3.14延时元件整定范围及误差
时限：0s～2s（含2s）范围内不超过40ms，2s～100s范围内不超过整定值的±2％。
3.15绝缘性能
a) 绝缘电阻：各带电的导电电路分别对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，交流回路和直流回路之间，交流电流回路之间，
用开路电压为500V的测试仪器测试其绝缘电阻值不应小于100MΩ。
b) 介质强度：装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地能承受50Hz、500V（有效值）的交流电压，历时1min的检验无击穿或闪络
现象；其余各带电的导电电路分别对地（即外壳或外露的非带电金属零件）之间，交流回路和直流回路之间，交流电流回路之间，能
承受50Hz、2kV（有效值）的交流电压，历时1min的检验无击穿或闪络现象。
c) 冲击电压：装置通信回路和24V等弱电输入输出端子对地，能承受1kV（峰值）的标准雷电波冲击检验；其各带电的导电端子分
别对地，交流回路和直流回路之间，能承受5kV（峰值）的标准雷电波冲击检验。
3.16机械性能
a) 振动响应：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.1规定的严酷等级为I级振动响应检验。
b) 冲击响应：装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.1规定的严酷等级为I级冲击响应检验。
c) 振动耐久：装置能承受GB/T 11287-2000中4.2.2规定的严酷等级为I级振动耐久检验。
d) 冲击耐久：装置能承受GB/T 14537-1993中4.2.2规定的严酷等级为I级冲击耐久检验。
e) 碰撞：装置能承受GB/T 14537-1993中4.3规定的严酷等级为I级碰撞检验。
3.17抗干扰能力
a) 脉冲群干扰试验：能承受GB/T14598.13－1998规定的频率为1MHz及100kHz衰减振荡波（第一半波电压幅值共模为2.5kV，
差模为1kV）脉冲群干扰试验。
b) 快速瞬变干扰试验：能承受GB/T14598.10－1997第四章规定的严酷等级为Ⅳ级的快速瞬变干扰试验。
c) 辐射电磁场干扰试验：能承受GB/T14598.9－2002第四章规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验。
d) 静电放电试验：能承受GB/T14598.14－1998中4.1规定的严酷等级为Ⅳ级的静电放电试验。
e) 电磁发射试验：能承受GB/T14598.16－2002中4.1规定的传导发射限值及4.2规定的辐射发射限值的电磁发射试验。
f) 工频磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.8－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的工频磁场抗扰度试验。
g) 脉冲磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.9－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的脉冲磁场抗扰度试验。
h) 阻尼振荡磁场抗扰度试验：能承受GB/T17626.10－1998第5章规定的严酷等级为Ⅳ级的阻尼振荡磁场抗扰度试验。
i) 浪涌抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-5：2002第4章规定的严酷等级为Ⅳ级浪涌抗扰度试验。
j) 传导骚扰的抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-6：2001第4章规定的射频场感应的传导骚扰的抗扰度试验。
k) 工频抗扰度试验：能承受IEC 60255-22-7：2003第4章规定的工频抗扰度试验。
