1　前言
　　鐵路電氣化是實現(xiàn)鐵路運輸高速、重載的有效途徑，是鐵路建設(shè)現(xiàn)代化的標(biāo)志。近年來，國家作出了加大鐵路基礎(chǔ)建設(shè)投資的決定，中國的電氣化鐵路事業(yè)進入了一個高速發(fā)展的嶄新階段。隨著電氣化鐵道牽引供電系統(tǒng)對自動化要求的不斷提高，對主變保護的要求也越來越高，對保護的性能也提出了更高的要求。因此有必要研制一套軟硬件可靠、技術(shù)先進、功能齊全的新型電鐵主變保護產(chǎn)品，以滿足電鐵市場對主變保護性能要求的不斷提高。
WBH－891型電鐵主變保護裝置充分吸收了以往主變保護裝置的優(yōu)點及運行過程中取得的經(jīng)驗，在功能和性能上有了很大的提高。
2　裝置特點
　　WBH－891型電鐵主變保護裝置是以TMS320C32DSP為基本軟硬件平臺的新一代數(shù)字式電鐵主變保護，采用分層32位多CPU并行運行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多層印制電路板布線技術(shù)及SMT表面貼裝工藝，抗干擾能力強，采用了高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，機箱及接插件可靠性高、接插靈活，為裝置的可靠運行奠定了基礎(chǔ)。整套計算機系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換、開關(guān)量的輸入及輸出等集中設(shè)計于一塊印制板中。開關(guān)量的輸入、輸出采用高可靠性的光電隔離器件，機箱采用整體面板和模塊插件結(jié)構(gòu)，插件間的連線采用背板走線方式，裝置的出線采用直接出線端子，這種強弱電分開的出線方式，降低了強電回路對弱電回路的影響，提高了裝置的抗干擾性能。
　　WBH－891型電鐵主變保護裝置按一套保護對應(yīng)一臺變壓器配置。人機界面采用320×240全漢化大屏幕液晶顯示，界面友好、直觀，能實時顯示保護元件的投入、退出狀態(tài)、各種運行參數(shù)及報告信息；裝置能根據(jù)現(xiàn)場不同的接線自動改變相對應(yīng)的算法，能同時滿足平衡變、Y／△變及V／V變?nèi)�種不同接線方式的現(xiàn)場需要；同時具有負(fù)荷錄波、故障錄波功能，裝置可通過記錄故障發(fā)生前后電網(wǎng)波形的變化及各高次諧波的含量比來分析設(shè)備故障的性質(zhì)，進而判斷裝置動作的正確性及定值的合理性；直流電源掉電時故障報告不丟失，可靠保存最新的多份故障報告；同時裝置提供LON網(wǎng)或串行接口，支持與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)通訊。
3　保護配置
　　WBH－891型電鐵主變保護裝置保護配置齊全，每種保護功能均可任意投退。裝置具有差動速斷保護、差動保護、零序電流保護、零序電壓保護、過負(fù)荷保護、高壓側(cè)低壓過電流保護、低壓側(cè)分相低壓過電流保護、失壓保護、檢有壓、高低壓側(cè)PT斷線功能、故障錄波功能、負(fù)荷錄波功能。
4　保護原理
4．1　差動保護
　　差動保護作為變壓器內(nèi)部、套管及引出線發(fā)生短路故障時的主保護，動作于變壓器高低壓兩側(cè)斷路器跳閘。
　　a）Y／△—11變壓器差動保護接線及電流平衡關(guān)系變壓器兩側(cè)電流平衡關(guān)系（CT二次側(cè)）

　　K為變壓器高、低壓側(cè)繞組匝數(shù)比，若高壓側(cè)電壓等級為110 kV，則若高壓側(cè)電壓等級為220kV,則。

    變壓器兩側(cè)電流平衡關(guān)系（CT二次側(cè)）

　　K為變壓器高、低壓側(cè)繞組匝數(shù)比，若高壓側(cè)電壓等級為110kV，則若高壓側(cè)電壓等級為220kV,則

AB相差動電流
 

    AB相制動電流
 
　　BC相、CA相差電流、制動電流計算方法類似。
    C）V／V變壓器差動保護接線及電流平衡關(guān)系

　　高低壓側(cè)電流平衡關(guān)系（CT二次側(cè)）

　　K為變壓器高、低壓側(cè)繞組匝數(shù)比，若高壓側(cè)電壓等級為110 kV，則K＝4；若高壓側(cè)電壓等級為220kV，則K＝8。

    C相差動電流、制動電流計算方法類似。
　　變壓器三相差動保護采用具有比率制動特性的差動保護，帶有二次諧波閉鎖判據(jù)。CT變比誤差由軟件調(diào)整平衡。
　　設(shè)差動保護雙側(cè)電流分別為I₁和I₂，比率制動式差動保護判據(jù)為：

｜I_zd2－I_zd1｜＋I_dz1，I_dz1為最小差動電流整定值，I_zd1為制動電流Ⅱ段整定值，I_zd2為制動電流Ш段整定值，K₂為Ⅱ段比率制動系數(shù)，K₃為Ⅲ段比率制動系數(shù)。
　　為防止變壓器空投時產(chǎn)生的勵磁涌流影響，增加二次諧波閉鎖判據(jù)：

式中：I_cd2為差電流的二次諧波值，I_cd1為基波差電流，k為二次諧波制動比。
　　二次諧波閉鎖中只要有一相滿足條件則同時閉鎖三相。
    差動保護動作特性見圖4：

4．2　差動速斷保護
   裝置中設(shè)有變壓器差動速斷保護，動作判據(jù)為：
　�。麵_dz｜≥I_sd0
式中：I_dz為差動電流，I_sd0為差流速斷整定值。
4．3　過電流保護
　　裝置中設(shè)有變壓器高壓側(cè)三相低壓過電流保護和低壓側(cè)兩相低壓過電流保護。低壓啟動輔助判據(jù)可以投入或退出，動作判據(jù)為：

式中：I_dz為高壓側(cè)動作電流，I_gl0、I_dl0分別為高、低壓側(cè)過電流整定值，I_dzα（β）為低壓側(cè)電流動作值。U_min（U_α，U_β）為低壓側(cè)各相電壓中的最小值，U_dy0為低電壓整定值。
4．4　零序保護
　　該保護作為變壓器或相鄰元件的接地后備保護，分為零序電流保護和零序電壓保護，作用于出口跳閘。
4．5　過負(fù)荷保護
　　裝置中設(shè)有變壓器高壓側(cè)三相過負(fù)荷保護，動作判據(jù)為：
　�。麵_dz｜≥I_gth0（5）式中：I_dz為動作電流，I_gth0為過負(fù)荷整定值。
　　過負(fù)荷保護分為兩段，其中過負(fù)荷Ⅰ段動作于發(fā)信號、過負(fù)荷Ⅱ段動作于跳閘，分別用三段式定時限模擬反時限保護。
4．6　非電量保護
　　裝置中設(shè)有非電量保護，可實現(xiàn)變壓器重瓦斯、輕瓦斯和溫度、壓力、油位等各種非電量信號的出口跳閘或信號指示功能。
　　非電量觸點引入保護裝置，直接經(jīng)保護出口到信號插件，擴展其跳閘和信號觸點，同時還引入保護插件的內(nèi)部開關(guān)量輸入回路，供CPU檢測其動作時刻，以便記錄和打印動作信息。
4．7　失壓保護
　　裝置中裝設(shè)有失壓保護，當(dāng)主變高壓側(cè)開關(guān)在合位，高壓側(cè)三相及低壓側(cè)均無壓時，經(jīng)過一定的延時發(fā)跳閘命令。
4．8　檢有壓
　　當(dāng)裝置檢測到主變高壓側(cè)三相均有電壓時，發(fā)出有壓信號。
4．9　備自投
　　當(dāng)裝置判別到差動速斷、差動、重瓦斯或壓力（溫度）Ⅱ段保護動作時，驅(qū)動自投起動信號。