输电线路分相电流纵差保护原理及光纤通道与保护接口

nullnull南京南瑞继保电气有限公司输电线路分相电流纵差保护原理及光纤通道与保护接口RCS-931保护配置RCS-931保护配置主保护 光纤电流纵差保护 工频变化量距离、接地和相间距离Ⅰ段 后备保护 以正序电压为极化量的阻抗继电器构成的三段式接地、相 间距离保护 A型：零序电流Ⅱ段(带方向)、Ⅲ段(方向可选择) B型：零序电流Ⅰ、Ⅱ段(带方向)、Ⅲ、Ⅳ段(方向可选择) D型：零序电流Ⅱ段(带方向)、零序反时限方向电流保护 (方向可选择) 重合闸 单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸、重合闸仃用硬件部分硬件部分 硬件部分硬件部分 装置背视图装置背视图 硬件 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的特点硬件方案的特点单片机（总起动元件）与DSP（保护测量）的数据采样系统在电子电路上完全独立，只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源，从而真正保证了任一器件损坏不致于引起保护误动 AC插件特殊点说明 AC插件特殊点说明 正常运行时测量与之间的相位差，作为检同期的固有相位差，因此对是哪一相或相间是没有要求的，保护能够自动适应。 215端子为装置的接地点，应将该端子接至接地铜排。低通LPF插件工作原理低通LPF插件工作原理 CPU插件硬件图CPU插件硬件图 信号继电器插件（SIG）信号继电器插件（SIG）本插件无外部连线，该板主要是将5V的动作信号经三极管转换为24V信号，从而驱动继电器。正常运行时，装置会对所有三极管的出口进行检查，若有错则告警并闭锁保护。 本板设置了总起动继电器，当CPU满足起动条件，则该继电器动作，接点闭合，开放出口继电器的正电源。 继电器出口1插件（OUT1）继电器出口1插件（OUT1） 继电器出口1插件（OUT1）继电器出口1插件（OUT1）BSJ为装置故障告警继电器，其输出接点BSJ-1、BSJ-2、BSJ-3均为常闭接点，装置退出运行如装置失电、内部故障时均闭合。 BJJ为装置异常告警继电器，其输出接点BJJ-1、BJJ-2为常开接点，装置异常如TV断线、TWJ异常、CT断线等，仍有保护在运行时，发告警信号，BJJ继电器动作，接点闭合。 XTJ、XHJ分别为跳闸和重合闸信号磁保持继电器，保护跳闸时XTJ继电器动作并保持，重合闸时XHJ继电器动作并保持，需按信号复归按钮或由通信口发远方信号复归命令才返回。继电器出口1插件（OUT1）继电器出口1插件（OUT1）FB、FC继电器为远传继电器。FB定义为远传1，FC定义为远传2，FA暂不定义。装置给出两组接点，可分别给两套远方起动跳闸装置。 TJ继电器为保护跳闸时动作（单跳和三跳该继电器均动作），保护动作返回时，该继电器也返回，其接点可接至另一套装置的单跳起动重合闸输入。 TJABC继电器为保护发三跳命令时动作，保护动作返回该继电器也返回，其接点可接至另一套装置的三跳起动重合闸输入。 BCJ继电器为闭锁重合闸继电器，当本保护动作跳闸同时满足了设定的闭重条件时，BCJ继电器动作，例如设置相间距离Ⅱ段闭重，则当相间距离Ⅱ段动作跳闸时，BCJ继电器动作。BCJ继电器一旦动作，则直至整组复归返回。 TJ、TJABC、BCJ继电器各有三组接点输出，供其它装置使用。 继电器出口2插件（OUT2）继电器出口2插件（OUT2） 继电器出口2插件（OUT2）继电器出口2插件（OUT2）该插件输出5组跳闸出口接点和3组重合闸出口接点，均为瞬动接点；用第一组跳闸和第一组合闸接点去接操作箱的跳合线圈，其它供作远动信号、故障录波起动、失灵用。如果需跳两个开关，则用第二组跳闸接点去跳第二个开关。 一般而言，上述的跳合闸输出接点是够用的，如果不够，则可在OUT2的右侧插入与OUT2同样的插件，则可扩展一倍的输出接点。 显示面板（LCD）显示面板（LCD）显示面板单设一个单片机，负责汉字液晶显示、键盘处理，通过串口与CPU交换数据。 显示面板还提供一个与PC机或HELP-90A通信的接口（9芯），一个调试用模拟量输入端子（15芯）。 光纤电流纵差保护原理以母线流向被保护线路方向为正方向。 动作电流(差动电流)为： 制动电流为： 动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方，继电器动作。 null输电线路电流纵差保护原理线路内部短路 动作电流： 制动电流： 因为 继电器动作。 凡是在线路内部有流出的电流，都成为动作电流。 null输电线路电流纵差保护原理线路外部短路 动作电流： 制动电流： 因为 继电器不动。 凡是穿越性的电流不产生动作电流，只产生制动电流。 null输电线路电流纵差保护的主要问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ⑴ 电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。 解决方法： ① 用起动电流定值躲本线路 电容电流。 ②起动电流定值躲不了电容电流时，进行电容电流补偿。null输电线路电流纵差保护的主要问题⑵ 重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路，灵敏度可能不够。 负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流而不产生动作电流。 经高电阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。 解决方法： 采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器null输电线路电流纵差保护的主要问题⑶ TA断线，差动保护会误动。 为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作，因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作。这样在一侧TA断线时差动保护会误动。 解决方法： 采取 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 防止TA断线时差动继电器误动。null输电线路电流纵差保护的主要问题 ⑷ 由于两侧TA暂态特性和饱和程度的差异、二次回路时间常数的差异在区外故障或区外故障切除时出现差动电流（动作电流），容易造成差动继电器误动。 解决方法： 提高比率制动特性的起动电流和制动系数。在制动量上增加浮动门槛。null输电线路电流纵差保护的主要问题⑸ 两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。 线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的误差是相隔一个采样周期（931保护是0.833ms,折合工频电角度为 ）。这将加大区外故障时的不平衡电流。 解决方法： 使两侧采样同步，或进行相位补偿。931保护采用小步幅调整采样周期达到采样同步。null931保护中差动继电器的种类和特点工频变化量分相差动继电器的构成： 动作电流： 制动电流： 取为定值单中‘差动电流高定值’、4倍实测电容电流和 中的最大值。由于 大于电容电流,依靠定值躲电容电流影响. null931保护中差动继电器的种类和特点 工频变化量差动继电器的特点 不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电流。 受过渡电阻的影响也较小。 在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。 由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷 线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。null931保护中差动继电器的种类和特点稳态Ⅰ段分相差动继电器的构成： 动作电流： 制动电流： 取为定值单中‘差动电流高定值’、4倍实测电容电流和 中的最大值。依靠 定值躲电容电流。 null931保护中差动继电器的种类和特点稳态Ⅱ段分相差动继电器的构成： 动作电流： 制动电流： 取为定值单中‘差动电流低定值’、1.5倍实测电容电流和 中的最大值。依靠定 值躲电容电流。 经40ms延时动作。 null931保护中差动继电器的种类和特点零序差动继电器的构成： 动作电流： 制动电流： 为定值单中‘零序起动电流定值’。 经100ms延时动作。 零序差动继电器本身无选相功能，所以再另外用稳态分相差动继电器选相。两者构成‘与’门。 null931保护中差动继电器的种类和特点 零序差动继电器的特点 由于不反应负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。 受过渡电阻的影响较小。 因此在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高。 null931保护中差动继电器的种类和特点与零序差动继电器配合使用作为选相用的稳态分相差动继电器的构成： 动作电流 为经过电容电流补偿后的差动电流。 制动电流： 为 、0.6倍实测电容电流和 中的最大值。制动 系数仅取为0.15。null931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点 由于 值和制动系数值都取得很小，所以该继电器很灵敏。不会影响零序差动继电器的灵敏度。 由于 比电容电流小，故动作电流要经电容电流补偿。 null电容电流的补偿 其中 故而 电容电流的补偿电容电流的补偿当‘计算电容电流与实测电容电流相差较大’时、判断TV断线时、‘判断电容电流很小’时，动作电流不再进行电容电流的补偿。为防止电容电流的影响，将初始动作电流由 抬高到 。因为电容电流的补偿要用到TV的电压和线路容抗的定值，而这些值现在可能是不正确的。null931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点 判别‘计算电容电流与实测电容电流相差较大’的条件 ⑴ 或 式中 为实测电容电流。上式说明可能整定 的 值有错。 ⑵ 或 式中 为TA二次额定电流。该式说明电容电 流还比较大。 ⑴与⑵式构成‘与’ 门。满足条件，不进行电容电流的 补偿，而通过将起动电流定值提高到 来躲过电容电流的影响。 null931保护中差动继电器的种类和特点 选相用稳态分相差动继电器特点 判别‘电容电流很小’的判据 及 满足上两判据说明电容电流很小，不需进行电容电流的补偿。但为了在空载电容电流作用下该继电器不误动，将起始动作电流由 抬高到 。因为电容电流很小，该 值也不是很大，不会影响线路内部短路灵敏度。 null防止TA断线误动的措施差动保护部分的计算，包括:差动继电器的计算、逻辑程序和出口程序都在‘故障计算程序’中进行。也可以说只有起动元件起动后才投入差动保护。起动元件如果不起动，在正常运行程序中差动保护根本没有计算，相当于差动保护没有投入。null防止TA断线误动的措施 防止TA断线误动的措施是：只有在两侧起动元件均起 动，两侧差动继电器都动作的条件下才能发出跳闸命令。 为此，每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许 信号。差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件: ① 本侧起动元件起动 ② 本侧差动继电器动作 ③ 收到对侧‘差动动作’的允许信号 这样当一侧TA断线，由于电流有突变或者有‘零序电流’， 起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没 有断线，起动元件没有起动，差动继电器没有进行计算， 不能向本侧发‘差动动作’的允许信号。所以本侧不误动。 null系统图 断线侧 非断线侧 null‘长期有差流’的装置异常信号 在TA断线时应发‘长期有差流’的装置异常信号。为此在 正常运行程序中加一个有压差流元件。该差流元件就用 选相用的稳态分相差动继电器，该继电器十分灵敏。可 有效地检测出出现差电流的异常情况。 有压差流元件的动作条件: ① 差流元件动作 ② 差流元件的动作相或动作相间电压 、 上两条件‘与’门经10秒延时发‘长期有差流’信号。 第一个条件说明有差电流，第二个条件说明系统无故 障，满足这两个条件说明可能是TA断线，也可能是电 流的数据采集通道有故障。 null‘长期有差流’的装置异常信号在TA断线侧如果起动元件没有起动（例如轻载情况下发生断线），在正常运行运行程序中有压差流元件动作，10秒后发‘长期有差流’信号。如果起动元件起动了，程序进入故障计算程序。在该程序中，由于收不到对侧允许信号保护不会误动。起动元件连续7秒不动作，返还正常运行程序。再经10秒后发‘长期有差流’信号。 在TA未断线侧在正常运行程序中10秒后也可发出‘长期有差流’信号。null‘长期有差流’的装置异常信号 装置发了‘长期有差流’的信号后 如果‘TA断线闭锁差动’控制字 则闭锁差动保护。以防止TA断线期间其它线路短路时误动。 如果‘TA断线闭锁差动’控制字 则不闭锁差动保护。但是将差动继电器的定值抬高到 ‘TA断线差流定值’。该定值应按躲过本线路的最大负荷电流整定。 null弱电侧电流纵差保护存在的问题当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内部短路时，无电源侧起动元件可能不起动。例如无电源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。起动元件不动作，程序在正常运行程序。此时无电源侧差动继电器没有进行计算，不会向对侧发允许信号。导致电源侧电流纵差保护拒动。 为解决该问题，931保护中增加一个低压差流起动元件。 null系统图 低压差流起动元件低压差流起动元件除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外，931保护再增加一个低压差流起动元件。 低压差流起动元件起动条件： ① 差流元件动作。该差流元件的特性就是选 相用的稳态分相差动继电器的特性。 ② 差流元件的动作相或动作相间电压 、 。 ③ 收到对侧的允许信号。 null低压差流起动元件这样在空载线路上发生短路时，如果无电源侧变压器中性点又不接地，使电流突变量和零序起动元件没有起动。但无电源侧由于： ⑴差流元件动作。 ⑵差流元件动作相和动作相间的电压就是短 路点的电压。该电压低于0.6倍额定电压。 ⑶电源侧短路后起动元件能起动，差动继电 器动作，向无电源侧发允许信号。所以无 电源侧能收到允许信号。 满足上述三个条件无电源侧差流起动元件起动，在故障计算程序中差动继电器动作。向电源侧发允许信号。所以电源侧电流纵差保护可以动作发跳闸命令。null在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路。N侧所有起动元件都不会起动，故而N侧无法向M侧发允许信号，导致M侧电流纵差保护拒动。 为此采取当三相 时发允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。三相 发允许信号的作用null同步采样装置刚上电时，或测得的两侧采样时间差 超过规定值时，启动一次同步过程。 在同步过程中测量信号传输延时 ，并计算两侧采样时间差 。然后由从机将采样时刻作多次的小步幅调整，直到两侧采样同步为止。 在同步过程中两侧电流纵联差动保护自动退出。但由于每次仅作小步幅调整，所以其它保护仍旧能正常工作，不必退出。 同步采样在正常运行中一直在测量两侧采样时间差 。当测得的 大于步幅调整的时间时，从机立即将采样时刻作小步幅调整。由于此时 的值很小，对保护没有影响，故作这种调整时电流纵差保护仍然是投入的。 采样同步采样同步测通道延时Td主机从机tmrtmstsstsr采样同步采样同步从机采样时刻调整 主机（参考端）从机（同步端）Δt ΔTs=3Ts-(Td+Δt) null 在64kb/s通信接口的条件下，实现了每周12点采样数据的传输，而其他有些厂家的差动保护每周仅传输4～6点。每周12点的采样数据保证了差动继电器工作的正确性和工频变化量差动继电器的实现。 在2Mb/s通信接口的条件下，实现了每周24点采样数据的传输及差动计算。采样数据的传输本装置通信接口原理本装置通信接口原理其功能是将各电流量和开关量的二进制的电信号转变成编码形式的光信号。 装置中的数据采用64Kb/s高速数据通道、同步通信方式。采用64Kb/s的传输速率，主要是考虑差动保护的数据信息，可以复接数字通信设备(PCM微波或PCM光纤通信) 的64Kb/s数字接口，从而实现远距离传送。 具体功能是将串行通信控制器（SCC）收发的反应电流量和开关量的电信号的NRZI码变换成64Kb/s同向接口的线路码型，然后经‘光电转换’变成光信号，再由光纤通道来传输。本装置通信接口原理本装置通信接口原理外部通信方式一——专用光纤方式外部通信方式一——专用光纤方式采用专用光纤光缆时，线路两侧的装置通过光纤通道直接连接。 专用光纤方式时的同步时钟提取专用光纤方式时的同步时钟提取由于装置是采用64Kb/s同步数据通信方式，就存在同步时钟提取问题。 采用专用光纤通道时，装置的时钟应采用内时钟方式，即两侧的装置发送时钟工作在“主─主”方式，数据发送采用本机的内部时钟，接收时钟从接收数据码流中提取。 外部通信方式二——通过64Kb/s同向接口复接PCM通信设备 外部通信方式二——通过64Kb/s同向接口复接PCM通信设备 需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备MUX-64。它通过双绞线与PCM设备相连。 外部通信方式二——通过2048Kb/s同向接口复接PCM通信设备外部通信方式二——通过2048Kb/s同向接口复接PCM通信设备需在通信机房内加装一台专用光电变换的数字复接接口设备MUX-2M。它通过75欧姆同轴电缆与PCM设备相连。复接PCM通信设备时的同步时钟提取复接PCM通信设备时的同步时钟提取若通过64Kb/s或2048Kb/s同向接口复接PCM通信设备时，必须采用外部时钟方式，即两侧装置的发送时钟工作在“从─从”方式。数据发送时钟和接收时钟为同一时钟源，均是从接收数据码流中提取，否则会产生周期性的滑码现象。若两侧采用SDH通信网络设备时，两侧的通信设备不必进行通信时钟设定。若两侧采用PDH准同步通信设备时，还得对两侧的PDH通信设备进行通信时钟设定。即把一侧的通信时钟设为主时钟（内时钟），另一侧通信时钟设为从时钟，否则会因为PDH的速率适配，而产生周期性的数据丢失（或重复）问题。 复接PCM通信设备时的同步时钟提取 复接PCM通信设备时的同步时钟提取 RCS-931A 压板 RCS-931A 压板投主保护（纵联差动） 投距离保护 投零序保护 投闭重 （勾三压板） 出口压板有：两组跳A、B、C、重合闸、一般还有启动失灵、启动重合闸等 RCS-931A压板定值RCS-931A压板定值 相差动实验相差动实验1、加入1.05倍Ih/2单相电流，保护选相单跳，动作时间30毫秒以内,此时为稳态一段差动继电器。Ih为“差动电流高定值”、“4Un/Xcl”中的高值 2、加入1.05倍Im/2单相电流保，保护选相单跳，动作时间60毫秒左右,此时为稳态二段差动继电器。Im为“差动电流低定值”、“1.5Un/Xcl”中的高值 电容电流补偿条件电容电流补偿条件投入电容电流补偿的必要条件为： “容抗整定和实际系统相符合” 零序差动试验1零序差动试验1通道自环 抬高差动电流高定值、差动电流低定值 整定Xc1，使得U/Xc1>0.1In 加三相 ，满足补偿条件 增加单相电流，使得零序电流＞零序启动电流 零序差动动作，动作时间为120ms左右零序差动试验2零序差动试验2充电及TV断线恢复后，撤掉一相 电流，此时只要满足 ，同时零序电流（两相容性电流形成的零序电流）大于零序起动值，零差经100ms延时即可动作。零序起动值可根据实际零序电流大小适当降低。如不改变零序起动值，也可在故障相加一个感性电流使得总零序电流大于零序起动值 通道联调实验通道联调实验通道采用专用光纤时“专用光纤”控制字整定为“1”，采用PCM 复用通道时“专用光纤”控制字整定为“0”， “主机方式”控制字一侧置“1”，另一侧置必需“0”。 1、通道检查试验 将两侧装置的光端机（CPU 插件内）经专用光纤或PCM 机复接相连，将保护定值控制字中“通道自环”置0，若通道正常，两侧装置的“通道异常” 指示灯均不亮。 以M侧为基准，M侧“TA变比系数”整定为“1”，则N侧“TA变比系数”整定为“1200/1500=0.8”。在M侧加入1A电流，N侧显示（1/1）*5=5A；在N侧加入1A电流，M侧显示（1/5）*0.8*1=0.16A。 (M侧1500/1，N侧1200/5) 通道联调实验通道联调实验2、 跳闸校验 1) 将N侧开关分位，M侧加入单相电流Ih,M侧保护可选相动作 动作时间30毫秒左右。 2) 将M侧开关分位，N侧加入单相电流Ih,M侧保护可选相动作 动作时间30毫秒左右。通道联调实验通道联调实验3) 两侧开关均在合位，M侧加入电流Ih，要有5伏零序电压，故障时间140毫秒以上，两侧保护选相动作M侧动作时间120毫秒左右，N侧10毫秒左右。实际N侧在M侧动完后才动。N侧试验方法相同。 4) 两侧开关均在合位，M侧加入电流Ih，N侧加大于33.5V小于35V（防止PT 断线）的三相电压，M侧保护可选相动作，动作时间30毫秒左右，N侧保护亦能动作。通道联调实验解释通道联调实验解释实验1）、2）检验装置在线路对侧开关为跳位的情况下保护的跳闸逻辑，同时检测二次回路的正确性。 实验3）检验的是当长线路一侧出口发生高阻接地故障时，对侧保护感受不到故障发生，本侧靠零序电压开放零序差动保护 实验4）检验的是当N侧为弱馈时，差动保护的动作逻辑。 谢 谢 ！谢 谢 ！