光纖縱聯(lián)電流差動 演示文稿教材

500kv變電運(yùn)行高級技師

光纖差動保護(hù)技術(shù)講座

景敏慧07.4.30討論內(nèi)容1.光纖電流差動保護(hù)硬件簡介2.光纖電流差動保護(hù)基本原理3.光纖電流差動保護(hù)電流數(shù)據(jù)采樣同步4.光纖電流差動保護(hù)邏輯框圖分析5.光纖電流差動保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)6.光纖電流差動保護(hù)動作報告分析7.光纖保護(hù)通道知識介紹8.光纖保護(hù)通道異常處理9.差動保護(hù)調(diào)試1.光纖電流差動保護(hù)硬件簡介裝置面板布置圖指示燈說明“運(yùn)行”燈為綠色，裝置正常運(yùn)行時點亮；“TV斷線”燈為黃色，當(dāng)發(fā)生電壓回路斷線時點亮；“充電”燈為黃色，當(dāng)重合充電完成時點亮；“通道異?！睙魹辄S色，當(dāng)通道故障時點亮；“跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合閘”燈為紅色，當(dāng)保護(hù)動作出口點亮，在“信號復(fù)歸”后熄滅；裝置背視圖組成裝置的插件有：電源插件（DC）、交流插件（AC）、低通濾波器（LPF），CPU插件（CPU）、通信插件（COM）、24V光耦插件（OPT）、跳閘出口插件（OUT）、裝置硬件總體方案總起動（CPU）、保護(hù)動作（DSP）、裝置故障告警（BSJ）的關(guān)系各種繼電器（DSP）2.光纖電流差動保護(hù)基本原理RCS-931A總起動元件電流變化量起動：電流變化量起動元件動作并展寬７秒零序過流元件起動

：

當(dāng)外接和自產(chǎn)零序電流均大于整定值時，零序起動元件動作并展寬７秒，去開放出口繼電器正電源。位置不對應(yīng)起動

：

這一部分的起動由用戶選擇投入，條件滿足總起動元件動作并展寬15秒，去開放出口繼電器正電源。縱聯(lián)差動或遠(yuǎn)跳起動:

發(fā)生區(qū)內(nèi)故障,弱電源側(cè)電流元件可能不動作,此時若收到對側(cè)的差動保護(hù)允許信號,依弱電側(cè)差電流選相元件選動作相關(guān)相、相間電壓，若小于60%額定電壓，則此輔助電壓起動元件動作，開放出口正電源7秒并發(fā)遠(yuǎn)方允許信號。當(dāng)本側(cè)收到對側(cè)的遠(yuǎn)跳信號且定值中“不經(jīng)本側(cè)起控制”置“1”時，去開放出口繼電器正電源500MS。

輸電線路電流縱差保護(hù)原理

線路內(nèi)部短路忽略分布電容電流、負(fù)荷電流、TA誤差動作電流:制動電流：輸電線路電流縱差保護(hù)原理

動作電流：制動電流：線路外部短路忽略分布電容電流、負(fù)荷電流、TA誤差光纖電流縱差保護(hù)原理

自適應(yīng)動作特性考慮TA的非線性,有不平衡電流,設(shè)置自適應(yīng)動作特性動作電流(差動電流)為：制動電流為：穩(wěn)態(tài)相差動繼電器

Ⅰ段動作方程：

Ⅱ段動作方程：

延時40ms動作穩(wěn)態(tài)差動Ⅰ段穩(wěn)態(tài)差動Ⅱ段輸電線路電流縱差保護(hù)的主要問題1

電容電流是從線路流入大地的分布電流的總合，因此它為動作電流。

解決方法：

①提高動作特性差電流起動門檻值,為防止空充暫態(tài)電容電流引起誤動,取4Ic。

②為防止空充暫態(tài)電容電流引起誤動,特性延時40ms動作,用時間換取靈敏度,門檻值取1.5Ic。⑴電容電流的影響輸電線路電流縱差保護(hù)的主要問題2

負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流而不產(chǎn)生動作電流,為提高差動I段動作靈敏度采用工頻變化量比率差動繼電器⑵負(fù)荷電流對差動特性靈敏度有影響工頻變化量分相差動繼電器動作特性

動作電流：制動電流：

取為定值單中‘差動電流高定值和4倍實測電容電流中的最大值。

變化量差動輸電線路電流縱差保護(hù)的主要問題3

零序差動繼電器：動作電流：制動電流：為零序電流起動值,靈敏。零序差動繼電器本身無選相功能，所以再另外用穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器選相。(3)提高高阻接地故障電流差動特性的靈敏度,增加經(jīng)選取相的零序差動繼電器

：零序差動電流，即為兩側(cè)零序電流相量和的幅值；：零序制動電流；即為兩側(cè)零序電流矢量差的幅值；：零序起動電流定值；：、0.6倍實測電容電流和的大值；由于比電容電流小，故動作電流要經(jīng)電容電流補(bǔ)償。：經(jīng)電容電流補(bǔ)償后的相差動電流，。兩者構(gòu)成‘與’門。經(jīng)100ms延時動作。選相元件在正常程序運(yùn)算選相元件：零序差動高阻接地故障錄波例07.01.1813:40左右,烽陽II回故障，兩側(cè)故錄圖熄烽變烽陽II回—118134100錄波圖如下：開陽變烽陽II回—118135357錄波圖如下：電容電流補(bǔ)償后的相差動電流對側(cè)電壓可以用本側(cè)電壓減負(fù)荷電壓估算電容電流計算等值電路圖容抗整定出錯提高選相差動特性門檻

⑴或成立，說明可能整定的值有錯或收發(fā)路由不等。

式中為實測電容電流。

⑵或成立，說明電容電流還比較大。式中為TA二次額定電流。該式說明電容電流還比較大。

⑴與⑵式構(gòu)成‘與’門。滿足條件，不進(jìn)行電容電流的償，將起動電流門檻提高到來躲過電容電流的影響。電容電流小可提高選相差動特性門檻

及兩判據(jù)成立，不需進(jìn)行電容電流的補(bǔ)償。但為了在空載電容電流作用下該繼電器不誤動，將始動作電流由抬高到。因為電容電流很小，該值不大，不會影響線路內(nèi)部短路靈敏度。3.光纖電流差動保護(hù)電流數(shù)據(jù)采樣同步

計算差動電流，必須選取兩側(cè)在同一個時刻的采樣值進(jìn)行計算。首先要做到同步采樣,然后還要考慮傳輸時延的影響。RCS-931保護(hù)在處理這個問題時，首先測量傳輸時延,然后調(diào)整同步瑞的采樣時刻，使之與參考瑞同步采樣。在收到對側(cè)數(shù)據(jù)后，尋找此數(shù)據(jù)采樣時刻的本瑞數(shù)據(jù)進(jìn)行差流計算。

完成該工作的前提條件是收/發(fā)兩路由的傳輸時延要相等,且小于15ms。計算通道延時Td：

從機(jī)上電后，向主機(jī)發(fā)送一幀測定通道延時的報文，同時以本側(cè)裝置的相對時鐘為基準(zhǔn)記錄報文發(fā)送時刻tss；主機(jī)收到該報文后，以本側(cè)裝置的相對時鐘為基準(zhǔn)，記錄該報文接收時刻tmr，等到下一個定時發(fā)送時刻tms，向從機(jī)回應(yīng)一幀通道延時測試報文，同時將tms-tmr作為報文內(nèi)容；從機(jī)在tsr

時刻收到主機(jī)的通道延時測試報文，并得到tms-tmr。由此可以計算得到通道延時Td：調(diào)整從機(jī)采樣時刻完成采樣同步從機(jī)收到主機(jī)發(fā)送的電流報文，根據(jù)通道延時可以得到主機(jī)在什么時刻采樣，同時根據(jù)本側(cè)電流采樣時刻，得到兩側(cè)裝置的采樣時刻誤差ΔT。如圖所示。從機(jī)調(diào)整下一個采樣時刻，使ΔT→0。當(dāng)ΔT小于誤差時，可認(rèn)為兩側(cè)裝置實現(xiàn)了采樣同步。采樣同步調(diào)整過程中

裝置剛上電時，或測得的兩側(cè)采樣時間差超過規(guī)定值時，啟動一次同步過程。在同步過程中測量信號傳輸延時，并計算兩側(cè)采樣時間差。然后由從機(jī)將采樣時刻作多次的小步幅調(diào)整，直到兩側(cè)采樣同步為止。在同步過程中兩側(cè)電流縱聯(lián)差動保護(hù)自動退出。但由于每次僅作小步幅調(diào)整，所以其它保護(hù)仍舊能正常工作，不必退出。在正常運(yùn)行中一直在測量兩側(cè)采樣時間差。當(dāng)測得的大于步幅調(diào)整的時間時，從機(jī)立即將采樣時刻作小步幅調(diào)整。由于此時的值很小，對保護(hù)沒有影響，故作這種調(diào)整時電流縱差保護(hù)仍然是投入的。TA斷線

TA斷線瞬間，斷線側(cè)的起動元件和差動繼電器可能動作，但對側(cè)的起動元件不動作，不會向本側(cè)發(fā)差動保護(hù)動作信號，從而保證縱聯(lián)差動不會誤動。非斷線側(cè)經(jīng)延時后報“長期有差流”，與TA斷線作同樣處理。TA斷線時發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動導(dǎo)致起動元件動作，若控制字“TA斷線閉鎖差動”整定為“1”，則閉鎖電流差動保護(hù)；若控制字“TA斷線閉鎖差動”整定為“0”，且該相差流大于“TA斷線差流定值”（整定值），仍開放電流差動保護(hù)。4.光纖電流差動保護(hù)邏輯框圖分析起動并向?qū)?cè)發(fā)送允許跳閘信號(詳解)框圖

--含弱電側(cè)回饋允許信號弱饋啟動功能（差流＋低電壓啟動）說明

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，弱電源側(cè)電流起動元件可能不起動，此時若收到強(qiáng)側(cè)發(fā)來的差動保護(hù)允許信號，且判別差流繼電器動作(RCS-931差動繼電器在正常程序中連續(xù)運(yùn)算，即每個采樣點均計算，該處用零差選相元件)或相關(guān)相、相間電壓，若小于65%額定電壓，則輔助起動元件動作（也稱低壓差流起動元件），或零差動作且有零序電壓，去開放出口繼電器正電源7秒；同時向強(qiáng)側(cè)發(fā)差動允許信號；強(qiáng)側(cè)可以跳閘。強(qiáng)電側(cè)跳閘時，向弱電側(cè)發(fā)跳閘令，弱電側(cè)經(jīng)差流繼電器選相跳閘。當(dāng)弱電側(cè)在PT斷線時，輔助電壓起動元件功能退出，改由動作后，延時30ms向?qū)?cè)發(fā)允許信號。強(qiáng)電側(cè)相電流，弱電側(cè)相電流。整組傳動試驗時，弱電側(cè)可加三相對稱電壓34-40V。差動投入條件(高阻接地近故障端就地開放零差)高阻接地跳閘說明高阻接地近故障端，電流元件可起動，但遠(yuǎn)端不起動，不能發(fā)允許跳閘信號，因此增加就地電壓開放元件。電壓開放條件為相電壓不低于65%，3U0或3U2大于3V。替代對側(cè)允許信號，但只開放零差。近故障側(cè)經(jīng)選相元件跳閘后，發(fā)分相跳令于對側(cè)。高阻接地的遠(yuǎn)故障側(cè)，可能因故障電流過小而不能起動，當(dāng)收到近故障端發(fā)來的選相跳閘后，并且滿足：遠(yuǎn)故障側(cè)可相繼選相跳閘。注1：dIqd

是正常運(yùn)行中一直計算的一個差流元件，但不做為起動元件。比率制動系數(shù)0.15，起動值為IM或IL。注2：圖中TWJ的信號含TWJ=1和無流，該支路向?qū)?cè)發(fā)允許信號就是說明書中的充電運(yùn)行區(qū)內(nèi)故障時的回饋允許信號。注3：不論什么原因，只要一側(cè)的RCS-931裝置跳閘，則向另一側(cè)發(fā)跳令。其它保護(hù)動作也可以發(fā)分相跳令于對側(cè)，收聯(lián)跳令經(jīng)選相零差無時延出口。如ΔZ動作，對側(cè)可以快跳。遠(yuǎn)跳和遠(yuǎn)傳功能RCS-931利用數(shù)字通道，不僅交換兩側(cè)電流數(shù)據(jù)，同時也交換開關(guān)量信息，實現(xiàn)一些輔助功能，其中包括遠(yuǎn)跳及遠(yuǎn)傳。由于數(shù)字通信采用了CRC校驗，并且所傳開關(guān)量又專門采用了字節(jié)互補(bǔ)校驗及位互補(bǔ)校驗，因此具有很高的可靠性。起動遠(yuǎn)跳令

及‘收遠(yuǎn)跳令受起動控制’控制字跳閘

裝置開入接點626或719為遠(yuǎn)跳開入，起動遠(yuǎn)跳令。保護(hù)裝置采樣得到遠(yuǎn)跳開入為高電平時，經(jīng)過專門的互補(bǔ)校驗處理，作為開關(guān)量，連同電流采樣數(shù)據(jù)及CRC校驗碼等，打包為完整的一幀信息，通過數(shù)字通道，傳送給對側(cè)保護(hù)裝置。對側(cè)裝置每收到一幀信息，都要進(jìn)行CRC校驗，經(jīng)過CRC校驗后再單獨對開關(guān)量進(jìn)行互補(bǔ)校驗。只有通過上述校驗后，并且經(jīng)過連續(xù)三次確認(rèn)后，才認(rèn)為收到的遠(yuǎn)跳信令是可靠的。收到經(jīng)校驗確認(rèn)的遠(yuǎn)跳信號后，若整定控制字“遠(yuǎn)跳受本側(cè)控制”整定為“0”，則無條件置三跳出口，起動A、B、C三相出口跳閘繼電器，同時閉鎖重合閘；若整定為“1”，則需本裝置起動才出口。母線保護(hù)動作、失靈保護(hù)動作接遠(yuǎn)跳開入母線保護(hù)、失靈保護(hù)動作的接點可接入裝置后端子的‘遠(yuǎn)跳’端子。用以解決在斷路器和TA之間發(fā)生短路時縱聯(lián)差動保護(hù)不能動作的問題。發(fā)生這種短路時母線保護(hù)動作跳本側(cè)斷路器同時向?qū)?cè)發(fā)遠(yuǎn)跳信號，使對側(cè)能快速跳閘。遠(yuǎn)傳功能

裝置接點627、628或721、723為遠(yuǎn)傳1、遠(yuǎn)傳2的開入接點。同遠(yuǎn)跳一樣，裝置也借助數(shù)字通道分別傳送遠(yuǎn)傳1、遠(yuǎn)傳2。區(qū)別只是在于接收側(cè)收到遠(yuǎn)傳信號后，并不作用于本裝置的跳閘出口，而只是如實的將對側(cè)裝置的開入接點狀態(tài)反映到對應(yīng)的開出接點上。5.光纖電流差動保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)

1.保護(hù)配置

RCS-931系列保護(hù)包括以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護(hù)，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速Ⅰ段保護(hù)，由三段式相間和接地距離及多個零序方向過流構(gòu)成的全套后備保護(hù)，RCS-931系列保護(hù)有分相出口，配有自動重合閘功能,對單或雙母線接線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。型號配置通信速率RCS-931A分相電流差動零序電流差動工頻變化量距離三段式接地距離三段式相間距離自動重合閘2個延時段零序方向過流64kbit/sRCS-931AS適用于串補(bǔ)線路64kbit/sRCS-931AL過負(fù)荷告警過流跳閘64kbit/sRCS-931AM2048kbit/sRCS-931AMM2048kbit/sRCS-931AMS適用于串補(bǔ)線路2048kbit/sRCS-931B4個延時段零序方向過流64kbit/sRCS-931BS適用于串補(bǔ)線路64kbit/sRCS-931BM2048kbit/sRCS-931BMM2048kbit/sRCS-931BMS適用于串補(bǔ)線路2048kbit/sRCS-931BML過負(fù)荷告警過流跳閘2048kbit/sRCS-931D1個延時段零序方向過流1個零序反時限方向過流64kbit/sRCS-931DS適用于串補(bǔ)線路64kbit/sRCS-931DM2048kbit/sRCS-931DMM2048kbit/sRCS-931DMS適用于串補(bǔ)線路2048kbit/s面板標(biāo)識及指示燈指示燈說明“運(yùn)行”燈為綠色，裝置正常運(yùn)行時點亮；“TV斷線”燈為黃色，當(dāng)發(fā)生電壓回路斷線時點亮；“充電”燈為黃色，當(dāng)重合充電完成時點亮；“通道異?！睙魹辄S色，當(dāng)通道故障時點亮；“跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合閘”燈為紅色，當(dāng)保護(hù)動作出口點亮，在“信號復(fù)歸”后熄滅；RCS-931壓板投主保護(hù)（差動保護(hù)）投距離保護(hù)投零序保護(hù)投閉重（勾三壓板）出口壓板有：跳A、B、C、重合閘、一般還有啟動失靈、啟動重合閘等RCS-931壓板定值

序號定值名稱定值范圍注

1

投主保護(hù)壓板0，1

2

投距離保護(hù)壓板0，1

3

投零序保護(hù)壓板0，1

4

投閉重三跳壓板0，1

與外部壓板或關(guān)系與外部壓板與關(guān)系與外部壓板與關(guān)系與外部壓板與關(guān)系保護(hù)運(yùn)行時液晶顯示說明裝置上電后，正常運(yùn)行時液晶屏幕將顯示主畫面，格式如下：本裝置能存儲128次動作報告，24次故障錄波報告，當(dāng)保護(hù)動作時，液晶屏幕自動顯示最新一次保護(hù)動作報告，當(dāng)一次動作報告中有多個動作元件時，所有動作元件及測距結(jié)果將滾屏顯示，格式如下：保護(hù)動作時液晶顯示說明本裝置能存儲128次裝置自檢報告，保護(hù)裝置運(yùn)行中，硬件自檢出錯或系統(tǒng)運(yùn)行異常將立即顯示自檢報告，當(dāng)一次自檢報告中有多個出錯信息時，所有自檢信息將滾屏顯示，格式如下：按裝置或屏上復(fù)歸按鈕可切換顯示跳閘報告、自檢報告和裝置正常運(yùn)行狀態(tài)，除了以上幾種自動切換顯示方式外，保護(hù)還提供了若干命令菜單，供繼電保護(hù)工程師調(diào)試保護(hù)和修改定值用。裝置自檢報告保護(hù)開關(guān)量變位報告保護(hù)裝置運(yùn)行中液晶屏幕在任一開關(guān)量發(fā)生變位時,將自動生成最新一次開關(guān)量變位動作時，液晶屏幕自動顯示最新一次開關(guān)變位報告，格式如下：從顯示任何報告切為正常報告按去消鍵

裝置異常信息含義及處理建議序號自檢出錯信息含義處理建議1存儲器出錯RAM芯片損壞，閉鎖保護(hù)通知廠家處理2程序出錯FLASH內(nèi)容被破壞，閉鎖保護(hù)通知廠家處理3定值出錯定值區(qū)內(nèi)容被破壞，閉鎖保護(hù)通知廠家處理4采樣數(shù)據(jù)異常模擬輸入通道出錯，閉鎖保護(hù)通知廠家處理5跳合出口異常出口三極管損壞，閉鎖保護(hù)通知廠家處理6直流電源異常直流電源不正常，閉鎖保護(hù)通知廠家處理7DSP定值出錯DSP定值自檢出錯，閉鎖保護(hù)通知廠家處理8該區(qū)定值無效裝置參數(shù)中二次額定電流更改后，保護(hù)定值未重新整定將保護(hù)定值重新整定9光耦電源異常24V或220V光耦正電源失去，閉鎖保護(hù)檢查開入板的隔離電源是否接好10零序長期起動零序起動超過10秒，發(fā)告警信號，不閉鎖保護(hù)檢查電流二次回路接線11突變量長起動突變量起動超過10秒，發(fā)告警信號，不閉鎖保護(hù)檢查電流二次回路接線12TV斷線電壓回路斷線，發(fā)告警信號，閉鎖部分保護(hù)檢查電壓二次回路接線13線路TV斷線線路電壓回路斷線，發(fā)告警信號檢查線路電壓二次回路接線14同期TV斷線同期電壓回路斷線，發(fā)告警信號檢查線路電壓二次回路接線15TA斷線電流回路斷線，發(fā)告警信號，不閉鎖保護(hù)檢查電流二次回路接線16TWJ異常TWJ=1且該相有電流，或三相長期不一致，發(fā)告警信號，不閉鎖保護(hù)檢查開關(guān)輔助接點17控制回路斷線TWJ和HWJ都為0，重合閘放電檢查開關(guān)輔助接點18角差整定異常母線電壓UA與線路電壓UX的實際接線與固定角度差定值不符檢查線路電壓二次回路接線19長期有差流可能是TA斷線，也可能是電流的數(shù)據(jù)采集通道有故障。可能收發(fā)路由傳輸時延不一致檢查電流二次回路接線對裝置采樣回路進(jìn)行檢測聯(lián)系通信人員落實路由‘長期有差流’的裝置異常信號1

在TA斷線時,發(fā)‘長期有差流’的裝置異常信號。

①差流元件動作.該差流元件用選相用的穩(wěn)態(tài)分相差動繼電器，該繼電器十分靈敏。

②差流元件的動作相或動作相間電壓

上兩條件‘與’門經(jīng)10秒延時發(fā)‘長期有差流’信號。第一個條件說明有差電流，第二個條件說明系統(tǒng)無故障，滿足這兩個條件說明可能是TA斷線，也可能是電流的數(shù)據(jù)采集通道有故障或收發(fā)路由傳輸延時不一致?！L期有差流’的裝置異常信號2在TA斷線側(cè):

如果起動元件沒有起動，在正常運(yùn)行運(yùn)行程序中有壓差流元件動作，10秒后發(fā)‘長期有差流’信號。

如果起動元件起動了，程序進(jìn)入故障計算程序。在該程序中，由于收不到對側(cè)允許信號保護(hù)不會誤動。起動元件連續(xù)7秒不動作，返還正常運(yùn)行程序。再經(jīng)10秒后發(fā)‘長期有差流’信號。在TA未斷線側(cè):

在正常運(yùn)行程序中10秒后也可發(fā)出‘長期有差流’信號。因此,一側(cè)斷線,兩側(cè)均可發(fā)‘長期有差流’信號。6.光纖電流差動保護(hù)動作報告分析9.差動實驗差動實驗1—裝置置試驗位通道自環(huán)1、加入1.05倍Ih/2單相電流，保護(hù)選相單跳，動作時間30毫秒以內(nèi),此時為穩(wěn)態(tài)一段差動繼電器。Ih為“差動電流高定值”、“4Un/Xcl”中的高值2、加入1.05倍Im/2單相電流保，保護(hù)選相單跳，動作時間60毫秒左右,此時為穩(wěn)態(tài)二段差動繼電器。Im為“差動電流低定值”、“1.5Un/Xcl”中的高值差動實驗2—裝置置試驗位通道自環(huán)

3.零序差動較復(fù)雜一點，不滿足補(bǔ)償條件時，零差靈敏度同相差Ⅱ段靈敏度一樣；

滿足補(bǔ)償條件后，只要差流＞max（零序起動電流，0.6U/Xc1，0.6實測差流），零差即能動作；

因此，若要單獨做零差，

a).

需將“差動電流高定值”，“差動電流低定值”整定到2.0In，降低相差靈敏度；

b).

通道自環(huán)，再加負(fù)荷電流等于U/2Xc1（＞0.05In），并且超前于電壓90°的三相電流（模擬電容電流），以滿足補(bǔ)償條件；