RCS-901系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明书(ZL_XLBH0101.0608).doc

zl_xlbh0101.0608zl_xlbh0101.0608 rcs-901 系列 超高压线路成套保护装置 技术和使用说明书 南瑞继保电气有限公司版权所有 本说明书适用于 rcs-901 系列 v2.* 版本程序 本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。 更多产品信息，请访问互联网： 版本升级说明： 0608 在 0509 的基础上修改了“2.3.13 通信接口、4.6.5 通信插件（com）、5.2.3 中 专用光纤控制字整定说明、5.4 ip 地址” 目 录 1.1. 概述概述1 1 1.1 应用范围.1 1.2 保护配置.1 1.3 性能特征.2 2.2. 技术参数技术参数3 3 2.1 机械及环境参数.3 2.2 额定电气参数.3 2.3 主要技术指标.3 3.3. 软件工作原理软件工作原理6 6 3.1 装置起动元件.6 3.2 工频变化量距离继电器.6 3.3 工频变化量方向继电器.7 3.4 零序方向继电器.8 3.5 距离继电器.8 3.6 选相元件.12 3.7 非全相运行.14 3.8 重合闸.14 3.9 正常运行程序.15 3.10 各保护方框图.16 3.11 通信时钟.25 3.12 远跳、远传.27 4.4. 硬件原理说明硬件原理说明2929 4.1 装置整体结构.29 4.2 装置面板布置.31 4.3 装置接线端子.31 4.4 输出接点.33 4.5 结构与安装.34 4.6 各插件原理说明.34 5 5定值内容及整定说明定值内容及整定说明4646 5.1 装置参数及整定说明.46 5.2 保护定值及整定说明.47 5.3 压板定值.63 5.4 ip 地址63 6 6使用说明使用说明6464 6.1 指示灯说明.64 6.2 液晶显示说明.64 6.3 命令菜单使用说明.65 6.4 装置的运行说明.67 7 7调试大纲调试大纲6868 7.1 试验注意事项.68 7.2 交流回路校验.68 7.3 输入接点检查.68 7.4 通道检查（rcs-901xf（m）.68 7.5 整组试验.68 7.6 输出接点检查.70 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 1 1.1. 概述概述 1.11.1 应用范围应用范围 本装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作 220kv 及以 上电压等级输电线路的主保护及后备保护。 1.21.2 保护配置保护配置 rcs-901 包括以纵联变化量方向和零序方向元件为主体的快速主保护，由工频变化 量距离元件构成的快速段保护，由三段式相间和接地距离及多个延时段或反时限零 序方向过流构成全套后备保护；rcs-901 保护有分相出口，配有自动重合闸功能, 对单 或双母线结线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。 当采用光纤接口时，增加远跳、远传功能。 rcs-901 系列保护根据功能有一个或多个后缀，各后缀的含义如下： 序号后缀功 能 含 义 1a 二个延时段零序方向过流 2b 四个延时段零序方向过流 3d 一个延时段加一个反时限零序方向过流 4f 光纤接口，光端机允许式 5m 与“f”配合，光纤通信为 2m（缺省为 64k） rcs-901 系列保护具体配置如下： 型 号配 置 rcs-901a 二个延时段零序方向过流 rcs-901b 四个延时段零序方向过流 rcs-901d 一个延时段加一个反时限零序方向过流 rcs-901xl 过负荷告警、过流跳闸 rcs-901xf 收发信采用光纤接口，通信速率 64kbit/s rcs-901xfm 纵联变化量方向 纵联零序方向 工频变化量阻抗 三段接地和相间距离 自动重合闸 收发信采用光纤接口，通信速率 2048kbit/s 注：rcs-901xf(m)中的 x 可为 a、b 或 d。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 2 1.31.3 性能特征性能特征 动作速度快，线路近处故障跳闸时间小于 10ms，线路中间故障跳闸时间小于 15ms，线路远处故障跳闸时间小于 25ms。 主保护采用积分算法，计算速度快；后备保护强调准确性，采用傅氏算法，滤 波效果好，计算精度高。 反应工频变化量的测量元件采用了具有自适应能力的浮动门槛，对系统不平衡 和干扰具有极强的预防能力，因而测量元件能在保证安全性的基础上达到特高 速，起动元件有很高的灵敏度而不会频繁起动。 先进可靠的振荡闭锁功能，保证距离保护在系统振荡加区外故障时能可靠闭锁， 而在振荡加区内故障时能可靠切除故障。 灵活的自动重合闸方式。 装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，取消传统背板配线方式， 同时在软件设计上也采取相应的抗干扰措施，装置的抗干扰能力大大提高，对 外的电磁辐射也满足相关标准。 完善的事件报文处理，可保存最新 64 次动作报告，24 次故障录波报告。 友好的人机界面、汉字显示、中文报告打印。 灵活的后台通信方式，配有 rs-485 通信接口(可选双绞线、光纤)或以太网。 支持电力行业标准 dl/t667-1999（iec60870-5-103 标准）的通信规约。 与 comtrade 兼容的故障录波。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 3 2.2. 技术参数技术参数 2.12.1 机械及环境参数机械及环境参数 机箱结构尺寸：482mm177mm291mm；嵌入式安装 正常工作温度：040 极限工作温度：-1050 贮存及运输：-2570 2.22.2 额定电气参数额定电气参数 直流电源：220v，110v 允许偏差: +15，-20 交流电压：（额定电压 un）v3100 交流电流：5a，1a （额定电流 in） 频 率：50hz/60hz 过载能力：电流回路： 2 倍额定电流，连续工作 10 倍额定电流，允许 10s 40 倍额定电流，允许 1s 电压回路：1.5 倍额定电压，连续工作 功 耗：交流电流： 1va/相（in=5a） 0.5va/相（in=1a） 交流电压： 0.5va/相 直 流： 正常时35w 跳闸时50w 2.32.3 主要技术指标主要技术指标 .1 整组动作时间整组动作时间 工频变化量距离元件：近处 310ms 末端20ms 纵联保护全线路跳闸时间：25ms 距离保护段：20ms .2 起动元件起动元件 电流变化量起动元件，整定范围 0.1in0.5in 零序过流起动元件，整定范围 0.1in0.5in .3 纵联保护纵联保护 零序方向元件 最小动作电压：0.5v 1v 最小动作电流：0.1in nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 4 .4 工频变化量距离工频变化量距离 动作速度：10ms（时） zop uu2 整定范围：0.17.5（in=5a） 0.537.5（in=1a） .5 距离保护距离保护 整定范围： 0.0125(in=5a) 0.05125(in=1a) 距离元件定值误差: 5 精确工作电压: 0.25v 最小精确工作电流: 0.1in 最大精确工作电流: 30in 、段跳闸时间: 010s .6 零序过流保护零序过流保护 整定范围： 0.1in20in 零序过流元件定值误差: 5 后备段零序跳闸延迟时间：010s .7 暂态超越暂态超越 快速保护均不大于 2 .8 测距部分测距部分 单端电源多相故障时允许误差：2.5 单相故障有较大过渡电阻时测距误差将增大； .9 自动重合闸自动重合闸 检同期元件角度误差：3 .1010 电磁兼容电磁兼容 幅射电磁场干扰试验符合国标：gb/t 14598.9 的规定； 快速瞬变干扰试验符合国标：gb/t 14598.10 的规定； 静电放电试验符合国标：gb/t 14598.14 的规定； 脉冲群干扰试验符合国标：gb/t 14598.13 的规定； 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标：gb/t 17626.6 的规定； 工频磁场抗扰度试验符合国标：gb/t 17626.8 的规定； 脉冲磁场抗扰度试验符合国标：gb/t 17626.9 的规定； 浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标：gb/t 17626.5 的规定。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 5 .11 绝缘试验绝缘试验 绝缘试验符合国标：gb/t14598.3-93 6.0 的规定； 冲击电压试验符合国标：gb/t14598.3-93 8.0 的规定。 .12 输出接点容量输出接点容量 信号接点容量： 允许长期通过电流 8a 切断电流 0.3a（dc220v，v/r 1ms） 其它辅助继电器接点容量： 允许长期通过电流 5a 切断电流 0.2a（dc220v，v/r 1ms） 跳闸出口接点容量： 允许长期通过电流 8a 切断电流 0.3a（dc220v，v/r 1ms），不带电流保持 .13 通信接口通信接口 六种通信插件型号可选，可提供 rs-485 通信接口(可选光纤或双绞线接口)，或以 太网接口，通信规约可选择为电力行业标准 dl/t667-1999(idt iec60870-5-103)规约 或 lfp（v2.0）规约，通信速率可整定； 一个用于 gps 对时的 rs-485 双绞线接口； 一个打印接口，可选 rs-485 或 rs-232 方式，通信速率可整定； 一个用于调试的 rs-232 接口（前面板）。 .14 光纤接口（仅光纤接口（仅 f(m)f(m)型）型） rcs-901 系列保护装置可通过专用光纤或经复接，与对侧交换信号。光纤接口位于 cpu 板背面，光接头采用 fc/pc 型式。 当采用专用光纤时，发送功率分四档，由跳线决定。发送功率： 发送速率 跳线选择 64kb/s2048kb/s jp301off，jp302off -16dbm-16dbm jp301on ，jp302off -9 dbm-12dbm jp301off，jp302on -7 dbm-9 dbm jp301on ，jp302on -5 dbm-8 dbm 光纤类型： 单模 ccitt rec.g652 接收灵敏度： 45dbm（64kb/s）、35dbm（2048kb/s） 传输距离： 100km（64kb/s）、60km（2048kb/s） 当采用 pcm 机复接时： 信道类型： 数字光纤或数字微波（可多次转接） 接口标准： 64kb/s g.703 同向数字接口 或 2048kb/s e1 接口 时延要求： 单向传输时延 15ms nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 6 3.3. 软件工作原理软件工作原理 3.13.1 装置起动元件装置起动元件 .1 电流变化量起动电流变化量起动 zdtmax iii 25 . 1 是相间电流的半波积分的最大值； max i 为可整定的固定门坎； zd i 为浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取 1.25 倍可保证门坎始终略高 t i 于不平衡输出。 该元件动作并展宽 7 秒，去开放出口继电器正电源。 .2 零序过流元件起动零序过流元件起动 当外接和自产零序电流均大于整定值时，零序起动元件动作并展宽 7 秒，去开放 出口继电器正电源。 .3 位置不对应起动位置不对应起动 这一部分的起动由用户选择投入，条件满足总起动元件动作并展宽 15 秒，去开放 出口继电器正电源。 .4 远跳起动远跳起动 为实现 rcs-901xf(m)的远跳功能，特增设远跳起动元件：当本侧收到对侧的远跳 信号且定值控制字中“远跳经本侧起动控制”置“0”时，去开放出口继电器正电源 7s。 3.23.2 工频变化量距离继电器工频变化量距离继电器 电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流电 压分量和故障分量，反应工频变化量的继电器只考虑故障分量，不受负荷状态的影响。 工频变化量距离继电器测量工作电压的工频变化量的幅值，其动作方程为： zop uu 对相间故障： zdop ziuu cabcab, 对接地故障： zdop zikiuu 0 3 cba, 为整定阻抗，一般取 0.80.85 倍线路阻抗； zd z 为动作门坎，取故障前工作电压的记忆量。 z u 正、反方向故障时，工频变化量距离继电器动作特性如下图； nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 7 zd z k z s z ks zz r jx zd z s z r jx k z 图 3.2.1 正方向短路动作特性 图 3.2.2 反方向短路动作特性 正方向故障时，测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量为圆心， k z s z 以为半径的圆，如上左图所示，当矢量末端落于圆内时动作，可见这种阻 zds zz k z 抗继电器有大的允许过渡电阻能力。当过渡电阻受对侧电源助增时，由于一般与 n i 是同相位，过渡电阻上的压降始终与同相位，过渡电阻始终呈电阻性，与轴ii 平行，因此，不存在由于对侧电流助增所引起的超越问题。 对反方向短路, 测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量为圆心， k z s z 以为半径的圆，动作圆在第一象限，而因为总是在第三象限，因此，阻 zds zz k z 抗元件有明确的方向性。 工频变化量阻抗元件由距离保护压板投退。 3.33.3 工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器 rcs-901 由工频变化量方向和零序功率方向继电器，经通道交换信号构成全线路快 速跳闸的方向保护，即装置的纵联保护。 变化量方向继电器测量电压、电流故障分量的相位，当测量相角反相位时动作。 其正方向元件的测量相角为： d com zi ziu arg 12 1212 其反方向元件的测量相角为： d zi u arg 12 12 其中： 、为电压、电流变化量的正负序综合分量，无零序分量； 12 u 12 i 为模拟阻抗； d z 为补偿阻抗，当最大运行方式时系统线路阻抗比时， com z5 . 0 ls zz ，否则取为“工频变化量阻抗”的一半。0 com z com z nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 8 正方向故障时，接近于 180，正方向元件可靠动作，而接近于 0，反方 向元件不可能动作，而反方向故障时，接近于 0，正方向元件不可能动作，而 接近于 180，反方向元件可靠动作。 由上可见，在正方向元件中引入补偿电压不可能引起方向元件误动，在 com zi 12 大系统长线路较小的情况下，引入可以根本改善继电器的灵敏度，使该方 s z com zi 12 向继电器不仅适用于短线路，而且适用于任何长距离输电线路。 以上分析未规定故障类型，所以对各种故障，方向继电器都有同样优越的方向性， 且过渡电阻不影响方向元件的测量相角，另外，由于方向元件不受负荷电流影响，因 而该方向元件有很高的灵敏度，可允许测量很大的故障过渡电阻。另外，方向元件不 受串补电容的影响（因为） 。 scsc zzzz, 工频变化量方向继电器受浮动门坎的限制，因此，当系统中出现不平衡分量或者 系统振荡时，继电器不会误动作，只是自动降低灵敏度。 当保护投退控制字弱电源侧1 时，装置自动引入超范围变化量阻抗继电器， 当变化量正反方向元件和零序正反方向元件均不动作时，若超范围变化量阻抗继电器 动作，则判为正方向故障，若超范围变化量阻抗继电器不动作，即判为反方向故障。 3.43.4 零序方向继电器零序方向继电器 零序正反方向元件（、）由零序功率决定，由和的乘积获 0 f 0 f 0 p 0 p 0 3u d zi 0 3 得(、为自产零序电压电流，是幅值为 1 相角为 78的相量)，0 时 0 3u 0 3i d z 0 p 动作；=1 0 0 8ms & 0 0 & 0 0 零序反方向元件 零序正方向元件 零序方向过流元件 变化量正方向元件 投纵联零序保护 投纵联变化量保护 投纵联零序保护 =1 0 0 & 0 0 任一相跳闸 0 0 & 0 =1 0 0 150 =1 0 0 0 其他保护动作 0150 三相twj均为1 三相无流 & 0 0 =1 0 0 发信 m2 m3 m9 m10 m8 m7 m11 m12m13 m15 =1 0 0 三相跳闸固定 m16 & 0 0 m17 0 m1 4025 & 0 0 8msm50 纵联保 护出口 & 0 0 任一相跳闸 m6 & 0 0 & 0 0 & 0 0 m4 m14 变化量反方向元件 投纵联变化量保护 =1 0 0 图 3.10.1 闭锁式纵联保护起动后方框图 1) 起动元件动作即进入故障程序，收发信机即被起动发闭锁信号； 2) 反方向元件动作时，立即闭锁正方向元件的停信回路，即方向元件中反方向元 件动作优先，这样有利于防止故障功率倒方向时误动作； 3) 起动元件动作后，收信 8ms 后才允许正方向元件投入工作，反方向元件不动作， 纵联变化量元件或纵联零序元件任一动作时，停止发信； 4) 当本装置其它保护（如工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护）动作，或外 部保护（如母线差动保护）动作跳闸时，立即停止发信，并在跳闸信号返回后， 停信展宽 150ms，但在展宽期间若反方向元件动作，立即返回，继续发信； 5) 三相跳闸固定回路动作或三相跳闸位置继电器均动作且无流时，始终停止发信； 6) 区内故障时，正方向元件动作而反方向元件不动作，两侧均停信，经 8ms 延时 纵联保护出口；装置内设有功率倒方向延时回路，该回路是为了防止区外故障 后，在断合开关的过程中，故障功率方向出现倒方向，短时出现一侧正方向元 件未返回， 另一侧正方向元件已动作而出现瞬时误动而设置的，如图 3.10.2，本装置设于 1、2 二端，若图示短路点发生故障，1 为正方向，2 为反 方向，m 侧停信，n 侧发信，开关 3 跳开时，故障功率倒向可能使 1 为反方向， 2 为正方向, 如果 n 侧停信的速度快于 m 侧发信，则 n 侧可能瞬间出现正方向 元件动作同时无收信信号，这种情况可以通过当连续收信 40ms 以后，方向比 较保护延时 25ms 动作的方式来躲过。 n e 1 m e m n 2 43 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 18 图 3.10.2 功率倒方向 正常运行程序中闭锁式纵联保护逻辑 通道试验、远方起信逻辑由本装置实现，这样进行通道试验时就把两侧的保护装置、 收发信机和通道一起进行检查。与本装置配合时，收发信机内部的远方起信逻辑部分 应取消。 三相无流 收信 三相twj均为1 & 0 0 =1 0 0 相电压=1 0 0 200ms 0 2ms0 & 0 0 通道试验按钮 05s & 0 0 0 10s0 & 0 0 =1 0 0 0 发信 100ms 0 & 0 0 ec m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 保护低定值起动 图 3.10.3 闭锁式纵联保护未起动时的方框图 1) 远方起动发信：当收到对侧信号后，如 twj 未动作，则立即发信，如 twj 动 作，则延时 100ms 发信；当用于弱电侧，判断任一相电压或相间电压低于 30v 时，延时 100ms 发信，这保证在线路轻负荷，起动元件不动作的情况下，由 对侧保护快速切除故障。无上述情况时则本侧收信后，立即由远方起信回路 发信，10s 后停信。 2) 通道试验：对闭锁式通道，正常运行时需进行通道信号交换，由人工在保护 屏上按下通道试验按钮，本侧发信，收信 200ms 后停止发信；收对侧信号达 5s 后本侧再次发信，10s 后停止发信。在通道试验过程中，若保护装置起动， 则结束本次通道试验。 允许式纵联保护逻辑 一般与载波机或光纤数字通道配合构成允许式纵联保护，位置发信、其它保护动作 发信等都由保护装置实现，这些信号都应接入保护装置而不接至收发信机。 故障测量程序中允许式纵联保护逻辑 1)正方向元件动作且反方向元件不动即发允许信号，同时收到对侧允许信号达 8ms 后纵联保护动作。 2)如在启动 40ms 内不满足纵联保护动作的条件，则其后纵联保护动作需经 25ms 延时，防止故障功率倒向时保护误动。 3) 当本装置其它保护（如工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护）动作跳闸， 或外部保护（如母线差动保护）动作跳闸时，立即发允许信号，并在跳闸信 号 返回后，发信展宽 150ms，但在展宽期间若反方向元件动作，则立即返回，停 止发信。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 19 4) 三相跳闸固定回路动作或三相跳闸位置继电器均动作且无流时，始终发信。 收信 & 0 0 零序反方向元件 零序正方向元件 零序方向过流元件 变化量正方向元件 投纵联零序保护 投纵联变化量保护 投纵联零序保护 =1 0 0 & 0 0 任一相跳闸 0 0 &0 =1 0 0 150 =1 0 0 0 其他保护动作 0150 三相twj均为1 三相无流 & 0 0 =1 0 0 发信 & 0 0 4025 & 0 0 8msm2 m6 m7 m5 m8 m9m10 m16 m13 m3 =1 0 0 三相跳闸固定 m11 0 m12 纵联保 护出口 保护起动 & 0 0 任一相跳闸 & 0 0 m1 m4 变化量反方向元件 投纵联变化量保护 =1 0 0 图 3.10.4 允许式纵联保护起动后方框图 正常运行程序中允许式纵联保护逻辑 当收到对侧信号后，如 twj 动作，则给对侧发 100ms 允许信号；当用于弱电侧，判 断任一相电压或相间电压低于 30v 时，当收到对侧信号后给对侧发 100ms 允许信号， 这保证在线路轻负荷，起动元件不动作的情况下，可由对侧保护快速切除故障。 =1 0 0 & 0 0 弱电源侧 =1 0 0 100ms 0 & 0 0 发信 收信 & 0 0 相电压=1 0 0 0 =1 0 0 & 0 0 =1 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 =1 0 0 =1 0 0 =1 0 0 =1 0 0 0 =1 0 0 =1 0 0 =1 0 0 0 非全相振闭开放元件 & 0 0 手动合闸 =1 0 0 距离段动作 25ms m10 m22 振荡闭锁开放 & 0 0 =1 0 0 电压接线路tv 1 m19 m20 10ms 图 3.10.6 距离保护方框图 1) 若用户选择“投负荷限制距离” ，则、段的接地和相间距离元件需经 负荷限制继电器闭锁。 2) 保护起动时，如果按躲过最大负荷电流整定的振荡闭锁过流元件尚未动作或动 作不到 10ms，则开放振荡闭锁 160ms，另外不对称故障开放元件、对称故障开 放元件和非全相运行振闭开放元件任一元件开放则开放振荡闭锁；用户可选择 “投振荡闭锁”去闭锁、段距离保护，否则距离保护、段不经振荡闭 锁而直接开放。 3) 非全相运行再故障时，距离段受振荡闭锁开放元件控制，经 120ms 延时三相 加速跳闸。 4) 合闸于故障线路时三相跳闸可由二种方式：一是受振闭控制的段距离继电器 在合闸过程中三相跳闸，二是在三相合闸时，还可选择“投三重加速段距离” nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 21 、 “投三重加速段距离” 、由不经振荡闭锁的段或段距离继电器加速跳闸。 手合时总是加速段距离。 0.3 零序、过流保护方框图零序、过流保护方框图 段零序元件 段零序元件 零序段经方向 零序过流 段时间 零序过流段 时间-500 零序段动作 500ms & 0 0 & 0 0 保护跳闸 =1 0 0 零跳闸后加速 =1 0 0 0 & 0 0 零序段动作 自产零序起动元件 & 0 0 外接零序起动元件 零序功率正方向 零序功率反方向 & 0 0 & 0 0 纵联零序过流元件 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 0 & 0 0 tv断线零序过流 tv断线 tv断线相过流元件 =1 0 0 tv断线时 过流时间 tv断线过流动作 零序正方向元件 零序反方向元件 m1 m2 m3 m4 m6 m5 m7 m8 m9m10 m17 m18 m19 m11 & 0 0 保护起动 & 0 0 零序过流加速元件 手合或三重 单相重合 & 0 0 & 0 0 100ms =1 0 0 零序过流加速动作 m16 0 60ms0 m12 m13 m14 m15 1 图 3.10.7 rcs-901a 零序保护方框图 1) rcs-901a 设置了两个带延时段的零序方向过流保护，段零序受零序正方向元件 控制，段零序则由用户选择经或不经方向元件控制。 2) 对 rcs-901a 当用户置“零跳闸后加速”为 1，则跳闸前零序段的动作时间为 “零序过流段时间” ，则跳闸后零序段的动作时间缩短 500ms。 3) tv 断线时，本装置自动投入零序过流和相过流元件，两个元件经同一延时段出口。 tv 断线零序过流受零序压板控制，tv 断线相过流受距离压板控制。 4) 所有零序电流保护都受零序起动过流元件控制，因此各零序电流保护定值应大于零 序起动电流定值。纵联零序反方向的电流定值固定取零序起动过流定值，而纵联零 序正方向的电流定值取零序方向比较过流定值。 5) 单相重合时零序加速时间延时为 60ms，手合和三重时加速时间延时为 100ms，其过 流定值用零序过流加速段定值。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 22 段零序元件 段零序元件 零序段经方向 零序过流 段时间 零序过流段 时间-500 零序段动作 500ms & 0 0 & 0 0 保护跳闸 =1 0 0 零跳闸后加速 =1 0 0 0 & 0 0 零序段动作 自产零序起动元件 & 0 0 外接零序起动元件 零序功率正方向 零序功率反方向 & 0 0 & 0 0 纵联零序过流元件 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 0 & 0 0 tv断线零序过流 tv断线 tv断线相过流元件 =1 0 0 tv断线时 过流时间 tv断线过流动作 零序正方向元件 零序反方向元件 m1 m2 m3 m4 m8 m7 m11 m12 m14m15 m21 m23 m22 m13 & 0 0 保护起动 & 0 0 零序过流加速元件 手合或三重 单相重合 & 0 0 & 0 0 100ms =1 0 0 零序过流加速动作 m19 0 60ms0 m16 m18 m17 m20 1 段零序元件 & 0 0 m6 & 0 0 零序段动作 段零序元件 & 0 0 m10 零序段经方向 1 & 0 0 零序过流 段时间零序段动作 m5 m9 图 3.10.8 rcs-901b 零序保护方框图 1) rcs-901b 设置了速跳的段零序方向过流和三个带延时段的零序方向过流保 护，、段零序受零序正方向元件控制，、段零序则由用户选择经或不 经方向元件控制； 2) 对 rcs-901b 当用户置“零跳闸后加速”为 1，则跳闸前零序段的动作时 间为“零序过流段时间” ，则跳闸后零序段的动作时间缩短 500ms。 3) tv 断线时，本装置自动投入零序过流和相过流元件，两个元件经同一延时段 出口。tv 断线零序过流受零序压板控制，tv 断线相过流受距离压板控制。 4) 所有零序电流保护都受零序起动过流元件控制，因此各零序电流保护定值应大 于零序起动电流定值。纵联零序反方向的电流定值固定取零序起动过流定值， 而纵联零序方向的电流定值取零序方向比较过流定值。 5) 单相重合时零序加速时间延时为 60ms，手合和三重时加速时间延时为 100ms， 其过流定值用零序过流加速段定值。 6) rcs-901d 是在 rcs-901a 的基础上将原零序段定时限改为零序反时限过流保 护。 在零序反时限保护动作逻辑如下： nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 23 & 0 0 0100ms m1 3i0零序反时限定值 零序正方向元件 零序反时限经方向 1 反时限延时100ms投入 =1 0 0 m19 零序反时 限时间零序反时限过流保护动作 3.10.9 rcs-901d 零序反时限过流保护方框图 根据国际电工委员会标准（iec255-4）的规定，本装置采用其标准反时限特性方程 中的正常反时限特性方程（normal idmt.）： p p t i i it 1)( 14 . 0 )( 02 . 0 0 0 其中：为电流基准值，对应“零序反时限过流”定值； p i 为时间常数，对应“零序反时限时间”定值； p t 零序电流反时限保护动作三跳并闭锁重合闸； 在非全相和 tv 断线期间，退出零序过流段，零序电流反时限保护自动不带方向。 0.4 跳闸逻辑方框图跳闸逻辑方框图 跳闸逻辑方框图见 3.10.10，rcs-901a 跳闸逻辑： 1) 工频变化量距离、纵联保护、距离段、距离段、零序段动作时经选相跳闸； 如果选相失败而动作元件不返回，则经 200ms 延时发选相无效三跳命令。 2) 零序段、相间距离段、接地距离段、合闸于故障线路、非全相运行再故障、 tv 断线过流、选相无效延时 200ms、单跳失败延时 150ms、单相运行延时 150ms 直接跳三相。 3) 发单跳令后如果该相持续有流（0.06in） ，经 150ms 延时发单跳失败三跳命令。 4) 选相达二相及以上时跳三相。 5) 采用三相跳闸方式、有沟三闭重输入、重合闸投入时充电未完成或处于三重方式 时，任何故障三相跳闸。 6) 严重故障时，如零序段跳闸、段距离跳闸、手合或合闸于故障线路跳闸、单 跳不返回三跳、单相运行三跳、tv 断线时跳闸等闭锁重合闸。 7) 段零序、段相间距离、段接地距离等，经用户选择三跳方式时，闭锁重合 闸。 8) 经用户选择，选相无效三跳、非全相运行再故障三跳、二相以上故障闭锁重合闸。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 24 变化量距离 纵联保护 距离、段 零序段 =1 0 0 0 0 选a相 选b相 选c相 选多相 b相有流 a相有流 c相有流 跳a相出口 跳b相出口 跳c相出口 =1 0 0 =1 0 0 =1 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 0 0 0 =1 0 0 =1 0 0 =1 0 0 200ms 0 =1 0 0 0 0 & 0 0 任一相有电流 =1 0 0 0 0 手合加速 零序段 相间距离段 接地距离段 零序段 重合加速 距离段 =1 0 0 0 单跳不返回 单相运行三跳 tv断线过流 =1 0 0 0 相间距离闭重 接地距离闭重 零段三跳闭重 =1 0 0 0 非全相再故障 沟三跳 =1 0 0 =1 0 0 tv断线 沟三闭重开入 选相无效 =1 0 0 0投非全相故障闭重 投选相无效闭重 =1 0 0 0 起动闭锁重合闸继电器 闭锁重合放电 跳a相出口 =1 0 0 0 & 0 0 0 跳b相出口 跳c相出口 & 0 0 投三相跳闸 投重合闸 充电未满 三重方式 沟三闭重开入 & 0 0 & 0 0 =1 0 0 0 0 & 0 0 200ms 0 起动tj继电器 起动tjabc继电器 单跳失败 沟三跳 选相无效 m1 m2m3m4 m5 m6m7m8 m9 m10m11m12 m13 m14 m15 m16 m17 m18 m20m19 m22 m21 m23 m24 m25 m26 m27 m28 m29 m30 m31 m32 图 3.10.10 rcs-901a 跳闸逻辑方框图 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 25 rcs-901b 跳闸逻辑与 rcs-901a 基本相同，下面仅列出不同之处： 零序段、零序段、零序段动作时经选相跳闸；如果选相失败而动作元件 不返回，则经 200ms 延时发选相无效三跳命令。 零序段动作，三跳闭重。 零序段、零序段，经用户选择三跳方式，元件动作时闭锁重合闸； rcs-901d 跳闸逻辑同 rcs-901a。 0.5 重合闸逻辑方框图重合闸逻辑方框图 外部单跳固定 twjc twja twjb 不检方式 检无压方式 检同期方式 三相重合时间 m1 =1 0 0 0 本保护单跳固定 =1 0 0 不对应起动重合 =1 0 0 任一相无流 外部三跳固定 本保护三跳固定 三相均无流 twjc twja twjb & 0 0 0 0 =1 0 0 不对应起动重合 & 0 0 0 0 & 0 0 单相重合时间 =1 0 0 & 0 0 0 三重方式 综重方式 =1 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 =1 0 0 线路tv异常 线路u40v ua40v 同期满足 =1 0 0 0 twjc twja twjb 装置未起动 =1 0 0 0 & 0 0 tcd0 & 合闸压力闭重 闭锁重合放电 重合闸退出 2000 & 0 0 =1 0 0 =1 0 0 0 0 =1 0 0 0120 重合闸 m2 m3 m4 m8 m7 m12 m13 m14 m19 m9 m10 m5 m11 m15 m6 m16m18 m17 m20 m21 m22 m23 图 3.10.11 重合闸逻辑方框图 1) twja、twjb、twjc 分别为 a、b、c 三相的跳闸位置继电器的接点输入； 2) 保护单跳固定、保护三跳固定为本保护动作跳闸形成的跳闸固定，单相故障，故 障无电流时该相跳闸固定动作，三相跳闸，三相电流全部消失时三相跳闸固定动 作； 3) 外部单跳固定、外部三跳固定分别为其它保护来的单跳起动重合、三跳起动重合 输入由本保护经无流判别形成的跳闸固定； 4) 重合闸退出指重合闸方式把手置于停用位置，或定值中重合闸投入控制字置“0” ， nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 26 则重合闸退出。本装置重合闸退出并不代表线路重合闸退出，保护仍是选相跳闸的 要实现线路重合闸停用，需将沟三闭重压板投上。当重合闸方式把手置于运行位置 （单重、三重或综重）且定值中重合闸投入控制字置“1”时，本装置重合闸投入。 5) tv 断线时重合放电。 6) 重合闸充电在正常运行时进行，重合闸投入、无 twj、无压力低闭重输入、无 tv 断线和其它闭重输入经 15 秒后充电完成。 7) 本装置重合闸为一次重合闸方式，用于单开关的线路，一般不用于 3/2 开关方式， 可实现单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸。 8) 重合闸的起动方式有本保护跳闸起动、其它保护跳闸起动和经用户选择的不对应 起动。 9) 若开关三跳如 tgabc 动作、其它保护三跳起动重合闸或三相 twj 动作，则不起动 单重。 10) 三相重合时，可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重 合闸方式。检无压时，检查线路电压或母线电压小于 30 伏时，检无压条件满足， 而不管线路电压用的是相电压还是相间电压；检同期时，检查线路电压和母线电 压大于 40 伏且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。 正常运行时，保护检测线路电压与母线 a 相电压的相角差，设为 ，检同期时， 检测线路电压与母线 a 相电压的相角差是否在（定值）至（定值）范围 内，因此不管线路电压用的是哪一相电压还是哪一相间电压，保护能够自动适应。 3.113.11 通信时钟通信时钟 rcs-901xf同常规rcs-901x保护最大的区别在于其通信方式不同。“f”系列保护通 过数字通道交换两侧方向元件信息及远跳远传等开关信息，本装置中数据采用 64kb/s（rcs-901xf）或2048kb/s（rcs-901xfm）高速数据通道、同步通信方式。 装置可采用“专用光纤”或“复用通道”。在信道数量及功率衰耗允许范围内 （64kb/s允许衰耗40db；2048kb/s允许衰耗27db）时，优先采用“专用光纤”作为传 输通道。当功率衰耗不满足条件，或信道资源有限，可采用“复用通道”。 当采用复接pcm通信设备时，以rcs-901af为例，数据信号是从pcm的64kb/s同向接 口实现复接（其“64kb/s同向接口”的有关技术指标参见ccitt推荐标准：g703中的 “64kb/s接口”）。不论采用专用光纤，亦或复用pcm设备，本装置的通信出入口都是 采用光纤传输方式。 通信接口的原理如图3.11.1，其功能是将传送主保护方向元件及开关量信息的串 行通信控制器（scc）收发的nrzi码变换成64kb/s同向接口的线路码型，经光电转换后， 由光纤通道来传输。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 27 数据发送 64kb/s 从scc来 码型变换 光纤发送 （主） 光纤 数据接收 64kb/s 去scc 码型变换 光纤接收 （主） 光纤 时钟提取 dpll 发时钟 内部时钟 64khz晶振 图3.11.1 rcs-901xf(m) 通信接口框图 发时钟 收时钟 rcs900 系列纵联 方向保护 发时钟 收时钟 rcs900 系列纵联 方向保护 内部时钟内部时钟 64kb/s 图3.11.2 内时钟(主主)方式 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，若通道是 采用专用光纤通道，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，见图3.11.2，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。 若通过64kb/s同向接口复接pcm通信设备，见图3.11.3，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的速率失配，而产生周期性 的数据丢失（或重复）问题。和通信设备的连接为两对双绞线。对通道的误码率要求 参照电力规划设计院颁发的dl/t 5062-1996微波电路传输继电保护信息设计技术规 定中有关条款。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 28 发时钟 收时钟 rcs-901xf 纵联方向保护 内部时钟 64kb/s 收 发 （主侧） 64kb/s 发时钟 收时钟 内部时钟 64kb/s 收 发 （从侧） 64kb/s pcm设备pcm设备 rcs-901xf 纵联方向保护 图3.11.3 外时钟(从从)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，见图3.11.4。 rcs901xf 纵联方向保护 光 发 光 收 光 发 光 收 光纤 64kb/s rcs901xf 纵联方向保护 图3.11.4 专用光纤方式连接 若通过数字接口复接pcm设备时，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-64b，见图3.11.5。 mux-64b 光 发 光 收 光 发 光 收 光纤 64kb/s pcm设备 同向 接口 终端 rcs901xf 纵联方向保护 图3.11.5 数字复接方式连接 采用专用光纤或复接pcm，需整定控制字“专用光纤”来决定通信时钟方式。控 制字“专用光纤”置为1，装置自动采用内时钟方式；反之，自动采用外时钟方式。 3.123.12 远跳、远传远跳、远传 rcs-901xf(m)利用数字通道，传输开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远 跳及远传。 nari-relays rcs-901 系列超高压线路成套保护装置技术和使用说明 书 29 2.1 远跳远跳 装置开入接点 626 或 719 为远跳开入。保护装置采样得到远跳开入为高电平时，经 过专门的互补校验处理，作为开关量，连同方向元件的判别数据及 crc 校验码等，打 包为完整的一帧信息，通过数字通道，传送给对侧保护装置。对侧装置每收到一帧信 息，都要进行 crc 校验，经过 crc 校验后再单独对开关量进行互补校验。只有通过上 述校验后，并且经过防抖确认后，才认为收到的远跳信号是可靠的。收到经校验确认 的远跳信号后，若整定控制字“远跳受起动控制”整定为“0” ，则无条件置三跳出口， 起动 a、b、c 三相出口跳闸继电器，同时闭锁重合闸；若整定为“1” ，则需本装置起 动才出口。当“投远方跳闸”压板退出时，装置不起动远跳并且闭锁向对侧发送远跳 信号。 2.2 远传远传 装置接点 627、628 或 721、723 为远传 1、远传 2 的开入接点。同远跳一样，装置 也借助数字通道分别传送远传 1、远传 2。