RCS-943T系列高压线路成套保护装置技术和使用说明书.pdf

z l _ x l b h 0 2 0 5 . 0 5 0 9 r c s - 9 4 3 t 型 高压输电线路成套保护装置 技术和使用说明书 说明：此页为封面，印刷时必须与公司标准图标合成，确保资料名称、资料编号及其相对位置与本封面一致。 目 录 1 概述1 1.1 应用范围.1 1.2 保护配置.1 1.3 性能特征.1 2 技术参数.2 2.1机械及环境参数.2 2.2 额定电气参数2 2.3 主要技术指标2 3 软件工作原理5 3.1 保护程序结构5 3.2 装置总起动元件.5 3.3 保护起动元件6 3.4电流差动继电器.6 3.5零序方向过流继电器11 3.6 距离继电器 12 3.7 不对称相继速动保护.20 3.8 重合闸 .21 3.9 正常运行程序21 3.10 各保护方框图22 4 硬件原理说明28 4.1 装置整体结构28 4.2 装置面板布置29 4.3 装置接线端子29 4.4 输出接点.30 4.5 结构与安装 31 4.6 各插件原理说明 .31 5. 定值内容及整定说明41 5.1 装置参数及整定说明.41 5.2保护定值及整定说明42 5.3 压板定值.46 5.4 ip 地址46 6. 使用说明.47 6.1 指示灯说明 47 6.2 液晶显示说明47 6.3 命令菜单使用说明.48 6.4装置运行说明.50 7 调试大纲.52 7.1 试验注意事项52 7.2 交流回路校验52 7.3 输入接点检查52 7.4 整组试验.52 7.5 输出接点检查54 7.6 打印动作报告54 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 1 1 概述 1 . 1 应用范围 本装置为由微机实现的数字式输电线路成套快速保护装置，可用作中性点直接接地 的 1 1 0 k v “t ”接输电线路的主保护及后备保护。 1 . 2 保护配置 “t ”接线路保护共有两个型号，分别为 r c s - 9 4 3 t和 r c s - 9 4 3 t m ，两者保护功能完 全一样，仅通讯接口速率不同。r c s - 9 4 3 t的通讯接口速率为64kb/s，r c s - 9 4 3 t m的通讯 接口速率为 2 m / s 。 r c s - 9 4 3 t 包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段相间和 接地距离保护、四段零序方向过流保护构成的全套后备保护，可实现“t ”接输电线路 的三端分相电流差动全线速动保护，同时也适用于双端线路；装置配有三相一次重合闸 功能、过负荷告警功能；装置还带有跳合闸操作回路以及交流电压切换回路。 1 . 3 性能特征 ? 设有分相电流差动和零序电流差动继电器，实现“t ”接线路全线速跳功能，同时适 应两端线路。 ? 装置配有两个高速数据通信接口( 可选 6 4 k b / s 或 2 m / s ) ，线路三侧数据同步采样。 ? 具有通道冗余功能，任意两侧装置之间有通道异常，仍可以三侧差动全线速动。 ? 通道自动监测，通信误码率在线显示，通道异常自动闭锁差动保护。 ? 三侧电流互感器变比可以不一致。 ? 适应多种运行方式。 ? 反应工频变化量的起动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。 ? 完善的事件报文处理，可保存最新 1 2 8 次动作报告，2 4 次故障录波报告。 ? 与 c o m t r a d e 兼容的故障录波。 ? 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 r s - 4 8 5 通信接口( 可选双绞线、光纤) 或以太网。 ? 支持电力行业标准 d l / t 6 6 7 - 1 9 9 9 （i e c 6 0 8 7 0 - 5 - 1 0 3 标准）的通信规约。 ? 采用高速数字信号处理芯片 （d s p ） 与微处理器并行工作， 保证了高精度的快速运算。 高性能的硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有继电器进行实时计算。 ? 电路板采用表面贴装技术，减少了电路体积，减少发热，提高了装置可靠性。 ? 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。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 2 2 技术参数 2 . 1机械及环境参数 机箱结构尺寸：4 8 2 m m 1 7 7 m m 2 9 1 m m ；嵌入式安装 正常工作温度：0 4 0 极限工作温度：- 1 0 5 0 贮存及运输： - 2 5 7 0 2 . 2 额定电气参数 直流电源：2 2 0 v ，1 1 0 v 允许偏差: + 1 5 ，- 2 0 交流电压：3/100（额定电压 u n ） 交流电流：5 a ，1 a （额定电流 i n ） 频 率：5 0 h z / 6 0 h z 过载能力：电流回路： 2 倍额定电流，连续工作 1 0 倍额定电流，允许 1 0 s 4 0 倍额定电流，允许 1 s 电压回路： 1 . 5 倍额定电压，连续工作 功 耗：交流电流： 1 v a / 相（i n = 5 a ） 0 . 5 v a / 相（i n = 1 a ） 交流电压： 0 . 5 v a / 相 直 流： 正常时3 5 w 跳闸时5 0 w 2 . 3 主要技术指标 2 . 3 . 1 整组动作时间 差动保护全线路跳闸时间：2 5 m s 距离保护段：3 0 m s 2 . 3 . 2 起动元件 电流变化量起动元件，整定范围 0 . 1 i n 0 . 5 i n 零序过流起动元件，整定范围 0 . 1 i n 0 . 5 i n 负序过流起动元件，整定范围 0 . 1 i n 0 . 5 i n 2 . 3 . 3 距离保护 整定范围： 0 . 0 1 2 5 ( i n = 5 a ) 0 . 0 5 1 2 5 ( i n = 1 a ) 距离元件定值误差: 5 精 确 工 作 电 压 : 0 . 2 5 v 最小精确工作电流: 0 . 1 i n 最大精确工作电流: 3 0 i n 、段跳闸时间: 0 1 0 s nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 3 2 . 3 . 4 零序过流保护 整定范围： 0 . 1 i n 2 0 i n 零序过流元件定值误差: 5 、段零序跳闸延迟时间：0 1 0 s 2 . 3 . 5 过负荷告警 整定范围： 0 . 1 i n 2 0 i n 过负荷元件定值误差: 5 过负荷告警出口延迟时间：0 1 0 s 2 . 3 . 6 暂态超越 快速保护均不大于 2 2 . 3 . 7 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 2 . 3 . 8 自动重合闸 检同期元件角度误差：3 2 . 3 . 9 电磁兼容 幅射电磁场干扰试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 9 的规定； 快速瞬变干扰试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 1 0 的规定； 静电放电试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 1 4 的规定； 脉冲群干扰试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 1 3 的规定； 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标：g b / t 1 7 6 2 6 . 6 的规定； 工频磁场抗扰度试验符合国标：g b / t 1 7 6 2 6 . 8 的规定； 脉冲磁场抗扰度试验符合国标：g b / t 1 7 6 2 6 . 9 的规定； 浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标：g b / t 1 7 6 2 6 . 5 的规定。 2 . 3 . 1 0 绝缘试验 绝缘试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 3 - 9 3 6 . 0 的规定； 冲击电压试验符合国标：g b / t 1 4 5 9 8 . 3 - 9 3 8 . 0 的规定。 2 . 3 . 1 1 输出接点容量 信号接点容量： 允许长期通过电流 8 a 切断电流 0 . 3 a （d c 2 2 0 v ，v / r 1 m s ） 其它辅助继电器接点容量： nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 4 允许长期通过电流 5 a 切断电流 0 . 2 a （d c 2 2 0 v ，v / r 1 m s ） 跳闸出口接点容量： 允许长期通过电流 8 a 切断电流 0 . 3 a （d c 2 2 0 v ，v / r 1 m s ） ，不带电流保持 2 . 3 . 1 2 通信接口 两个 r s - 4 8 5 通信接口 ( 可选光纤或双绞线接口) ，或光纤以太网接口，通信规约可 选择为电力行业标准 d l / t 6 6 7 - 1 9 9 9 ( i d t i e c 6 0 8 7 0 - 5 - 1 0 3 ) 规约或 l f p （v 2 . 0 ）规约，通 信速率可整定； 一个用于 g p s 对时的 r s - 4 8 5 双绞线接口； 一个打印接口，可选 r s - 4 8 5 或 r s - 2 3 2 方式，通信速率可整定； 一个用于调试的 r s - 2 3 2 接口（前面板） 。 2 . 3 . 1 3 光纤接口 光纤接口位于 c p u 板背面， 光接头采用 f c / p c 型式； 发送器件为 1 3 1 0 n m i n g a a s p / i n p m q w - f p 激光二极管（简称 l d ） ；光接收器件采用 i n g a a s 光电二极管（简称 p i n ） 。 通道一般采用专用光纤，保护的发送功率可分为四档，由 cpu 插件上的跳线决定。 发送速率 跳线选择 64kb/s 2mb/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（2mb/s） 传输距离： 100km（64kb/s） 、60km（2mb/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： 6 4 k b / s g . 7 0 3 同向数字接口 或 2 m b / s e 1 接口 时延要求： 单向传输时延 1 5 m s 装置出厂时发送功率默认为- 16dbm， 与pcm 机复接时， 不用调整跳线。 专用光纤时， 只有在传输距离大于 50km，接收功率不够时，才需要调整跳线，加大发送功率，使接 收功率大于接收灵敏度，并有一定的裕度(6- 10 dbm)。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 5 3 软件工作原理 3 . 1 保护程序结构 保护程序结构框图如图 3 . 1 . 1 所示。 主程序 采样程序 起动？ 正常运行程序故障计算程序 ny 图 3 . 1 . 1 保护程序结构框图 主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序，在采样程序中进行模拟量采 集与滤波、开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线、过负荷告警、频率跟踪计算 和起动判据的计算，根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。硬件 自检内容包括 r a m 、e 2 p r o m 、跳闸出口三极管等。 正常运行程序中进行采样值自动零漂调整及运行状态检查，运行状态检查包括交流 电压断线、控制回路断线、检查开关位置状态、重合闸充电、准备手合判别等。不正常 时发告警信号，信号分两种，一种是运行异常告警，这时不闭锁装置，提醒运行人员进 行相应处理；另一种为闭锁告警信号，告警同时将装置闭锁，保护退出。 故障计算程序中进行各种保护的算法计算，跳闸逻辑判断以及事件报告、故障报告 及波形的整理。 3 . 2 装置总起动元件 起动元件的主体由反应相间工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流 的零序过流继电器和负序过流继电器互相补充。反应工频变化量的起动元件采用浮动门 坎，正常运行及系统振荡时变化量的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎，浮动门坎 始终略高于不平衡输出，在正常运行时由于不平衡分量很小，而装置有很高的灵敏度。 3 . 2 . 1 工频变化量起动 zdtmax iii+ 25. 1 max i是相间电流的半波积分的最大值； zd i为可整定的固定门坎； nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 6 t i为浮动门坎，随着变化量的变化而自动调整，取 1 . 2 5倍可保证门坎始终略高 于不平衡输出。 该元件动作并展宽秒，去开放出口继电器正电源。 3 . 2 . 2 零序过流元件起动 当外接和自产零序电流均大于整定值，且无 t a 断线时，零序起动元件动作并展宽 秒，去开放出口继电器正电源。 3 . 2 . 3 负序过流元件起动 当负序电流大于整定值时，且无 t a 断线时，经 4 0 m s 延时，负序起动元件动作并展 宽秒，去开放出口继电器正电源。 3 . 2 . 4 纵联差动或远跳起动 发生区内三相故障，弱电源侧电流起动元件可能不动作，此时若收到对侧的差动保 护允许信号，则判别差动继电器动作相关相、相间电压，若小于 6 0 额定电压，则辅助 电压起动元件动作，去开放出口继电器正电源秒。 当本侧收到对侧的远跳信号且定值中“远跳受本侧控制”置“0 ”时，去开放出口 继电器正电源 5 0 0 m s 。 3 . 2 . 5 重合闸起动 当满足重合闸条件则展宽 1 0分钟，在此时间内，若有重合闸动作则开放出口继电 器正电源 5 0 0 m s 。 3 . 3 保护起动元件 保护起动元件与总起动元件相同， 只是总起动元件由 c p u 计算， 保护起动元件由 d s p 计算。 3 . 4电流差动继电器 电流差动继电器由三部分组成：变化量相差动继电器、稳态相差动继电器和零序差 动继电器，通过两个通道采集另外两侧的电流 3 . 4 . 1 保护的连接方式 装置的 c p u 插件提供两个 6 4 k b / s 或 2 m b / s 的高速数据通道，分别为通道 a 、通道b ， 可以直接连接光纤或通过专用的数字复接接口设备连接至 p c m 设备。两个通道可以都使 用专用光纤， 也可以都复接 p c m 设备， 还可以一个通道接专用光纤， 另一个通道复接 p c m 设备，通过定值的整定来决定各种方式。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 7 采用专用光纤光缆时，线路三侧的装置通过光纤通道直接连接，见图3 . 4 . 1 。 r c s 9 4 3 t r c s 9 4 3 t 光 发 光纤 6 4 k b / s 或2 m b / s 光 收 光 发 光 收 光 发 光 收 光 发 光 收 通道a 通道b 通道a 通道b 光发光发光收光收 通道a通道b r c s 9 4 3 t 图3 . 4 . 1 专用光纤方式连接 若通过数字接口复接p c m 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m u x - 6 4 ( 用于通讯速率为6 4 k b / s ) 或m u x - 2 m ( 用于通讯速率为2 m b / s ) ，见图 3 . 4 . 2 。 r c s 9 4 3 t m u x - 6 4 b 或m u x - 2 m 光 发 光 收 光 发 光 收 光纤 6 4 k b / s 或2 m b / s p c m 设备 同向 接口 终端 图3 . 4 . 2 数字复接方式连接 3 . 4 . 2 采样同步 9 4 3 t9 4 3 t 9 4 3 t 光纤通道 主机 从机一 从机二 三侧装置及通道可如上图配置。其中一侧为主机，作为参考端，另两侧分别为从机 一、从机二，作为同步端。主从机由装置自动形成，不需整定( 在保护状态通道状态 菜单中能看到本机的主从机状态) 。三侧以同步方式交换信息，参考端采样间隔固定， 并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息。两个同步端随时调整采样间隔, 与参考 端保持同步，如果满足同步条件，就向两个对侧传输三相电流采样值；否则，启动同步 过程，直到满足同步条件为止。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 8 运行过程中，若从机一与从机二之间通道发生故障，同时线路上发生各种故障，分 相差动保护仍然能动作；若主机与任一从机之间通道发生故障，装置自动切换主从机， 如主机与从机一之间的通道发生故障，主机自动切换为从机一，从机一切换为从机二， 原来的从机二切换为主机，此时形成从机一与从机二之间通道异常的状态，通道异常灯 亮，主机的通道异常灯不亮，主机的差动保护不退出，线路故障时，主机发内部跳闸信 号使两个从机跳闸。故 在“t ”接线路上，任意两个装置之间通道异常，差动保护不会 退出。 为了监视通道，装置设有通道异常灯。当通道由于各种原因，如有误码，收不到通 讯帧，误码率太高等使差动保护必须退出，延时 4 0 0 m s 报通道异常，同时通道异常灯亮， 输出装置异常告警接点（b j j ） ，通道异常( t d g j ) 接点，闭锁差动保护。通道通讯恢复后， 延时 3 s 后通道异常灯灭。三侧差动方式时，只要有任何一个通道异常，通道异常灯亮， 两侧差动方式时，只有对应的通道有故障时通道异常灯才亮。当差动保护不投入时，此 时有通道异常，若没有其他异常，报警接点不输出，仅通道异常灯亮，通道异常接点闭 合。 保护状态菜单中可以显示两个通道的对侧电流以及差动电流的大小，对侧电流与本 侧电流的相位关系，在通道状态菜单中可以显示本机的主从机状态，两个通道的通道延 时，失步次数、误码总数、报文异常数等关于通道的一些状态量。 3 . 4 . 3 差动方式 本装置既能作为“t ” 接线路的成套保护，也能适应双端线路运行的方式。 “t ”接线路上，三侧保护均运行时，使用三侧差动的方式，此时每侧的保护装置均 用三侧的电流进行差动计算，实现全线速动。一侧开关跳开，处于冷、热备用状态时， 这侧保护不需要退出，三侧保护可以正常运行。平时一般采用三侧差动的方式，只有当 一侧线路的开关、保护需要检修，采用双端线路运行方式时，才需要通过投退相应的压 板，使保护适应这种运行方式，即两侧差动方式，此时保护装置用两侧的电流进行差动 计算，对另外一侧保护进行调试不会影响其他两个在运行的保护装置。对于远期准备采 用“t ”接方式，但是目前只有两侧运行的线路也可以先采用两侧差动的方式。 需两侧运行时，在有关差动保护的软压板和定值控制字均投入的情况下，仅需改变 屏上硬压板的投退状态就能适应两侧运行方式。一般屏上有两个与差动保护有关的压 板： “投通道 a 差动保护” 、 “投通道 b 差动保护” ，三侧运行时，两个压板均投入；两侧 运行时，仅需投入一个对应的压板，如本机的 a 通道与对侧的 b 通道相连，则本侧投通 道 a 差动保护压板，通道 b 差动压板不投，对侧投通道 b 差动压板，通道 a 压板不投； 需要差动保护退出时，两个压板均不投。 装置主画面的左下角有关于差动方式的显示， “- - ”表示差动保护不投入； “a - ”表 示仅投入通道 a的差动保护，即两侧差动方式，适用于两侧运行方式； “- b ”表示仅投 入通道 b 的差动保护； “a b ”表示通道 a 、b 的差动保护均投入，即三侧差动方式，适用 于三侧运行方式。 3 . 4 . 4 通信接口 数字差动保护的关键是线路两侧差动保护之间电流数据的交换，本装置中数据接口 采用i t u - g . 7 0 3 的6 4 k b / s 或2 m b / s 的同向数据接口标准。 采用6 4 k b / s 或2 m b / s 的同步通信方式，主要是考虑差动保护的数据信息，可以通过 6 4 k b / s 或2 m b / s 的同向接口复接到数字通信设备( 数字微波或数字光纤) 的通道上，从而 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 9 实现远距离传送。有关“6 4 k b / s 和2 m b / s 的同向接口”技术指标参见i t u - g . 7 0 3 标准” 。 不论采用专用光纤，或复用通道传输，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 . 4 . 3 ，其功能是将从串行通信控制器（s c c ）来的n r z 码变换 成6 4 k b / s 或2 m b / s 的同向接口的线路码型，经光电转换后，由光纤通道来传输。 数据发送 6 4 k b / s ( 或2 m b / s ) 从s c c 来 码型变换 光纤发送 （主） 光纤 数据接收 6 4 k b / s ( 或2 m b / s ) 去s c c 码型变换 光纤接收 （主） 光纤 时钟提取 d p l l 发时钟 内部时钟 6 4 k h z 晶振 图3 . 4 . 3 通信接口框图 发时钟 收时钟 r c s 9 0 0 系列纵联 差动保护 发时钟 收时钟 r c s 9 0 0 系列纵联 差动保护 内部时钟内部时钟 6 4 k b / s ( 2 m b / s ) 图3 . 4 . 4 内时钟( 主主) 方式 由于装置是采用同步数据通信方式，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 . 4 . 4 ，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 采用复用通道传输时，则应采用外部时钟方式，即两侧装置的发送时钟工作在“从从” 方式，见图3 . 4 . 5 ，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。复用通道时，对通道的误码率要求参照电力规划设计院颁发的d l / t 5 0 6 2 - 1 9 9 6 微 波电路传输继电保护信息设计技术规定中有关条款。 发时钟 收时钟 r c s 9 0 0 系列纵联 差动保护 内部时钟 6 4 k b / s ( 2 m b / s ) 收 发 （主侧） 6 4 k b / s ( 2 m b / s ) 发时钟 收时钟 r c s 9 0 0 系列纵联 差动保护 内部时钟 6 4 k b / s ( 2 m b / s ) 收 发 （从侧） 6 4 k b / s ( 2 m b / s ) p c m 设备p c m 设备 图3 . 4 . 5 外时钟( 从从) 方式 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 10 a 、 b 通道采用专用光纤还是复用通道，需整定对应通道的控制字来决定通信时钟方 式。如控制字“通道 a 专用光纤”置为 1 ，则通道 a 自动采用内时钟方式；反之，自动 采用外时钟方式。 3 . 4 . 5 变化量相差动继电器 动作方程： 0.75 , , cdr cdqdh ii ii a b c = cd i为工频变化量差动电流； cdmns iiii = + & 为三侧电流变化量矢量 和的幅值； r i为工频变化量制动电流； rmns iiii = + + & 为三侧电流变化量矢量 幅值的幅值； qdh i为 3 倍“差动电流起动值” （整定值）和 4 倍实测电容电流的大值；实测电容电 流由正常运行时的差流获得； 3 . 4 . 6 稳态相差动继电器 动作特性如下图所示： ic d ir 5 in i c d q k = 0 . 4 k = 0 . 7 5 mn s 动作方程： 0.4 0.75 , cdcdq cdr cdr ii ii ii a b c = 5 5 rn rn ii ii 0cd i为零序差动电流， 0000cdmns iiii=+ & 为三侧零序电流矢量和的幅值； 0r i为零序制动电流； 0000rmns iiii=+ & 为三侧零序电流幅值的和； 0qd i为零序起动电流定值； 零序差动继电器经 1 0 0 m s 延时动作。 3 . 4 . 8 t a断线 t a 断线瞬间， 断线侧的起动元件和差动继电器可能动作， 但对侧的起动元件不动作， 不会向本侧发差动保护动作信号， 从而保证纵联差动不会误动。 非断线侧经延时后报 “长 期有差流” ，与 t a 断线作同样处理。 t a 断线时发生故障或系统扰动导致起动元件动作， 若 “t a 断线闭锁差动” 整定为 “1 ” ， 则闭锁电流差动保护；若“t a断线闭锁差动”整定为“0 ” ，且该相差流大于“t a断线 差流定值” ，仍开放电流差动保护。 3 . 4 . 9 t a饱和 当发生区外故障且故障电流比较大时，t a 可能会暂态饱和，装置中采用了较高的制 动系数和自适应浮动制动门槛，同时还采用波形鉴别原理，从而保证了在较严重的饱和 情况下不会误动。 3 . 5零序方向过流继电器 零序正反方向元件（ +0 f 、 0 f ）由零序功率 0 p 决定， 0 p 由 0 3u 和 d zi 0 3的乘积获 得( 0 3u 、 0 3i 为自产零序电压电流， d z是幅值为 1 相角为 7 8 0的相量) ， 0 p 0 时 0 f 动作； 0 p + 以上判据成立的依据是： nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 19 ? 系统振荡或振荡又区外故障时不开放 系统振荡时， 0 i 、 2 i接近于零，上式不开放是容易实现的。 振荡同时区外故障时，相间和接地阻抗继电器都会动作，这时上式也不应开放，这 种情况考虑的前提是系统振荡中心位于装置的保护范围内。 对短线路，必须在系统角为 1 8 0 时继电器才可能动作，这时线路附近电压很低， 短路时的故障分量很小，因此，容易取值以满足上式不开放。 对长线路，区外故障时，故障点故障前电压较高，有较大的故障分量，因此，上式 的不利条件是长线路在电源附近故障时，不过这时线路上零序电流分配系数较低，短路 电流小于振荡电流，因此，仍很容易以最不利的系统方式验算的取值。 本装置中的取值是根据最不利的系统条件下，振荡又区外故障时振荡闭锁不开放 为条件验算，并留有相当的裕度。 ? 区内不对称故障时振闭开放 当系统正常发生区内不对称相间或接地故障时，将有较大的零序或负序分量，这时 上式成立，振荡闭锁开放。 当系统振荡伴随区内故障时，如果短路时刻发生在系统电势角未摆开时，振荡闭锁 将立即开放。如果短路时刻发生在系统电势角摆开状态，则振荡闭锁将在系统角逐步减 小时开放，也可能由一侧瞬时开放跳闸后另一侧相继速跳。 因此，采用对称分量元件开放振荡闭锁保证了在任何情况下，甚至系统已经发生振 荡的情况下，发生区内故障时瞬时开放振荡闭锁以切除故障，振荡或振荡又区外故障时 则可靠闭锁保护。 3 . 6 . 4 . 3 对称故障开放元件 在起动元件开放 1 6 0 m s 以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，则上述二项开放 措施均不能开放振荡闭锁，本装置中另设置了专门的振荡判别元件，即测量振荡中心电 压： =cosuuos u为正序电压，是正序电压和电流之间的夹角。 由图 3 . 6 . 8 ，假定系统联系阻抗的阻抗角为 9 0 ，则电流向量垂直于 m e、 n e 连线， 与振荡中心电压同相。在系统正常运行或系统振荡时，cosu恰好反应振荡中心的正 序电压；在三相短路时，cosu为弧光电阻上的压降，三相短路时过渡电阻是弧光电 阻，弧光电阻上压降小于 5 n u 。 m e n e i u os u 1 d u o a b c i l 图 3 . 6 . 8 系统电压向量图 图 3 . 6 . 9 短路电流电压向量图 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 20 而实际系统线路阻抗角不为 9 0 ，因而需进行角度补偿，如图 3 . 6 . 9 所示。 o d为测量电压，cosuo b ，因而 o b反应当线路阻抗角为 9 0 时弧光电阻压降，实 际的弧光压降为 o a ，与线路压降 a d 相加得到测量电压u。 本装置引入补偿角 l = 0 90，由+=1，上式变为 1 cos=uuos，三相短 路时，oaocuos=，可见 1 cosu可反应弧光压降。 本装置采用的动作判据分二部分： ? nosn uuu08 . 0 03 . 0 = 1 0 0 0 & 0 0 有流 跳闸位置 a 相差动动作 b 相差动动作 c 相差动动作 = 1 0 0 向对侧发差动 动作允许信号 & 0 0 m 1 m 2 m 1 2 = 1 0 0 = 1 0 0 = 1 0 0 m 1 1 m 1 3 m 1 4 m 1 5 m 1 6 m 3 m 4 t a 断线差动元件 t a 断线闭锁差动 t a 断线 & 0 0 0 通道异常 = 1 0 0 差动保护投入 & 0 0 0 零序差动 m 5 & 0 0 m 1 7 & 0 0 m 1 9 图 3 . 1 0 . 1 纵联差动保护方框图 1 . 差动保护投入指屏上硬压板、定值控制字、软压板同时投入。本装置共有 a 、b 两 个通道，通道 a 、b差动保护均投入表示用于“t ”接线，为三侧差动方式；若仅 投入通道 a差动保护，表示与通道 a相连的装置构成纵联差动，此时与通道 b相 连的装置对差动保护没有影响；若仅投入通道 b差动保护，表示与通道 b相连的 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 23 装置构成纵联差动，与通道 a 相连的装置对差动保护没有影响。 2 . “a相差动元件” 、 “b相差动元件” 、 “c相差动元件”包括变化量差动、稳态量差 动，只是各自的差动特性有差异。 3 . 三相开关在跳开位置同时有差流，则向对侧发差动动作允许信号。 4 . t a断线瞬间，断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧的起动元件不动 作，不会向本侧发差动保护动作信号，从而保证纵联差动不会误动。t a断线时发 生故障或系统扰动导致起动元件动作，若“t a断线闭锁差动”整定为“1 ” ，则闭 锁电流差动保护；若“t a 断线闭锁差动”整定为“0 ” ，且该相差流大于“t a 断线 差流定值” ，仍开放电流差动保护。 5 . 三侧差动方式时，要收到另外两侧发出的差动允许信号时，框图中对侧差动允许信号才满足 条件；两侧差动时，只要收到对应通道的差动允许信号时，框图中对侧差动允许信号才满足 条件。 3 . 1 0 . 2距离保护方框图 段接地距离 段相间距离 投段接地距离 投段相间距离 段接地距离 段相间距离 投段接地距离 投段相间距离 不对称故障开放元件 对称故障开放元件 振闭过流元件 1 0 m s 保护起动 0 1 6 0 投振荡闭锁 1 距离段动作 接地距离 段时间 相间距离 段时间 接地距离段动作 相间距离段动作 段接地距离 段相间距离 投段接地距离 投段相间距离 接地距离 段时间 相间距离 段时间 距离段动作 重合闸 距离加速动作 投重合加速段距离 投重合加速段距离 m 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m 9 m 7 m 1 0 m 1 1 m 1 2 m 1 3 m 1 4m 1 6 m 1 7 = 1 0 0 = 1 0 0 & 0 0 = 1 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 & 0 0 = 1 0 0 = 1 0 0 = 1 0 0 0 = 1 0 0 = 1 0 0 = 1 0 0 0 & 0 0 手动合闸 = 1 0 0 距离段动作 2 5 m s m 8 m 2 5 振荡闭锁开放 距离段 时间 图 3 . 1 0 . 2 距离保护方框图 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 24 1 . 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 1 0 m s ，则开放振荡闭锁 1 6 0 m s ，另外不对称故障开放元件、对称故障开放元 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； 2 . 合闸于故障线路时加速跳闸可由二种方式：一是受振闭控制的段距离继电器在 合闸过程中加速跳闸，二是在合闸时，还可选择“投重合加速段距离” 、 “投重 合加速段距离” 、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。 3 . 1 0 . 3 不对称相继速动保护方框图 三相均有流 2 00 = 1 0 0 & 0 0 0 段距离元件 3 00 不对称故障速动动作 不对称速动投入 & 0 0 任一相无流 m 1 m 2m 3 图 3 . 1 0 . 3 不对称故障相继速动保护方框图 不对称故障时，保护测量到任一相负荷电流突然消失，段距离元件经延时将故障 切除。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 25 3 . 1 0 . 4 过流保护方框图 段零序元件 段零序元件 零序过流 段时间零序段动作 & 0 0 & 0 0 0 0 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 & 0 0 m 1 m 2 m 3 m 1 1 & 0 0 零序过流加速元件 手合或重合 1 0 0 m s 或2 0 0 m s 零序过流加速动作 0 m 7 1 零序段经方向 零序过流 段时间零序段动作 段零序元件 段零序元件 零序过流 段时间零序段动作 & 0 0 & 0 0 0 m 5 m 6 1 零序段经方向 零序过流 段时间零序段动作 1 零序段经方向 1 零序段经方向 t v 断线过流段元件 t v 断线过流段元件 t v 断线过流 段时间 & 0 0 & 0 0 m 8 m 9 t v 断线过流 段时间 t v 断线 t v 断线过流段动作 t v 断线过流段动作 = 1 0 0 t v 断线 m 1 0 t v 断线留零段 = 1 0 0 1 m 4 过负荷元件 过负荷时间 过负荷报警 图 3 . 1 0 . 4 过流保护方框图 1 . 本装置设置了四个带延时段的零序方向过流保护， 各段零序可由用户选择经或不经 方向元件控制。在 t v断线时，零序段可由用户选择是否退出；四段零序过流保 护均可通过控制字决定是否经方向元件控制。 2 . 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。 3 . 当最小相电压小于 0 . 8 u n 时， 零序加速延时为 1 0 0 m s ， 当最小相电压大于 0 . 8 u n 时， 加速时间延时为 2 0 0 m s ，其过流定值用零序过流加速段定值。 4 . t v 断线时，本装置自动投入两段相过流元件，两个元件延时段可分别整定。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 26 3 . 1 0 . 5 跳闸逻辑方框图 距离段 距离段 距离段 = 1 0 0 0 零序过流段 零序过流段 零序过流段 = 1 0 0 0 0 零序过流段 远 跳 t v 断线过流段 t v 断线过流段 = 1 0 0 0 距离加速 不对称速动 = 1 0 0 0 零序加速 = 1 0 0 0 0 0 跳闸出口 距离段 = 1 0 0 0 零序过流段 零序过流段 t v 断线 段及以上闭重 t v 断线闭锁重合 = 1 0 0 0 0 闭锁重合闸 m 1 m 2 m 4 m 5 m 7 m 3 m 6 距离加速 远 跳 = 1 0 0 0 m 8 零序加速 多相故障 多相故障闭重 纵差保护 图 3 . 1 0 . 5 跳闸逻辑方框图 1 采用三相跳闸方式，任何故障跳三相。 2 严重故障如手合或重合于故障线路跳闸时闭锁重合闸，远跳时闭锁重合闸。 3 t v 断线时跳闸可由用户经控制字“t v 断线闭锁重合闸”选择是否闭锁重合闸；两 相及以上故障跳闸时可由用户经控制字“多相故障闭重”选择是否闭锁重合闸； 零序段、段跳闸、距离段跳闸可由用户经控制字“段及以上闭锁重合闸” 选择是否闭锁重合闸。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 27 3 . 1 0 . 6 重合闸逻辑方框图 重合时间 t w j 装置未起动 & 0 0 0 t c d0 & 合闸压力闭重 闭锁重合闸 重合闸退出 4 0 00 & 0 0 = 1 0 0 0 0 0 1 5 0 重合闸 m 1 m 3 m 2 合后位置 保护跳闸 t w j = 1 0 0 三相均无流 & 0 0 m 4 & 0 0 不检方式 检线路无压 母线有压 检同期方式 & 0 0 = 1 0 0 0 0 m 1 2 m 1 3 & 0 0 0 母线u 4 0 v m 7 m 8 m 9 m 6m 5 t v 断线 t v 断线闭重 = 1 0 0 0 m 1 4 检母线无压 线路有压 & 0 0 & 0 0 0 控制回路断线 线路u 4 0 v & 0 0 0 0 线路u 4 0 v 母线u 4 0 v 同期满足 m 1 6 线路t v 断线 线路t v 断线 母线t v 断线 母线t v 断线 检线路无压 母线无压 图 3 . 1 0 . 6 重合闸逻辑方框图 1 . 本装置重合闸为三相一次重合闸方式。 2 . 三相电流全部消失时跳闸固定动作。 3 . 重合闸退出指定值中重合闸投入控制字置“0 ” 。 4 . 重合闸充电在正常运行时进行，重合闸投入、无 t w j 、无 t v 断线或虽有 t v 断线但 控制字“t v 断线闭锁重合闸”置“0 ” ，经 1 0 秒后充电完成。 5 . 重合闸由独立的重合闸起动元件来起动。当保护跳闸后或开关偷跳均可起动重合 闸。 6 . 重合方式可选用检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线 路无压母线无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重合闸方式。检线 路无压母线有压时，检查线路电压小于 3 0 v且无线路电压断线，同时三相母线电 压均大于 4 0 v时，检线路无压母线有压条件满足，而不管线路电压用的是相电压 还是相间电压；检母线无压线路有压时，检查三相母线电压均小于 3 0 v且无母线 t v断线，同时线路电压大于 4 0 v时，检母线无压线路有压条件满足；检线路无压 母线无压时，检查三相母线电压均小于 3 0 v 且无母线 t v 断线，同时线路电压小于 3 0 v 且无线路电压断线时，检线路无压母线无压条件满足；检同期时，检查线路电 压和三相母线电压均大于 4 0 v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。正常运行时测量 x u与 a u之间的相位差，与定值中的固定角度 差定值比较，若两者的角度差大于 10，则经 5 0 0 m s 报 “角差整定异常”告警。 7 . 重合闸条件满足后，经整定的重合闸延时，发重合闸脉冲 1 5 0 m s 。 nari- relays rcs- 943t 型高压输电线路成套保护装置 28 4 硬件原理说明 4 . 1 装置整体结构 a c a b c 6 0 6 6 0 5 投距离保护 6 0 8 6 0 7 6 1 0 6 0 9 6 1 2 6 1 1 6 1 8 6 1 7 6 2 3 6 2 2 o p t 6 2 5 6 2 4 6 2 7 6 2 6 6 2 9 6 2 8 远跳 6 1 9 6 2 0 6 2 1 6 0 2 6 0 1对时 打印 6 0 4 6 0 3 信号复归 投检修态 2 4 v 光耦 2 4 v 光耦 6 1 4 6 1 5 + + - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 备 用 投零序段 投闭锁重合 投零序段 投零序段 投零序段 投不对称故障速动 备 用 投通道b 差动保护 合后位置 投通道a 差动保护 备 用 远传2 远传1 跳闸压力低 跳闸位置 合闸位置1 合闸压力低 合闸位置2 9 1 9 9 1 8 9 2 1 9 2 0 g f h - 1 g f h - 2 g f h - 2 g f h - 1 过负 荷 9 2 0 9 1 9 9 2 2 9 2 1 t j - 2 t j - 3 t j - 3 t j - 2 跳 闸 9 2 4 9 2 3 9 2 6 9 2 5 t j - 4 9 2 8 9 2 7h j - 3 重合 闸 t j - 4 h j - 2 h j - 2 h j - 3 9 1 0 9 1 2 9 0 2 9 0 1 h j - 1 备 用 t j - 1 9 0 5 9 0 4 9 0 6 9 0 7 b j j - 1 x t j - 1 x h j - 1 b s j - 1 中 央 信 号 9 0 3公共 9 1 3 9 1 1 b j j - 2 b s j - 2 9 0 8公共 遥 信 9 1 4 9 1 5 o u t b 2 5 b 0 5 b 2 8 b 2 7 t y j h w j - 3 h y j 公共 中央 信号 b 0 2 b 2 6 b 2 0 b 1 9k k j t w j - 1 t w j - 4 跳 合 位 b 2 1 b 0 4 b 2 3 b 0 6 h w j - 1 b 2 4 b 0 3公共 h w j - 1 t w j - 3 t w j - 3 h