RCS-9000馈线及站用变保护原理.ppt

南瑞继保电气有限公司 股份制企业民营企业业务范围 微机继电保护变电站综合自动化电网安全稳定控制直流输电系统控制和保护 公司情况简介 1 国家级重点高新技术企业江苏省软件企业国内百强软件企业第32位与南瑞集团双双进入中国电气100强 公司情况简介 2 公司员工1000 80 具有大学学历 300多位硕士 30余位博士 合同总额 2005年18亿致力于为中国电力系统的技术进步服务积极拓展海外市场 公司情况简介 3 年生产单装置45000台套年生产保护屏柜8000面年工程服务2000站 公司情况简介 4 RCS 9000保护及测控 RCS 9000系列馈线保护及测控RCS 9000系列变压器保护及测控RCS 9000系列备用电源自投保护及测控RCS 9000系列电容器等保护及测控辅助装置 RCS 9000系列馈线保护及测控 RCS 9611馈线保护测控装置RCS 9611A馈线保护测控装置RCS 9612线路保护测控装置RCS 9612A线路保护测控装置RCS 9613线路差动保护测控装置RCS 9615线路距离保护测控装置RCS 9617横差保护装置RCS 9621站用变 接地变保护测控装置RCS 9621A站用变 接地变保护测控装置 运行报警跳闸合闸 信号指示灯 液晶显示屏 RCS 9611A馈线保护测控装置 确定 复位 取消 南瑞继保电气公司 复归 复归按纽 键盘 跳位 合位 RCS 9611A 1 保护方面的主要功能有 1 三段定时限过流保护 其中第三段可整定为反时限段 2 三段零序过流保护 小电流接地选线 3 三相一次重合闸 检无压或不检 4 过负荷保护 5 过流 零序合闸后加速保护 前加速或后加速 6 低周减载保护 7 独立的操作回路及故障录波 RCS 9611A 2 过流 段可通过控制字FSX选择采用定时限还是反 若为1 则过流 段为反时限段 若为0 则过流 段为定时限段 根据国际电工委员会 IEC255 4 和英国标准规范 BS142 1996 的规定 一般采下列三个标准特性方程 一般反时限 非常反时限 极端反时限 RCS 9611A 3 遥控 遥测 遥信功能 RCS 9611A 4 遥控功能主要有三种 正常遥控跳闸操作 正常遥控合闸操作 接地选线遥控跳闸操作 RCS 9611A 5 遥测量主要有 UA UB UC U0 UAB UBC UCA IA IC P Q COS F 通过积分计算得出有功电度 无功电度 所有这些量都在当地实时计算 实时累加 三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差 且计算完全不依赖于网络 精度达到0 5级 RCS 9611A 6 遥信量主要有 7路遥信开入 装置变位遥信及事故遥信 并作事件顺序记录 遥信分辨率小于2ms及4路脉冲电度输入 RCS 9611 RCS 9611与RCS 9611A相比只有二段定时限过流保护定时限过流 本装置设两段定时限过流保护 各段电流及时间定值可独立整定 分别设置整定控制字控制这两段保护的投退 专门设置一段加速段电流保护在手合和重合闸后投入3秒 而不是选择加速 段或 段 加速段的电流及时间可独立整定 并可通过控制字选择是前加速或是后加速 过负荷保护 过负荷保护动作可通过控制字整定 0 时只发信号 1 时跳闸并且闭锁重合闸 重合闸 重合闸起动方式有两种 不对应起动和保护起动 当重合闸不投时可选择整定控制字退出 装置可选取检无压重合方式 无压定值固定为额定电压的30 重合闸必须在充电完成后投入 线路在正常运行状态 KKJ 1 TWJ 0 无外部闭锁重合信号 经15秒充电完成 重合闭锁信号有 手跳 KKJ 0 低周动作 外部端子闭锁输入 遥控跳闸 控制回路断线 弹簧未储能接点输入 过负荷跳闸 低周减载 装置配有低电压闭锁及滑差闭锁功能的低周减载保护 当装置投入工作时频率必须在50 0 5Hz范围内 低周保护才允许投入 当系统发生故障 频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低周保护 另外线路如果不在运行状态 I 0 06In 则低周保护自动退出 低周保护动作同时闭锁线路重合闸 接地保护 由于装置应用于不接地或小电流接地系统 在系统中发生接地故障时 其接地故障点零序电流基本为电容电流 且幅值很小 用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性 在本装置中接地保护实现时 由于各装置通过网络互联 信息可以共享 故采用上位机比较同一母线上各线路零序电流基波或五次谐波幅值和方向的方法来判断接地线路 并通过网络下达接地试跳命令来进一步确定接地线路 在经小电阻接地系统中 接地零序电流相对较大 故采用直接跳闸方法 装置中设一段零序过流继电器 零序过流投入 整定控制字整定 0 时只报警 整定为 1 时跳闸 当然在某些不接地系统中 电缆出线较多 电容电流较大 也可采用零序电流继电器直接跳闸方式 PT断线检查 装置具有PT断线检查功能 可通过控制字投退 装置检测母线电压异常时报PT断线 待电压恢复正常后保护也自动恢复正常 如果重合闸选择检无压方式 则线路电压异常时发出告警信号 并闭锁自动重合闸 待线路电压恢复正常时保护也自动恢复正常 装置闭锁和运行异常告警 当装置检测到本身硬件故障时 发出装置故障闭锁信号 BSJ继电器返回 同时闭锁整套保护 硬件故障包括 RAM出错 EPROM出错 定值出错 电源故障 当装置检测到下列件状况时 发出运行异常信号 BJJ继电器动作 1 线路电压报警 2 PT断线 3 频率异常 4 CT断线 5 TWJ异常 6 控制回路断线 7 弹簧未储能 8 零序电流报警 9 过负荷报警 10 接地报警 RCS 9611A逻辑框图 RCS 9612A线路保护测控装置 保护方面的主要功能有 1 三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护 其中第三段可整定为反时限段 2 三段零序过流保护 可选择经方向闭锁 小电流接地选线 3 三相一次 二次重合闸 检无压 同期 不检 4 过负荷保护 5 过流 零序合闸加速保护 前加速或后加速 6 低周减载保护等 7 独立的操作回路及故障录波 RCS 9612与RCS 9612A的区别 三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护 第三段为定时限 定时限过流 定时限过流同RCS 9611A过负荷保护 过负荷保护动作可通过控制字整定 0 时只发信号 1 时跳闸并且闭锁重合闸 接地保护 接地保护同RCS 9611A RCS 9612A接地保护 在经小电阻接地系统中 接地零序电流相对较大 故采用直接跳闸方法 装置中设置三段零序过流保护 其中零序过流 段可整定为报警或跳闸 作用于跳闸的零序电流可选用自产零序电流 也可从零序CT引入 必须在装置参数里整定 0 为外加 1 为自产 而小电流接地选线所采用的电流只能使用从零序CT引入的电流 三段零序也可选择经零序电压方向闭锁 即选择零序功率方向 这项整定可在定值项中选择 对于不接地系统灵敏角为90 对于直接接地系统 灵敏角为225 以上角度指3U0和3I0之间的夹角 因此 必须对装置参数中的 中性点接地方式 一项给予整定 0 为中性点不接地系统 1 为小电阻接地或直接接地系统 重合闸 重合闸起动方式有两种 不对应起动和保护起动 当重合闸不投时可选择整定控制字退出 通过整定控制字选择是检同期 检无压 还是不检 检同期 无压用的线路电压可以是额定100V或57 7V 可通过整定控制字选择 线路电压的相位由装置正常运行时自动识别 无特殊要求不需整定 只需将线路电压接入即可 二次重合闸的功能可根据控制字投退 重合闸必须在充电完成后投入 线路在正常运行状态 KKJ 1 TWJ 0 无外部闭锁重合信号 经15秒充电完成 重合闭锁信号有 手跳 KKJ 0 低周动作 外部端子闭锁输入 遥控跳闸 控制回路断线 弹簧未储能接点输入 加速段保护 加速段保护同RCS 9611A装置闭锁和运行异常告警 当装置检测到本身硬件故障时 发出装置故障闭锁信号 BSJ继电器返回 同时闭锁整套保护 硬件故障包括 RAM出错 EPROM出错 定值出错 电源故障 当装置检测到下列件状况时 发出运行异常信号 BJJ继电器动作 1 线路电压报警 2 PT断线 3 频率异常 4 CT断线 5 TWJ异常 6 控制回路断线 7 弹簧未储能 8 零序电流报警 9 过负荷报警 10 接地报警 RCS 9612A测控方面的主要功能有 1 7路遥信开入采集 装置遥信变位 事故遥信 2 正常断路器遥控分合 小电流接地探测遥控分合 3 UA UB UC U0 UAB UBC UCA IA IC I0 P Q COS F14个模拟量的遥测 4 开关事故分合次数统计及事件SOE等 5 4路脉冲输入 RCS 9612A逻辑框图 RCS 9613线路光纤纵差保护测控装置 保护方面的主要功能有 1 短线路光纤纵差保护 2 三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护 其中第三段可整定为反时限段 3 零序过流保护 小电流接地选线 4 三相一次重合闸 检无压 同期 不检 5 一段定值可分别独立整定的合闸加速保护 可选前加速或后加速 6 低周减载保护等 7 独立的操作回路及故障录波 光纤纵差保护原理 其中 为本侧电流综合量为对侧电流综合量为额定工况下的电流综合量电流综合量 其它 过负荷保护 同RCS 9611A重合闸 同RCS 9611A加速段保护 独立的加速段低周减载 同RCS 9611A接地保护 同RCS 9611APT断线检查 同RCS 9612A装置闭锁和运行异常告警 当装置检测到本身硬件故障时 发出装置故障闭锁信号 BSJ继电器返回 同时闭锁整套保护 硬件故障包括 RAM出错 EPROM出错 定值出错 电源故障 当装置检测到下列件状况时 发出运行异常信号 BJJ继电器动作 1 线路电压报警 2 PT断线 3 频率异常 4 CT断线或差流异常报警 5 TWJ异常 6 控制回路断线 7 弹簧未储能 8 零序电流报警 9 过负荷报警 10 通道故障 11 接地报警 RCS 9613测控方面的主要功能有 1 8路遥信开入采集 装置遥信变位 事故遥信 2 正常断路器遥控分合 小电流接地探测遥控分合 3 UA UB UC U0 UAB UBC UCA IA IC P Q COS F14个模拟量的遥测 4 开关事故分合次数统计及事件SOE等 5 4路脉冲输入 差动保护实现的逻辑框图 本侧线路有源 差动保护控制字投入 当本侧线路为电源端时 差动保护由差动起动电流定值启动开放 当本侧线路为负荷端时 差动保护由对侧通过光纤通道远传过来的保护跳闸信号开放 从而实现全线路的快速故障切除 由于差动保护受稳态过量保护判据闭锁 增加了差动继电器本身的安全性 当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0 3In时 装置延时5秒发差流报警信号 光通信系统本身具有通信误码检测 当误码率超过一定值时 装置将发通道故障信号 并闭锁差动保护 一旦通信恢复 差动保护将自动投入 当装置误码率较高时可能将导致保护固有动作时间加长 RCS 9613光纤差动保护调试大纲 一 采样值校验1 自环 通入电流后 在菜单 3 状态显示 1 采样值显示 中可看到相应相电流大小 也可在菜单 3 状态显示 1 相角显示 中看到电流之间的相位关系 2 互环 在 本侧通入电流 对侧不通电流 本侧不通电流 对侧通入电流 两种情况下分别在菜单 3 状态显示 1 采样值显示 中查看相应相综合量电流大小 二 差动速断校验投入 差动投入 压板和定值中 投差动速断 控制字 1 自环方式 自环方式不能做区外故障 整定好定值 控制字 弱电侧 必须置0 为便于观察 只投入差动保护 加三相电流 定值整定为三相CT 也可以只加一相或两相电流 CT整定为两相式或三相式均可 只是电流综合量的显示与所加电流有一个计算关系 即电流综合量 启动元件 将电流从零慢慢加到超过启动定值 直至液晶显示出现启动报告 此时电流值为差动启动电流 允许偏差为 5 差动元件 将差动启动电流定值整定小于20 Ie 电流从零慢慢增加 直至液晶显示出现差动动作报告 此时采样显示菜单的DI显示应为5安培 允许偏差为 10 二 互环方式 两侧联调 将两侧光端机的收发交叉连接 当本侧线路为电源端时 差动保护由差动起动电流定值启动开放 当本侧线路为负荷端时 差动保护由对侧通过光纤通道远传过来的保护跳闸信号开放 从而实现全线路的快速故障切除 当装置未达到差动起动电流定值而差流大于0 3In时 装置延时5秒发差流报警信号 光通信系统本身具有通信误码检测 当误码率超过一定值 或对侧未开机时 装置将发通道故障信号 并闭锁差动保护 一旦通信恢复 差动保护将自动投入 当装置误码率较高时可能将导致保护固有动作时间加长 RCS 9613逻辑框图 RCS 9615线路距离保护测控装置 保护方面的主要功能有 1 三段式相间距离保护及三段式相间定时限过流保护 2 不对称故障相继速动 3 零序过流保护 小电流接地选线 4 三相一次重合闸 检无压 同期 不检 及合闸加速保护 5 低周减载保护等 6 独立的操作回路及故障录波 距离保护 装置起动元件 起动分三部分 一部分测量相电流工频变化量的幅值 其判据为 max 1 25 IT DIzd注 DIzd为突变量启动定值 是固定门坎 IT是浮动门坎 随着变化量输出增大而逐步自动增高 取1 25倍可保证门坎电压始终略高于不平衡输出 max是取三相间电流工频变化量中最大一相间电流的半波积分值 该判据满足时 总起动元件动作并展宽7秒 去开放出口继电器正电源 另一部分为过流起动元件当电流大于整定值时 电流起动元件动作 作为起动元件输出去开放出口继电器正电源 c 第三部分为负序过流起动元件当负序电流大于整定值时 负序电流起动元件动作 作为起动元件输出去开放出口继电器正电源 低压距离继电器 距离继电器的测量方法分二种 以正序电压的大小 15 Un 来区分 当正序电压小于15 Un时 进低压距离继电器测量程序 因为这时只可能有三相短路和系统振荡两种情况 系统振荡由振荡闭锁回路区分 这里只需考虑三相短路 三相短路时 三个相阻抗都一样 但为了保证母线故障转换至线路构成三相故障时仍能快速切除故障 对三相阻抗均进行计算 低压距离继电器比较工作电压和极化电压的相位 震荡闭锁 不对称故障相继速动 双回线相继速动保护 RCS 9615定时限过流 本装置设三段定时限过流保护 各段电流及时间定值可独立整定 分别设置整定控制字控制这三段保护的投退 专门设置一段加速段电流保护 加速段的电流及时间可独立整定 PT断线检查 装置具有PT断线检查功能 可通过控制字投退 判据如下 正序电压小于230伏 而任一相电流大于0 06In 负序电压大于5伏满足上述任一条件后延时1 25秒报母线PT断线 发出运行异常告警信号 待电压恢复正常后告警信号延时10S返回 保护也自动恢复正常 在断线期间 距离保护自动退出运行 如果重合闸选择检同期或检无压方式 则当线路电压小于30 Un而任一相电流大于0 06In经10秒延时报线路PT断线 发出运行异常告警信号 并闭锁自动重合闸 待线路电压恢复正常时保护也自动恢复正常 可以接并在重合闸检无压 检同期 线路电压报警等用到UX的元件中得到体现 重合闸 重合闸起动方式有两种 不对应起动和保护起动 当重合闸不投时可选择整定控制字退出 通过整定控制字选择是检同期 检无压 还是不检 检同期 检无压用的线路电压可以接入线路侧三相相电压或三相线电压中的任意一个 其额定值可以是57 7V 也可以是100V 装置将自动识别 线路无压固定为额定电压的30 线路有压固定为额定电压的70 重合闸必须在充电完成后投入 线路在正常运行状态 KKJ 1 TWJ 0 无外部闭锁重合信号 经15秒充电完成 重合闭锁信号有 手跳 KKJ 0 低周动作 外部端子闭锁输入 遥控跳闸 控制回路断线 弹簧未储能接点输入重合闸后加速可选加速距离二段或三段 也可单独加速过流段 低周减载 装置配有低电压闭锁及滑差闭锁功能 当装置投入工作时频率必须在50 0 5Hz范围内 低周保护才允许投入 当系统发生故障 频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低周保护 另外线路如果不在运行状态 则低周保护自动退出 低周保护动作同时闭锁线路重合闸 接地保护 由于装置应用于不接地或小电流接地系统 在系统中发生接地故障时 其接地故障点零序电流基本为电容电流 且幅值很小 用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性 在本装置中接地保护实现时 由于各装置通过网络互联 信息可以共享 故采用比较同一母线上各线路零序电流基波及五次谐波幅值和方向的方法来获得接地线路 并通过网络下达接地试跳命令来进一步确定接地线路 在经小电阻接地系统中 接地零序电流相对较大 故采用直接跳闸方法 装置中设一段零序过流继电器 可整定为报警或跳闸 当然在某些不接地系统中 电缆出线较多 电容电流较大 也可采用零序电流继电器直接跳闸方式 RCS 9615测控方面的主要功能有 1 7路遥信开入采集 装置遥信变位 事故遥信 2 正常断路器遥控分合 小电流接地探测遥控分合 3 Uab Ubc Uca IA IC I0 P Q COS F10个模拟量的遥测 4 开关事故分合次数统计及事件SOE等 5 4路脉冲输入 RCS 9615线路距离保护逻辑框图 RCS 9621站用变 接地变保护测控装置 保护方面的主要功能有 1 二段定时限过流保护 2 三段零序定时限过流保护 其中零序 段可整定为跳闸或报警 3 非电量保护 4 小电流接地选线 5 独立的操作回路及故障录波 定时限过流 本装置设两段定时限过流保护 各段电流及时间定值可独立整定 分别设置整定控制字控制这两段保护的投退 接地保护与RCS 9611A相同非电量保护 装置设有1路非电量保护 通过控制字FDL选择经延时跳闸 控制字FDLT可选择延时是以秒还是以分为单位 装置闭锁和运行异常告警 与RCS 9611A相同RCS 9621逻辑框图 RCS 9621A所用变 接地变遥信 遥测 遥控功能 遥控功能主要有三种 正常遥控跳闸操作 正常遥控合闸操作 接地选线遥控跳闸操作 遥测量主要有 I U COS P Q 有功电度 无功电度及脉冲电度 所有这些量都在当地实时计算 实时累加 三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差 且计算完全不依赖于网络 精度达到0 5级 遥信量主要有 9路遥信开入采集 装置变位遥信及事故遥信 并作事件顺序记录 遥信分辨率小于2ms RCS 9621A所用变 接地变保护测控装置 保护方面的主要功能有 1 三段复合电压闭锁过流保护 2 高压侧正序反时限保护 3 过负荷报警 4 两段定时限负序过流保护 其中 段用作断相保护 段用作不平衡保护 5 高压侧接地保护 三段定时限零序过流保护 其中零序 段两时限 零序 段可整定为报警或跳闸 零序过压保护 支持网络小电流接地选线 6 低压侧接地保护 三段定时限零序过流保护 零序反时限保护 7 低电压保护 8 非电量保护 重瓦斯跳闸 轻瓦斯报警 超温报警或跳闸 压力释放跳闸 一路备用非电量报警或跳闸 9 独立的操作回路及故障录波 定时限过流保护 本装置设三段定时限过流保护 各段电流及时间定值可独立整定 分别设置三个整定控制字控制这三段保护的投退 三段可分别通过控制字选择经或不经复合电压闭锁 复合电压闭锁的负序电压与低电压闭锁定值均可独立整定 高压侧正序反时限保护 本装置将高压侧A B C三相电流或A C相电流经正序电流滤过器滤出正序电流 作为反时限保护的动作量 本装置共集成了4种特性的正序反时限保护 用户可根据需要选择任何一种特性的正序反时限保护 正序反时限保护特性在装置组态 继电器参数菜单中整定 特性1采用以下特性方程 以上方程式中 I为正序电流 t为动作时间 Ip为电流基准值 取正序反时限保护基准值Ifzd tp为时间常数 取正序反时限保护时间常数Tfzd 对于特性1 Ifzd可取变压器高压侧二次额定电流Ie Tfzd整定范围为1 2400S 特性2 一般反时限 特性3 非常反时限 特性4 极端反时限 以上三个方程式中 I为正序电流 t为动作时间 Ip为电流基准值 取正序反时限保护基准值Ifzd tp为时间常数 取正序反时限保护时间常数Tfzd 对于特性2 3 4 Ifzd可取1 05 1 3Ie Tfzd整定范围为0 1S 由于正序电流的计算方法与电流互感器配置方式有关 故对于只装A C相电流互感器的情况 装置组态 交流输入组态菜单中两相式保护CT必须整定为 1 过负荷报警两段定时限负序过流保护其中 段用作断相保护 段用作不平衡保护 由于负序电流的计算方法与电流互感器有关 故对于只装A C相电流互感器的情况 装置组态 交流输入组态菜单中两相式保护CT必须整定为 1 高压侧接地保护 装置应用于不接地或小电流接地系统中接地选线是通过网络 零序过压保护可通过控制字选择投报警或跳闸 零序过压跳闸经TWJ位置闭锁 本装置由于交流输入路数的限制 零序过压保护用电压由装置内部对三相电压矢量相加自产 如果使用网络接地选线功能 则必须投入零序过压报警以发出接地报警信号 并整定零序过压保护的相应定值 在经小电阻接地系统中 接地零序电流相对较大 故采用直接跳闸方法 装置中设置三段零序过流保护来作为母线接地故障的后备保护 其