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

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 http www nari 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 482mm 177mm 291mm 嵌入式安装 正常工作温度 0 40 极限工作温度 10 50 贮存及运输 25 70 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 2 3 12 3 1 整组动作时间整组动作时间 工频变化量距离元件 近处 3 10ms 末端 20ms 纵联保护全线路跳闸时间 25ms 距离保护 段 20ms 2 3 22 3 2 起动元件起动元件 电流变化量起动元件 整定范围 0 1In 0 5In 零序过流起动元件 整定范围 0 1In 0 5In 2 3 32 3 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 3 42 3 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 1 7 5 In 5A 0 5 37 5 In 1A 2 3 52 3 5 距离保护距离保护 整定范围 0 01 25 In 5A 0 05 125 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 0 10s 2 3 62 3 6 零序过流保护零序过流保护 整定范围 0 1In 20In 零序过流元件定值误差 5 后备段零序跳闸延迟时间 0 10s 2 3 72 3 7 暂态超越暂态超越 快速保护均不大于 2 2 3 82 3 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 2 3 92 3 9 自动重合闸自动重合闸 检同期元件角度误差 3 2 3 2 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 2 3 112 3 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 2 3 122 3 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 2 3 132 3 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 2 3 142 3 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 JP301 OFF JP302 OFF 16dBm 16dBm JP301 ON JP302 OFF 9 dBm 12dBm JP301 OFF JP302 ON 7 dBm 9 dBm JP301 ON JP302 ON 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 3 1 13 1 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 3 1 23 1 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 1 33 1 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 3 1 43 1 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 8 0 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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I I 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 伏安 5A 或 0 2 伏安 1A 时动作 纵联零序保护 0 F 0 P N I 0 P N I 0 F 的正方向元件由零序方向比较过流元件和的与门输出 而纵联零序保护的反方向元 0 F 件由零序起动过流元件和的与门输出 0 F 3 53 5 距离距离继电器继电器 本装置设有三阶段式相间和接地距离继电器 继电器由正序电压极化 因而有较 大的测量故障过渡电阻的能力 当用于短线路时 为了进一步扩大测量过渡电阻的能 力 还可将 段阻抗特性向第 象限偏移 接地距离继电器设有零序电抗特性 可防止接地故障时继电器超越 正序极化电压较高时 由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性 当正序电 压下降至 15 Un 以下时 进入三相低压程序 由正序电压记忆量极化 段距离 继电器在动作前设置正的门坎 保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性 继电 器动作后则改为反门坎 保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除 段距离继电器始终采用反门坎 因而三相短路 段稳态特性包含原点 不存在电压死 区 当用于长距离重负荷线路 常规距离继电器整定困难时 可引入负荷限制继电器 负荷限制继电器和距离继电器的交集为动作区 这有效地防止了重负荷时测量阻抗进 入距离继电器而引起的误动 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 3 5 13 5 1 低压距离继电器低压距离继电器 当正序电压小于 15 Un 时 进入低压距离程序 此时只可能有三相短路和系统振 荡二种情况 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 因三个相阻抗和三个相间阻抗性能一样 所以仅测量相阻抗 一般情况下各相阻抗一样 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 所以对三相阻抗均进行计算 任一相动作跳闸时选为三相故障 低压距离继电器比较工作电压和极化电压的相位 工作电压 ZDOP ZIUU 极化电压 MP UU 1 这里 CBA 为工作电压 OP U 为极化电压 P U 为整定阻抗 ZD Z 为记忆故障前正序电压 M U 1 继电器的比相方程为 00 9090 P OP U U Arg ZD Z K Z S Z R jX ZD Z S Z R jX K Z ZD Z K Z R jX 图 3 5 1 正方向故障动作特性 3 5 2 反方向故障动作特性 图 3 5 3 三相短路稳态特性 正方向故障暂态动作特性如图 3 5 1 测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特性 K Z 是以至连线为直径的圆 动作特性包含原点表明正向出口经或不经过渡电阻 ZD Z S Z 故障时都能正确动作 并不表示反方向故障时会误动作 反方向故障时的动作特性必 须以反方向故障为前提导出 反方向故障暂态动作特性如图 3 5 2 测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特 K Z 性是以与连线为直径的圆 当在圆内时动作 可见 继电器有明确的方向 ZD Z S Z K Z 性 不可能误判方向 以上的结论是在记忆电压消失以前 即继电器的暂态特性 当记忆电压消失后 测量阻抗在阻抗复数平面上的动作特性如图 3 5 3 反方向故障时 动作特性 K Z K Z 也如图 3 5 3 由于动作特性经过原点 因此母线和出口故障时 继电器处于动作边界 为了保证母线故障 特别是经弧光电阻三相故障时不会误动作 因此 对 段距 离继电器设置了门坎电压 其幅值取最大弧光压降 同时 当 距离继电器暂态 动作后 将继电器的门坎倒置 相当于将特性圆包含原点 以保证继电器动作后能保 持到故障切除 为了保证 段距离继电器的后备性能 段距离元件的门坎电压总是 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 倒置的 其特性包含原点 3 5 23 5 2 接地距离继电器接地距离继电器 3 5 2 1 段接地距离继电器 工作电压 ZDOP ZIKIUU 0 3 极化电压 1 UUP 采用当前正序电压 非记忆量 这是因为接地故障时 正序电压主要由非故 P U 障相形成 基本保留了故障前的正序电压相位 因此 段接地距离继电器的特性与 低压时的暂态特性完全一致 见图 3 5 1 图 3 5 2 继电器有很好的方向性 3 5 2 2 段接地距离继电器 由正序电压极化的方向阻抗继电器 工作电压 ZDOP ZIKIUU 0 3 极化电压 1 1 j P eUU 段极化电压引入移相角 1 其作用是在短线路应用时 将方向阻抗特性向 第 象限偏移 以扩大允许故障过渡电阻的能力 其正方向故障时的特性如图 3 5 4 所示 1 取值范围为 0 15 30 由图 3 5 4 可见 该继电器可测量很大的故障过渡电阻 但在对侧电源助增下可 能超越 因而引入了第二部分零序电抗继电器以防止超越 ZD Z S Z R jX A 0 01 0 151 0 301 图 3 5 4 正方向故障时继电器特性 零序电抗继电器 工作电压 ZDOP ZIKIUU 0 3 极化电压 DP ZIU 0 为模拟阻抗 D Z 动作特性如图 3 5 4 中直线 当与同相位时 直线 A 平行于 R 轴 不同相时 直线的倾角恰好等于相对 0 I I 0 I 于的相角差 假定与过渡电阻上压降同相位 则直线 与过渡电阻上压 0 3IKI 0 I 降所呈现的阻抗相平行 因此 零序电抗特性对过渡电阻有自适应的特征 实际的零序电抗特性由于为 78 而要下倾 12 所以当实际系统中由于二侧 D Z 零序阻抗角不一致而使与过渡电阻上压降有相位差时 继电器仍不会超越 由带偏 0 I 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 移角 1 的方向阻抗继电器和零序电抗继电器二部分结合 同时动作时 段距 离继电器动作 该距离继电器有很好的方向性 能测量很大的故障过渡电阻且不会超 越 3 5 33 5 3 相间距离继电器相间距离继电器 3 5 3 1 段相间距离继电器 工作电压 ZDOP ZIUU 极化电压 1 UUP 继电器的极化电压采用正序电压 不带记忆 因相间故障其正序电压基本保留了 故障前电压的相位 故障相的动作特性见图 3 5 1 图 3 5 2 继电器有很好的方向性 三相短路时 由于极化电压无记忆作用 其动作特性为一过原点的圆 如图 3 5 3 由于正序电压较低时 由低压距离继电器测量 因此 这里既不存在死区也不 存在母线故障失去方向性问题 3 5 3 2 段距离继电器 由正序电压极化的方向阻抗继电器 工作电压 ZDOP ZIUU 极化电压 2 1 j P eUU 这里 极化电压与接地距离 段一样 较 段增加了一个偏移角 2 其作用 也同样是为了在短线路使用时增加允许过渡电阻的能力 2 的整定可按 0 15 30 三档选择 电抗继电器 工作电压 ZDOP ZIUU 极化电压 DP ZIU 为模拟阻抗 D Z 当阻抗角为 90 时 该继电器为与 轴平行的电抗继电器特性 实际的阻 D Z D Z 抗角为 78 因此 该电抗特性下倾 12 使送电端的保护受对侧助增而过渡电阻呈 容性时不致超越 以上方向阻抗与电抗继电器二部分结合 增强了在短线上使用时允许过渡电阻的 能力 3 5 43 5 4 负荷限制继电器负荷限制继电器 为保证距离继电器躲开负荷测量阻抗 本装置设置了接地 相间负荷限制继电器 其特性如下图所示 继电器两边的斜率与正序灵敏角一致 为负荷限制电阻定 ZD R 值 直线 A 和直线 B 之间为动作区 当用于短线路不需要负荷限制继电器时 用户可 将控制字 投负荷限制距离 置 0 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 ZD Z R jX ZD R A B ZD R 图 3 5 5 负荷限制继电器特性 3 5 53 5 5 振荡闭锁振荡闭锁 装置的振荡闭锁分四个部分 任意一个动作开放保护 3 5 5 1 起动开放元件 起动元件开放瞬间 若按躲过最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚 不到 10ms 则将振荡闭锁开放 160ms 该元件在正常运行突然发生故障时立即开放 160ms 当系统振荡时 正序过流元件 动作 其后再有故障时 该元件已被闭锁 另外当区外故障或操作后 160 ms 再有故障 时也被闭锁 3 5 5 2 不对称故障开放元件 不对称故障时 振荡闭锁回路还可由对称分量元件开放 该元件的动作判据为 120 ImII 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 并留有相当裕度的 3 5 5 3 对称故障开放元件 在起动元件开放 160ms 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 为正序电压 是正序电压和电流之间的夹角 U 延时 150ms 开放 NOSN UUU08 0 03 0 延时 500ms 开放 NOSN UUU25 0 1 0 3 5 5 4 非全相运行时的振荡闭锁判据 非全相振荡时 距离继电器可能动作 但选相区为跳开相 非全相再单相故障时 距离继电器动作的同时选相区进入故障相 因此 可以以选相区不在跳开相作为开放 条件 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 另外 非全相运行时 测量非故障二相电流之差的工频变化量 当该电流突然增 大达一定幅值时开放非全相运行振荡闭锁 因而非全相运行发生相间故障时能快速开 放 以上二种情况均不能开放时 由第 3 5 5 3 部分作为后备 3 63 6 选相元件选相元件 选相元件分变化量选相元件和稳态量选相元件 所有反映变化量的保护 如变化量 方向 工频变化量阻抗 用变化量选相元件 所有反映稳态量的保护 如阶段式距离 保护 用稳态量选相元件 本装置采用相电流差变化量选相元件和与比相的选相元件进行选相 0 I A I2 3 6 13 6 1 相电流差变化量选相元件相电流差变化量选相元件 选相元件测量两相电流之差的工频变化量 的幅值 AB I BC I CA I 选相元件 故障类型 AB I BC I CA I 选相 AO 选 A 跳 BO 选 B 跳 CO 选 C 跳 ABO BCO CAO AB BC CA ABC 选三跳 表中 动作 不动作 相电流差变化量继电器的测量判据是 NMAXT IImII 2 025 1 其中 是相间电流变化量的半波积分值 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 T I 终略高于不平衡输出 是取三个相间电流变化量的最大值 取其一部分作为制动量 有效 MAX I 的防止了单相故障时非故障相的误动 其制动系数 的取值考虑了系 统正负序阻抗不等 而非故障相间可能产生的最大不平衡分量 同时 还保证了二相经过渡电阻故障的最不利条件下不漏选相 带记 MAX I 忆 可保证当本侧开关经选相跳开后 对侧后跳闸过程中本侧非故障 相选相元件不误动 为固定门坎 N I 2 0 3 6 23 6 2 与与比相的选相元件比相的选相元件 0 I A I2 选相程序首先根据与之间的相位关系 确定三个选相区之一 如图 3 6 1 0 I A I2 当 时选 区 时选 区 0 2 0 0 6060 A I I Arg 0 2 0 0 18060 A I I Arg 时选 区 0 2 0 0 300180 A I I Arg 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 0 60 0 60 0 180 A I2 A区 B区 C区 图 3 6 1 选相区域 单相接地时 故障相的与同相位 A 相接地时 与同相 B 相接地时 0 I 2 I 0 I A I2 与相差在 120 C 相接地时 与相差 240 0 I A I2 0 I A I2 二相接地时 与同相位 BC 相间接地故障时 与同相 CA 相间接地故 0 I 2 I 0 I A I2 障时 与相差 120 AB 相间接地故障时 与相差 240 0 I A I2 0 I A I2 3 73 7 非全相运行非全相运行 非全相运行流程包括非全相状态和合闸于故障保护 跳闸固定动作或跳闸位置继 电器 TWJ 动作且无流 经 50ms 延时置非全相状态 3 7 13 7 1 单相跳开形成的非全相状态单相跳开形成的非全相状态 单相跳闸固定动作或 TWJ 动作而对应的有流元件不动作判为跳开相 测量两个健全相和健全相间的工频变化量阻抗 对健全相求正序电压作为距离保护的极化电压 测量健全相间电流的工频变化量 作为非全相运行振荡闭锁开放元件 跳开相有电流或 TWJ 返回 开放合闸于故障保护 200ms 3 7 23 7 2 三相跳开形成的非全相状态三相跳开形成的非全相状态 三相跳闸固定动作或三相 TWJ 均动作且三相无电流时 置非全相状态 有电流 或三相 TWJ 返回后开放合闸于故障保护 200ms 进全相运行的流程 3 7 33 7 3 非全相运行状态下 相关保护的投退非全相运行状态下 相关保护的投退 非全相运行状态下 将纵联零序退出 退出与断开相相关的相 相间变化量方向 变化量距离继电器 RCS 901A 将零序过流保护 段退出 段不经方向元件控制 RCS 901B 将零序过流保护 段退出 段不经方向元件控制 RCS 901D 将零 序过流保护 段退出 零序反时限过流不经方向元件控制 3 7 43 7 4 合闸于故障线路保护合闸于故障线路保护 单相重合闸时 零序过流加速经 60ms 跳闸 距离 段受振荡闭锁控制经 25ms 延时三相跳闸 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 三相重合闸或手合时 零序电流大于加速定值时经 100ms 延时三相跳闸 三相重合闸时 经整定控制字选择加速不经振荡闭锁的距离 段 否则总 是加速经振荡闭锁的距离 段 手合时总是加速距离 段 3 7 53 7 5 单相运行时切除运行相单相运行时切除运行相 当线路因任何原因切除两相时 由单相运行三跳元件经零序压板控制切除三相 其 判据为 有两相 TWJ 动作且对应相无流 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 图 3 10 2 功率倒方向 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 30V 相间电压 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 3 10 1 2 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 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 30V 相间 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 3 10 33 10 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 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 3 10 43 10 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