《输电线路》PPT课件.ppt

硬件工作原理,总起动（CPU）、保护动作（DSP）、装置故障告警（BSJ）的关系,各种继电器（DSP）,保护程序结构,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。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。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,何为起动？RCS900起动元件是什么？,起动是正常运行状态与非正常运行状态区别标志。包括总起动和保护起动。RCS931起动元件：电流变化量起动；零序过流元件起动；位置不对应起动；远跳起动。除位置不对应起动开放出口继电器正电源15S,其它起动开放7S.,压板和其它开入量说明,603端子是投检修态输入，它的设置是为了防止在保护装置进行试验时，有关报告经IEC60870-5-103规约接口向监控系统发送相关信息，而干扰调度系统的正常运行，一般在屏上设置一投检修态压板，在装置检修时，将该压板投上，在此期间进行试验的动作报告不会通过通信口上送，但本地的显示、打印不受影响；运行时应将该压板退出。,RCS931901902压板,投主保护（纵联高频）投距离保护投零序保护投闭重（勾三压板）出口压板有：跳A、B、C、重合闸、一般还有启动失灵、启动重合闸等,重合闸功能有关问题2,当“内重合把手有效”置“1”时，整定控制字确定重合闸方式，而不管外部重合闸切换把手处于什么位置。“内重合把手有效”置“1”，而“投单重方式”、“投三重方式”、“投综重方式”均置“0”时等同于“投重合闸”置“0”，即本装置重合闸退出。当“内重合把手有效”置“0”，则重合闸方式由切换把手确定，后面的三个控制字均无效。,重合闸功能有关问题3,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”，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。,重合闸功能有关问题4,610端子是闭重三跳输入，其意义是：（1）沟三跳，即单相故障保护也三跳；（2）闭锁重合闸，如重合闸投入则放电压板定值与开入量是逻辑或。617、618端子分别为其它保护动作单跳起动重合闸、三跳起动重合闸输入。这两个接点要求是瞬动接点，即保护动作返回而返回，单跳起动重合闸可为三相跳闸的或门输出，任一相跳闸即动作；而三跳起动重合闸则必须为三相跳闸的与门输出。如果不用本装置的重合闸或采用位置不对应起动重合闸，则不接这两个输入。,重合闸功能有关问题5,充电：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。起动：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。,压板和其它开入量说明,622、623、624端子分别为A、B、C三相的分相跳闸位置继电器接点（TWJA、TWJB、TWJC）输入，一般由操作箱提供。位置接点的作用是：（1）重合闸用，不对应起动重合闸，单重方式是否三相跳开；（2）判别线路是否处于非全相运行；（3）TV三相失压且线路无流时，看开关是否在合闸位置，若是则经1.25秒报TV断线。,压板和其它开入量说明,625端子是压力闭锁重合闸输入，仅作用于重合闸，不用本装置的重合闸时，该端子可不接。626端子定义为远跳。627端子定义为远传1。628端子定义为远传2。,远跳、远传1、远传2,信号继电器插件（SIG）,本插件无外部连线，该板主要是将5V的动作信号经三极管转换为24V信号，从而驱动继电器。正常运行时，装置会对所有三极管的出口进行检查，若有错则告警并闭锁保护。本板设置了总起动继电器，当CPU满足起动条件，则该继电器动作，接点闭合，开放出口继电器的正电源。,三相电压向量和大于8伏，保护不起动，延时1.25秒发TV断线异常信号；三相电压向量和小于8伏，但正序电压小于33.3伏时，若采用母线TV则延时1.25秒发TV断线异常信号；若采用线路TV，则当任一相有流元件动作或TWJ不动作时,延时1.25秒发TV断线异常信号。装置通过整定控制字来确定是采用母线TV还是线路TV。,RCS900TV断线,RCS900，TV断线,TV断线信号动作的同时，将902纵联距离和901变化量方向和纵联零序退出，保留工频变化量阻抗元件，将其门坎抬高至1.5额定电压，退出距离保护，自动投入TV断线相过流和TV断线零序过流保护,TV断线相过流保护由距离压板投退，TV断线零序过流保护由零序压板投退。断线时，将零序过流保护段退出，段不经方向元件控制，三相电压正常后,经10秒延时TV断线信号复归,RCS900交流电流断线,1自产零序电流小于0.75倍的外接零序电流，或外接零序电流小于0.75倍的自产零序电流，延时200ms发TA断线异常信号2有自产零序电流而无零序电压，则延时10秒发TA断线异常信号。；,保护判出交流电流断线的同时，在装置总起动元件中不进行零序过流元件起动判别，断线时退出纵联零序和零序过流保护段，段不经方向元件控制。,装置异常信息含义及处理建议,内容介绍,纵联保护概述纵联方向保护、纵联距离保护原理（901、902保护)光纤电流差动保护原理（931保护）工频变化量方向继电器原理5.工频变化量距离继电器6.距离保护,保护配置,纵联保护概述,反应一侧电气量变化的保护的缺陷通道类型高频信号的性质,反应一侧电气量变化的保护的缺陷,反应M侧电气量（电流、电压）变化的保护无法区分本线路末端()点和相邻线路始端（）点的短路。为保证点短路M侧保护的选择性，其瞬时动作的第段按躲（）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分和点的短路。所以反应两侧电气量保护能瞬时切除本线路全长范围内的短路。综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。,通道类型,电力线载波通道。信号频率是50400KHz。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频率的信号只能有线传输，所以输电线路也作为高频通道的一部份。载波通道存在的主要问题：通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。输电线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。容易受到电磁干扰。,通道类型,微波通道。信号频率是300030000MHz。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种纵联保护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（PCM）方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线路没有联系，输电线路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳闸）。微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过4060KM时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困难。,通道类型,光纤通道。用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保护。光纤通信的优点：通信容量大，又一般采用脉冲编码调制（PCM）方式可以进一步提高通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。光信号的传输不受电磁干扰的影响。输电线路的故障也不影响信号的传输。若干根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。,高频信号的性质,闭锁信号。收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频通道的一部份，所以非故障线路上传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用相-地耦合的高频通道。,高频信号的性质,允许信号。收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的，担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相-相耦合的高频通道，这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相-相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。允许信号在输电线上传输距离较远，且超高压线路相间距离较远，通道实时监视。目前在500kV线路上的高频保护一般都采用允许信号。,高频信号的性质,跳闸信号。收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多，所以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成与门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个通道满足二取二才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的频率其机率就大大降低了。,起动概念,起动是正常运行状态与非正常运行状态区别标志。包括总起动和保护起动。,纵联方向（距离）保护基本原理,故障线路的特征是：两侧的均动作，两侧的均不动作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的不动作、而可能动作也可能不动作，这在故障线路中是不存在的。采用闭锁信号时，在不动作或动作的这一侧一直发高频信号，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。采用允许信号时，在动作、不动作的这一侧一直发高频信号。所以故障线路两侧都能发允许信号。把元件换成阻抗元件，取消元件就是纵联距离保护的原理。,闭锁式纵联方向保护简略原理框图,闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件,高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才开始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。元件不动作。动作。同时满足上述条件时去停信。同时满足8ms后即可起动出口继电器，发跳闸命令。把元件换成阻抗元件，取消元件就是纵联距离保护发跳闸命令的条件。,纵联方向保护对方向元件的要求,要有明确的方向性。也就是元件在反方向短路不能误动、元件在正方向短路不能误动。元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。在保护实现的时候，元件比元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则：反方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候（除母线保护动作外）只要元件动作，说明是反方向短路，立即发信闭锁保护（闭锁式）。,为什么要用、两个方向元件,纵联方向保护用、两个方向元件,而且这两个方向元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反方向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外故障切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地时保护在跳开单相同时有时为了系统稳定的需要还要联锁切机、切负荷等情况时，由于在这些情况下变化源在区外，本线路的近变化源一侧的元件将比对侧的元件先动作，。元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保护在这些复杂故障情况下不会误动。另一方面在RCS-901保护中有两种原理的方向元件和，在某一些区外故障时，例如双回线或环网中某故障点短路时，非故障线路两端可能不同原理的两个正方向方向继电器同时动作，但只要有一侧的某一原理的反方向方向继电器动作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。,RCS-901中有两个原理的方向继电器和但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑,和两个原理的方向继电器，每个原理的方向继电器各有正、反两个方向的方向继电器。因此总共有四个方向继电器：、。发跳闸命令条件中要求元件不动，在这里要求。发跳闸命令条件中要求元件动作，在这里只要求或中一个元件动作就可以了。当元件动作发的跳闸命令，打印报告为。当元件动作发的跳闸命令，打印报告为。,闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定,为什么要用灵敏度不同的两个起动元件；远方起信的设置；为什么要先收信8ms后才允许停信；功率倒向问题；收到三相TWJ动作信息后高频保护做些什么？保护动作停信的作用；通道检查。,闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定,远方起信功能的设置。远方起信的条件是：收信机收到对侧的高频信号。满足这个条件后发信10秒。此时再发生上述区外故障时，M侧起动元件起动立即发信。收到了M侧发来的信号所以远方起信，也发信10秒。这样M侧保护就被N侧的10秒的高频信号所闭锁不会误动。,闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定,远方起信功能的设置。在通道检查中要用到远方起信功能。收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置中的远方起信功能。,允许式纵联方向（距离）保护的一些原则规定,功率倒向时出现的问题。在上图的双回线中第回线路4号保护出口发生短路，分析第回线两侧1、2号保护的动作行为。在发生短路时第回线的短路功率从M流向N。1号保护判断为正方向短路，动作、；2号保护判断为反方向短路，不动、。综合比较两侧继电器动作行为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果第回线4号保护先跳闸,在4号断路器跳开后，3号断路器尚未跳开期间，第回线中的短路功率是从N流向M，与4号断路器跳开前功率流向相反产生功率倒向。功率倒向以后1号保护判断为反方向短路，2号保护判断为正方向短路，两侧的、元件的动作行为全部要翻转。,允许式纵联保护未起动时逻辑,在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路。N侧所有起动元件都不会起动，故而N侧无法向M侧发允许信号，导致M侧电流纵差保护拒动。为此采取当三相收对侧允许信号且无流同时发100ms允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。,三相发允许信号的作用,工频变化量阻抗继电器,重叠原理的应用,工频变化量的物理解释,工频变化量继电器的基本关系式,正向短路基本关系式,工频变化量继电器的基本关系式,反向短路基本关系式,工频变化量阻抗继电器工作原理,反向短路,正向短路动作特性,代入动作方程得到转换成相位比较动作方程该方程对应的动作特性是以和两点连线为直径的圆。,正向短路动作特性,当落在圆内继电器动作1.保护过渡电阻的能力很强，该能力有很强的自适应功能。2.由于与相位相同，所以过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。因此区外短路不会超越。3.正向出口短路没有死区。4.正向出口短路动作速度很快。保护背后运行方式越大，本线路越长，动作速度越快。5.系统振荡时不会误动，不必经振荡闭锁控制。6.适用于串补线路。,反向短路动作特性,代入动作方程转换成相位比较动作方程该动作方程对应的动作特性是以和两点连线为直径的圆。,零序方向元件,零序正反方向元件由零序功率决定，由自产零序电压和自产零序电流与模拟阻抗的乘积获得（模拟阻抗是幅值为1相角为78的相量)，零序功率0时动作；零序功率-1伏安（=5A）或0时动作；零序功率-1伏安（=5A）或-0.2伏安（=1A）时动作。纵联零序保护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件由零序起动过流元件和的与门输出。,距离保护实验,1.仅投距离保护压板，重合把手切在“综重方式”；2.整定保护定值控制字中“投段接地距离”置1、“投段相间距离”置1、“投重合闸”置1、“投重合闸不检”置1；3.等保护充电，直至“充电”灯亮；4.加故障电流I=5A，故障电压1*95.0ZDZIU=（1ZDZ为距离段阻抗定值）模拟三相正方向瞬时故障，装置面板上相应灯亮，液晶上显示“距离段动作”，动作时间为1025ms，动作相为“ABC”；5.加故障电流I=5A，故障电压1*)1(*95.0ZDZIKU+=（K为零序补偿系数）分别模拟单相接地、两相接地正方向瞬时故障，装置面板上相应灯亮，液晶上显示“距离段动作”，动作时间为1025ms；6.同15条分别校验、段距离保护，注意加故障量的时间应大于保护定值时间；7.加故障电流20A，故障电压0V，分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相反方向故障，距离保护不动作。,高频通道检查,高频通道（RCS-901/902/941B/951B）1.将两侧保护装置及收发讯机电源打开，收发讯机整定在通道位置，投主保护、距离保护、零序过流保护压板，合上断路器。2.通道试验按保护屏上的“通道试验”按钮，本侧立即发讯，连续发200ms后停讯，对侧收讯经远方起讯回路向本侧连续发讯10s后停讯，本侧连续收讯5s后，本侧再次发讯10s后停讯。3.故障试验加故障电压0V，故障电流10A，模拟各种正方向故障，纵联保护应不动作，关掉对侧收发讯机电源，加上述故障量，纵联保护应动作。,纵联零序保护（RCS-901/902/941B）实验,1.将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收；2.投主保护压板及零序压板，重合把手切在“综重方式”；3.整定保护定值控制字中“投纵联零序保护”置1、“允许式通道”置0、“投重合闸”置1、“投重合闸不检”置1；4.等保护充电，直至“充电”灯亮；5.加故障电压30V，故障电流大于零序方向过流定值，模拟单相接地正方向瞬时故障；6.装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“纵联零序保护”，动作时间为1530ms。7.模拟上述反方向故障，纵联保护不动作。,纵联变化量方向保护检验,（RCS-901以闭锁式为例）1.将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入,构成自发自收；2.仅投主保护压板，重合把手切在“综重方式”；3.整定保护定值控制字中“投纵联距离保护”置1、“允许式通道”置0、“投重合闸”置1、“投重合闸不检”置1；4.等保护充电，直至“充电”灯亮；5.加故障电流I=5A，故障电压U=30V，分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相正方向瞬时故障；6.装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“纵联变化量方向”，动作时间为1530ms；7.模拟上述