线路差动保护保护配置和基本原理

1、云南电力研究院云南电力研究院 2021年7月 功果桥 云南电力研究院云南电力研究院 2021年7月 昆明 一、保护用光纤通道的连接形式 二、保护与通道的接口 三、2M速率与64K速率的区别 一、保护用光纤通道的连接形式 保护用光纤通道按连接形式可分为专用通道和 复用通道，专用通道指光纤保护装置单独占用光 缆的两根纤芯，而复用通道指保护信息按G.703同 向接口形式，以64Kbit/s的速率复接到PCM交换机 ，和其它信息复用后一起传输，或单独以2M/s的 速率复接到SDH的E1口，传送保护数据。 RCS-931RCS-931 保护机房保护机房 光缆 光缆的一根纤芯 RCS -931 MUX -

2、64B P C M 交换机 RCS -931 MUX -64B P C M 交换机 保护 机房 通信 机房 通信 机房 保护 机房 SDH网 二、保护与通道的接口 专用通道：保护的尾纤与光缆的保护专用 芯直接融接或通过光纤分配屏连接（方便旁代 线路）。 复用通道：保护的尾纤直接与各种接口装 置连接，通过接口装置转换为电信号与PCM机 或E1接口连接，与PCM连接使用屏蔽双绞线， 与E1接口采用同轴电缆连接。 常用的接口设备有： MUX-64B：用于64Kbit/S传输速率的光纤差动保 护装置与PCM机复接 MUX-2M：用于2Mbit/S传输速率的光纤差动保护 装置与SDH设备的E1接口复接

3、FOX40F/ FOX41A ：用于纵联距离或方向保护设 备利用光纤通道传输信号，还能与以上两种设备 与通讯设备实现复接 RCS -901 F O X - 40F F O X - 40F RCS -901 保护机房保护机房 MUX- 64B PCM 交换机 R C S - 901 FOX-40F MUX- 64B PCM 交换机 R C S - 901 FOX-40F 保护机房通信机房 三、2M速率与64K速率的区别 1. 2M速率省去两侧PCM交换机设备，通信链路上减少了 中间环节，减少了传输时延。 2 2. 2M速率增加了传输带宽，可以传输更多保护信息。 同后备保护一样，差动保护也采用24

4、点计算，动作速度快 且安全稳定 由于在传输采样值的同时也传输了相量值，通道误码时稳 态量差动不受数据窗的影响，动作速度几乎不受影响 功率功率谱密度带宽，带宽越宽，噪声功率 越大，2M速率接收灵敏度较低，因此传输距离较 短 实现差动保护的几个关键问题 误码与滑码 准确、迅速、不失真地传输信号是继电保护 装置对通讯系统的最高要求，除误码率水平要保 持在一个适当的水平外，对通讯系统的时钟也要 有合理的设计，这样才能避免滑码的产生。 滑码实际上是发送时钟与接收时钟不同步产 生的。 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电 流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是 实现差动保护的关键所在。目前常见的同

5、步方法 主要有三类： 1.基于数据通道的同步方法 2.基于参考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法 基于数据通道的同步方法主要有： 1. 采样时刻调整法 2. 采样数据修正法 3. 时钟校正法 其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相 等，若接收与发送的路由不同或通道切换造成两 个方向通道传输延时不相等时，均会导致保护测 量的延时与实际不符，影响差动保护的正确动作 。 通道双向延时相等是采样同步的前提； 一侧“主机方式” 为1，另一侧必须为0，且“主机方式 ”设置同系统方式无关； 两侧装置采样同步与外接电气量无关，只要两侧装置通 信正常，即能 保证采样同步； 只有在装置上电或失步后，才需要

6、测通道延时，测定延 时后，装置不再需要传输时间信息； 从机时刻调整采样间隔，保证两侧装置采样时刻在允许 的误差范围内；装置实时监测采样时刻误差，若超出范 围，需退出差动保护，重新进行同步过程。 对侧差动允许信号 电流差动保护必须收到对侧的差动允许信号才 能动作，这是防止TA断线的措施。TA断线时，断 线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧 的起动元件不会动作，不会向本侧发差动允许信 号，从而保证纵联差动保护不会误动。 什么情况下发对侧差动允许信号？ 1. 装置起动且有差流 2. 有TWJ开入且有差流 3. 低电压且有差流（不能有PTDX） MNM I N I 以母线流向被保护线路以母线流向

7、被保护线路 方向为正方向方向为正方向。 动作电流动作电流(差动电流差动电流)为为： 制动电流为制动电流为： 动作电流与制动电流对动作电流与制动电流对 应的工作点位于比率制应的工作点位于比率制 动特性曲线上方动特性曲线上方，继电，继电 器动作。器动作。 NMCD III NMR III CD I R I 75. 0 cdqd I M I N I K I MN 线路内部短路线路内部短路 动作电流动作电流： 制动电流制动电流： 因为因为 继电器动作。继电器动作。 凡是在线路内部有流出的凡是在线路内部有流出的 电流电流，都成为动作电流。，都成为动作电流。 KNMCD IIII NMR III RCD

8、II M I N I K I MN 线路外部短路线路外部短路 动作电流动作电流： 制动电流制动电流： 因为因为 继电器不动继电器不动。 凡是穿越性的电流不产生凡是穿越性的电流不产生 动作电流动作电流，只产生制动电，只产生制动电 流。流。 0IIIII KKNMCD KKKNMR I2IIIII RCD II M I N I C I MN 电容电流的影响电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出的电容电流是从线路内部流出的 电流，因此它构成动作电流。电流，因此它构成动作电流。 由于负荷电流是穿越性的电流，由于负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流。所以在空它只产生制动电流。所以在空 载或轻载下

9、电容电流最容易造载或轻载下电容电流最容易造 成保护误动。成保护误动。 解决方法：解决方法： 用起动电流定值躲本线路用起动电流定值躲本线路 电容电流。电容电流。 起动电流定值躲不了电容电起动电流定值躲不了电容电 流时，进行电容电流补偿。流时，进行电容电流补偿。 M I N I K I MN 重负荷情况下线路内部经高重负荷情况下线路内部经高 电阻接地短路，灵敏度可能不电阻接地短路，灵敏度可能不 够。够。 负荷电流是穿越性的电流，负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流而不产生动它只产生制动电流而不产生动 作电流。作电流。 经高电阻短路，短路电流经高电阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小很小，

10、因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。因而灵敏度可能不够。 解决方法：解决方法： 采用工频变化量比率差动继采用工频变化量比率差动继 电器和零序差动继电器电器和零序差动继电器 K I 电容电流补偿主要应用于零序差动继电器， 有电容电流补偿可以提高经大过渡电阻故障时 保护的灵敏度。 电容电流补偿由下式计算得到： 0 0 10 0 1 2222 C N C NN C M C MM C X U X UU X U X UU I 远跳、远传1、远传2 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，连同电流采样数据及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

11、 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，并且经过连续三次确认后，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。 差动保护采用两侧差动继电器交换允许信号的 方式，安全性高。装置异常或TA断线，本侧的 起动元件和差动继电器可能动作，但对侧不会 向本侧发允许信号，从而保证差动保护不会误 动 变化量差动继电器，由于只反映故障分量，不反映 负荷电流，因

12、此灵敏度高，动作速度快。 零差保护引入了低制动系数、经电容电流补偿的稳 态相差动选相元件，灵敏度高，在长线经高阻接地 时也能选相跳闸； 所有差动继电器的制动系数均为0.75，并采用了浮 动的制动门槛，抗TA饱和能力强 装置采用了经差流开放的电压起动元件，负荷 侧装置能正常起动 差动保护能自动适应系统运行方式的改变 装置能实测电容电流，根据差动电流验证线路 容抗整定是否合理 通讯通道在收发两个方向上的传输延时应保 证一样，同时单向通道延时不能超过15ms。 通道经各环节后，保护装置接收到的光信号 要满足保护装置的最低接收灵敏度。 1、通道状态的查看 2、如何检查通道是否良好 3、保护定值的整定与

13、容抗的整定 4、接口设备的注意事项 5、运行中的注意事项 通道延时 失步次数 误码总数 报文异常数 报文间超时 通道状态的监视有以下几个方面： 主菜单中的保护状态中的通道状态菜单中有以上信息的显示 与差动相关的几个定值： TA变比系数：按电流一次额定值大的一侧整定 为1，小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧 电流一次额定值的比值，与二次额定值没有关系 。 差动电流高定值：按不小于4倍额定电容电流 整定，一般不小于0.2In。 与差动相关的几个定值： 差动电流低定值：按不小于1.5倍额定电容电 流整定，一般不小于0.1In ，要考虑大于最大可 能过渡电阻情况下的短路电流。 TA断线差流定值：当TA断线不闭锁差动时，差 动保护的动作值。 与差动相关的几个定值： 线路正序容抗、线路零序容抗：按实测值