线路光纤差动保护学习教案

1、会计学1第一页，共89页。RCS-901A超高压线路成套快速保护装置确认信号复归跳 C跳 B跳 A重合闸区号取消运 行TV 断线充 电汉字显示器33键盘调试通讯口模拟量输入液晶对比度调整通道异常第1页/共89页第二页，共89页。第2页/共89页第三页，共89页。当开关量合上时，光耦发光二极管发当开关量合上时，光耦发光二极管发光，光敏三极管导通，引脚为低电平。光，光敏三极管导通，引脚为低电平。反之，当开关量断开反之，当开关量断开(dun ki)，三级管，三级管截止，引脚为高电平。截止，引脚为高电平。第3页/共89页第四页，共89页。第4页/共89页第五页，共89页。第5页/共89页第六页，共89

2、页。DC102101104105106滤波器DC/DC5V12V24V至装置内部其他插件光耦24V至OPT1插件101102106+220V/+110V-220V/-110V接地铜排保护装置( A )( B )104105光耦24V保护装置( C )615614OPT1光耦24V开入公共外部空接点开入DC第6页/共89页第七页，共89页。断路器A AB BC CBIAICI0I201202203204205206207208AUBUCULU209210211213214212至低通插件至低通插件至低通插件201202203204205206208210212214213211209207AC此

3、系统为典型接线215215第7页/共89页第八页，共89页。第8页/共89页第九页，共89页。第9页/共89页第十页，共89页。如图示故障如图示故障(gzhng)发生在发生在TA和断路器之和断路器之间，这时对间，这时对931来说是区外故障来说是区外故障(gzhng)，差动保护不动作，母差保护差动保护不动作，母差保护915动作跳本侧动作跳本侧开关，同时开关，同时915发远跳信号线发远跳信号线931，去跳对侧，去跳对侧开关开关第10页/共89页第十一页，共89页。M侧侧925过电压保护判断出本侧过电压，跳过电压保护判断出本侧过电压，跳本侧开关，同时发远传信号给本侧开关，同时发远传信号给931,93

4、1把信把信号传到对侧号传到对侧931，对侧，对侧931收到信号后传到对收到信号后传到对侧侧925，N侧侧925再结合再结合(jih)就地判据，跳就地判据，跳N侧开关。侧开关。第11页/共89页第十二页，共89页。第12页/共89页第十三页，共89页。RCS-931压板(y bn)定值序号定 值 名 称定 值 范 围注1 投主保护压板0，1与外部压板与关系2投距离保护压板0，1与外部压板与关系3投零序保护压板0，1与外部压板与关系 4 投闭重三跳压板0，1与外部压板或关系第13页/共89页第十四页，共89页。l起动失灵起动失灵(shlng)(shlng)压板压板: :本保护(boh)起动失灵压板

5、第14页/共89页第十五页，共89页。ZDTMAXIII25. 1MAXIZDITI第15页/共89页第十六页，共89页。规定规定TA的正极性端指向母线的正极性端指向母线侧，电流的参考方向侧，电流的参考方向(fngxing)以母线流向线路为正方向以母线流向线路为正方向(fngxing)。第16页/共89页第十七页，共89页。光纤电流光纤电流(dinli)纵差保护原理纵差保护原理动作电流动作电流(差动电流差动电流)为：为：制动电流为：制动电流为：差流元件差流元件(yunjin)动作方程：动作方程： NMdIIINMrIIIcdqddII rdII75. 0IdIr0.75cdqdI第17页/共8

6、9页第十八页，共89页。如图示：区内故障时，两侧实际短路电流如图示：区内故障时，两侧实际短路电流都是由母线流向线路，和参考方向一致，都是由母线流向线路，和参考方向一致，都是正值，差动电流就很大，满足差动方都是正值，差动电流就很大，满足差动方程，差流元件程，差流元件(yunjin)动作。动作。区内区内(q ni)故故障示意图障示意图第18页/共89页第十九页，共89页。区外区外(q wi)故故障示意图障示意图第19页/共89页第二十页，共89页。CBAIIIIHCDRCD,75.0动作(dngzu)方程：HI14XcUN：“差动电流(dinli)高定值”（整定值）、4倍实测电容电流(dinli)

7、和的大值；实测电容(dinrng)电流由正常运行时未经补偿的差流获得；第20页/共89页第二十一页，共89页。第21页/共89页第二十二页，共89页。CBAIIIIMCDRCD,75. 0MI15 . 1XcUN：“差动电流(dinli)低定值”、1.5倍实测电容电流(dinli)和的大值；稳态段相差(xin ch)动继电器经40ms延时动作。第22页/共89页第二十三页，共89页。CBAIIIIHCDRCD,75.0CDINMCDIIIRINMRIII：工频变化(binhu)量差动电流，即为两侧电流变化量矢量和的幅值；： 工频变化量制动电流；即为两侧电流变化量标量和； 第23页/共89页第二

8、十四页，共89页。I=IK-IN第24页/共89页第二十五页，共89页。LCDBCRBCCDBCIIII15. 0000075. 0QDCDRCDIIII选相元件选相元件(yunjin)：第25页/共89页第二十六页，共89页。0CDI0RI0QDILICDBCIRBCI0QDI16 . 0XcUN第26页/共89页第二十七页，共89页。001000102222CNCNNCMCMMCXUXUUXUXUUI按上式计算的相电容电流对于正常运行(ynxng)和区外故障都能给予较好的补偿。补偿时，从相差动电流中减去相电容电流IC即可得到CDBCI第27页/共89页第二十八页，共89页。电流电流(din

9、li)纵差保护的主要问题（纵差保护的主要问题（1）MINICIMN 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电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。由于流，因此它构成动作电流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。所以在空载或轻产生制动电流。所以在空载或轻载下电容电流最容易载下电容电流最容易(rngy)(rngy)造造成保护误动。成保护误动。 解决方法：解决方法： 提高起动电流定值提高起动电流定值 必要时进行电容电流补偿必要时进行电容电流补偿第28页/共89页第二十九页，共89页。 表表2-2 各种电压等级下每百公里线路的正序及

10、零序容抗值和各种电压等级下每百公里线路的正序及零序容抗值和额定额定( dng)电压下的工频电容电流值电压下的工频电容电流值线路电压（KV）正序容抗（） 电容电流（A）220 3700 34 330286066 500 25901117502240 193 注：零序容抗注：零序容抗(rn kn)约为正序容抗约为正序容抗(rn kn)的的1.5倍。倍。第29页/共89页第三十页，共89页。电流电流(dinli)纵差保护的主要问题（纵差保护的主要问题（2）（2）TA断线断线(dun xin)，差动保护会误动。，差动保护会误动。 MNMrMNMdIIIIIIII此时满足差动方程：此时满足差动方程： 引

11、起引起(ynq)差动保护误差动保护误动动HdrdIIII75.0第30页/共89页第三十一页，共89页。防止防止TA断线断线(dun xin)误动的措误动的措施施 防止防止TA断线误动的措施是：断线误动的措施是：差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件: 本侧起动元件起动本侧起动元件起动; ( 或或I0I0ZD） 本侧差动继电器动作；本侧差动继电器动作； 收到对侧收到对侧差动动作差动动作的允许信号。的允许信号。 这样当一侧这样当一侧TA断线，由于电流有突变或者有断线，由于电流有突变或者有零序电流零序电流，起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没有起动元件

12、可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没有(mi yu)断线，起动元件没有断线，起动元件没有(mi yu)起动，不能向本侧发起动，不能向本侧发差动差动动作动作的允许信号。所以本侧不误动。的允许信号。所以本侧不误动。保护向对侧发允许信号条件：保护向对侧发允许信号条件： 保护起动保护起动 差流元件动作差流元件动作ZDTMAXIII25. 1第31页/共89页第三十二页，共89页。第32页/共89页第三十三页，共89页。（3）弱电侧电流）弱电侧电流(dinli)纵差保护存在的问题纵差保护存在的问题当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内部短当有一侧是弱电源侧或无电源侧，在线路内部短路时，无电源侧起动元

13、件可能不起动。例如无电路时，无电源侧起动元件可能不起动。例如无电源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短源侧变压器中性点不接地，短路前线路空载，短路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元路后由于既无电流突变量又无零序电流，起动元件不动作。起动元件不动作，程序在正常运行程件不动作。起动元件不动作，程序在正常运行程序。此时无电源侧差动继电器没有进行计算，不序。此时无电源侧差动继电器没有进行计算，不会会(b hu)向对侧发允许信号。导致电源侧电流向对侧发允许信号。导致电源侧电流纵差保护拒动。纵差保护拒动。电流纵差保护的主要电流纵差保护的主要(zhyo)问题（问题（3）第33页/共89页第三十四页

14、，共89页。如图示：假设如图示：假设N侧是纯负荷侧，变压器中性点不侧是纯负荷侧，变压器中性点不接地，则故障接地，则故障(gzhng)前后前后IN都是都是0，保护不起，保护不起动，本侧保护不能跳闸，同时不能向对侧发允许动，本侧保护不能跳闸，同时不能向对侧发允许信号，对侧保护也不能跳闸。信号，对侧保护也不能跳闸。第34页/共89页第三十五页，共89页。低压差流起动低压差流起动(q dn)元件元件解决措施：解决措施：除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外，不对应起动元件外，931保护再增加一个低压保护再增加一个低压(dy)差差流起

15、动元件：流起动元件： 差流元件动作。差流元件动作。 差流元件的动作相或动作相间电压差流元件的动作相或动作相间电压 、 。 收到对侧的允许信号。收到对侧的允许信号。这样弱电源侧保护起动，两侧保护都可以跳闸这样弱电源侧保护起动，两侧保护都可以跳闸UUNU6 . 0第35页/共89页第三十六页，共89页。在在N侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路。短路。N侧所有起动元件侧所有起动元件(yunjin)都不会起动都不会起动，故而，故而N侧无法向侧无法向M侧发允许信号，导致侧发允许信号，导致M侧侧电流纵差保护拒动。电流纵差保护拒动。为此采取当三相为此采取当三相 时发

16、允许信号的措施时发允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。护就可以动作。（4）三相）三相 发允许信号发允许信号(xnho)的作用的作用1TWJMN1TWJ电流纵差保护的主要电流纵差保护的主要(zhyo)问题（问题（4）第36页/共89页第三十七页，共89页。第37页/共89页第三十八页，共89页。线路一侧发生高阻接地短路时使零序差动保护(boh)可靠动作的措施l零序差动保护为保护高阻接地而增加的跳闸路径其跳闸条件为：零序差动保护为保护高阻接地而增加的跳闸路径其跳闸条件为：l 起动元件起动。起动元件起动。l 零序差动继电器及选相

17、差流元件动作。零序差动继电器及选相差流元件动作。l 或或 。l 三相相电压三相相电压 。 l这样当线路一侧发生高阻接地短路时，近故障点的一侧可由此跳闸路径这样当线路一侧发生高阻接地短路时，近故障点的一侧可由此跳闸路径先选相跳闸，并向远离先选相跳闸，并向远离(yun l)(yun l)故障点的一侧发故障点的一侧发差动动作差动动作的允许信的允许信号。近故障点的一侧跳闸后短路电流重新分配，远离号。近故障点的一侧跳闸后短路电流重新分配，远离(yun l)(yun l)故障点的故障点的一侧起动元件起动或不起动，零序差动继电器及选相差流元件只要动作一侧起动元件起动或不起动，零序差动继电器及选相差流元件只要

18、动作，又收到对侧，又收到对侧差动动作差动动作的允许信号，也可继续发跳闸命令。的允许信号，也可继续发跳闸命令。V3U30VU332V40U第38页/共89页第三十九页，共89页。电流纵差保护的主要(zhyo)问题（6） 两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。两侧采样不同步，造成不平衡电流的加大。 线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同，线路纵差保线路纵差保护与主设备保护中用的纵差保护不同，线路纵差保护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使护两侧电流是由不同装置采样的。两侧电流采样时间不一致，使动作电流不是同一时刻的两侧电流的相量和，最大的误差是相隔动作电流不是同一时刻的两侧电

19、流的相量和，最大的误差是相隔0.5个采样周期（个采样周期（931保护是保护是0.833ms,折合工频电角度为折合工频电角度为 15度）度）。这将加大区外故障。这将加大区外故障(gzhng)时的不平衡电流。时的不平衡电流。 解决方法：解决方法： 使两侧采样同步，或进行相位补偿。使两侧采样同步，或进行相位补偿。931保护采用小步幅调整采保护采用小步幅调整采样周期达到采样同步。样周期达到采样同步。第39页/共89页第四十页，共89页。主机(zhj)从机tmrtmstsstsr 2tmrtmstsstsrTdTd测通道(tngdo)延时Td从机上电后，向主机发从机上电后，向主机发送送(f sn)(f

20、sn)一帧测定一帧测定通道延时的报文，同时通道延时的报文，同时以本侧装置的相对时钟以本侧装置的相对时钟为基准记录报文发送为基准记录报文发送(f sn)(f sn)时刻时刻tsstss；主；主机收到该报文后，以本机收到该报文后，以本侧装置的相对时钟为基侧装置的相对时钟为基准，记录该报文接收时准，记录该报文接收时刻刻tmrtmr，等到下一个定，等到下一个定时发送时发送(f sn)(f sn)时刻时刻tmstms，向从机回应一帧，向从机回应一帧通道延时测试报文，同通道延时测试报文，同时将时将tms-tmrtms-tmr作为报文作为报文内容；从机在内容；从机在tsr tsr 时刻时刻收到主机的通道延时

21、测收到主机的通道延时测试报文，并得到试报文，并得到tms-tms-tmrtmr。由此可以计算得。由此可以计算得到通道延时到通道延时TdTd：第40页/共89页第四十一页，共89页。主机(zhj)（参考端）从机（同步(tngb)端）Td0Ts从机采样时刻从机采样时刻(shk)调整调整t2Ts=3Ts-(Td+Ts=3Ts-(Td+t2+t1)t1 从机收到主机发送的电流报文，根据通道延时可以得到主机在什么时刻采样，同时根据从机收到主机发送的电流报文，根据通道延时可以得到主机在什么时刻采样，同时根据本侧电流采样时刻，得到两侧装置的采样时刻误差本侧电流采样时刻，得到两侧装置的采样时刻误差TsTs。如

22、图所示。从机调整下一个采样时。如图所示。从机调整下一个采样时刻，使刻，使Ts0Ts0。当。当TsTs小于误差时，可认为两侧装置实现了采样同步。小于误差时，可认为两侧装置实现了采样同步。第41页/共89页第四十二页，共89页。第42页/共89页第四十三页，共89页。同步同步(tngb)采样采样装置刚上电时，或测得的两侧采样时间差装置刚上电时，或测得的两侧采样时间差 超过规定值时，启动一次同步过程。超过规定值时，启动一次同步过程。在同步过程中测量在同步过程中测量(cling)信号传输延时信号传输延时 ，并计算两侧采样时间差并计算两侧采样时间差 。然后由从机将采。然后由从机将采样时刻作多次的小步幅调

23、整，直到两侧采样同样时刻作多次的小步幅调整，直到两侧采样同步为止。步为止。在同步过程中两侧电流纵联差动保护自动退出在同步过程中两侧电流纵联差动保护自动退出。但由于每次仅作小步幅调整，所以其它保护。但由于每次仅作小步幅调整，所以其它保护仍旧能正常工作，不必退出。仍旧能正常工作，不必退出。 DTST第43页/共89页第四十四页，共89页。同步同步(tngb)采样采样在正常运行中一直在正常运行中一直(yzh)在测量两侧采样时间在测量两侧采样时间差差 。当测得的。当测得的 大于步幅调整的时间大于步幅调整的时间时，从机立即将采样时刻作小步幅调整。由时，从机立即将采样时刻作小步幅调整。由于此时于此时 的值

24、很小，对保护没有影响，故的值很小，对保护没有影响，故作这种调整时电流纵差保护仍然是投入的。作这种调整时电流纵差保护仍然是投入的。STSTST第44页/共89页第四十五页，共89页。RCS900系列纵联差动保护RCS900系列纵联差动保护光发光收光发光收光纤64Kb/s第45页/共89页第四十六页，共89页。PCM的复用通道的复用通道(tngdo)连接方连接方式式第46页/共89页第四十七页，共89页。SDH的复用通道的复用通道(tngdo)连接方连接方式式第47页/共89页第四十八页，共89页。表2时钟配合测试(csh)结果Table2Theresultsofclockcoordination

25、test实验(shyn)结果如表2所示， RCS-931系列装置通过整定控制字系列装置通过整定控制字“专用光纤（内部时钟）专用光纤（内部时钟）”来决定通信时钟方式。控制字来决定通信时钟方式。控制字“专用光纤（内部钟）专用光纤（内部钟）置为置为“1”，装置自动采用内时钟方式；反之，自动采用外时钟，装置自动采用内时钟方式；反之，自动采用外时钟方式。方式。 对于对于64kbit/s速率的装置，其速率的装置，其“专用光纤（内部时钟）控专用光纤（内部时钟）控 制字整定如下：制字整定如下： 保护装置通过专用纤芯通信时，两侧保护装置的保护装置通过专用纤芯通信时，两侧保护装置的“专用专用 光纤（内部时钟）光纤

26、（内部时钟）” 控制字都整定成：控制字都整定成：1； 保护装置通过保护装置通过PCM机复用通信时，两侧保护装置的机复用通信时，两侧保护装置的“专专 用光纤（内部时钟）用光纤（内部时钟）”控制字都整定成：控制字都整定成：0；第48页/共89页第四十九页，共89页。第49页/共89页第五十页，共89页。第50页/共89页第五十一页，共89页。第51页/共89页第五十二页，共89页。第52页/共89页第五十三页，共89页。第53页/共89页第五十四页，共89页。第54页/共89页第五十五页，共89页。R CS-931或943M UX-64BPCM交换机PDHR CS-931或943M UX-64BP

27、CM交换机PDH保护机房通信机房通信机房保护机房方式(fngsh)1方式(fngsh)4方式3方式21、2处自环，“专用光纤”或“内部时钟”置“1”；3、4处自环，“专用光纤”或“内部时钟”置“0”第55页/共89页第五十六页，共89页。R CS-931或943M UX-2MCPCM交换机SDHE1口R CS-931或943M UX-2MCPCM交换机SDHE1口保护机房通信机房通信机房保护机房方式(fngsh)1方式(fngsh)4方式3方式2方式1、2，“专用光纤”或“内部时钟”置“1”；方式3、4，“专用光纤”或“内部时钟”通常置“1”现在很少用PCM交换机,而是直接接SDH第56页/共89页第五十七页，共89页。第57页/共89页第五十八页，共89页。第58页/共89页第五十九页，共89页。第59页/共89页第六十页，共89页。第60页/共89页第六十一页，共89页。拉紧。拉紧。第61页/共89页第六十二页，共89页。第62页/共89页第六十三页，共89页。第63页/共89页第六十四页，共89页。第64页/共89页第六十五页，共89页。第65页/共89页第六十六页，共89页。第66页/共89页第六十七页，共89页。第67页/共89页第六十八页，共89页。第68页/共89页第六十九页，共89页。第69页/共89页第七十页，共89页。第70页/共89页第七十一页，