CSC-160讲稿0623魏会利

1、1 1）采用）采用MCU MCU 与与DSPDSP合一的合一的3232位单片机，保持总位单片机，保持总 线不出芯片的优点，程序完全在片内运行。线不出芯片的优点，程序完全在片内运行。2 2）大容量内存，内部）大容量内存，内部FlashFlash：1M1M字节；字节； 内部内部RAMRAM： 64k64k字节。字节。3 3）5 5级流水线处理，包括浮点乘法在内的绝大多级流水线处理，包括浮点乘法在内的绝大多 数指令在一个指令周期（数指令在一个指令周期（12.5ns12.5ns）执行完成。）执行完成。抗干扰性能优良抗干扰性能优良 CSCCSC系列产品的装置在武高所通过了系列产品的装置在武高所通过了EM

2、CEMC试验。试验。 全部满足电力系统典型应用的试验等级要求。其全部满足电力系统典型应用的试验等级要求。其中，有中，有 9 9 项通过了最严酷等级的试验，比电力系统典项通过了最严酷等级的试验，比电力系统典型应用高型应用高 1 1 个试验等级。个试验等级。 满足满足750kV750kV保护的要求。保护的要求。增加了：增加了：1 1）双）双A/DA/D和互检，提高了数据采集系统的可靠性；和互检，提高了数据采集系统的可靠性；2 2）监测装置电源的全部输出电压；）监测装置电源的全部输出电压；3 3）开入量自检；）开入量自检；4 4）对于全部开出量，在线自检到继电器线圈，并）对于全部开出量，在线自检到继

3、电器线圈，并 可以监视跳闸接点和跳闸回路。可以监视跳闸接点和跳闸回路。 极大提高了装置的可靠性和自检功能，越来越趋极大提高了装置的可靠性和自检功能，越来越趋向于做到：向于做到：“只要不报警，装置就是完好的只要不报警，装置就是完好的”。（已申请专利）（已申请专利）（已申请专利）（已申请专利） 将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑过程完整地记录下来，使动作过程过程完整地记录下来，使动作过程“透明化透明化”，十分有利于事故的分析，克服了原有微机保护十分有利于事故的分析，克服了原有微机保护只能知道模拟量和最终动作结果的弊端。只能知道模拟量和最终动作结果的弊端。结合了

4、前插拔和后插拔的优点，强弱电分离，维护方便结合了前插拔和后插拔的优点，强弱电分离，维护方便。 汉化操作菜单简单易用，并提供四个快捷键，可以实汉化操作菜单简单易用，并提供四个快捷键，可以实现现“一键操作一键操作”功能，如：按一个键即可打印报告。功能，如：按一个键即可打印报告。 CSC 16 17A（B、T） Q Z1(2) 带操作回路(单/双跳圈) 带切换回路 功能配置见表1、表2 中低压线路保护系列四方公司标识图1 型号说明注：其中标识Z1适用于单跳圈，Z2适用于双跳圈。 适用于35110kV输配电线路 适用于双端电源、馈线、负荷波动的场合、T接线等。 功能设计实现灵活配置，简化定值整定管理装

5、置内部全面实时自检(模拟量双A/D自检、开入冗余检查、开出检查至线圈及跳合闸回路的完好性、电源各级输出电压检查等)系统实时自检：TA断线、TV断线、Ux断线、3I0极性检测、电流/电压相序检测、TWJ检查、通道检查、负荷监视等测试方便：电流差动保护具有装置自环和远方环回功能，有检修状态压板可投退零漂刻度调整方便，现场无需调整零漂、刻度。重合闸同期电压自适应，无需整定，重合闸方式多样化 前插拔组合结构设计，强弱电分离、维护方便 电压切换、操作回路、保护功能实现“三合一”。 操作插件跳合闸电流自适应(小于8A),可适用于双跳圈 1切换3TE6TE10TE4TE8TE4TE20TE1TE=5.08m

6、m4TE4TE导轨安装处5TE2TECSC-161AZ数字式线路保护装置插件布置图5TE2交流CPU3管理45开入4TE7TE开出167-a7-b操作电源8开出271空3TE6TE10TE4TE8TE4TE20TE1TE=5.08m m4TE4TE导 轨 安 装 处5TE2TECSC-161A数 字 式 线 路 保 护 装 置 插 件 布 置 图5TE2交 流CPU3管 理45开 入4TE7TE开 出 167-a7-b空电 源8开 出 27 装置内部插件逻辑关系图装置内部插件逻辑关系图n 电压切换插件： 提供了4线母线TV切换回路和3线计量TV切换回路；3组隔刀位置转出触点；以及两组可以反映异

7、常切换的开出触点组。 默认为磁保持型压切插件 。 交流插件： Ia、Ib、Ic、3I0、Ix、Ua、Ub、Uc、Ux 交流插件种类UaUbUcUxIaIbIcIx3I0大电流接地系统0.2V70V0.2V120V0.08In30In小电流接地系统0.2V120V0.08In30In0.005 In1.2In 保护CPU： 双A/D冗余 硬件测频、软件测频 三种CPU普通CPU（不带时钟控制）；（6SF.004.063.1）带一路时钟控制（CSC-163A（B）、 CSC-167A（B）系列） （6SF.004.063.2） ；带两路时钟控制（CSC-163T、 CSC-167T系列）（6SF.

8、004.063.3） ； 管理板（MASTER）： 装置的管理和通信插件，是承接保护装置与外界（包括面板，PC调试软件、监控后台、工程师站、远动、打印机）通信的管理插件。 设置有LON网口、双电以太网口和RS485口满足不同监控和远动系统的要求。可以选配双光以太网。 管理板上设置有GPS对时功能。可满足网络对时和脉冲对时方式的要求。 开入插件： 开入板用来接入跳闸位置、各保护压板等开关量输入信号。 本开入板对各路开入回路进行实时自检。（每天上午8:00进行开入自检） 开出1插件：为加速相邻线、装置告警、过负荷告警等开出。具体定义见说明书。 开出板对各路开出回路进行自检。（每天上午10:00进行

9、开出自检）CSC-160系列有两种开出1插件，X7-C14 X7-C20为常闭(6SF.004.042.3) 或常开(6SF.004.042.4)。 开出2插件：提供保护出口、合闸、中央信号、远动信号等，具体定义见说明书。可以监视跳闸、合闸回路的完好性。 开出板对各路开出回路进行自检。（每天上午10:00进行开出自检） CSC-160Z1(2)系列操作插件： 操作插件可用于跳、合闸电流小于8A的场合，若跳、合闸电流大于8A，请注明。 CSC-160Z1 和CSC-160Z2系列 操作插件不同。 电源插件： 两种电源插件： 差动系列（CSC-163和CSC-167) (6SF.009.008)

10、和CSC-160系列其他装置(6SF.009.009) 。 v 保护功能实现可以配置的思想v 提供的几种典型配置、型号v 保护功能模块介绍 纵联电流差动全线速动保护 纵联距离/零序全线速动保护 三段相间距离 三段接地距离 双回线相继速动功能 不对称故障相继速动功能 TV断线后两段过流保护 四段式零序方向保护 三段式带电压/方向过流保护 三相一次重合闸 过负荷告警/跳闸功能 低周减载功能 低压减载功能 断路器失灵启动 相/零序电流反时限 单独的过流/零序加速段 慢速重合闸功能 小电流接地选线功能 CSPC配置软件定值显示压板显示电流差动功能电流差动定值电流差动压板距离保护功能 零序保护功能零序保

11、护定值零序保护压板过流保护功能过流保护定值过流保护压板 循环显示内容和菜单显示内容可以配置 根据系统的需求，可以选配前述功能的若干种。 提供典型的几种配置型号。CSC-161ACSC-161BCSC-162ACSC-163ACSC-163BCSC-163T纵联距离全线速动 电流差动全线速动 (光纤双通道或者T接线)三段相间距离、三段接地距离 四段零序方向三段过流 TV断线后两段过流 断路器失灵启动 过负荷保护三相一次重合闸 相电流反时限元件 零序电流反时限元件 独立的过流后加速段 独立的零序后加速段 低周减载功能 低压减载功能慢速重合闸功能CSC-166ACSC-167ACSC-167BCSC

12、-167T电流差动全线速动 (光纤双通道或者T接线)三段相间距离 三段过流过负荷保护低周减载低压减载三相一次重合闸 相电流反时限元件 独立的过流后加速段 慢速重合闸功能 小电流接地选线功能1）保护启动元件）保护启动元件 相间电流突变量启动元件 零序电流辅助启动元件 零序电流0.9*min(零序、段定值)，并持续30ms 过电流辅助启动元件 任一相电流0.9*min(过流、段定值)，并持续30ms 静稳破坏检测元件 任一相电流静稳破坏电流定值并持续30ms。 2）距离保护元件距离保护元件-1沿用四边形动作特性具有各种加速功能：瞬时加速距离二段/三段、电抗相近加速、1.5s加速距离三段，可以由控制

13、位投退。手合时，瞬时加速距离段。 第四象限为保证本线路出口短路经过渡电阻时第四象限为保证本线路出口短路经过渡电阻时 可靠动作，可靠动作，故设故设15 第一象限为躲线路远端短路，经过渡电阻短路，易落于第一象限为躲线路远端短路，经过渡电阻短路，易落于水平线内，故倾斜水平线内，故倾斜 7，可提高躲区外故障情况下的防超，可提高躲区外故障情况下的防超越能力。越能力。 第二象限为保证发生金属性短路时可靠动作第二象限为保证发生金属性短路时可靠动作 故设故设15属电阻型继电器特性，为提高长线路避越负荷阻抗能力，属电阻型继电器特性，为提高长线路避越负荷阻抗能力，故设故设60多边形偏移特性多边形偏移特性2）距离保

14、护元件）距离保护元件-2相间距离和接地距离的电阻定值分开,各段元件独立选相元件的组合使用：突变量电流选相、稳态零负序电流选相、阻抗选相、电压选相等振荡闭锁中的开放元件 不对称故障开放元件和dr/dt对称故障开放元件，确保振荡时距离保护不误动，振荡中区内故障时距离保护正确出口TV断线后两段过流 电流定值和时间定值分别独立整定 2）距离保护元件）距离保护元件-3 负序方向元件(不对称故障的方向性): 18arg（3I2/3U2）180， 3U23I2反方向正方向2）距离保护元件）距离保护元件-4 记忆阻抗方向(出口短路的方向性) XR正方向反方向3-1）双回线相继速动元件）双回线相继速动元件适用于

15、双电源系统适用于双电源系统1）双回线相继速动压板投入；2）本线距离段Z动作；3）故障开始时没有收到加速 信号，其后又收到同一侧另一回线来的加速信号；4）本线Z在满足中条件后经一个短延时(20ms)仍不返回。单电源系统负荷端单电源系统负荷端1) 双回线相继速动压板投入；同时控制位“双回线负荷端”投入；2) 本侧（DL1）Z动作；3) 收不到同侧另一回线（DL3）来的加速信号；4) 300ms内DL1的相电流相对故障开始时增大4倍以上；5) 同侧另一回线（DL3）有电流（门槛0.1IN）；6) 本侧Z在满足上述条件后经小延时(40ms)不返回。D L1D L3D L2D L4A CA CL1L2K

16、1MN 3-2）不对称故障相继速动元件）不对称故障相继速动元件 1）定值中“不对称相继速动”功能投入； 2）本侧距离段动作。 3）有一相电流由故障时有电流（大于0.16IN）突然变为无电流（小 于0.08IN）。 4）本侧距离段在满足2）中条件后经短延时(40ms)不返回。ACBDL1DL2ACBK2IhACAC4）零序保护元件）零序保护元件四段零序方向元件四段零序方向元件 零序正方向元件的动作判据：18arg（3I0zc/3U0zc）180，且 3I0零序 、段定值自产3U0小于1.5V时，闭锁零序方向元件。动作门槛值则取自产3I0,外接3I0最小值与定值比较。 TV断线后若零序带方向，则永

17、跳手合、重合时，零序、带0.1s固有延时有一段独立的零序后加速段可以供选配有一段独立的零序后加速段可以供选配3U03I0反方向正方向5）带电压闭锁、带方向过电流保护元件）带电压闭锁、带方向过电流保护元件 三段过电流元件三段过电流元件有一段独立的过电流后加速段可以供选配有一段独立的过电流后加速段可以供选配IU3 0 3 0 正 向 区6）过负荷告警过负荷告警/跳闸功能跳闸功能 过负荷告警功能过负荷告警功能可以选择过负荷跳闸功能可以选择过负荷跳闸功能7）低周减载功能低周减载功能 正常时，采用Uab硬件测频方式计算频率，精度很高 同时用软件根据Ubc情况监视频率，和硬件测频结果进行比较一旦发现软/硬

18、件测频不一致的情况，延时告警，闭锁低周，确保低周元件的可靠性。7）低周减载功能低周减载功能判据判据 正序电压U1 低周减载电压闭锁定值且负序电压U25V； df/dt 低周减载滑差闭锁定值 断路器合位(取TWJ位置判)或有流(任一相电流大于0.1In，可用控制字进行投退) 频率 f 低周时间定值8）低压减载功能低压减载功能判据判据 任一相有流或合位 UXX 30V（三个线电压均要满足）且负序电压U2 5V d(UK)/dt 电压突变闭锁定值 UK = (|UAB|+|UBC|)/2 UK TL 9）三相一次重合闸功能三相一次重合闸功能重合闸方式：可选择以下六种方式 “非同期方式”、 “检线路无

19、压母线有压方式”、 “检母线无压线路有压方式”、 “检线路母线均无压方式”、 “检同期方式”、 “检相邻线有流方式”。 9）三相一次重合闸功能三相一次重合闸功能 重合闸的抽取电压Ux的相别选择自动识别，不需用户整定 循环显示重合闸方式、充电状态，若为检无压/同期方式，显示检定的电压相别慢速重合闸功能，开放重合闸最长6分钟10）断路器失灵电流启动功能断路器失灵电流启动功能 任一相电流大于失灵启动电流定值，失灵启动电流元件动作 提供一副失灵启动电流继电器触点 提供一副失灵启动电流继电器触点和本保护动作触点的串联出口11）反时限电流保护功能反时限电流保护功能 提供相电流/零序电流反时限元件1)(RI

20、nIpKT12）电流差动保护功能）电流差动保护功能-1特点: 电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序电流差动保护（CSC-167不含零序差动）。 具有TA断线、TA饱和检测功能。 保护中具有TA变比补偿功能，线路两侧保护可以使用变比不同的TA。 方便试验调试：具有装置自环和远方环回功能。 12）电流差动保护功能）电流差动保护功能-2特点: 经由保护的通信通道可传送“远跳”命令和“远传”命令。 具有2Mbps高速通信口，可采用专用通道（2Mbps）。可复用2Mbps (E1)接口，也可复接G.703标准64kbps同向接口。 具有双通道冗余功能，两个通道可分别采用专用/复用、64K/2M任意组

21、合。 具有通道监视和误码检测功能。保护间的数据通信采用32位CRC校验，具有超强抗误码能力。 可应用于双端电源系统、弱电源系统和三端系统。 12）电流差动保护功能电流差动保护功能-3与通道的连接方式 之一：双通道冗余CSC系列电流差动保护CSC系列电流差动保护TXARXATXBRXBRXBTXBRXATXAM侧N侧M侧保护装置N侧保护装置12）电流差动保护功能电流差动保护功能-4与通道的连接方式 之二 三端T接线C S C 系 列电 流 差动 保 护C S C 系 列电 流 差动 保 护C S C 系 列电 流 差 动保 护T X AR X AT X BR X BR X BT X BR X A

22、T X AR X BT X BR X AT X AT 侧N 侧M 侧 保 护 装 置T 侧 保 护 装 置N 侧 保 护 装 置12）电流差动保护功能电流差动保护功能-5与通道的连接方式 之三 复用方式 电流差动保护的启动 1）相电流差突变量启动元件 2）弱电源侧的启动 a) 收到对侧启动信号； b) 某一相差流大于分相差动定值； c) 对应相或相间电压低于0.6倍相应电压额定值。 电流差动保护的启动电流差动保护的启动 3）远方召唤启动 该启动元件用于保证高阻接地时，远故障侧保护的可靠启动 。满足以下条件时，差动保护启动： a) 收到对侧启动信号 b) 零序差动电流大于动作值：ID0 I0Z

23、c) 本侧U8v 或U0 1.5v 电流差动保护的动作特性电流差动保护的动作特性动作方程：IDIHID0.6IB 0ID0.8IB-IH ID3IHID=M + N, IB=M - N 图10 差动保护的制动特性I I差差动动I I制制动动5IHIH3IHk=0.6k=0.8 零序电流差动保护的动作特性动作方程：ID0I0ZI D00.75IB0 I D0=(MA+ MB +MC) + (NA+ NB + NC),IB0 =(MA+ MB +MC) (NA+ NB + NC),图10 差动保护的制动特性ID0IB00.75I0Z动作区差动保护的差动保护的TATA相关判别相关判别TA变比补偿 整

24、定为本侧的一次TA额定值和最大的一次TA额定值之比，整定范围0.251，于二次的1A、5A无关。 TA断线: a) 断线侧的零序电流连续12秒大于零序段定值而断线相电流小于0.06In(In为二次侧额定电流)。 b)计算出正常两侧的差电流连续12秒大于0.15In而断线相电流小于0.06In。TA饱和识别 采用模糊识别法对TA饱和进行检测，当判别出TA饱和后，根据饱和的严重程度自适应抬高制动系数。 差动保护的差动保护的TA断线后的处理断线后的处理 TA断线后 闭锁零序差动。 若选择“闭锁差动保护” ：电流差动被闭锁。 若选择不闭锁差动： 断线相发生故障，按照“TA断线后分相差动定值”动作； 非

25、断线相发生故障，按照分相差动定值出口。 差动保护的试验相关功能差动保护的试验相关功能 装置自环试验 将装置 “通道环回”控制位置1，定值设为“主机”、 “内时钟”，将装置的RX和TX用尾纤对接，即可单装置自环，模拟A、B、C相区内故障。“通道环回”控制位投入10分钟后，装置告警“通道环回长期投入”，提示用户装置在“通道环回”状态，此时仍然可以作装置自环试验。 差动保护的试验相关功能差动保护的试验相关功能 通道远方环回试验功能 将两端装置的差动定值按照实际运行情况整定好后，将M侧装置“通道环回”控制位置1，M侧投入检修状态压板，就可在M侧进行模拟区内短路试验。此时N装置收到M侧的采样报文后再回传

26、给M侧。 差动保护的通信差动保护的通信 采样同步 由定值设置设为“主机”、“从机”。 双端差动：一侧“主机”，另一侧“从机”。 三端差动：一侧“主机”，其余侧“从机”。 时钟同步 CSC-163和CSC-167系列装置出厂调试时，在保护CPU上设置好为软件设置时钟方式，即采用保护定值设置时钟方式、时钟速率。差动保护的通信差动保护的通信 时钟相关定值 内时钟：数据发送采用装置的内部时钟，接收时钟从接收数据码流中提取。 外时钟：数据发送时钟和接收时钟均从接收数据码流中提取。 时钟速率：2Mbps、 64Kbps。 差动保护的通信差动保护的通信时钟相关设置专用光缆： 设置为“内时钟” -“内时钟”；

27、 时钟速率推荐：2Mbps。复用64Kbps：设置为“外时钟” -“外时钟”。 时钟速率： 64Kbps 。复用2Mbps：设置为 “内时钟” -“内时钟”。 时钟速率： 2Mbps 。 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护保护功能配置 纵联距离全线速动 纵联零序方向全线速动 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护适用的通道方式：闭锁式或允许式 闭锁式：适用于单频制通道 输出接点： 两副纵联启信接点，两副纵联停信接点， 以上两副接点为反逻辑。 输入接点： 收信收入、收发信机3DB告警接点 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联

28、零序方向保护 闭锁式 远方启动发信、三跳位置停信、其他保护动作停信、通道试验（手动通道试验、定时通道试验、遥控通道试验）等功能，可以选择由保护完成或收发信机完成。 信号确认等逻辑，收信5 ms后允许停信，停信8ms后允许出口 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护 允许式：可以采用各种通道，包括复用载波通道，微波通道，通过电光转换设备复用光纤通道等。要求每侧都只接收对侧传来的命令信号。 输出接点： 四副纵联发信接点。 输入接点： 收信输入、解除闭锁接点 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护 允许式 信号确认，5ms收到对侧允许信号允许出口。

29、 三跳位置发信、其他保护动作发信功能由保护完成 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护 弱馈功能（适合于允许式和闭锁式）投入弱馈功能后，装置能够满足以下要求： a）区内故障时强电侧保护快速出口； 保护启动且满足弱电反馈条件，若弱馈跳闸功能投入，则弱电源侧保护可以跳闸出口。b）可以适用于允许式或闭锁式，实现弱馈功能。 1313）纵联距离、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护 弱馈功能（适合于允许式和闭锁式）弱馈侧保护不启动时，弱电回授条件： a）至少有一相或相间电压低于0.5Un； b）有收信信号（闭锁式或允许式）； 此时，弱馈侧保护不出口 1313）纵联距离、

30、纵联零序方向保护）纵联距离、纵联零序方向保护 弱馈功能（适合于允许式和闭锁式）弱馈侧保护启动时，弱馈侧保护停信、发信条件： a）至少有一相或相间电压低于0.5Un； b）保护正方向和反方向元件均不动作； C）收到对侧的信号（闭锁式或允许式）； d) 启动时间小于150ms 。此时，弱电源侧保护可以跳闸出口 14）公共出口等功能说明公共出口等功能说明 两相、三相TA 小电流接地系统配置中，有两相、三相TA的选择，若选择两相TA后，过流保护、差动保护仅仅投入A、C相。 段以上故障闭锁重合闸功能 相间故障闭锁重合闸功能15）异常检测等功能说明异常检测等功能说明 TA断线 TV断线 Ux抽取电压判别

31、控制回路断线 断路器位置检测 3I0极性检测 电流、电压相序 装置自检装置外观装置外观 运 行动 作重 合 母 母跳 位合 位告 警F1F2F3F4+-QUITSIOSET CSC163A数字式线路保护装置 五五-1 装置外观装置外观 快捷键和功能键快捷键和功能键 F1：打印最近一次动作报告。 F2：打印当前定值区的定值。 F3：打印采样值。 F4：打印装置信息和运行工况。 ：定值区号加1。 ：定值区号减1。 出厂调试菜单出厂调试菜单 CPU设置 内存查看 清除配置 装置配置 装置选项 面板灯设置 压板模式 面板背光设置 出厂调试菜单出厂调试菜单 “内存查看、清除配置和装置配置 ” 禁止操作

32、保护功能配置、开入配置、开出配置和压板配置等在保护CPU上，若“清除配置”，相关信息均会恢复默认的最大化配置。 CPU设置：设置投入CPU1 出厂调试菜单出厂调试菜单 装置选项 标准界面模式“”选择控制字方式（ 设置为“”）或按位显示方式（设置 为“X”）通道信息菜单显示 CSC-163、CSC-167为“”，其余装置为“X”设置为“”后，主菜单里会有通道信息菜单清除定值属性配置 “X”定值的隐含等配置功能有效（设置为“X”）清除主接线配置 “”CSC-160系列不需要主接线（设置为“” ）大液晶模式 “X”CSC-160系列不是大液晶（设置为“X”）出厂调试菜单出厂调试菜单 装置选项 注意： 定值属性相关配置在MASTER上，若更换MASTER，需要将“清除定值属性”设为 “”，然后下载该装置MASTER的配置。 出厂调试菜单出厂调试菜单 面