继电保护复用载波问题讲座课件

1、继电保护复用载波应注意问题 华中电力调度通信中心 刘天斌 继电保护复用载波讲座目录一、继电保护相关概念介绍 1、继电保护系统作用 2、电力系统对继电保护的基本性能要求 3、线路纵联保护有关概念 4、500kV线路保护配置原则二、继电保护复用载波应注意问题继电保护基本概念一、 继电保护系统作用什么是继电保护和安全自动装置？ 当电力系统中的电力元件（如发电机、变压器、母线、线路等）和电力系统本身发生了故障或危及其电网安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件的自动化措施和设备，称为继电保护和安全自动装置。一般简称为继电保护装置。 继电保护装置

2、是保证电力元件安全运行的基本装备。 安全自动装置是快速恢复电力系统的完整性，防止发生和终止已开始发生的足以引起电力系统长期大面积停电的重大系统事故，如电网稳定破坏、频率崩溃或电压崩溃等。 继电保护基本概念继电保护系统组成 继电保护系统由继电保护装置、纵联保护高频通道、PT与CT 性能、直流电源可靠性、相关交直流二次回路状况等构成。 继电保护系统是组成电力系统必不可少的子系统。 通信复用保护设备及电力载波高频通道、光纤系统等是构成继电保护系统很重要的环节。继电保护系统分类 按保护对象分三类： 主设备保护发电机、变压器等 电 网 保 护-母线、线路等 安全自动装置-切机、切负荷、低频减载等 继电保

3、护基本概念 继电保护系统作用 1）断开电力故障元件，最大限度地减少对电力元件本身的损坏。 2）反应电力元件不正常工作状态，便于监视与调整。 3）支持电力系统安全运行。特别是保护快速动作对提高电网暂态稳定的特殊作用，其他稳定措施是不能与其相比拟。继电保护基本概念 继电保护可靠性 有两层含义：可信赖性、安全性 可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。 安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。 可信赖性与安全性是一对矛盾-实际应用-母线接线方式与电网结构有关 。 对于220kV电网以可信赖性为主，重点防止

4、保护拒动。 对于500kV电网以安全性为主，重点防止保护误动。继电保护基本概念 继电保护选择性 选择性是指期望能在电力元件发生故障时，由最靠近故障元件的继电保护装置动作断开故障。 继电保护选择性是通过合理的动作值整定来完成。 选择性整定原则：越靠近故障点的保护装置的动作灵敏度越大，动作时间应越短。 继电保护基本概念 继电保护快速性 注意两点： 1）快速性与可靠性之间存在矛盾只有在继电保护装置可靠动作前提下的快速性才有实际意义。 2）快速性并不是愈快愈好-只有在系统暂态稳定需要的前提下才是合理的。 继电保护快速性对通道传输时间有规定要求。 华中电网500kV线路保护切除故障时间变化：110ms9

5、0ms 70ms，对电网稳定贡献巨大！继电保护基本概念 继电保护灵敏性 继电保护灵敏性是指继电保护装置对设计规定要求动作的故障及异常状态能够可靠地动作能力 。 在规程中规定每种保护元件的具体灵敏系数。 继电保护对动作的灵敏性是出于保护装置可靠动作需要。 注意：正确处理灵敏性与选择性之间矛盾。 愈灵敏愈能可靠反应要求动作的故障或异常状态，但同时愈易于在非要求动作的其他情况下产生误动。 继电保护基本概念三、线路纵联保护 纵联保护的高频信号类型 闭锁信号、允许信号与跳闸信号。 闭锁信号阻止保护装置动作于跳闸的信号 闭锁式纵联方向（距离）保护 无闭锁信号是跳闸的必要条件。 继电保护基本概念跳闸信号直接

6、作用于跳闸信号 远跳保护主要针对过电压、电抗器故障及断路器失灵。 目前传输的跳闸信号大多有就地闭锁装置，类似于允许式保护。主要是通道不可靠。继电保护基本概念 纵联保护的通道类型 电力线载波纵联保护（简称高频保护） -分专用通道与复用通道 -专用通道采用“相-地”耦合，在220kV系统得到了广泛应用。问题：专用收发信机在干扰情况下出现闭锁信号间断缺口。 -复用通道采用“相-相”耦合，在500kV系统得到了广泛应用。由于复用载波机不能长期发跳频信号，目前复用载波大多为允许式。不足：耦合故障或三相故障时，有可能拒动。 继电保护基本概念四、500kV线路保护配置原则 保护双重化原则 设置两套完整、独立

7、、能反应各种故障的保护。 两套保护的交流电流、电压回路和直流电源彼此独立。 每套保护分别启动断路器不同的跳闸线圈 。 两套保护分别使用独立的远方信号传输设备。 近后备原则 一套保护拒动由相互独立的另一套保护切除故障。 断路器拒动由失灵保护切除故障。 继电保护基本概念 保护通道配置原则 优先采用光纤通道，对具有光纤通道的输电线路或超短线路，必须配置一套分相电流纵差保护，因此在光纤建设时要预留保护接口。 对于有迂回光纤通道时（站与站之间必须通过2M口转接），可以利用光纤通道传输保护接点命令。 对于同杆并架双回输电线路，应为继电保护创造条件，架设光纤通道，或配置能同时传输多命令的复用载波，以便为有选

8、择性切除跨线故障。 对于没有光纤通道的线路，一般情况配置两套复用载波通道。 继电保护复用载波应注意问题五、纵联保护复用载波机应注意哪些问题 管理问题 一般载波音频接口设备在载波机室，通道设备的维护和调试由通信人员负责，应制定相应的运行规程。通信人员在通信设备或复用通道上工作时，应办理工作票，向调度申请停用有关高频保护。 由于复用载波机有监频信号监视通道，所以与保护专用通道不同不需要每天人工试验通道，但必须有监视监频告警的措施。如将监频告警信号引入变电站值班室等。 应对收信接点与发信接点录波，便于事故分析。 继电保护复用载波应注意问题 保护与音频接口之间连接问题 保护与音频接口之间采用空接点连接

9、。发信功率提升和发信控制命令由保护给出空接点，收信输出由音频接口给出空接点。电源一般采用保护电源。 保护与载波机之间接口要求采用强电接口：由于保护和载波音频接口的电缆一般较长，应考虑抗干扰措施，防止直流接地等扰动造成误收信。 发信与收信电缆要分开。继电保护复用载波应注意问题 通道联动试验问题 在新投产或设备检修送电之前，要对通道进行联动试验，并测试通道传输时间。 目的：为了避免继电保护逻辑回路与通信通道时延之间不协调。 由于通道传输时间小于通道问题造成继电保护误动事故时有发生 。 传输时间要求：复用线路保护15ms；复用远跳保护通道传输时间小于30ms。 继电保护复用载波应注意问题 双重化配置

10、问题 与保护配置双重化相对应 复用载波机双重化 直流电源双重化 两路载波机分别取自不同段直流电源；或不同的直流保险。继电保护复用载波应注意问题 unblocking使用问题 （二） 运行情况：华中500kV电网中复用载波机运行情况来看，复用载波机抗干扰能力非常弱，在电网正常倒闸操作、线路接地故障、区外故障时，经常发生告警，一旦复用载波机告警，就出现unblocking信号，已多次造成500kV线路保护误动。 存在问题：考虑到500kV线路故障多为单相接地故障，为了电网安全运行，我中心有关部门研究决定，取消500kV线路保护的unblocking输入回路，但在线路耦合相发生相间短路故障或三相短路

11、故障时，故障线路的线路保护有可能发生拒动， 继电保护复用载波应注意问题 通道的时延特性对继电保护系统的影响 正常情况下，载波机的时延特性（发信控制命令输入到收信输出之间的时间）决定了在故障后保护何时才允许开放跳闸回路。 在各种强干扰下（特别是故障点电弧产生的5ms左右的强干扰），可能发生丢失信号、误收信及延时收信问题直接影响继电保护系统安全性和可靠性。 收信输出命令延时撤除（延时返回） 问题主要是对允许式保护在相邻并联线路故障两侧相继切除时会发生功率倒相，造成无故障线路误跳闸。继电保护复用载波应注意问题 继电保护对数字通信通道的要求 数据延迟时间不大于12ms 数据不同步时间不大于200ms 64K通道接口符合CCITT中G703规约，2M通道接口符合CCITT中G*规约。 为防止“滑码”引起的误码，要求线路两侧保护的时钟必须同步。即要求保护装置内部设置为外同步方式，要求通信基群时钟运行方式采用“主从”时钟方式。 继电保护复用载波应注意问题 继电保护对数字