习桐泰线204线路保护装置运行规程

习桐泰线204线路保护装置运行规程

习桐豪线204线路采用光纤分相纵差和高频通道速动保护双重化

配置。分别是GXH103B-123主I保护屏，保护型号：CSC-103B；

PRC02AFZ-13Y主II保护屏，保护型号：RCS-902AFZ及RCS-923。

主I保护装置

1.CSC-103B光差保护装置概述

CSC-103B数字式超高压线路保护装置适用于220kV及以上电压

等级的高压输电线路，其主保护为纵联电流差动保护、后备保护为三

段式距离保护、四段式零序电流保护、综合重合闸等。

2.CSCT03B光差保护装置原理

2.1启动元件

启动元件主要用于监视故障、启动保护及开放出口继电器的正电

源。启动元件一旦动作后，要在保护整组复归时才返回。保护的启动

元件包括电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏的启动元件、弱

馈低电压启动元件、以及重合闸的启动元件。任一启动元件启动后，

都将启动保护及开放出口继电器的正电源。

2.1.1电流突变量启动元件

电流差突变量启动元件，在大部分故障情况下均能灵敏地启动，是保

护的主要启动元件。其判据为：△iqxp>IQD或△BiOMQD

其中：△iqpqp二||icpcpL：1斗>3L"一|iopopK-T—1^PQPK-2T

cpcp指AB、BC、CA三种相别，K指采样的当前时刻某一

点,T=24为一周采样点数，（K-T）即指K点的1周前的采用值，（K-2T）

即从K点的2周前采用值。A3i0为零序电流突变量；IQD为突变量启

动定值。

当任一相间突变量或零序电流突变量连续4次超过启动门槛值时，保

护启动。

2.1.2零序辅助启动元件

除突变量启动外，保护还设置了零序辅助启动，解决大过渡电阻

(220kV考虑100Q,500kV考虑300。)接地短路突变量启动元件灵敏

度不够的问题，作为辅助启动元件带30nls延时动作。判据为：310>

0.9*10dz

其中：310为三倍的零序电流。

I0dz为下列情况的最小值：

⑴零序IV段定值；

⑵零序反时限电流定值；

⑶零序差动定值。

2.1.3静稳失稳启动元件

为保证静稳失稳情况下保护的正确动作，保护还设置了静稳失稳

启动元件。判据为：

(1)A、B、C三相电流均大于静稳电流U肌且突变量启动元件未启动;

(2)AB、BC、CA三个相间阻抗，三个测量阻抗均落入阻抗HI范围内，

且突变量启动元件未启动。

以上任一条件满足且持续30ms后，判断为静稳破坏，随即，保护启

动，程序转入振荡闭锁模块，此时，保护会报告“阻抗元件启动”、

或“静稳失稳启动”及“保护启动”。

2.1.4弱馈启动元件

当被保护线路的一侧为弱电源或无电源时,其他启动元件不动,为

此，装置设有弱馈启动，即由低电压+差流作为启动元件。

2.2选相元件

选相元件可以判别故障的相别，利用各种选相原理判别不同故障

情况以满足保护选相跳闸的要求。保护装置针对不同的情况，综合利

用各种选相原理，在突变量启动后故障初期时采用突变量选相元件。

在故障后期，采用稳态序分量选相元件。电流突变量选相和稳态序分

量选相均不适用于弱电源、终端变故障小电流或无电流的情况，此时

采用低电压选相元件。

2.2.1电流突变量选相元件

电流突变量选相元件采用相间电流突变量AIAB、AIBC和A

ICA,通过对三个相间电流的大小比较，得到故障相别。

2.2.2稳态序分量选相元件

稳态序分量诜相元件主要根据零序电流和负序电流的角度关系，

再加以相间故障排除法进行选相。

2.2.3低电压选相元件

低电压选相元件主要是为了满足弱电源侧保护选相的要求，在电

流突变量选相和零负序稳态序分量选相失败的情况下，且未出现TV

断线时，投入低电压选相元件。低电压选相的判据为：

a）任一相电压小于0.5Un,且其他两相电压都大于0.8Un,则判为

第三相单相

故障；

b）相间电压低于0.5Un,判为相间故障。

负序反方向动作区为T62°Warg(3.72/3.42)WO。

2.6振荡闭锁开放元件

在电流突变量启动后的150nls之内，系统不会出现振荡情况，因

此本保护装置不考虑振荡闭锁，固定投入所有距离元件；在电流突变

量启动后150nls之后，或经静稳失稳及零序辅助启动后，距离元件需

要经开放元件开放，以防止振荡过程中距离保护元件误动作。

对于不对称故障和三相短路，振荡闭锁开放元件是不同的。

2.6.1不对称故障开放元件：

利用零序和负序电流特征可区分是发生了故障还是振荡。其开放

判据为：

IIol>ml|III或I2>m2|ll|

系统振荡时10、12接近零上式不能满足；振荡又发生区外故障时,

通过装置的电流较小，上式仍不能满足；振荡又发生区内故障时10、

12将有较大数侑，能满足。其中ml、m2的数侑保证了在最不利系

统条件下能有效的防止振荡情况下发生区外故障时距离保护不误动，

而对于区内的不对称故障能够开放。为了防止区外故障切除时零序和

负序电流不平衡输出引起保护的误动，保护经短延时后动作。

2.6.2三相故障开放元件：

保护利用三相故障发生、发展过程中所显现出来的一系列特征，如

故障以后阻抗不变，而振荡时阻抗总在渐变等，快速识别振荡闭锁中

的三相对称故障。

3.检测功能和其他判别

3.1自检功能

3.1.1TV断线检测

装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线

路正常运行，启动元件不启动的情况下投入，一旦启动元件启动，TV

断线检测立即停止，等整组复归后才恢复。

判据a）为：三相电压之和不为零：|Ua+Ub+Uc|>7V（有效值）

该判据可以用于检测一相或二相断线。

判据b）为：TV在母线时，若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一•相电压小于

8V,判为TV断线。

TV在线路时，在任一相电流大于0.04倍额定电流或断路器在合位

（检跳闸位置开入）时,若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一相电压小于8V,

判为TV断线。该判据b）附加电流条件是防止TV在线路侧时、断路器

合闸前误告警。设置断路器在合位的条件是为了防止电流过小（例如

对侧未合闸）时三相失压不能告警。

TV断线后报“TV断线告警”，在TV断线条件下所有距离元件、

负序方向元件、带方向的零序保护也退出工作，纵联电流差动保护不

受TV断线的影响，可以继续工作。装置将继续监视TV电压，一旦电

压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。

3.1.2TA断线检测

a）装置的零序电流连续12s大于1。4定值，报“TA断线告警”，

并闭锁零序各段保护；

b）差动保护TA断线检测：断线侧的自产31。值连续12s大于max

{0.9*min（41。定值、反时限零序电流定值、零差定值）,一次240A},

而断线相电流小于0.06In（In为二次侧额定电流）；计算出正常两侧

的差电流连续12s大于0.15Tn而断线相电流小于0.06In报“TA断线

告警”。判出TA断线后，可通过控制字选择闭锁或不闭锁差动保护，

如果选择闭锁差动保护，只闭锁断线相差动保护。

3.1.3TA饱和检测

采用模糊识别法对TA饱和进行检测，当判别出TA饱和后，自动抬

高差动保护的制动系数。

3.1.4双A/D冗余检测

为了有效地防止硬件损坏情况下保护的误动作，装置采用了双A/D

冗余设计，通过对双A/D对比监视，实时监视模拟量采集回路的好坏，

及时发现硬件损坏并闭锁保护。

3.1.5电压电流相序自检

在系统无异常时通过比较三相电流、电压的相位，判别相序是否接

错，如果不是正常相序，则报“三相相序不对应”。

3.1.6310极性自检

通过比较自产310(la+lb+Ic)与外接310的幅值和相位,

判别外接310的极性有无接反，若接反报“外接310接反”。

3.1.7电压3次谐波自检

当电压回路串入3次谐波时，用以上TV断线检测判据不能判断电

压异常。如果电压三次谐波过量，延时报“3次谐波过量告警”，但

不闭锁保护。

3.1.8线路抽取电压断线检测

在重合闸投入三重或综重方式的情况下，如果无跳位开入或线路

有电流，表明开关处于合闸状态，那么，采用下列条件检测线路抽取

电压的完好性：

a)装置整定为重合闸检同期方式时，若开关两侧电压不满足整

定的同期条件，则经14s延时确认后，报告“检同期电压异常”；

b）装置整定为重合闸检无压方式时，若即不满足检无压的条件,

且又不满足整定的检同期条件，则14s延时确认后报告“检同期电压

异常”。

3.1.9跳闸位置自检

若有跳位开入，旦对应相有电流，延时2s确认后，报“跳位A（B,C）

开入异常”。

3.1.10过负荷告警

保护装置实时监测线路潮流情况。如果三相电流大于静稳失稳电

流定值，持续30s后，报“过负荷告警”。

3.1.11控制字设置不合理自检

在CSCT03B装置综合重合闸控制字中，如果非同期方式、检无压

方式、检同期三种方式中，任意两种方式同时投入，则装置告警“重

合闸控制字错”。

3.1.12电流不平衡告警

自产310和外接310差值大于max{0.lIn,0.3*max（IA、IB、IC）},

延时12s告警“电流不平衡”，不闭锁保护。

3.1.13保护装置自检

a）CPU插件的自检。CPU插件在上电过程中对本身的存储器、模拟

通道、程序区等进行自检。在装置的运行过程中也对上述部分实时自

检，当确认某一部分有问题时，给出告警信息，同时闭锁保护；（硬

件损坏，装置告警，复归后仍能告警。有严重告警时，差动保护对侧

保护会报“对侧保护退出”保护恢复正常后对侧报“对侧保护恢复”）;

b）由于模拟通道的冗余配置，还对采样数据进行实时互校，当差别

越过设定的限度时，等同模拟通道故障；

c）各I/O插件进行上电和实时自检，自检的内容包括开入通道和开出

通道，同时

还包括存储器和程序区等。开入通道的自检通过模拟变位进行；开出

通道自检线

圈。自检范围广，彻底。确认有故障后，给出告警。

d）通信通道进行实时自检：CPU插件和MASTER插件对其所联系的各种

职能插件进

行实时通信自检，当发现通信中断后，进行告警处理。

e）MASTER插件进行上电和实时自检，自检范围包括存储器、程序区

和相关内外

通信等。发现异常后，将给出告警。

f）装置还对其使用的电源进行实时监测。

g）定值、配置、程序等均做CRC校验。

4.跳闸后逻辑

在发出跳闸命令后，保护装置不断监视跳闸相电流，当跳闸相无电流

后，保护

装置则判断开关已经跳开。如果跳闸相一直有电流，经250nls延时后,

保护发补跳命

令：即如果保护发单跳命令后，故障相持续250ms仍有电流，则表明

开关未断开，于

是，保护再发三跳命令；若保护发三跳命令后，任一相持续250nls有

电流，保护再发

永跳命令；若开关持续5s还未断开，则发跳闸失败告警，并整组复

归。

驱动跳闸令应在故障切除后收回，本装置在发出跳闸命令后的40:ns

内不考虑撤

销命令，以保证可靠跳闸。

保护发三跳令后12s三相尢电流，程序转至整组复归，12s是考虑三

相重合闸最

长整定时间不会大于10s。如果单跳后5s故障相仍无电流，程序转至

整组复归，5s

是由于单相重合闸延时不可能大于5s。

5.纵联电流差动保护功能说明

5.1电流差动保护主要功能

a）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，

用于快速切除各种类型故障；

b）具有电容电流补偿功能。利用线路两侧由压对电容电流进行精

确补偿，以提高差动保护的灵敏度；

c）具有TA断线闭锁、TA饱和检测及TA变比补偿功能；

d）经保护的通信通道可传送“远跳”、“远传”命令；

e）有通道监视、误码检测、32位CRC校验；

f）弱馈启动功能：如果被保护线路的一侧为弱电源或无电源，弱

电源侧保护正方向发生线路故障时，流过弱电源侧保护的电流可能很

小，装置无法启动，为此，装置设有弱馈启动（差流+低电压启动）

功能：

弱馈侧收到对侧启动信号后，满足以下所有条件时，弱馈侧保护

被拉入故障处理程序，允许强电源侧保护出口，本侧也能跳闸。

(1)收到对侧启动信号；

(2)至少有一相差动电流大于动作值：ID>IDZ；

(3)对应的相电压低于36V或相间电压低于60V。

g)远方召唤启动功能(差流+电压突变量启动)

如果被保护线路发生高阻接地时，近故障侧保护能够可靠启动，远故

障侧保护

的电流可能很小，装置无法启动，为此，装置设有远方召唤启动(差

流+电压突

变量启动)功能：

(1)收到对侧启动信号；

(2)零序差动电流大于动作值：1D0>I0Z；

或者分相差动电流大于动作值：ID>1DZ；

(3)本侧AU—8V或A3U0>lVo

h)带通道远方环回试验功能

为方便进行带通道整组试验，装置提供带通道远方环回试验功能。

正常运行时，必须退出该功能。

5.2差动保护的启动元件有以下三种。

□采用相电流差突变量启动元件

□零序电流(3九)突变量启动元件

□零序辅助启动元件

当两侧差动保护启动元件均启动时，才允许分相电流差动和零序

电流差动保护动作跳闸。

5.3差动保护的压板

差动保护只有在两侧压板都处于投入状态时才能动作，两侧压板互

为闭锁。

5.4电流差动保护的通道检修开入说明

a）差动保护配置双通道情况

1）当通道A（或通道B）检修或出现异常时，建议投入相应的“通道

A（或通道B）检修”开入，此时该通道退出运行，显示为退出，但仍监

视该通道情况。

2）当通道A、B都检修或都出现异常时，需退出差动保护压板,如

果“通道A检修”和“通道B检修”开入同时投入且差动压板投入，

则给出告警信号及告警报文。

b）差动保护配置单通道情况

差动保护配置单通道时，固定只使用通道A。当通道A检修或出现

异常时，需退出差动保护压板，否则给出告警信号。

5.5差动保护正常投入

线路运行时，只有本侧和对侧差动保护压板均在投入状态且通道

正常，差动保护才算是处于正常投入状态，

5.6差动保护的启动

图中〈启动元件动作〉包括正常的启动元件动作、弱电源启动及远方召

唤启动。在通道正常情况下线路发生故障：两侧保护的《启动元件动

作》,则开放差动保护，即Y2-Y15-Y3（Y1-Y3）-开放差动保护。

5.7差动保护动作

差动动作逻辑：

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