RCS-902A(B.C.D)型超高压线路成套保护装置技术说明书

RCS-902A(B/C/D)型超高压线路成套保护装置 概 应用范 保护配 性能特 技术参 机械及环境参 软件工作原 距离继电 选相元 非全相运 重合 硬件原理说 输出接 结构与安 定值内容及整定说 装置参数及整定说 压板定 IP地 220kV工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护。其中，RCS-902A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成全套后备保护；RCS-902B由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护；RCS-902C设有分相命令，纵联保护的方向按相比较，适用于同杆并架双回线，后备保护配置同RCS-902A；RCS-902D以RCS-902A为基础，仅将零序Ⅲ段方向过流保护改为零序反时限方向过流保护。RCS-902XS128次动作报告，24RS-485通信接口(可选双绞线、光纤)DL/T667-1999（IEC60870-5-103标准）与COMTRADE贮存及运输：-直流电源 允许偏差:+15％，-

（交流电流：5A，1A（额定电流In） 过载能力：电流回路：21040电压回路：1.5倍额定电压，连续工作 流：正常时工频变化量距离元件：近处 末端整定范围 最小动作电压 动作速度：＜10ms（UOP2UZ时整定范围 整定范围： 距离元件定值误差:＜5％:＜0.25V最小精确工作电流:0.1In最大精确工作电流:Ⅱ、Ⅲ段跳闸时间:整定范围：零序过流元件定值误差:幅射电磁场干扰试验符合国标：GB/T14598.9的规定；快速瞬变干扰试验符合国标：GB/T14598.10的规定；静电放电试验符合国标：GB/T14598.14的规定；脉冲群干扰试验符合国标：GB/T14598.13射频场感应的传导骚扰抗扰度试验符合国标：GB/T17626.6工频磁场抗扰度试验符合国标：GB/T17626.8脉冲磁场抗扰度试验符合国标：GB/T17626.9浪涌（冲击）抗扰度试验符合国标：GB/T17626.5绝缘试验符合国标：GB/T14598.3-936.0冲击电压试验符合国标：GB/T14598.3-938.00.3A（DC220V，V/R5A0.2A（DC220V，V/R0.3A（DC220V，V/R1ms），RS-485GPSRS-485RS-485RS-232RS-232（前面板）3.1.13.1.1

1.25ITIMAXIZD15IMAX1.125IT0.5I（BUOPUZ

UIAB,BC,

UOPUIK3I0A,B,ZZD0.8～0.85UF(A UF(BEM0EN(C3.4.1即各故障点故障前电压为UZ,EF1EF2EF3UZ器，系统电势为零，因而仅需考虑故障点附加电势EF3.4.2（B）UOP在本侧系统至EF1UOPEF1反方向故障时，如图3.4.2（C）UOP在EF2与对侧系统的连线上，显然，UOPEF23.4.2（D）UOP在EF3UOPEF3EF EF EF((BEF(CEF(D3.4.23.4.3ININ3.4.3

UZ由

IZSZKUOPUIZZDIZSZZD IZSZZDIZSZKZSZZDZSZKZK为测量阻抗，它在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量ZSZSZZD3.4.4所示，当ZKIN一般与I同相位，过渡电阻上的压降始终与I ZSZ图3.4.4正方向短路动作特 图3.4.5反方向短路动作特对反方向短路,3.4.6ZZ3.4.6

UZ由

IZ'SZKUOPUIZZDIZ'SZZD Z'SZZDZ'SZK测量阻抗ZK在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量Z'SZ'SZZD3.4.5，动作圆在第一象限，而因为ZK总是在第三象限，因此，阻抗元RCS_902A（B、C、D）将按超范围整定的距离继电器构成方向比较元件，其动作特性与距离保护基本一致，由低压距离继电器、接地距离继电器、相间距离继电器组成，本节只做简单介绍，具体分析见§.7距离继电器。工作电压：UOPUI极化电压：UP3.7.23.7.4工作电压：UOPUIK3I0极化电压：UP3.7.2工作电压：UOPUI极化电压：UP3.7.5该继电器仅在保护投退控制字‘弱电侧’＝1时才投入，它由三个接地距离继电器P0<-1伏安（IN=5A）P0<-0.2伏安（IN=1A）F0F0的与门输出，而纵联零序保护的反方向元件由零F0的与门输出。10％Un时，进入低压距离程序，此时只可能有三相短路和系统振工作电压：UOPUI极化电压：UP这里 A,B,UPZZDU1MZKZK3.7.1UIZK在记忆作用消失前：U1M e

EMZSZKIUOPZKZZD ZZ 900ArgUP

900

ZK

3.7.2测量阻抗ZK在阻抗复数平面上的动作特性是以ZZD至ZS时会误动作；反方向故障时的动作特性必须以反方向故障为前提导出。当δZZD到ZSZKZK3.7.3UIZK在记忆作用消失前：U1M e

ENZ'SZKIUOPZKZZDI Z'ZIej 900ArgUP

900ArgZKZZDZ'SZKeZZ图3.7.4反方向故障时的动作特 图3.7.5三相短路稳态特测量阻抗ZKZZD与Z'SU1MIZKUOPZKZZDIUPIZK

900ArgZKZK

U1MIZKUOPZKZZDIUPIZK900ArgZKZZK

正方向故障时，测量阻抗ZK3.7.5ZK3.7.5。由于动作特性经过原点，因此母线和出口故障时，继工作电压：UOPUIK3I0极化电压：UPUP采用当前正序电压，非记忆量，这是因为接地故障时，正序电压主要由非故3.7.23.7.4，继电器有很好的方向性。工作电压：UOPUIK3I0 极化电压 e 3.7.6所示。θ10°、15°、30°。3.7.6可见，该继电器可测量很大的故障过渡电阻，但在对侧电源助增下可能115011 3.7.6

UOPUIK3I0UPI0ZD

ZD900ArgUIK3I0I0ZD

UIK3I0ZK则900ArgIK3I0ZKZZDI0ZD900

IK3I

ArgZ

2700

IK3I3.7.6I0IARI0IK3I0I0实际的零序电抗特性由于ZD7812θ1的方向阻抗继电器和零序电抗继电器二部分结合，同时动作时，Ⅰ、Ⅱ段距离继电工作电压：UOPUI极化电压：UP3.7.23.7.4，继电器有很好的方向性。工作电压：UOPUI极化电压：UP e也同样是为了在短线路使用时增加允许过渡电阻的能力。θ20°，15°，

UIIZDZD正方向故障时：UopIZKI

900ArgZKZZDZD900ArgZDArgZKZZD2700当ZD90°时，该继电器为与Ｒ轴平行的电抗继电器特性，实际的ZD7812°，使送电端的保护受对侧助增而过渡电阻呈容一致，RZDAB03.7.710ms160ms。160ms再有故障I0I2mI0I2180路时的故障分量很小，因此，容易取ｍUOSUU3.7.890EMEN与振荡中心电压同相。在系统正常运行或系统振荡时，Ucos恰好反应振荡中心的正序电压；在三相短路时，Ucos5％UN图3.7.8系统电压向量 图3.7.9短路电流电压向量903.7.9OD为测量电压，Ucos＝OBOB90°时弧光电阻压降，实际的弧光压降为OAAD相加得到测量电压U。 本装置引入补偿角900，由 路时，UOSOCOA，可见Ucos1可反应弧光压降。

Ucos10.03UNUOS0.08UN150ms％UN0.08UN°，振荡中心电压为－0.03UN183.53"104ms150ms0.1UNUOS0.25UN500ms0.25UN151°，-0.1UN191.5°，按最大振荡周期3"337ms500ms已有足够的裕度。3.7.5.3I0I2AUOPA、UOPB、UOPC、UOPAB、UOPBC、UOPMAX量UOP比较，大于一定的倍数即判为最大相单相故障；若不满足则判为多相故障，取UOP中最大的为多相故障的测量相。I0I2AI0I2A3.8.1当 600

6001800

I

I2

ABCABC3.8.1I2A120°，CI0I2A240I0I2同相位，BCI0I2A同相，CA相间接地故I0I2A120°，ABI0I2A240°。TWJ50ms延时置非全相状态。TWJTWJ200msTWJ200ms；RCS-902A/CRCS-902B将零序过流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段退出，Ⅳ段不经方向元件控制；RCS-902D将零序过流保护Ⅱ段退出，零序反时限过流不经方向元件控制。60ms100ms（<0.06In本装置重合闸为一次重合闸方式,可实现单相重合闸、三相重合闸或综合重合闸；40V，且线路和母线电压间相位差在整定范围内。TWJTWJTWJ10TWJ81.25TVTVTVTWJ不动作时延时1.25秒发TVTV还是线路TV将其门坎增加至1.5UNTVTV断线零序过流零序方向过流，否则保留不经方向元件控制的Ⅲ段零序过流，RCS-902D将零序过流保三相电压正常后,10TV交流电流断线（始终计算0.750.75倍的自产零序200msTA断线异常信号；10TA亦退出纵联零序保护；RCS-902A/C将零序过流Ⅱ段不经方向元件控制，退出零序过流Ⅲ段，RCS-902B将零序过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ段退出，Ⅲ段不经方向元件控制，RCS-902D工频变化量距离继电器的门坎电压UZTV断线。如重合闸不投、不检定同期或无压时，线路电压可以不接入本装置，装置也都分为起动元件动作保护进入故障测量程序和起动元件不动作保护在正常运行程序两种情况。40408ms8ms 008ms后才允许正方向元件投入工作，反方向元件不动作，100，但在展宽期间若反方向元件动作，立即返回，继续发信；当外部保护（如母线差动保护0用于弱电侧时，投入纵联反方向距离元件，当故障电压低于30V8s延时纵联保护出口；装置内设有功率倒方向延时回路，该回路是为了防止区外故障后，在断合开关的过程中，故障功率方向出现倒方向，短时出现一侧正方向元件未返3.12.3，本装置设1、2二端，若图示短路点发生故障，1为正方向，2为反方向，M侧停信，N31,如果Ｎ侧40s25s动作的方式来躲过。3.12.2相电压100ms010s三相TWJ均为2ms0200ms03.12.3TWJTWJ动作，100ms30V时，延时100ms发信，这保证在线路轻负荷，起动元件不动作的情况下，由对侧保护快一般与载波机或光纤数字通道配合构成允许式纵联保护,40008ms3.12.4正方向元件动作且反方向元件不动即发允许信号，同时收到对侧允许信号达当本装置其它保护（如工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护）动作跳闸，或外部保护（如母线差动保护）动作跳闸时，立即发允许信号，并在跳闸信号返回150相电压相间三相TWJ均为100ms3.12.5TWJ100ms允许信号；当用于弱电侧， 分相式命令纵联保护逻辑（RCS-RCS-902C设置有分相命令，其方向比较是按相比较的，适用于重要的同杆并架双RCS-902A相同。信号”、“B相允许信号”和“C相允许信号”三个命令，输入有收到对侧发来的“A相允许信号”、“B相允许信号”和“C相允许信号”三个命令。通过分相比较逻辑保RCS-902C完全与RCS-902A相同，由整定控制字选择工作在允许式或闭锁式，其纵联保护的逻辑见§3.12.1.1和§3.12.1.2RCS-902C装置用于旁收收收收收收100msA 5msB选A5msC选B选C收100ms发AA150msA相无 发B本保护跳A0其他保护动发CB相同AC相同A40ms40ms40ms100ms纵联保护选B纵联保护选C5ms后纵联保护动作跳该相。正方向元件100ms延时后置选三相并给对侧发三相允许信号。Unblocking信号才有效。此时收到的Unblocking信号相当于收到对侧的三相允许信号。只有在收到Unblocking100ms内该逻辑才有效。当本装置其它保护（如工频变化量阻抗、零序延时段、距离保护）动作选相跳闸（如母线差动保护150。TWJ150ms；TWJ动作或跳闸100ms。3.12.1.2RCS-902DKRCS-902D完全相同。当整定为允许式时，纵联保护逻辑功能与RCS-902D3.12.1.2RCS-902DK整定为闭锁式，装置未起动时，3.12.3，组屏时不设通道试验按钮；装置起40 003.12.7RCS-902DK8ms35ms动作来防止故障功率倒向时保护误动。15ms。电压接线路 Ⅲ段接地距 接地距Ⅲ段时 10ms03.12.8500ms纵联零序过流元500ms自产零序起动元 外接零序起动元

TV

100ms60ms

零Ⅲ跳

TVTV

TV过流时 TV断线过流动3.12.9RCS-902ATV500ms500ms

Ⅲ段时

TV

100ms60msTV

TV

过流时 TV断线过流动3.12.10RCS-902BRCS-902B设置了速跳的Ⅰ段零序方向过流和三个带延时段的零序方向过流保护，TVRCS-902DRCS-902A100ms3.12.11RCS-902D根据国际电工委员会标准（IEC255-4）中的正常反时限特性方程（normalt(I0)

(II

)0.02

IpTp纵联保护变化量距离零序Ⅱ段纵联保护变化量距离零序Ⅱ段M1A相有流选AM2M3M4B相有流M5 选BM6M7M8C相有流M9 选CM10M11M12M13选多相M14200ms M15M16任一相有电流M17手合加速重合加速距离Ⅲ段零序Ⅲ段选相无效M18单跳不返回单相运行三跳TV断线过流M19M20相间距离Ⅱ段相间距离Ⅱ闭重M21接地距离Ⅱ段接地距离Ⅱ闭重零序Ⅱ段零Ⅱ段三跳闭重沟三跳非全相再故障M23投非全相故障闭重起动闭锁重合闸继电器投选相无效闭重选相无效M24沟三闭重开入闭锁重合放电TV断线M25M22跳B相出口跳C相出口200ms200msM26M28M29M30跳A相出口跳B相出口跳C相出口M27投三相跳闸沟三闭重开入充电未满投重合闸M31三重方式M32起动TJabc继电器单跳失败沟三跳3.12.12RCS-902ARCS-902A200msTV200ms200ms200ms（>0.06In跳不返回三跳、单相运行三跳、TV断线时跳闸等闭锁重合闸。RCS-902BRCS-902A200msRCS-902C/DRCS-20000 Tcd3.12.13TWJA、TWJB、TWJCA、B、C则重合闸退出。本装置重合闸退出并不代表线路重合闸退出，保护仍是选相跳闸的。要实现线路重合闸停用，需将沟三闭重压板投上。当重合闸方式把手置于运（1TV153/2开关方式，三相重合时，可选用检线路无压重合闸、检同期重合闸，也可选用不检而直接重30伏时，检无压条件满足，而不管线路电压用的是相电压还是相间电压；检同期时，检查线路电压和母线电40伏且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时，检同期条件满足。A相电压的相角差，设为Φ，检同期时，A相电压的相角差是否在（Φ－定值）至（Φ＋定值）范围更改后的型号在原型号后补充‘SRCS-902AS。 3.13.1ZS 3.13.23.13.2(b)防止正向故障时阻抗Ⅰ段和工频变化量阻抗超越（正向带串补电容3.13.3所示,当保护的正向含有串补电容时，若发生区外电容器后故障，按

3.13.33.13.3（a）UmI1*ZlUcUcjXc*(I1I2Z

jX

(1I2保护测量到的容抗被放大了(1I2（K=0.7～0.85较低，MOV不动作或间隙不击穿时。因此要使阻抗Ⅰ段不超越，在按线路全长0.85）ZlX

*(1I2，但是I2MOV3.13.4 3.13.4当流过串补装置的电流小于MOV的保护级电流Il即电容器两端的压降小于Upl）IplMOV的3.13.5

-------实时调整阻抗Ⅰ段的保护范围。阻抗Ⅰ段的定值仍按本线路阻抗的70%～85%UU

),级电压峰值加上（C1,C2,C3）MOVTVUplzd0（U0+Upl，U|0|为故障前故障处的电压，UplMOV的保护级电压，与无串补系统相比电压变化Upl，如图3.13.6所示，因此为防止欠范围的工频变化量阻抗继电器超越，其动作门槛按（U|0|+Upl）Uplzd3.13.6防止反向经电容短路故障时阻抗继电器失去方向性（反向带串补电容3.13.73.13.73.13.7C2，Z'S-Z3.13.8继电器会判为反方向故障，如图3.13.9所示，3.13.9 当 U0'U0I0*jX 的选取应保证 0 TV的则不会出现这种情X0com0。

Ia

IbIb'Ic

I0

电流输入

电压输入

24V光耦 24V光耦 对 打 投检修 信号复 投主保 投距离保 投零序保 投重合闸方式 投重合闸方式 投闭 OPTOPT其他保护停 跳闸起动重 三跳起动重 开入备用 开入备用 开入备用 合闸压力闭 收信/收 收 收 220/110光耦1＋+ OPTOPT 220/110光耦1－-220/110光耦2＋+收信/收 +收 收 开入备用 220/110光耦2－-485-485-CC485-

OUOUTOUTOUTDD

XHJ-BJJ-RST-TJC-TJC-TJC-

FC-HJ-光纤发以太网接口24V24V

COM出口出口

4.2.1RCS-4.2.14.2.2是装置的背面面板布置图（虚线为可选件） LPF OPT1 SIGOUT1OUT24.2.2（背视4.3.1BSJ-公共BSJ-公共XTJ-BJJ-公共XHJ-BJJ-BSJ-FA-公共FC-FB-FA-公共FC-FB-RST-RST-TJ-BCJ-TJABC-TJ-BCJ-TJABC-TJ-BCJ-TJABC-TJA-TJA-TJB-TJB-TJC-TJC-HJ-TJA-跳闸TJC-TJB-TJA-跳闸TJC-TJB-HJ-HJ-合闸OUT（可选件跳闸5公共 跳闸6公共B06TJA-5TJA-6B08TJB-5B07TJB-6B10TJC-5B09TJC-6跳闸7公共B16TJA-7TJC-7B18TJB-7跳闸8公共B20TJA-8B19TJC-8B22TJB-84.3.1（背视

HJ-HJ-FC-FC-

TJ-

4.4.14.4.1

TJ-

917918

4.4.1 4U 444.6.1 4.6.1电源插件4.6.2(A)±12V内部其光耦光耦光耦

(B

(C4.6.2101端子（直流电源220V/110V＋端）、102端子（220V/110V－端DC/DC5V12V＋24V（继电器电源）104、10510424V＋，10524V220V110V4.6.2（B）OPT124V－（615端子）；24V＋（104端子）接OPT124V＋（614端子），OPT1插件。交流输入变换插件UI4.6.3

UIAIBICI030IN。UA、UB、UC为三相电压输入，额定电压为100 3V；UX为重合闸中检无压、同期元件用的电压输入，额定电压为100V或100 10TV断线告警，BJJ继电器动作。正常运行时测量UX与UA差，作为检同期的固有相位差，因此对UX2151A、5A两种，订货时请低通滤波插件4.6.4由上图可见，CPUDSPDB15CPU插件24点，在每个采样点对所有保护算法和逻辑进行并行实时计与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。通信插件RTU接口接口接口接口接口IEC60870-5-1035EIEC618504.6.5“0“1 对时485对时RS485-RS485-至对时485对时光纤接口2-光纤接口2-光纤接口1-光纤接口1-至4.6.524V光耦插件24V光耦＋（输出24V光耦－（输出61424V光耦＋（输入61524V光耦－（输入重合方式重合方式开入备用开入备用4.6.624V光耦正（614端子）相连，以便让保护监视光耦开入电源是否正常。601GPS或其它对时装置发来的秒脉冲接点或光耦信号，3～5mARS-4854.6.7602端子是打印输入，用于手动起动打印最新一次动作报告，一般在屏上装设打印603端子是投检修态输入，他的设置是为了防止在保护装置进行试验时，有关报告IEC60870-5-103604608609路重合闸停用，即任何故障三跳且不重，则应将“闭重三跳”（610端子）611本装置的重合闸起动方式有：（1）位置（TJ）接点确定的不对应起动（由整定控制字确定是否投入）；（2）本保护动作起动；（3）其它保护动作起动；617、618或采用位置不对应起动重合闸，则不接这两个输入。6193dB622623624ABC（TWJATWJB、合闸、单重方式是否三相跳开）（2）判别线路是否处于非全相运行；（3）TV三相失1.25秒报TV断线。625端子是压力闭锁重合闸输入，仅作用于重合闸，不用本装置的重合闸时，该端626～629端子为纵联保护的收信输入，对采用分相式命令方式，626端子定义为收626定义为收信输入。对允许式通道，629unblocking输入，当不采用解除高压光耦插件有些开入可能从较远处引入，如收信接点从通信机房的载波机接至控制室的保护24V220/110V的光耦插件，背板定义及接线图如下所示：4.6.8OPT1622、623、624、625端端子不接，701端子为外接光耦电源的＋220V/＋110V，717端子为外接光耦电源的－626、627、628、629端子不接；若采用分相命令方式，719、721、723、725端子分别ABC和unblocking626、627、628、629端子不接。717端子为外接光耦电源的＋220V/＋110V，727端子为外接光耦电源的－220V/－110V。注意：OPT2701717端子、711727端子在插件上不连，若OPT2OPT1插件相应定义的端子，反之亦然。供货时OPT2信号继电器插件CPU满足起动条件，则该继电器动作，接点闭合，1FC-FC-

FC-FC-

TJ-TJ-TJ-

918

4.6.9OUT1BSJBSJ-1、BSJ-2、BSJ-3均为常闭接点，装断线、TWJ异常、CT断线等，仍有保护在运行时，发告警信号，BJJ继电器动作，接XHJ继电器动作并保持，需按信号复归按钮或由通信口发远方信号复FXJ继电器为发信继电器。当用于闭锁式时，FXJ动作则启动收发信机发信，FXJBCJBCJ继电器动作，例如设置相间距离Ⅱ段闭重，则当相间距离Ⅱ段动作跳闸时，BCJ继电器动作。BCJ继电器一旦动作，则直至整组复归返回。TJ、TJABC、BCJ2OUT2

TJC-TJC-

TJA-

TJC-TJC- 4.6.10OUT2一般而言，继电器出口OUT2OUT2OUTOUT

4.6.11OUT显示面板CPUPCHELP-90A通信的接口（9芯），量输入端子（15芯）IP1230121010RS-485（参RS-232方式，直接接至打印机的串口。规约置为“0规约置为“11010RCS-902A0.1～0.5A0.1～0.5A0.1～20A0.2～2.2A0°,15°,0°,15°,0.1～20A0.1～20A0.1～20ATV0.1～20ATV0.1～20ATV 整定“1”表示投入，“0”表示退1A5A。RCS-902B0.1～0.5A0.1～0.5A0.1～20A0.2～2.2A0°,15°,0°,15°,0.1～20A0.1～20A0.1～20A0.1～20A0.1～20ATV0.1～20ATV0.1～20ATVRCS-902B运行方式控制字 整定“1”表示投入，“0”表示退RCS-902C0.1～0.5A0.1～0.5A0.1～20A0.2～2.2A0°,15°,0°,15°,0.1～20A0.1～20A0.1～20ATV0.1～20ATV0.1～20A