分享‖RCS-931系列光纤差动保护讲解

2024-10-31 08:54   江西  




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→指示灯说明

“运行”灯为绿色,装置正常运行时点亮;

“TV断线”灯为黄色,当发生电压回路断线时点亮;

“充电”灯为黄色,当重合充电完成时点亮;

“通道异常”灯为黄色,当通道故障时点亮;

“跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合闸”灯为红色,当保护动作出口点亮,在“信号复归”后熄灭;

→RCS-931压板

投主保护(差动保护)

投距离保护

投零序保护

投闭重 (勾三压板)

出口压板有:跳A、跳B、跳C、重合闸、一般还有启动失灵、至重合闸等(给本线路其它保护用.一般不接.原因是各套保护尽量保持相对独立).

→RCS-931压板定值

投A通道差动

投B通道差动

投距离保护

投零序保护

投闭重 (勾三压板)

出口压板有:跳A、跳B、跳C、重合闸、一般还有启动失灵、至重合闸等(给本线路其它保护用.一般不接.原因是各套保护尽量保持相对独立).

→保护配置

→纵联保护概述

    反应一侧电气量变化的保护的缺陷

    反应M侧电气量(电流、电压)变化的保护无法区分本线路末端( F1 )点和相邻线路始端(F2)点的短路。为保证F2点短路M侧保护的选择性,其瞬时动作的第Ⅰ段按躲F2F1 )点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。

     可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分 F1 和 F2点的短路。所以反应两侧电气量保护能瞬时切除本线路全长范围内的短路。

    综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。

→通道类型

(1)电力线载波通道。

   信号频率是50~400KHz。这种频率在通信上属于高频频段范围,所以把这种通道也称做高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频率的信号只能有线传输,所以输电线路也作为高频通道的一部份。

   载波通道存在的主要问题:①通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。②输电线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。③容易受到电磁干扰。 

(2)微波通道。

  信号频率是3000~30000MHz。这种频率在通信上属于微波频段范围,所以把这种纵联保护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号,采用脉冲编码调制(PCM)方式可以进一步提高通信容量,所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线路没有联系,输电线路的故障不影响信号的传输,可用于传送各种信号(闭锁、允许、跳闸)。微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输,所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过40~60KM时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外,增加了维护困难。

(3)光纤通道 。

  用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保护。光纤通信的优点:①通信容量大,又一般采用脉冲编码调制(PCM)方式可以进一步提高通信容量,因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。②光信号的传输不受电磁干扰的影响。③输电线路的故障也不影响信号的传输。④若干根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起,在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。

(4)闭锁信号。 

  收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件,这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在非故障线路上传输的,由于输电线路本身是高频通道的一部份,所以非故障线路上传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时,一般都采用相-地耦合的高频通道。

(5)允许信号。 

  收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件,这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的,担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相-相耦合的高频通道,这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相-相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。允许信号在输电线上传输距离较远,且超高压线路相间距离较远,通道实时监视。目前在500kV线路上的高频保护一般都采用允许信号。

(6)跳闸信号。

  收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件,这样的高频信号是跳闸信号。跳闸信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多,所以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成‘与’门,实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道,二个通道满足‘二取二’才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的频率其机率就大大降低了。

纵联方向(距离)保护基本原理

   故障线路的特征是:两侧的F+均动作,两侧的F-均不动作,这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是:两侧中至少有一侧(近故障点的一侧)的F+不动作、而F- 可能动作也可能不动作,这在故障线路中是不存在的。

    采用闭锁信号时,在F+不动作或F- 动作的这一侧一直发高频信号,所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。

   采用允许信号时,在F+ 动作、F- 不动作的这一侧一直发高频信号。所以故障线路两侧都能发允许信号。

把F+元件换成阻抗元件Z  ,取消F- 元件就是纵联距离保护的原理.

    闭锁式纵联方向保护简略原理框图

闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件

    ① 高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程序才进入故障计算程序,方向元件及各个逻辑功能才开始计算判断,保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开放的,程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。②F+元件不动作。③F-动作。同时满足上述条件时去停信。同时满足8ms后即可起动出口继电器,发跳闸命令。

F+元件换成阻抗元件Z ,取消F-元件就是纵联距离保护发跳闸命令的条件。

工作电压的概念

    绝大多数距离继电器是按照整定点故障时的电压为边界条件建立其动作判据的。当在保护区末端故障时动作判据处于临界状态。为了反映此状态,在继电器中要形成或计算出保护区末端的电压,一般称为工作电压Uop,有些书上称为补偿电压或测量电压。

三段式距离保护

阻抗继电器由正序电压极化,因而对不对称短路有较大的保护过渡电阻的能力;

接地阻抗继电器

相间阻抗继电器

低压距离

  当正序电压下降至10%以下时,进入三相低压程序,由正序电压的记忆量极化

三段式阻抗继电器的构成

光纤电流纵差保护原理

→距离保护实验

      1. 仅投距离保护压板,重合把手切在“综重方式”;

      2. 整定保护定值控制字中“投Ⅰ段接地距离”置1、“投Ⅰ段相间距离”置1、“投重合闸” 置1、“ 投重合闸不检” 置1;

     3. 等保护充电,直至“充电”灯亮;

     4. 加故障电流I=5A,故障电压U= 0.95 ×(1+K)I×1ZDZ   ( 1ZDZ 为距离Ⅰ段阻抗定值)模拟三相正方向瞬时故障,装置面板上相应灯亮,液晶上显示“距离Ⅰ段动作”,动作时间为10~25ms,动作相为“ABC”;

     5. 加故障电流I=5A,故障电压U=0.95 ×(1+K)× I×1ZDZ (其中,K 为零序补偿系数)分别模拟单相接地、两相接地正方向瞬时故障,装置面板上相应灯亮,液晶上显示“距离Ⅰ段动作”,动作时间为10~25ms;

     6. 同1~5 条分别校验Ⅱ、Ⅲ段距离保护,注意加故障量的时间应大于保护定值时间;

    7. 加故障电流20A,故障电压0V,分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相反方向故障,距离保护不动作。

纵联零序保护(RCS-901/902/941B)实验

     1. 将收发讯机整定在“负载”位置,或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收;

     2. 投主保护压板及零序压板,重合把手切在“综重方式”;

     3. 整定保护定值控制字中“投纵联零序保护”置1、“允许式通道” 置0、“投重合闸” 置1、“ 投重合闸不检” 置1;

     4. 等保护充电,直至“充电”灯亮;

    5. 加故障电压30V,故障电流大于零序方向过流定值,模拟单相接地正方向瞬时故障;

     6. 装置面板上相应跳闸灯亮,液晶上显示“纵联零序保护”,动作时间为15~30ms。

     7. 模拟上述反方向故障,纵联保护不动作。

纵联变化量方向保护检验

     1. 将收发讯机整定在“负载”位置,或将本装置的发信输出接至收信输入,构成自发自收;

     2. 仅投主保护压板,重合把手切在“综重方式”;

     3. 整定保护定值控制字中“投纵联距离保护”置1、“允许式通道” 置0、“投重合闸” 置1、“ 投重合闸不检” 置1;

     4. 等保护充电,直至“充电”灯亮;

     5. 加故障电流I=5A,故障电压U=30V,分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相正方向瞬时故障;

     6. 装置面板上相应跳闸灯亮,液晶上显示“纵联变化量方向”,动作时间为15~30ms;

     7. 模拟上述反方向故障,纵联保护不动作。

差动实验

     1、加入1.05倍Ih/2单相电流,保护选相单跳,动作时间30毫秒以内,此时为稳态一段差动继电器。Ih为“差动电流高定值”、“4Un/Xcl”中的高值

     2、加入1.05倍Im/2单相电流保,保护选相单跳,动作时间60毫秒左右,此时为稳态二段差动继电器。Im为“差动电流低定值”、“1.5Un/Xcl”中的高值

     3、  零序差动较复杂一点,不满足补偿条件时,零差灵敏度同相差Ⅱ段灵敏度一样;满足补偿条件后,只要差流>max(零序起动电流,0.6U/Xc1,0.6实测差流),零差即能动作;因此,若要单独做零差,1. 需将“差动电流高定值”,“差动电流低定值”整定到2.0In,降低相差灵敏度;2. 通道自环,再加负荷电流等于U/2Xc1(>0.05In),并且超前于电压90°的三相电流(模拟电容电流),以满足补偿条件;3. 改变单相电流,满足差流>max(零序起动电流,0.6U/Xc1,0.6实测差流),零差即能动作,动作时间>100ms。 

通道联调实验

     通道采用专用光纤时“专用光纤”控制字整定为“1”,采用PCM 复用通道时“专用光纤”控制字整定为“0”, “主机方式”控制字一侧置“1”,另一侧置必需“0”。

     1.通道检查试验

    将两侧装置的光端机(CPU 插件内)经专用光纤或PCM 机复接相连,将保护定值控制字中“通道自环”置0,若通道正常,两侧装置的“通道异常” 指示灯均不亮。

以M侧为基准,M侧“TA变比系数”整定为“1”,则N侧“TA变比系数”整定为“1200/1500=0.8”。在M侧加入1A电流,N侧显示(1/1)*5=5A;在N侧加入1A电流,M侧显示(1/5)*0.8*1=0.16A。(M侧1500/1,N侧1200/5)

     2、 跳闸校验

     a) 将N侧开关分位,M侧加入单相电流Ih,M侧保护可选相动作

     动作时间30毫秒左右。

     b) 将M侧开关分位,N侧加入单相电流Ih,N侧保护可选相动作

     动作时间30毫秒左右

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