RCS-931系列光纤差动保护

RCS-931系列光纤差动保护RCS-931保护配置型号主要功能纵联保护欠范围快速保护后备保护重合闸RCS-931ARCS-931AMRCS-931AMM光纤分相电流差动光纤零序电流差动保护工频变化量距离距离I段零序I段二段式相间和接地距离二段零序方向过流(A型)三段零序方向过流(B型)零序反时限过流（D型）单重三重综重停用RCS-931BRCS-931BMRCS-931BMMRCS-931DRCS-931DMRCS-931DMM装置面板布置图RCS-931A超高压线路成套快速保护装置确认信号复归跳C跳B跳A重合闸区号取消运行TV断线充电汉字显示器3×3键盘调试通讯口模拟量输入液晶对比度调整通道异常指示灯说明•“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；装置背视图LPFDCACTXTXRXRXCPUCOMOPT1OUT2SIGOUT1OPT2TXRXOUT3设计精细、可靠的硬件方案•独立的数据采集系统单片机（总起动元件）与DSP（保护测量）的数据采样系统在电子电路上完全独立，只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源，从而真正保证了任一器件损坏不致于引起保护误动.单片机还负责通信接口、事件记录、故障录波等辅助功能.单片机外接大容量存储器FLASH（1MB）、带掉电保持RAM（1MB）、30个定值区•实时并行计算在较高的采样率（每周24点）的前提下，装置保证在每个采样间隔内完成所有保护运算和逻辑判别，实现了对所有保护继电器（主保护与后备保护）实时并行计算，主要继电器采用全周傅氏算法，具有很高的可靠性及安全性。由于先进DSP的选用，在实现实时并行计算的条件下，时间仍有较大的冗余。设计精细、可靠的硬件方案装置硬件总体方案低通滤波外部开入出口继电器A/DCPU通信接口打印+E光隔QDJCPLDDSP光端机A/D低通滤波电源液晶显示Ia、IbIc、I0Ua、UbUc、ULTESTHELP总起动（CPU）、保护动作（DSP）、装置故障告警（BSJ）的关系TJ+24VBSJQD(CPU)+24VSIG中各种继电器（DSP）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压板定值序号定值名称定值范围注1投主保护压板0，1与外部压板与关系2投距离保护压板0，1与外部压板与关系3投零序保护压板0，1与外部压板与关系4投闭重三跳压板0，1与外部压板或关系RCS-931压板定值V3.0•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).RCS-931压板定值V3.0定值名称定值范围注投A通道差动0,1与外部压板与关系投B通道差动0,1与外部压板与关系投距离保护0,1与外部压板与关系投零序保护0,1与外部压板与关系投闭重三跳压板0,1与外部压板或关系RCS-931总起动元件•电流变化量起动：电流变化量起动元件动作并展宽７秒•零序过流元件起动：当外接和自产零序电流均大于整定值时，零序起动元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电源。•位置不对应起动：这一部分的起动由用户选择投入，条件满足总起动元件动作并展宽15秒，去开放出口继电器正电源。•纵联差动或远跳起动:发生区内故障,弱电源侧电流元件可能不动作,此时若收到对侧的差动保护允许信号,依弱电侧差电流选相元件选动作相关相、相间电压，若小于60%额定电压，则此辅助电压起动元件动作，开放出口正电源7秒并发远方允许信号。当本侧收到对侧的远跳信号且定值中“不经本侧起动控制”置“1”时，去开放出口继电器正电源500MS。ZDTMAXIII25.1光纤电流纵差保护原理•以母线流向被保护线路方向为正方向。•动作电流(差动电流)为：•制动电流为：•动作电流与制动电流对应的工作点位于比率制动特性曲线上方，继电器动作。NMCDIIINMRIIICDIRI75.0cdqdIMNMINI**RCS-931RCS-931输电线路电流纵差保护原理线路内部短路•动作电流：•制动电流：•因为继电器动作。•凡是在线路内部有流出的电流，都成为动作电流。KNMCDIIIINMRIIIRCDIIMINIKIMN**输电线路电流纵差保护原理线路外部短路•动作电流：•制动电流：•因为继电器不动。•凡是穿越性的电流不产生动作电流，只产生制动电流。0IIIIIKKNMCDKKKNMRI2IIIIIRCDIIMINIKIMN**MNMINI**Ifh931保护中差动继电器的种类和特点•稳态Ⅰ段分相差动继电器的构成：动作电流：制动电流：取为定值单中‘差动电流高定值’、4倍实测电容电流和中的最大值。依靠定值躲电容电流。NMCDIIINMRIII14CNXUCDIRI75.0HIHI931保护中差动继电器的种类和特点•稳态Ⅱ段分相差动继电器的构成：动作电流：制动电流：取为定值单中‘差动电流低定值’、1.5倍实测电容电流和中的最大值。依靠定值躲电容电流。经40ms延时动作NMCDIIINMRIIIMI15.1CNXUCDIRI75.0MI经40ms延时动作:为防止空充线路暂态电容电流等引起误动,延时40ms动作,用时间换取灵敏度。稳态相差动继电器Ⅰ段动作方程：Ⅱ段动作方程：延时40ms动作CBAIIIIHCDRCD,,75.0CBAIIIICDRCD,,75.0M输电线路电流纵差保护的主要问题⑴电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作电流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流。所以在空载或轻载下电容电流最容易造成保护误动。解决方法：①用起动电流定值躲本线路电容电流。②起动电流定值躲不了电容电流时，进行电容电流补偿。MINICIMN**输电线路电流纵差保护的主要问题⑵重负荷情况下线路内部经高电阻接地短路，稳态差动保护灵敏度可能不够。负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电流而不产生动作电流。经高电阻短路，短路电流很小，因此动作电流很小因而灵敏度可能不够。解决方法：采用工频变化量比率差动继电器和零序差动继电器MINIKIMN**CDIRI75.0HI931保护中差动继电器的种类和特点•工频变化量分相差动继电器的构成：动作电流：制动电流：取为定值单中‘差动电流高定值’、4倍实测电容电流和中的最大值。由于大于电容电流,依靠定值躲电容电流影响.NMCDIIIHI14CNXUHICDIRI75.0HINMRIII＋RCS-931工频变化量相差动继电器动作方程HCDRCDIIII75.0931保护中差动继电器的种类和特点工频变化量差动继电器的特点•不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电流。•受过渡电阻的影响也较小。•在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流，短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷长线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。931保护中差动继电器的种类和特点•零序差动继电器的构成：动作电流：制动电流：为定值单中‘零序起动电流定值’。经100ms延时动作。躲各种情况下两侧CT暂态特性不一致所产生的零差电流零序差动继电器本身无选相功能，所以再另外用稳态分相差动继电器选相。两者构成‘与’门。000NMCDIII000NMRIII0QDI0CDI0RI75.00QDI选相零差继电器动作方程：选相元件：延时100ms动作LCDBCRCDBCQDCDRCDIIIIIIII15.075.00000931保护中差动继电器的种类和特点零序差动继电器的特点•由于不反应负荷电流，所以负荷电流不产生制动电流。•受过渡电阻的影响较小。因此在重负荷线路上发生经高电阻短路时灵敏度较高。931保护中差动继电器的种类和特点•与零序差动继电器配合使用作为选相用的稳态分相差动继电器的构成：动作电流为经过电容电流补偿后的差动电流。制动电流：为、0.6倍实测电容电流和中的最大值。制动系数仅取为0.15。CDBCINMCDIIILI0QDI16.0CNXUCDBCIRILI15.0931保护中差动继电器的种类和特点选相用稳态分相差动继电器特点•由于值和制动系数值都取得很小，所以该继电器很灵敏。不会影响零序差动继电器的灵敏度。•由于比电容电流小，故动作电流要经电容电流补偿。LILI电容电流的补偿其中故而NCMCCIII00101000110100022112222222222CMCMMCMCMCMCMCMCMCMCMMCXUXUUXUXUXUXUXUXUXUXUI001000102222CNCNNCMCMMNCMCCXUXUUXUXUUIIIMNC21C21CXj2CXj2MCINCI电容电流的补偿•当‘计算电容电流与实测电容电流相差较大’时、判断TV断线时、‘判断电容电流很小’时，选相用的动作电流不再进行电容电流的补偿。为防止电容电流的影响，将初始动作电流由IL抬高到IM。因为电容电流的补偿要用到TV的电压和线路容抗的定值，而这些值现有可能是不正确的。M000015.075.0IIIIIIIICDRCDQDCDRCD931保护中差动继电器的种类和特点选相用稳态分相差动继电器特点•判别‘计算电容电流与实测电容电流相差较大’的条件⑴或式中为实测电容电流。上式说明可能整定的值有错。⑵或式中为TA二次额定电流。该式说明电容电流还比较大。⑴与⑵式构成‘与’门。满足条件，不进行电容电流的补偿，而通过将起动电流定值提高到来躲过电容电流的影响。CDCNIXU175.0175.0CNCDXUICDINCNIXU1.01NCDII1.0NIMI1CX931保护中差动继电器的种类和特点选相用稳态分相差动继电器特点•判别‘电容电流很小’的判据及满足上两判据说明电容电流很小，不需进行电容电流的补偿。但为了在正常运行时电容电流作用下该继电器不误动(假如也整定的比较小)，将起始动作电流由抬高到。因为电容电流很小，该值也不是很大，不会影响线路内部短路灵敏度。NCNIXU1.01NCDII1.0LIMIMI0QDI输电线路电流纵差保护的主要问题⑶TA断线，差动保护会误动。为了在单侧电源线路内部短路时电流纵差保护能够动作，因此差动继电器在动作电流等于制动电流时应能保证动作。这样在一侧TA断线时差动保护会误动。解决方法：采取措施防止TA断线时差动继电器误动。MNMINI**非断线侧断线侧防止TA断线误动的措施•差动保护部分的计算，包括:差动继电器的计算、逻辑程序和出口程序都在‘故障计算程序’中进行。也可以说只有起动元件起动后才投入差动保护。起动元件如果不起动，在正常运行程序中差动保护根本没有计算，相当于差动保护没有投入。主程序采样程序起动？正常运行程序故障计算程序NY防止TA断线误动的措施•防止TA断线误动的措施是：只有在两侧起动元件均起动，两侧差动继电器都动作的条件下才能发出跳闸命令。为此，每一侧差动继电器动作后都要向对侧发一个允许信号。差动保