PCS-931线路保护(201412)

PCS-931线路保护装置南京南瑞继保电气有限公司2015.12一.PCS931概述二.PCS平台介绍三.PCS931硬件系统四.差动保护原理五.距离保护原理六.零序过流保护原理七.重合闸目录一.概述PCS-900线路保护PCS-900系列超高压及高压线路保护是在总结并发展RCS-900保护先进的原理与技术和成熟的运行经验的基础上，在硬件结构和软件方面作了较大改进！PCS-900系列保护全面满足目前传统变电站和数字化变电站的各种需求：支持传统电磁型TA、TV以及ECVT，并支持各侧传统互感器和ECVT混用方式。支持61850规约后台通信方式。支持GOOSE跳闸方式。同时接线端子与国内广泛采用的RCS-900系列的保护基本兼容。装置采用了32位高性能的CPU和DSP、内部高速总线、智能I/O，硬件和软件均采用模块化设计，具有插件、软件模块通用，灵活可配置，易于扩展、易于维护的特点，将为用户带来备品备件种类少替换方便的优点。UAPC平台按照具有长达10-15年的生命周期设计，装置插件根据需要可以在保持与平台兼容的情况下平滑升级，从而为用户的设备投资提供了长期稳定的保障。装置采用双重化设计，具有双重化的采样回路和完全独立的启动和保护DSP，可以有效保证装置动作的安全性和可靠性。装置具有友好的人机界面，液晶为320×240点阵，可以通过整定选择中文或英文显示。PCS900装置特点具有完善的事件报文处理，可保存最新256次动作报告，64次故障录具有与COMTRADE兼容的故障录波。具有灵活的通讯方式，配有2个独立的以太网接口和2个独立的RS-485通信接口。支持电力行业通讯标准DL/T667-1999（IEC60870-5-103）和变电站通讯标准IEC61850。装置抗干扰能力优越，达到了电磁兼容各项标准的最高等级。波报告，256次遥信报告，64次遥控记录。PCS-931系列保护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护，PCS-931系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能,对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。PCS-931系列保护根据功能有一个或多个后缀，各后缀的含义如下：PCS931概述序号后缀功能含义A两个延时段零序方向过流B四个延时段零序方向过流D一个延时段零序方向过流和一个零序反时限方向过流L过负荷告警、过流跳闸M光纤通信为2048kbit/s数据接口（缺省为64kbit/s数据接口）、两个M为两个2048kbit/s数据接口（如PCS-931AMM）S适用于串补线路PCS-931系列保护具体配置如下：PCS931概述型号配置通信速率PCS分相电流差动零序电流差动工频变化量距离三段式接地距离三段式相间距离自动重合闸2个延时段零序方向过流64kbit/sPCS-931AS适用于串补线路64kbit/sPCS-931AL过负荷告警过流跳闸64kbit/sPCS-931AM2048kbit/sPCS-931AMM2048kbit/sPCS-931AMS适用于串补线路2048kbit/sPCS-931B4个延时段零序方向过流64kbit/sPCS-931BS适用于串补线路64kbit/sPCS-931BM2048kbit/sPCS-931BMM2048kbit/sPCS-931BMS适用于串补线路2048kbit/sPCS-931BML过负荷告警过流跳闸2048kbit/sPCS-931D1个延时段零序方向过流1个零序反时限方向过流64kbit/sPCS-931DS适用于串补线路64kbit/sPCS-931DM2048kbit/sPCS-931DMM2048kbit/sPCS-931DMS适用于串补线路2048kbit/sPCS931与RCS931比较与RCS-931相比，PCS－931在数据采样、同步技术、互联和差动算法方面都作了较大改进。支持传统电磁型TA、TV以及ECVT，并支持线路各侧传统互感器和ECVT混合使用支持61850规约后台通信方式。支持GOOSE跳闸方式。接线端子与RCS-931系列的保护基本兼容。支持RCS－931和PCS－931的互联。差动算法改进电流差动继电器的变化：PCS－931与RCS－931相比，差动算法作如下改动：（1）保护定值中不再设“差动高定值”、“差动低定值”；改用一个“差动电流定值”，方便整定。差动电流定值：差动保护的最低起动值，按躲最大负荷情况下的最大不平衡电流整定，建议整定：一次电流300A～600A。若“投电容电流补偿”控制字置0（即不投入电容电流补偿），可将此定值适当放大一点，建议一次电流500～800A。（2）差动算法中加入新的异步法思想的抗TA保护判据。（3）全新的差动同步技术。（4）暂态电容电流补偿方案。（5）纵联码功能把关（6）远跳远传功能经两侧差动压板把关PCS931与RCS931比较定值方面的主要区别(7)增加“本侧电抗器阻抗”、“本侧小电抗阻抗”、“对侧电抗器阻抗”、“对侧小电抗阻抗”(8)增加“投电容电流补偿”：电容电流不大的线路如220kV线路及500kV的短线路（80kM以内）可以不投入电容电流补偿，220kV特别长线路及500kV的长线，即使电抗器已经补偿大部分的电容电流，仍建议投入电容电流补偿。PCS931与RCS931比较二.PCS平台介绍LFP平台（上世纪90年代初）：•基于Intel80C196微控制器；•开创了实时的保护并行计算、可靠的独立起动元件的保护控制设计理念；•加速了微机保护全面国产化的历程；•产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统；平台发展历史_LFP平台RCS平台（本世纪初）：•基于Intel80C196、MotorolaMC68332微控制器；•引入DSP数字信号处理器参与保护计算，大大提升了保护控制性能；•交流保护占据了重要的市场份额；•产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统、稳定控制系统、励磁控制系统；平台发展历史_RCS平台PCS平台：•基于MotorolaPowerPC微处理器；•根据不同应用可选定点、浮点DSP；•灵活配置的适应常规变电站、数字化变电站各种输入输出接口，统一的配置调试分析工具软件，满足当今各类形式的智能变电站的应用需求；•产品系列：高压线路及辅助保护、元件保护、变电站综合自动化系统、稳定控制系统、励磁控制系统，故障录波器、PMU、直流保护控制系统，电子式互感器合并单元、智能终端等智能一次设备、SVC控制系统等等；平台发展历史_PCS平台LFP-RCS-PCS：从名称看变化•LFP（LineFastProtection)：从线路保护开始起家•RCS（RelayandControlSystem）：继电器及变电站控制系统•PCS（ProtectionandControlSystem）：整个电力系统二次及一二次融合保护、控制系统平台发展历史_内涵的变化总体架构•UAPC架构UnifiedAdvancedPlatformforControl&Protection统一、先进的控制保护平台•硬件、软件通用灵活，同时满足各种控制和保护的应用需求•平台设计面向长生命周期、可持续发展的需求PCS平台介绍_总体架构硬件按不同接口、不同应用标准化；系统软件提供硬件平台与应用软件的标准化接口；继电保护等应用软件独立开发，不依赖于硬件；控制保护平台UAPC应用功能平台硬件系统软件底层驱动板卡管理可视化符号块任务调度数据交换可视化集成开发与调试软件工具控制保护应用软件直流控制应用直流保护应用交流站控应用线路保护应用变压器保护应用母线保护应用SVC控制保护应用串补控制保护应用风电控制保护应用参数管理CPU/DSP板通讯板卡IO板卡HTM总线PCS平台介绍_总体架构平台硬件架构•所有插件采用标准化、模块化、可扩展理念设计，扩展能力强，支持分层分布式系统；•具备广泛的外部接口兼容性；支持Ethernet、IEC60044-8、TDM、HDLC等通讯接口支持IRIG-B、IEEE1588、SNTP等对时接口PCS平台介绍_硬件架构•采用自主设计的高速总线（HTM）实现装置内部高性能CPU插件的横向扩展；•采用通用的CAN总线实现装置内部IO插件的横向扩展；•可裁剪的特性：根据各种不同复杂程度应用的需求灵活选用扩展总线；DSPFPGA1122DSPFPGA1122DSPFPGA1122DSPFPGA1122DSPFPGA1122DSPFPGA1122MPCFPGA1101CANHTMIOQDDSP插件PowwePC管理插件智能IO插件5VQD5VARMBinaryInputBinaryOutput1522PCS平台介绍_硬件架构平台软件架构•嵌入式系统软件提供与应用程序的标准接口，完成装置内部任务调度、报文管理、录波管理、定值管理、人机界面、后台通信等功能。•可视化工具软件在PC端实现装置的输入/输出资源配置、保护功能逻辑编程、智能变电站工程文件配置、可视化调试等。PCS平台介绍_软件架构1.嵌入式系统软件•提供标准化的应用程序接口，屏蔽硬件差异，使得应用程序跨CPU兼容，不受制于元件生命周期的影响；PCS平台介绍_软件架构•管理CPU板系统程序、从CPU板系统程序、公用功能模块、可视化编程符号库等部分•支持模块化编程，功能结构清晰，具有重用性，为可视化编程提供了基础；•支持自动变量交换，为应用功能集中或分散在多个插件上执行提供了统一的环境，增加了应用的灵活性；•应用功能在插件间可无缝扩展，进行分布式实时并行计算PCS平台介绍_软件架构2.可视化工具软件•可视化逻辑编程，缩短开发周期，满足不同用户的需求；•支持可视化的装置配置和IEC61850建模，实现保护配置与61850模型的同源维护；•方便的硬件资源配置管理；•工程配置可视化，满足智能变电站的灵活配置要求；•支持在线可视化调试；PCS平台介绍_软件架构可视化编程和工程化配置技术复压闭锁方向元件过流加速过负荷过流一段过流二段过流三段过流四段PCS平台介绍_软件架构常规互感器出口继电器+EQDJ启动DSPLPF+A/D保护DSPLPF+A/D电子式互感器GOOSE模块GOOSE跳闸输出接点跳闸输出•高可靠性保障–双重化冗余采样，起动元件独立的设计原则PCS平台介绍_高可靠性保障•提供了完善的监视功能板卡级监视（电源、通信链路等）装置级监视（总线监视、异常统计等）系统级监视（平台自动闭环测试系统）PCS平台介绍_高可靠性保障对比RCS•基于软硬件解耦理念设计，应用软件独立于硬件开发，有利于提高应用软件的稳定性和产品生命周期；•输入输出资源、软件处理能力扩展性强，更适应于海外等特殊应用的需求，满足更复杂的并行实时计算，研发周期短；•能够提供可视化配置、可视化编程等工具手段，方便海外等用户自行配置硬件资源和保护逻辑功能的要求；•齐全的常规及数字化站的过程层、站控层各种接口，原生支持IEC61850，支持智能变电站各种应用；•面板LED、LCD显示、人机对话操作界面更加友好，支持多语言切换；•更加齐全的事件记录、更大容量事件存储和录波；•更强的电磁兼容能力；PCS平台介绍_PCS平台优势根据公司平台化产品研发的发展战略开发了PCS保护控制软硬件平台，实现了硬件标准化，软件开发模块化、可视化，填补了国内保护控制领域的空白；PCS平台产品涵盖了电力系统发、输、配、用各环节常规厂站、智能化厂站几乎所有的二次及一二次融合保护控制设备；主要保护控制设备鉴定结论居国际领先水平；PCS平台介绍_PCS平台优势三.PCS931硬件系统装置的正面面板布置图运行充电超高压线路电流差动保护装置PCS-931TV断线通道B异常重合闸报警通道A异常A相跳闸B相跳闸C相跳闸RXTXRXTXPCS931可应用于基于传统型电磁互感器的变电站，也可应用于基于电