光纖縱聯(lián)電流差動(景.ppt

500kv變電運行高級技師 光纖差動保護技術(shù)講座 景敏慧 07.4.30,討論內(nèi)容,1.光纖電流差動保護硬件簡介 2.光纖電流差動保護基本原理 3.光纖電流差動保護電流數(shù)據(jù)采樣同步 4.光纖電流差動保護邏輯框圖分析 5.光纖電流差動保護運行與維護 6.光纖電流差動保護動作報告分析 7.光纖保護通道知識介紹 8.光纖保護通道異常處理 9.差動保護調(diào)試,1.光纖電流差動保護硬件簡介,裝置面板布置圖,指示燈說明,“運行”燈為綠色，裝置正常運行時點亮； “TV斷線”燈為黃色，當發(fā)生電壓回路斷線時點亮； “充電”燈為黃色，當重合充電完成時點亮； “通道異?！睙魹辄S色，當通道故障時點亮； “跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合閘”燈為紅色，當保護動作出口點亮，在“信號復(fù)歸”后熄滅；,裝置背視圖,組成裝置的插件有：電源插件（DC）、交流插件（AC）、低通濾波器（LPF），CPU插件（CPU）、通信插件（COM）、24V光耦插件（OPT）、跳閘出口插件（OUT）、,裝置硬件總體方案,總起動（CPU）、保護動作（DSP）、裝置故障告警（BSJ）的關(guān)系,各種繼電器（DSP）,2.電流差動保護工作原理,電流(或電壓)交流量的相量,線路內(nèi)部故障兩側(cè)電流相量圖,相量圖中電流位置的前提條件是圖中電流的正方向為從高電位指高低電位。,互感器的同名端和極性的規(guī)定,在實際工程應(yīng)用中，規(guī)定互感器采用減極性標注的方法如下：即從一或二次繞組的同極性端通入相同方向的電流時，它們在鐵芯中產(chǎn)生的磁通方向相同。當從一次繞組的極性端通入電流時，二次繞組中感應(yīng)出的電流從極性端流出，以極性端為參考，一二次電流方向相反，因此稱為減極性標準。這樣規(guī)定的電流互感器同名端的電流，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在某一時刻，當一側(cè)電流作為電源從同名端流入時，另一側(cè)作為負荷則從同名端流出，這樣標注的電流方向，一、二次電流認為是同相位。 對220KV電壓等級的TA而言，一次星端的耐壓比非星端高2KV ，對雙母接線的單元，星一定要在母線側(cè)。,RCS-931A總起動元件,電流變化量起動： 電流變化量起動元件動作并展寬秒 零序過流元件起動 ： 當外接和自產(chǎn)零序電流均大于整定值時，零序起動元件動作并展寬秒，去開放出口繼電器正電源。 位置不對應(yīng)起動 ： 這一部分的起動由用戶選擇投入，條件滿足總起動元件動作并展寬15秒，去開放出口繼電器正電源。 縱聯(lián)差動或遠跳起動: 發(fā)生區(qū)內(nèi)故障,弱電源側(cè)電流元件可能不動作,此時若收到對側(cè)的差動保護允許信號,依弱電側(cè)差電流選相元件選動作相關(guān)相、相間電壓，若小于60%額定電壓，則此輔助電壓起動元件動作，開放出口正電源7秒并發(fā)遠方允許信號。 當本側(cè)收到對側(cè)的遠跳信號且定值中“不經(jīng)本側(cè)起控制”置“1”時，去開放出口繼電器正電源500MS。,輸電線路電流縱差保護原理,動作電流： 制動電流：,線路外部短路忽略分布電容電流、負荷電流、TA誤差,輸電線路電流縱差保護原理,線路內(nèi)部短路忽略分布電容電流、負荷電流、TA誤差,動作電流:,制動電流：,光纖電流縱差保護原理,自適應(yīng)動作特性,考慮TA的非線性,有不平衡電流,設(shè)置 自適應(yīng)動作特性,動作電流(差動電流)為：,制動電流為：,穩(wěn)態(tài)相差動繼電器,段動作方程： 段動作方程： 延時40ms動作,穩(wěn)態(tài)差動段,穩(wěn)態(tài)差動段,輸電線路電流縱差保護的主要問題1,電容電流是從線路流入大地的分布電流的總合，因此它為動作電流。 解決方法： 提高動作特性差電流起動門檻值,為防止空充暫態(tài)電容電流引起誤動,取4Ic。 為防止空充暫態(tài)電容電流引起誤動,特性延時40ms動作,用時間換取靈敏度,門檻值取1.5Ic 。, 電容電流的影響,輸電線路電流縱差保護的主要問題2,負荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流而不產(chǎn)生動作電流, 為提高差動I 段動作靈敏度采用工頻變化量比率差動繼電器,負荷電流對差動特性靈敏度有影響,工頻變化量分相差動繼電器動作特性,動作電流： 制動電流： 取為定值單中差動電流高定值 和4倍實測電容電流中的最大值。,變化量差動,輸電線路電流縱差保護的主要問題3,零序差動繼電器： 動作電流： 制動電流： 為零序電流起動值,靈敏。 零序差動繼電器本身無選相 功能，所以再另外用穩(wěn)態(tài)分 相差動繼電器選相。,(3)提高高阻接地故障電流差動特性的靈敏度,增加經(jīng)選取相的零序差動繼電器,： 零序差動電流，即為兩側(cè)零序電流相量和的幅值； ： 零序制動電流；即為兩側(cè)零序電流矢量差的幅值； ： 零序起動電流定值； ： 、0.6倍實測電容電流和的大值；由于 比電容電流小，故動作電流要經(jīng)電容電流補償。 ：經(jīng)電容電流補償后的相差動電流， 。,兩者構(gòu)成與門。經(jīng)100ms延時動作。選相元件在正常程序運算,選相元件：,零序差動,高阻接地故障錄波例,07.01.18 13:40左右,烽陽II回故障，兩側(cè)故錄圖 熄烽變烽陽II回118134100錄波圖如下：,開陽變烽陽II回118135357錄波圖如下：,電容電流補償后的相差動電流,對側(cè)電壓可以用本側(cè)電壓減負荷電壓估算,電容電流計算等值電路圖,容抗整定出錯提高選相差動特性門檻, 或 成立，說明可能整定的 值有錯或收發(fā)路由不等。 式中 為實測電容電流。 或 成立，說明電容電流還比較大。 式中 為TA二次額定電流。該式說明電容電流還比較大。 與式構(gòu)成與 門。不滿足條件，不進行電容電流的償， 將起動電流門檻提高到 來躲過電容電流的影響。,電容電流小可提高選相差動特性門檻,及 兩判據(jù)成立，不需進行電容電流 的補償。但為了在空載電容電流作用下該繼電器不誤動，將始動作電流由 抬高到 。因為電容電流很小，該 值不大，不會影響線路內(nèi)部短路靈敏度。,3.光纖電流差動保護電流數(shù)據(jù)采樣同步,計算差動電流，必須選取兩側(cè)在同一個時刻的采樣值進行計算。首先要做到同步采樣,然后還要考慮傳輸時延的影響。RCS-931保護在處理這個問題時，首先測量傳輸時延,然后調(diào)整同步瑞的采樣時刻，使之與參考瑞同步采樣。在收到對側(cè)數(shù)據(jù)后，尋找此數(shù)據(jù)采樣時刻的本瑞數(shù)據(jù)進行差流計算。 完成該工作的前提條件是收/發(fā)兩路由的傳輸時延要相等,且小于15ms。,計算通道延時Td：,從機上電后，向主機發(fā)送一幀測定通道延時的報文，同時以本側(cè)裝置的相對時鐘為基準記錄報文發(fā)送時刻tss；主機收到該報文后，以本側(cè)裝置的相對時鐘為基準，記錄該報文接收時刻tmr，等到下一個定時發(fā)送時刻tms，向從機回應(yīng)一幀通道延時測試報文，同時將tms-tmr作為報文內(nèi)容；從機在tsr 時刻收到主機的通道延時測試報文，并得到tms-tmr。由此可以計算得到通道延時Td：,調(diào)整從機采樣時刻完成采樣同步,從機收到主機發(fā)送的電流報文，根據(jù)通道延時可以得到主機在什么時刻采樣，同時根據(jù)本側(cè)電流采樣時刻，得到兩側(cè)裝置的采樣時刻誤差T。如圖所示。從機調(diào)整下一個采樣時刻，使T0。當T小于誤差時，可認為兩側(cè)裝置實現(xiàn)了采樣同步。,采樣同步調(diào)整過程中,裝置剛上電時，或測得的兩側(cè)采樣時間差超過規(guī)定值時，啟動一次同步過程。 在同步過程中測量信號傳輸延時 ，并計算兩側(cè)采樣時間差 。然后由從機將采樣時刻作多次的小步幅調(diào)整，直到兩側(cè)采樣同步為止。 在同步過程中兩側(cè)電流縱聯(lián)差動保護自動退出。但由于每次僅作小步幅調(diào)整，所以其它保護仍舊能正常工作，不必退出。 在正常運行中一直在測量兩側(cè)采樣時間差 。當測得的 大于步幅調(diào)整的時間時，從機立即將采樣時刻作小步幅調(diào)整。由于此時 的值很小，對保護沒有影響，故作這種調(diào)整時電流縱差保護仍然是投入的。,TA斷線,TA斷線瞬間，斷線側(cè)的起動元件和差動繼電器可能動作，但對側(cè)的起動元件不動作，不會向本側(cè)發(fā)差動保護動作信號，從而保證縱聯(lián)差動不會誤動。非斷線側(cè)經(jīng)延時后報“長期有差流”，與TA斷線作同樣處理。 TA斷線時發(fā)生故障或系統(tǒng)擾動導(dǎo)致起動元件動作，若控制字“TA斷線閉鎖差動”整定為“1”，則閉鎖電流差動保護；若控制字“TA斷線閉鎖差動”整定為“0”，且該相差流大于“TA斷線差流定值”（整定值），仍開放電流差動保護。,4.光纖電流差動保護邏輯框圖分析,起動并向?qū)?cè)發(fā)送允許跳閘信號(詳解)框圖 -含弱電側(cè)回饋允許信號,弱饋啟動功能（差流低電壓啟動）說明,當系統(tǒng)發(fā)生故障，弱電源側(cè)電流起動元件可能不起動，此時若收到強側(cè)發(fā)來的差動保護允許信號，且判別差流繼電器動作(RCS-931差動繼電器在正常程序中連續(xù)運算，即每個采樣點均計算，該處用零差選相元件)或相關(guān)相、相間電壓，若小于65%額定電壓，則輔助起動元件動作（也稱低壓差流起動元件） ，或零差動作且有零序電壓，去開放出口繼電器正電源7秒；同時向強側(cè)發(fā)差動允許信號；強側(cè)可以跳閘。強電側(cè)跳閘時，向弱電側(cè)發(fā)跳閘令，弱電側(cè)經(jīng)差流繼電器選相跳閘。 當弱電側(cè)在PT斷線時，輔助電壓起動元件功能退出，改由動作后，延時30ms向?qū)?cè)發(fā)允許信號。強電側(cè)相電流，弱電側(cè)相電流。 整組傳動試驗時，弱電側(cè)可加三相對稱電壓34-40V。,差動投入條件(高阻接地近故障端就地開放零差),高阻接地跳閘說明,高阻接地近故障端，電流元件可起動，但遠端不起動，不能發(fā)允許跳閘信號，因此增加就地電壓開放元件。電壓開放條件為相電壓不低于65%，3U0或3U2大于3V。替代對側(cè)允許信號，但只開放零差。近故障側(cè)經(jīng)選相元件跳閘后，發(fā)分相跳令于對側(cè)。 高阻接地的遠故障側(cè)，可能因故障電流過小而不能起動，當收到近故障端發(fā)來的選相跳閘后，并且滿足： 遠故障側(cè)可相繼選相跳閘。,遠跳和遠傳功能,RCS-931利用數(shù)字通道，不僅交換兩側(cè)電流數(shù)據(jù)，同時也交換開關(guān)量信息，實現(xiàn)一些輔助功能，其中包括遠跳及遠傳。 由于數(shù)字通信采用了CRC校驗，并且所傳開關(guān)量又專門采用了字節(jié)互補校驗及位互補校驗，因此具有很高的可靠性。,起動遠跳令 及收遠跳令受起動控制控制字跳閘,裝置開入接點626或719為遠跳開入，起動遠跳令。保護裝置采樣得到遠跳開入為高電平時，經(jīng)過專門的互補校驗處理，作為開關(guān)量，連同電流采樣數(shù)據(jù)及CRC校驗碼等，打包為完整的一幀信息，通過數(shù)字通道，傳送給對側(cè)保護裝置。 對側(cè)裝置每收到一幀信息，都要進行CRC校驗，經(jīng)過CRC校驗后再單獨對開關(guān)量進行互補校驗。只有通過上述校驗后，并且經(jīng)過連續(xù)三次確認后，才認為收到的遠跳信令是可靠的。收到經(jīng)校驗確認的遠跳信號后，若整定控制字“遠跳受本側(cè)控制”整定為“0”，則無條件置三跳出口，起動A、B、C三相出口跳閘繼電器，同時閉鎖重合閘；若整定為“1”，則需本裝置起動才出口。,母線保護動作、失靈保護動作接遠跳開入,母線保護、失靈保護動作的接點可接入裝置后端子的遠跳端子。用以解決在斷路器和TA之間發(fā)生短路時縱聯(lián)差動保護不能動作的問題。發(fā)生這種短路時母線保護動作跳本側(cè)斷路器同時向?qū)?cè)發(fā)遠跳信號，使對側(cè)能快速跳閘。,遠傳功能,裝置接點627、628或721、723為遠傳1、遠傳2的開入接點。同遠跳一樣，裝置也借助數(shù)字通道分別傳送遠傳1、遠傳2。區(qū)別只是在于接收側(cè)收到遠傳信號后，并不作用于本裝置的跳閘出口，而只是如實的將對側(cè)裝置的開入接點狀態(tài)反映到對應(yīng)的開出接點上。,5.光纖電流差動保護運行與維護,1.保護配置 RCS-931系列保護包括以分相電流差動和零序電流差動為主體的快速主保護，由工頻變化量距離元件構(gòu)成的快速段保護，由三段式相間和接地距離及多個零序方向過流構(gòu)成的全套后備保護，RCS-931系列保護有分相出口，配有自動重合閘功能, 對單或雙母線接線的開關(guān)實現(xiàn)單相重合、三相重合和綜合重合閘。,面板標識及指示燈,指示燈說明,“運行”燈為綠色，裝置正常運行時點亮； “TV斷線”燈為黃色，當發(fā)生電壓回路斷線時點亮； “充電”燈為黃色，當重合充電完成時點亮； “通道異?！睙魹辄S色，當通道故障時點亮； “跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合閘”燈為紅色，當保護動作出口點亮，在“信號復(fù)歸”后熄滅；,RCS-931壓板,投主保護（差動保護） 投距離保護 投零序保護 投閉重 （勾三壓板） 出口壓板有：跳A、B、C、重合閘、一般還有啟動失靈、啟動重合閘等,RCS-931壓板定值,與外部壓板或關(guān)系,與外部壓板與關(guān)系,與外部壓板與關(guān)系,與外部壓板與關(guān)系,保護運行時液晶顯示說明,裝置上電后，正常運行時液晶屏幕將顯示主畫面，格式如下：,本裝置能存儲128次動作報告，24次故障錄波報告，當保護動作時，液晶屏幕自動顯示最新一次保護動作報告，當一次動作報告中有多個動作元件時，所有動作元件及測距結(jié)果將滾屏顯示，格式如下：,保護動作時液晶顯示說明,本裝置能存儲128次裝置自檢報告，保護裝置運行中，硬件自檢出錯或系統(tǒng)運行異常將立即顯示自檢報告，當一次自檢報告中有多個出錯信息時，所有自檢信息將滾屏顯示，格式如下：,按裝置或屏上復(fù)歸按鈕可切換顯示跳閘報告、自檢報告和裝置正常運行狀態(tài)，除了以上幾種自動切換顯示方式外，保護還提供了若干命令菜單，供繼電保護工程師調(diào)試保護和修改定值用。,裝置自檢報告,保護開關(guān)量變位報告,保護裝置運行中液晶屏幕在任一開關(guān)量發(fā)生變位時,將自動生成最新一次開關(guān)量變位動作時，液晶屏幕自動顯示最新一次開關(guān)變位報告，格式如下：,從顯示任何報告切為正常報告按去消鍵,裝置異常信息含義及處理建議,長期有差流的裝置異常信號1,在TA斷線時,發(fā)長期有差流的裝置異常信號。 差流元件動作.該差流元件用選相用的穩(wěn)態(tài)分相差動繼電 器，該繼電器十分靈敏。 差流元件的動作相或動作相間電壓 上兩條件與門經(jīng)10秒延時發(fā)長期有差流信號。 第一個條件說明有差電流，第二個條件說明系統(tǒng)無故 障，滿足這兩個條件說明可能是TA斷線，也可能是電 流的數(shù)據(jù)采集通道有故障或收發(fā)路由傳輸延時不一致。,長期有差流的裝置異常信號2,在TA斷線側(cè): 如果起動元件沒有起動，在正常運行運行程序中有壓差流元件動作，10秒后發(fā)長期有差流信號。 如果起動元件起動了，程序進入故障計算程序。在該程序中，由于收不到對側(cè)允許信號保護不會誤動。起動元件連續(xù)7秒不動作，返還正常運行程序。再經(jīng)10秒后發(fā)長期有差流信號。 在TA未斷線側(cè): 在正常運行程序中10秒后也可發(fā)出長期有差流信號。 因此,一側(cè)斷線,兩側(cè)均可發(fā)長期有差流信號。,6.光纖電流差動保護動作報告分析,9.差動實驗,差動實驗1裝置置試驗位通道自環(huán),1、 加入1.05倍Ih/2單相電流，保護選相單跳，動作時間30毫秒以內(nèi),此時為穩(wěn)態(tài)一段差動繼電器。Ih為“差動電流高定值”、“4Un/Xcl”中的高值 2、 加入1.05倍Im/2單相電流保，保護選相單跳，動作時間60毫秒左右,此時為穩(wěn)態(tài)二段差動繼電器。Im為“差動電流低定值”、“1.5Un/Xcl”中的高值,差動實驗2 裝置置試驗位通道自環(huán),3.零序差動較復(fù)雜一點，不滿足補償條件時，零差靈敏度同相差段靈敏度一樣； 滿足補償條件后，只要差流max（零序起動電流，0.6U/Xc1，0.6實測差流），零差即能動作； 因此，若要單獨做零差， a). 需將“差動電流高定值”，“差動電流低定值”整定到2.0In，降低相差靈敏度； b). 通道自環(huán)，再加負荷電流等于U/2Xc1（0.05In），并且超前于電壓90的三相電流（模擬電容電流），以滿足補償條件； c). 改變單相電流，滿足差流max（零序起動電流，0.6U/Xc1，0.6實測差流），零差即能動作，動作時間100ms。,通道聯(lián)調(diào)實驗1,通道采用專用光纖時“專用光纖”控制字整定為“1”，采用PCM 復(fù)用通道時“專用