線路差動保護(hù)保護(hù)配置和基本原理

1、線路保護(hù)及通通信云南電力研究院云南電力研究院2021年12月 功果橋王榮泰 email：云南電力研究院云南電力研究院2021年12月 昆明保護(hù)用光纖通道的構(gòu)成一、保護(hù)用光纖通道的連接形式二、保護(hù)與通道的接口三、2M速率與64K速率的區(qū)別保護(hù)用光纖通道的構(gòu)成一、保護(hù)用光纖通道的連接形式 保護(hù)用光纖通道按連接形式可分為專用通道和復(fù)用通道，專用通道指光纖保護(hù)裝置單獨占用光纜的兩根纖芯，而復(fù)用通道指保護(hù)信息按G.703同向接口形式，以64Kbit/s的速率復(fù)接到PCM交換機(jī)，和其它信息復(fù)用后一起傳輸，或單獨以2M/s的速率復(fù)接到SDH的E1口，傳送保護(hù)數(shù)據(jù)。專用光纖的連接形式專用光纖的連接形式RCS-

2、931RCS-931保護(hù)機(jī)房保護(hù)機(jī)房光纜光纜的一根纖芯復(fù)接復(fù)接PCMPCM機(jī)的連接方式機(jī)的連接方式RCS-931MUX-64BP C M交換機(jī)RCS-931MUX-64BP C M交換機(jī)保護(hù)機(jī)房通信機(jī)房通信機(jī)房保護(hù)機(jī)房SDH網(wǎng)保護(hù)用光纖通道的構(gòu)成二、保護(hù)與通道的接口 專用通道：保護(hù)的尾纖與光纜的保護(hù)專用芯直接融接或通過光纖分配屏連接（方便旁代線路）。 復(fù)用通道：保護(hù)的尾纖直接與各種接口裝置連接，通過接口裝置轉(zhuǎn)換為電信號與PCM機(jī)或E1接口連接，與PCM連接使用屏蔽雙絞線，與E1接口采用同軸電纜連接。各種接口設(shè)備常用的接口設(shè)備有： MUX-64B：用于64Kbit/S傳輸速率的光纖差動保護(hù)裝置與

3、PCM機(jī)復(fù)接 MUX-2M：用于2Mbit/S傳輸速率的光纖差動保護(hù)裝置與SDH設(shè)備的E1接口復(fù)接 FOX40F/ FOX41A ：用于縱聯(lián)距離或方向保護(hù)設(shè)備利用光纖通道傳輸信號，還能與以上兩種設(shè)備與通訊設(shè)備實現(xiàn)復(fù)接RCS-901F O X -40FF O X -40FRCS-901 保護(hù)機(jī)房保護(hù)機(jī)房MUX-64BPCM交換機(jī)R C S -901FOX-40FMUX-64BPCM交換機(jī)R C S -901FOX-40F保護(hù)機(jī)房通信機(jī)房保護(hù)用光纖通道的構(gòu)成三、2M速率與64K速率的區(qū)別 1. 2M速率省去兩側(cè)PCM交換機(jī)設(shè)備，通信鏈路上減少了中間環(huán)節(jié)，減少了傳輸時延。 2 2. 2M速率增加了傳

4、輸帶寬，可以傳輸更多保護(hù)信息。同后備保護(hù)一樣，差動保護(hù)也采用24點計算，動作速度快且安全穩(wěn)定由于在傳輸采樣值的同時也傳輸了相量值，通道誤碼時穩(wěn)態(tài)量差動不受數(shù)據(jù)窗的影響，動作速度幾乎不受影響2M速率與64K速率的區(qū)別 功率功率譜密度帶寬，帶寬越寬，噪聲功率越大，2M速率接收靈敏度較低，因此傳輸距離較短 實現(xiàn)差動保護(hù)的幾個關(guān)鍵問題通訊系統(tǒng)的時鐘問題誤碼與滑碼 準(zhǔn)確、迅速、不失真地傳輸信號是繼電保護(hù)裝置對通訊系統(tǒng)的最高要求，除誤碼率水平要保持在一個適當(dāng)?shù)乃酵?，對通訊系統(tǒng)的時鐘也要有合理的設(shè)計，這樣才能避免滑碼的產(chǎn)生。 滑碼實際上是發(fā)送時鐘與接收時鐘不同步產(chǎn)生的。采樣同步 電流差動保護(hù)在算法上要求參

5、加比較的各端電流量必須同步采樣或采樣同步化處理得到，這是實現(xiàn)差動保護(hù)的關(guān)鍵所在。目前常見的同步方法主要有三類： 1.基于數(shù)據(jù)通道的同步方法 2.基于參考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法采樣同步基于數(shù)據(jù)通道的同步方法主要有： 1. 采樣時刻調(diào)整法 2. 采樣數(shù)據(jù)修正法 3. 時鐘校正法其共同特點是均假定兩個方向通道傳輸延時相等，若接收與發(fā)送的路由不同或通道切換造成兩個方向通道傳輸延時不相等時，均會導(dǎo)致保護(hù)測量的延時與實際不符，影響差動保護(hù)的正確動作。采樣同步特點 通道雙向延時相等是采樣同步的前提； 一側(cè)“主機(jī)方式” 為1，另一側(cè)必須為0，且“主機(jī)方式”設(shè)置同系統(tǒng)方式無關(guān)； 兩側(cè)裝置采樣同

6、步與外接電氣量無關(guān)，只要兩側(cè)裝置通信正常，即能 保證采樣同步； 只有在裝置上電或失步后，才需要測通道延時，測定延時后，裝置不再需要傳輸時間信息； 從機(jī)時刻調(diào)整采樣間隔，保證兩側(cè)裝置采樣時刻在允許的誤差范圍內(nèi)；裝置實時監(jiān)測采樣時刻誤差，若超出范圍，需退出差動保護(hù)，重新進(jìn)行同步過程。差動投入條件對側(cè)差動允許信號 電流差動保護(hù)必須收到對側(cè)的差動允許信號才能動作，這是防止TA斷線的措施。TA斷線時，斷線側(cè)的起動元件和差動繼電器可能動作，但對側(cè)的起動元件不會動作，不會向本側(cè)發(fā)差動允許信號，從而保證縱聯(lián)差動保護(hù)不會誤動。差動投入條件什么情況下發(fā)對側(cè)差動允許信號？ 1. 裝置起動且有差流 2. 有TWJ開入

7、且有差流 3. 低電壓且有差流（不能有PTDX）MNMINI 以母線流向被保護(hù)線路以母線流向被保護(hù)線路方向為正方向方向為正方向。 動作電流動作電流(差動電流差動電流)為為： 制動電流為制動電流為： 動作電流與制動電流對動作電流與制動電流對應(yīng)的工作點位于比率制應(yīng)的工作點位于比率制動特性曲線上方動特性曲線上方，繼電，繼電器動作。器動作。 NMCDIIINMRIIICDIRI75. 0cdqdIMINIKIMN線路內(nèi)部短路線路內(nèi)部短路 動作電流動作電流： 制動電流制動電流： 因為因為 繼電器動作。繼電器動作。 凡是在線路內(nèi)部有流出的凡是在線路內(nèi)部有流出的電流電流，都成為動作電流。，都成為動作電流。

8、KNMCDIIIINMRIIIRCDIIMINIKIMN線路外部短路線路外部短路 動作電流動作電流： 制動電流制動電流： 因為因為 繼電器不動繼電器不動。 凡是穿越性的電流不產(chǎn)生凡是穿越性的電流不產(chǎn)生動作電流動作電流，只產(chǎn)生制動電，只產(chǎn)生制動電流。流。0IIIIIKKNMCDKKKNMRI2IIIIIRCDIIMINICIMN 電容電流的影響電容電流的影響 電容電流是從線路內(nèi)部流出的電容電流是從線路內(nèi)部流出的電流，因此它構(gòu)成動作電流。電流，因此它構(gòu)成動作電流。由于負(fù)荷電流是穿越性的電流，由于負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流。所以在空它只產(chǎn)生制動電流。所以在空載或輕載下電容電流最容易造載

9、或輕載下電容電流最容易造成保護(hù)誤動。成保護(hù)誤動。 解決方法：解決方法： 用起動電流定值躲本線路用起動電流定值躲本線路 電容電流。電容電流。 起動電流定值躲不了電容電起動電流定值躲不了電容電流時，進(jìn)行電容電流補(bǔ)償。流時，進(jìn)行電容電流補(bǔ)償。MINIKIMN 重負(fù)荷情況下線路內(nèi)部經(jīng)高重負(fù)荷情況下線路內(nèi)部經(jīng)高電阻接地短路，靈敏度可能不電阻接地短路，靈敏度可能不夠。夠。 負(fù)荷電流是穿越性的電流，負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動電流而不產(chǎn)生動它只產(chǎn)生制動電流而不產(chǎn)生動作電流。作電流。 經(jīng)高電阻短路，短路電流經(jīng)高電阻短路，短路電流 很小，因此動作電流很小很小，因此動作電流很小 因而靈敏度可能不夠。因而靈

10、敏度可能不夠。 解決方法：解決方法： 采用工頻變化量比率差動繼采用工頻變化量比率差動繼電器和零序差動繼電器電器和零序差動繼電器KI電容電流補(bǔ)償 電容電流補(bǔ)償主要應(yīng)用于零序差動繼電器，有電容電流補(bǔ)償可以提高經(jīng)大過渡電阻故障時保護(hù)的靈敏度。 電容電流補(bǔ)償由下式計算得到： 0010012222CNCNNCMCMMCXUXUUXUXUUI開關(guān)量的傳送遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳1、遠(yuǎn)傳2 保護(hù)裝置采樣得到遠(yuǎn)跳開入為高電平時，經(jīng)過專門的互補(bǔ)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(hù)裝置。對側(cè)裝置每收到一幀信息，都要進(jìn)行CRC校驗，經(jīng)過CRC校驗后再單獨對開關(guān)

11、量進(jìn)行互補(bǔ)校驗。只有通過上述校驗后，并且經(jīng)過連續(xù)三次確認(rèn)后，才認(rèn)為收到的遠(yuǎn)跳信號是可靠的。收到經(jīng)校驗確認(rèn)的遠(yuǎn)跳信號后，若整定控制字“遠(yuǎn)跳受起動控制”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。遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳1、遠(yuǎn)傳2差動保護(hù)特點差動保護(hù)特點 差動保護(hù)采用兩側(cè)差動繼電器交換允許信號的方式，安全性高。裝置異?；騎A斷線，本側(cè)的起動元件和差動繼電器可能動作，但對側(cè)不會向本側(cè)發(fā)允許信號，從而保證差動保護(hù)不會誤動 變化量差動繼電器，由于只反映故障分量，不反映負(fù)荷電流，因此靈敏度高，動作速度快。 零差保護(hù)引入了低制動系數(shù)、經(jīng)電容電流

12、補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)態(tài)相差動選相元件，靈敏度高，在長線經(jīng)高阻接地時也能選相跳閘； 所有差動繼電器的制動系數(shù)均為0.75，并采用了浮動的制動門檻，抗TA飽和能力強(qiáng)差動保護(hù)特點差動保護(hù)特點 裝置采用了經(jīng)差流開放的電壓起動元件，負(fù)荷側(cè)裝置能正常起動 差動保護(hù)能自動適應(yīng)系統(tǒng)運行方式的改變 裝置能實測電容電流，根據(jù)差動電流驗證線路容抗整定是否合理差動保護(hù)特點差動保護(hù)特點光纖電流差動保護(hù)對通道的要求 通訊通道在收發(fā)兩個方向上的傳輸延時應(yīng)保證一樣，同時單向通道延時不能超過15ms。 通道經(jīng)各環(huán)節(jié)后，保護(hù)裝置接收到的光信號要滿足保護(hù)裝置的最低接收靈敏度。需要注意的一些問題1、通道狀態(tài)的查看2、如何檢查通道是否良好3、保護(hù)

13、定值的整定與容抗的整定4、接口設(shè)備的注意事項5、運行中的注意事項通道狀態(tài)的檢查 通道延時 失步次數(shù) 誤碼總數(shù) 報文異常數(shù) 報文間超時通道狀態(tài)的監(jiān)視有以下幾個方面：主菜單中的保護(hù)狀態(tài)中的通道狀態(tài)菜單中有以上信息的顯示保護(hù)定值的整定與容抗的整定與差動相關(guān)的幾個定值： TA變比系數(shù)：按電流一次額定值大的一側(cè)整定為1，小的一側(cè)整定為本側(cè)電流一次額定值與對側(cè)電流一次額定值的比值，與二次額定值沒有關(guān)系。 差動電流高定值：按不小于4倍額定電容電流整定，一般不小于0.2In。保護(hù)定值的整定與容抗的整定與差動相關(guān)的幾個定值： 差動電流低定值：按不小于1.5倍額定電容電流整定，一般不小于0.1In ，要考慮大于最大可能過渡電阻情況下的短路電流。 TA斷線差流定值：當(dāng)TA斷線不閉鎖差動時，差動保護(hù)的動作值。保護(hù)定值的整定與容抗的整定與差動相關(guān)的幾個定值： 線路正序容抗、線路零序容