习赤线线路保护装置运行规程

习赤线208线路保护装置运行规程习赤线208线路采用光纤分相纵差和高频通道速动保护双重化配置。

分别是PRSC53主I保护屏，PRC02A-22主II保护屏。

一．主I保护装置1.PRS-753光差保护装置概述PRS-753S 装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV 及以上电压等级、需选相跳闸的输电线路保护。

PRS-753S 装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。

装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。

后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护、三相不一致保护等，并配有灵活的自动重合闸功能。

2.PRS-753光差保护装置原理2.1启动元件装置启动采用以下方案：对分立的主、后备保护板配置相同的启动元件，其动作分别用于开放对方板出口继电器的正电源。

对方板启动元件和本板保护元件动作的出口组成"与"逻辑，它们共同动作决定本板保护继电器的出口跳闸。

装置的启动元件分为四部分：突变量启动、相过流启动、零序过流启动和电压启动。

任一启动条件满足则确认保护启动。

2.2差动元件2.2.1基本原理本装置差动主保护设计的出发点，是利用两侧电流的大小及故障时间依分段分时的原则选择差动继电器的动作判据。

各差动继电器对每种判据均分相设置，同时包含一个独立的零序差动继电器。

分别是相差电流差动保护、突变量电流比率差动、稳态量电流差动和零序电流比率差动。

需要说明，相差差动判据由于采用的是电流瞬时值做判断，因此故障初始时刻对于判据开始的累加结果会产生一定的影响，但通过定值和时限（内部固定）可以正确反映特大故障电流的动作特性。

另外，该判据从原理上不能反映空投故障、单端电源及弱馈线故障等情况；但是该装置的其他差动判据能够克服该弱点。

2.2.2特性分析（相差电流差动保护）:本装置中采用相关电流差动新判据的作用是快速切除对系统稳定威胁较大的大电流内部故障。

a.具有反时限的动作特性。

b.内外部故障的选择性好。

c.具有天然的抵抗电容电流能力，内部故障时不需进行电容电流补偿。

d.由于采用故障分量，故不受负荷电流的影响。

e.基于相关差动保护原理，不受正常运行时系统震荡的影响。

f.在TA断线及TA饱和的情况下不会误动，不需闭锁。

（突变量电流比率差动）：由算法决定，突变量比差判据只在故障起始后的2 周波（即40ms）内投入。

在对区外故障进行较准确的电容电流补偿之后，可以降低电流门槛定值，进一步提高保护对内部高阻接地故障的灵敏度；电容电流补偿同时还增加了内部故障时的动作量。

（稳态量电流差动）：稳态量电流比率差动保护，采用经电容电流补偿后的线路两侧的电流稳态量作比较判据。

差动量和制动量作用使保护在区外故障时不误动，区内故障时迅速动作。

但是，当差流达到20倍额定电流时，不再使用制动特性。

（零序电流比率差动）：采用零序比率差动判据主要是为了反映重负荷下的高阻接地故障。

由于零序电流是故障分量，因此具有较高的灵敏度。

本判据固定经“零序比差动作时限”延时动作，以躲过三相合闸不同时及CT 暂态过程等因素的影响。

零序比率差动动作选相跳闸。

零差选相的依据是零差动作后，选出差流最大相为故障相。

本装置的零序差动只有在分相差动不动作的情况动作。

2.2.3差动动作逻辑a."主保护投/退"硬压板为差动保护总投入,各差动元件可由相应控制字定值独立决定投退。

b.本保护板启动元件动作后开放另一保护板出口继电器的正电源，其输出信号在展宽7 秒后依返回条件决定返回与否，将保护整组复归。

c.有CT 断线直接闭锁突变量比差，并可经"CT 断线闭锁差动"控制字的投退决定是否闭锁稳态量比差和零序比差保护。

d.在A、B、C三相差动继电器不动作的前提下，零序差动继电器动作，经“零序比差动作时限”选相跳闸。

e.有CT饱和直接闭锁除相差电流差动外的各差动保护。

f.主差保护在以下几种情况下不分相出口，任何故障跳三相："三跳跳闸方式"投入，"三相重合闸"方式投入，"停用重合闸"方式。

g.主差保护在以下三种情况下不分相出口，任何故障跳三相："三跳跳闸方式"投入；"三相重合闸"方式投入；有“闭锁重合闸”开入；非全相运行再故障，跳三相，并（经“非全相故障闭重”）闭锁重合闸；多相故障及转换性故障，跳三相，并（经"多相故障闭锁重合闸"控制字决定）闭锁重合闸；手合故障时，跳三相，并闭锁重合闸；收到“远跳”信号，当“远跳受启动元件控制”控制字定值为1且有起动元件动作，或该控制字整定为0时三跳，并闭锁重合闸。

2.3光通信部分2.3.1光通信模块光通信模块分为内置板和外置通信设备两种，两者的光接口特性相同。

内置光通讯板完成由保护板至通道的电/光及光/电信号的转换；外置通讯设备EOC-700 可以将2M/s 的光信号转换为2M/s 的电信号，完成装置与光纤设备的接口功能（外置通讯设备EOC-700 详见《EOC-700 技术说明书》）。

2.3.2采样同步两侧装置一侧作为同步端（从），另一侧作为参考端（主），以同步方式交换信息。

参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息，同步端随时调整采样间隔。

如果满足同步条件，就向对侧传输数据；否则瞬时闭锁差动保护，同时启动同步过程，直到满足同步条件为止。

2.3.3通信可靠性为保证通信可靠性，对通信状态的监视和处理主要包括以下几方面：1）每帧数据进行CRC 校验（由硬件实现）及代码和校验，错误则舍弃；2）每秒进行错误帧统计，错误帧数大于一给定值时，认为通信异常，通信异常之后闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；装置自动统计数据传输的误码率，当其达到一给定值时，报自检信息"光纤通道异常"；3）通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定，如果连续丢失帧数大于给定值，认为通道中断；通道中断时闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；通道中断持续100ms 报自检信息"光纤通道中断"；4）对装置内同样经由数字通信通道传送的开关量信息，采用专门的互补校验处理以进一步提高其传送的可靠性。

2.4选相元件PRS-753S 装置的主保护采用差动选相。

PRS-753S 装置后备保护的选相动作采用先选相再测量的方式实现，并采取用突变量距离的全面测量与稳态量选相测量相结合的方式：在故障开始后的第一周波投入各突变量距离继电器进行全面的选相测量，其后转入稳态量选相。

用稳态量选相可以适应故障转换，使延时段保护也可按选相结果进行测量。

稳态量选相采用多重判据，用电流选相与电压选相相结合，又都是将故障相与健全相相对比较，能自适应于用户整定，使用方便。

2.5距离继电器本装置分别设置了快速距离继电器及三段式相间和接地距离继电器，各段保护均可由用户整定独立投退。

a)突变量距离继电器本保护在故障后40ms 内依次用6 个突变量相和相间距离继电器进行测量，充分发挥突变量距离保护原理的优点，快速切除整定阻抗范围内的各种故障（包括在出口和背后母线上同时发生的复故障），在故障40ms 后则用稳态量实现保护。

装置的设计实现了突变量保护与稳态量保护、选相测量与不选相测量的完美结合。

b)相间距离继电器采用带记忆特性的姆欧继电器。

保证反方向不误动，方向性很明确。

c)两相故障相间距离继电器采用健全相电压极化的姆欧继电器。

当本线长度较短时，相间故障的弧光电阻使得相间距离I段的保护范围缩短，为扩大范围，在实现的过程中，允许相间距离偏移一定的角度。

相间距离继电器在有些情况下，可能躲不开负荷阻抗。

装置配置了"负荷限制电阻定值"，通过负荷线限制距离。

d)三相故障距离继电器，在三相故障时采用BC相参数进行测量，和两相故障不同的是极化电压用本相记忆电压。

在记忆作用消失后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。

本装置采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：背后母线上故障时，残压不足以克服死区，继电器始终不会动作；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作的条件下，如果残压未发生变化，说明故障仍然存在，就将继电器的动作一直保持下去，这样在断路器拒动时可有效地启动断路器失灵保护。

装置检测到系统发生振荡时，自动将三相距离继电器III 段反偏，包含原点，以对振荡中反方向出口发生三相故障起后备作用。

e)接地距离继电器为了提高接地距离继电器的动作特性，使其能覆盖较大的接地过渡电阻又不会发生超越，本装置采用了零序电抗继电器。

2.6零序电流保护a.两段定时限零序过流保护（零序过流II 段、零序过流III 段），其中零序过流II 段保护固定带方向，零序过流III 段保护的方向元件可由控制字“零序过流III 段经方向”投退；b.一段零序反时限过流保护，固定经方向元件；c.单相/三相重合闸或手合时投入经100ms 延时的零序过流加速段保护；d.PT 断线时自动投入可整定的零序过流保护，取消方向元件；e.线路非全相运行时的零序电流保护不考虑健全相再发生高阻接地故障的情况，当线路非全相运行时自动将零序过流III 段动作时间缩短0.5s 并取消方向元件，作为线路非全相运行时不对称故障的总后备保护，取消零序电流保护的其他段。

2.6.1零序过流方向元件零序过流保护其正方向判据为:装置的零序电流和零序电压均由保护内部计算产生，即有零序方向元件判别设有零序电压门槛，当3Uo>1V才进行方向判断。

2.6.2 零序过流反时限保护零序过流反时限保护采用国际电工委员会IEC 标准规定的一般反时限。

2.7 振荡闭锁本装置的振荡闭锁分为三个部分，任意一个动作即开放保护。

2.7.1瞬时开放保护在启动元件动作后起始的160ms 以内无条件开放保护，保证正常运行情况下突然发生事故能快速开放。

如果在160ms 延时段内的距离元件已经动作，则说明确有故障，则允许该测量元件一直动作下去，直到故障被切除。

2.7.2 不对称故障开放元件不对称故障时，振荡闭锁回路可由对称分量元件开放，该元件的动作判据为:其中：m 的取值根据最不利的系统条件下振荡又区外故障时，振荡闭锁不开放为条件验算，并留有相当的裕度。

2.7.3 对称故障开放元件在启动元件开放160ms 以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，上述二项开放措施均不能开放保护。

因此对对称故障设置专门的振荡判别元件，测量振荡中心电压。

2.8 PT断线检测和紧急状态保护2.8.1PT 断线PT 断线检测仅在线路正常运行、启动元件不启动的条件下投入判断，若启动元件已启动就不进行电压断线的检测，直到保护整组复归后重新投入。