南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析

南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析

一、光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的，都是保护装置通过计算三相电流的变化，判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作，当接在CT（电流互感器）的二次侧的电流继电器（包括零序电流）中有电流流过达到保护动作整定值是，保护就动作，跳开故障线路的开关。即使是微机保护装置，其原理也是这样的。★★★但是，光纤差动保护采用分相电流差动元件作为快速主保护，并采用PCM光纤或光缆作为通道，使其动作速度更快，因而是短线路的主保护！

RCS-931B保护装置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四个延时段零序方向过流构成全套后备保护。正常和外部故障时：Im＝－In，制动量≥动作量，保护可靠不动作，内部故障时：Im＝In时，制动量为零，动作最灵敏。

动作判据如下式（1）、（2），两式同时满足程序规定的次数即跳闸。

| Im + In | > ICD（1）| Im + In | > k | Im - In | （2）

式（1）为基本判据，ICD 表示线路电容电流，式（2）为主判据。

式（1）、（2）的动作特性如图1 所示，制动量随两侧电流大小、相位而改变，Im = In

时，制动量为零，动作最灵敏，区外故障，Im = - In，制动量》动作量，保护可靠不动作。

二、整组动作时间：1.工频变化量距离元件：近处3～10ms 末端＜20ms222

2.差动保护全线路跳闸时间：＜25ms（差流＞1.5 倍差动电流高定值）

3.距离保护Ⅰ段：≈20ms

三、保护程序结构及跳闸逻辑：

RCS-931B 跳闸逻辑：

1. 分相差动继电器动作，则该相的选相元件动作。

2. 工频变化量距离、纵联差动、距离Ⅰ段、距离Ⅱ段、零序Ⅰ段、零序Ⅱ段、

零序Ⅲ段动作时经选相跳闸如果选相失败而动作元件不返回，则经200ms延时发选相无效三跳命令。

3. 零序Ⅳ段、相间距离Ⅲ段、接地距离Ⅲ段、合闸于故障线路、非全相运行再故障、TV 断线过

流、选相无效延时200ms、单跳失败延时200ms、单相运行延时200ms 直接跳三相。

4. 发单跳令后若该相持续有流（>0.06In)，经200ms 延时发单跳失败三跳命令。

5. 选相达二相及以上时跳三相；

6. 采用三相跳闸方式、有沟三闭重输入、重合闸投入时充电未完成或处于三重方式时，任何故障

三相跳闸。

7. 严重故障时，如零序Ⅳ段跳闸、Ⅲ段距离跳闸、手合或合闸于故障线路跳闸、单跳不返回三跳、

单相运行三跳、TV 断线时跳闸等闭锁重合闸；

8. Ⅱ段零序、Ⅲ段零序、Ⅱ段相间距离、Ⅱ段接地距离等，经用户选择三跳方式时，闭锁重合闸；

9. 经用户选择，选相无效三跳、非全相运行再故障三跳、二相以上故障闭锁重合闸；

10. “远跳受本侧控制”，起动后收到远跳信号，三相跳闸并闭锁重合闸；“远跳不受本侧控制”，

收到远跳信号后直接起动，三相跳闸并闭锁重合闸。

四、光纤差动保护的特点：

差动保护采用两侧差动继电器交换允许信号的方式，安全性高。装置异常或TA断线，本侧的

起动元件和差动继电器可能动作，但对侧不会向本侧发允许信号，从而保证差动保护不会误动。

•变化量差动继电器，由于只反映故障分量，不反映负荷电流，因此灵敏度高，动作速度快。

•零差保护引入了低制动系数、经电容电流补偿的稳态相差动选相元件，灵敏度高，在长线经高阻接地时也能选相跳闸；

•所有差动继电器的制动系数均为0.75，并采用了浮动的制动门槛，抗TA饱和能力强

•装置采用了经差流开放的电压起动元件，负荷侧装置能正常起动

•差动保护能自动适应系统运行方式的改变

•装置能实测电容电流，根据差动电流验证线路容抗整定是否合理

•装置能实时监测通道工作情况，当通道发生故障或通道网络拓扑发生变化时，装置能起动新的同步过程，直至两侧采样重新同步，同时记录同步次数及通道误码总数等；两侧采样没有同步时，差动保护自动退出。

综上所说，RCS-931分相电流差动保护具有灵敏度高、动作速度快、安全可靠，不受系统运行方式影响等特点

五、光纤通道的构成：

点对点通道/同步/内时钟同步：采用专用光纤通道，时钟采用内时钟方式，即两侧的装置发送的时钟工作在“主—主”方式。数据发送采用本机内时钟，接收时钟从接收数据流中提取。

分相电流差动保护/复用PCM通道/同步：通道是通过64kbit/s同向接口复用PCM，应采用外部时钟方式，工作在“从-从”方式。数据的发送和接收为同一时钟源，均从接收的数码流中提取。

两侧的PCM通信设备所复接的2M基群口，应按主-从方式来整定，否则，由于两侧的PCM设备的64kbit/s/2M终端接口存在差异，会使保护装置在接收中出现定时滑码现象。

显然，保护设备的同步依靠PCM设备的同步来完成。PCM设备的同步包括时钟同步、位同步和帧同步，位同步和帧同步—般是同时实现。