RCS-931系列光纤差动线路保护

|Zs+Zzd|>|Zs+Zk|
Zk矢量末端落于圆内 当Zk矢量末端落于圆内 时动作。 时动作。 此阻抗继电器有大的允 许过渡电阻能力。 许过渡电阻能力。 尽管过渡电阻数值上仍 受助增电流ΔIn的影响， ΔIn的影响 受助增电流ΔIn的影响， 但由于ΔIn一般与ΔI ΔIn一般与ΔI同 但由于ΔIn一般与ΔI同 相位，过渡电阻压降始终 相位， ΔI同相位 同相位， 与ΔI同相位，过渡电阻的 影响始终呈电阻性。 影响始终呈电阻性。与R轴 平行， 平行，不存在因对侧电流 助增所引起的超越问题。 助增所引起的超越问题。
由四部份组成:
• 起动元件开放瞬间，若按躲过最大负荷整 定的正序过流元件不动作或动作时间尚不 到10ms，则将振荡闭锁开放160ms。 • 区内不对称故障开放振荡闭锁
I 0 + I 2 > m × I1
• 区内对称故障开放振荡闭锁
U OS = U1 cos Φ1
• 非全相故障开放振荡闭锁
零序和TV断线过流继电器
电容电流补偿条件
“容抗整定和实际系统不相符合”判据： 容抗整定和实际系统不相符合”判据： 容抗整定和实际系统不相符合
U U 0.75 * > I CD 或 0.75 * I CD > Xc1 Xc1 U 且 > 0.1I N 或I CD > 0.1I N Xc1 Xc1
其中Icd为正常情况下的实测差流，即实际的电容电流； 1.实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流具有可比性（至 少有一个＞0.1In），并且较大的0.75倍＞较小值，可认为“ 容抗整定和实际系统不相符合”。 2.当实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流都小于0.1In 时，认为两者不具备可比性，不再判别容抗整定是否同实际 系统相符。
工频变化量距离继电器
• 动作方程：
∆U
OP
> U
Z
Uop为整定值末端电压, Uop为整定值末端电压, 上式代表定值末端电 为整定值末端电压 压变化量大于Uz时继电器动作, 否则不动作。 Uz时继电器动作 压变化量大于Uz时继电器动作, 否则不动作。
–相间故障 U OPΦΦ = U ΦΦ − I ΦΦ × Z ZD –接地故障 U OPΦ = U Φ − (I Φ + K × 3I 0 ) × Z ZD –Uz为动作门坎，取故障前工作电压的 记忆量
Z ZD
F2
∆E M = 0 ∆E F 2
∆U
∆I
F1
F3
∆E N = 0 ∆E F 1 ∆E F 3
( A )
∆U
∆E F 1 ( B )
∆UOP

∆E F 2
∆U
∆U OP ( C )
△U
∆U OP ( D )
∆E F 3
保护区内外各点金属性短路时的电压分布图
jX Z ZD
ZK R
ZS + ZK − ZS
RCS-931电流差动保护
一、电流差动保护 二、光纤电流差动保护对通道的要求 三、需要注意的一些问题
差动继电器
一. 分相电流差动继电器
1.变化量相差动继电器 2.稳态相差动继电器 3.零序差动继电器
二.差动投入条件 三.电容电流补偿 四.开关量的传送 五.差动保护的特点
变化量相差动继电器
由变化量差动元件和低比率制动系数的稳 态差动元件，构成高灵敏的分相电流差动继电 器。
光纤电流差动保护对通道的要求
• 通讯通道在收发两个方向上的传输延时 应保证一样，同时单向通道延时不能超 过15ms。 • 通道经各环节后，保护装置接收到的光 信号要满足保护装置的最低接收灵敏度。
阶段式距离继电器
• 低压距离继电器 • 相间距离继电器 • 接地距离继电器
低压距离继电器
• 工作电压 • 极化电压
TA断线判据
• 自产3I0和外接3I0互检，200毫秒报 • 自产3I0 > 0.1In，同时3U0 < 3V，10秒 报
选相元件
• 选相元件分变化量选相元件和稳态量选 相元件，所有反映变化量的保护用变化 量选相元件，所有反映稳态量的保护用 稳态量选相元件。 • 变化量选相元件有相电流差变化量选相 元件和工作电压变化量选相元件； • 稳态选相元件是运用零序电流和负序电 流比相原理实现，所有距离保护（包括 纵联距离）采用稳态选相。
远跳、远传1、远传2
} }
差动保护特点
• 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
差动保护特点
• 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
1类阻抗 Ⅱ类阻抗
jX
Zzd
Z
R' R' R"
R"
R"'
0 Zs
R"'
R
工频变化量距离继电器反方向短路
jX Z 'S - Z ZD Z 'S
Z ZD R − ZK
工频变化量距离继电器特点（一）
区内、区外明确, 正向、反向明确。 (1) 区内、区外明确, 正向、反向明确。 反向经弧光电阻短路, 反向经弧光电阻短路, 常规阻抗容易误 动。 (2)保护不反应系统振荡 不需要振荡闭锁。 保护不反应系统振荡, (2)保护不反应系统振荡, 不需要振荡闭锁。 振荡中发生故障, 仍能正常动作, 振荡中发生故障, 仍能正常动作, 这是 其他常规距离保护原理不具备的。 其他常规距离保护原理不具备的。
什么情况下发对侧差动允许信号？ 1. 装置起动且有差流 2. 有TWJ开入且有差流 3. 低电压且有差流（不能有PTDX）
电容电流补偿
• 电容电流补偿主要应用于零序差动继电器， 有电容电流补偿可以提高经大过渡电阻故 障时保护的灵敏度。 • 电容电流补偿由下式计算得到：
I Cφ U Mφ − U Mφ U M 0 U Nφ − U Nφ U N 0 + = + + 2X 2X 2X C0 2X C0 C1 C1
开关量的传送
远跳、远传1、远传2
• 保护装置采样得到远跳开入为高电平时，经过专 门的互补校验处理，作为开关量，连同电流采样 数据及CRC校验码等，打包为完整的一帧信息，通 过数字通道，传送给对侧保护装置。对侧装置每 收到一帧信息，都要进行CRC校验，经过CRC校验 后再单独对开关量进行互补校验。只有通过上述 校验后，并且经过连续三次确认后，才认为收到 的远跳信号是可靠的。收到经校验确认的远跳信 号后，若整定控制字“远跳受起动控制”整定为 “0”，则无条件置三跳出口，起动A、B、C三相出 口跳闸继电器，同时闭锁重合闸；若整定为“1”， 则需本装置起动才出口。
差动保护特点
• 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
差动保护特点
• 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。
RCS-931系列光纤差动线路保护
• 南瑞继保电气有限公司
简要目录
• • • • • • • • 装置结构 起动元件 工频变化量距离继电器 光纤差动保护 阶段式距离继电器 零序、相过流继电器 各工况下保护的投退 故障分析
RCS-900线路保护装置面板布置图
3×3键盘
运 行 TV 断线 充 电
通道异常
工频变化量距离继电器特点（三）
它的过渡电阻能力, 是圆特性中最强的。 (4) 它的过渡电阻能力, 是圆特性中最强的。 (5) 本继电器的原理, 过渡电阻是纯电阻特性。 本继电器的原理, 过渡电阻是纯电阻特性。 与常规距离继电器截然不同, 与常规距离继电器截然不同, 绝不会因过 渡电阻而超越。 渡电阻而超越。
U OPΦ = U Φ − I Φ × Z ZD
U PΦ = −U 1ΦM
• U 1ΦM ：记忆故障前正序电压
接地距离继电器
• 工作电压 • 极化电压 • 零序电抗器
U OPΦ = U Φ − (I Φ + K × 3I 0 ) × Z ZD
U PΦ = −U1Φ
相间距离继电器
• 工作电压 U OPΦΦ = U ΦΦ − I ΦΦ × Z ZD • 极化电压 U PΦΦ = −U 1ΦΦ • 电抗继电器
电容电流补偿条件
投入电容电流补偿的必要条件为：
“容抗整定和实际系统相符合” 容抗整定和实际系统相符合”
U > 0.1I N 或I CD > 0.1I N Xc1
“TA变比系数”
• 整定原则：将电流一次额定值大的一侧整定为1，小的 一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定 值的比值。与两侧的电流二次额定值无关 • 在带有旁路，且线路两侧、旁路三者的CT电流一次额 定值均不一样时，可以将最大一侧整定为1,其它两个 整定为本侧电流一次额定值与最大侧电流一次额定值 的比值。平时可以运行在两侧“TA变比系数”均不为1 的情况下。
稳态相差动继电器
零序差动继电器
差动投入条件
差动投入条件
对侧差动允许信号 电流差动保护必须收到对侧的差动允 许信号才能动作，这是防止TA断线的措 施。TA断线时，断线侧的起动元件和差 动继电器可能动作，但对侧的起动元件 不会动作，不会向本侧发差动允许信号， 从而保证纵联差动保护不会误动。