光纤差动保护

I H 取为定值单中‘差动电
IH
I R
流高定值’、4倍实测电容 4U N 电流和 中的最大值。
X C1
依靠 定值躲电容电流。
931保护中差动继电器的种类和特点
ICD
• 稳态Ⅱ段分相差动继电器 的构成： 动作电流：
0.75
I CD I M I N
制动电流：
IM
I R
I R I M I N
光纤电流纵差保护原理
M
IM
*
IN
*
N
RCS-931
RCS-931
• 以母线流向被保护 线路方向为正方向。 • 动作电流(差动电 流)为：
I CD I M I N
ICD
• 制动电流为：
I R I M I N
0.75
I cdqd
I R
• 动作电流与制动电 流对应的工作点位 于比率制动特性曲 线上方，继电器动 作。
装臵硬件总体方案
Ia、Ib Ic、I0 Ua、Ub Uc、UL
低通 滤波
A/D
DSP 光端机
CPLD
光隔
外部 开入
电源 液晶显示
出口 继电器 QDJ
TEST HELP
低通 滤波
A/D
CPU
打印 通信接口
+E
总起动（CPU）、保护动作（DSP）、 装臵故障告警（BSJ）的关系
+24V QD(CPU) BSJ +24V
设计精细、可靠的硬件方案
• 实时并行计算 在较高的采样率（每周24点）的前提 下，装臵保证在每个采样间隔内完成所有 保护运算和逻辑判别，实现了对所有保护 继电器（主保护与后备保护）实时并行计 算，主要继电器采用全周傅氏算法，具有 很高的可靠性及安全性。 由于先进DSP的选用，在实现实时并行 计算的条件下，时间仍有较大的冗余。
931保护中差动继电器的种类和特点
I CD
• 工频变化量分相差动继电 器的构成： 动作电流：
I CD I M I N
0.75
IH
I R
制动电流： I R I M＋I N I H 取为定值单中‘差动电 流高定值’、4倍实测电容 电流和 4U N 中的最大值。I H 由于 X C1 大于电容电流,依靠定值躲 电容电流影响.
装臵背视图
DC
AC
LPF
CPU
RX
COM
RX TX
OPT1
OPT2
SIG
OUT1
OUT2
OUT3
TX
RX TX
设计精细、可靠的硬件方案
• 独立的数据采集系统
单片机（总起动元件）与DSP（保护测量）的数 据采样系统在电子电路上完全独立，只有总起动 元件动作才能开放出口继电器正电源，从而真正 保证了任一器件损坏不致于引起保护误动. 单片机还负责通信接口、事件记录、故障录波等 辅助功能.单片机外接大容量存储器 FLASH（1MB）、带掉电保持RAM（1MB）、30个定 值区
Ⅱ段动作方程：
延时40ms动作
输电线路电流纵差保护的主要问题
⑴ 电容电流的影响 电容电流是从线路内部流出 的电流，因此它构成动作电流。 由于负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流。所以在空 载或轻载下电容电流最容易造 成保护误动。 解决方法： ① 用起动电流定值躲本线路 电容电流。 ②起动电流定值躲不了电容 电流时，进行电容电流补偿。
电容电流的补偿
• 当‘计算电容电流与实测电容电流相差较大’ 时、判断TV断线时、‘判断电容电流很小’时， 选相用的动作电流不再进行电容电流的补偿。 为防止电容电流的影响，将初始动作电流由IL 抬高到IM 。因为电容电流的补偿要用到TV的 电压和线路容抗的定值，而这些值现有可能是 不正确的。 0.75 I I
IM
经40ms延时动作:
为防止空充线路暂态电容电流 等引起误动,延时40ms动作,用时 间换取灵敏度。
取为定值单中‘差动电 流低定值’、1.5倍实测电 5 容电流和 1.XU N 中的最大值。
C1
依靠定值躲电容电流。 经40ms延时动作
稳态相差动继电器
Ⅰ段动作方程：
I CD 0.75 I R I CD I H A, B, C I CD 0.75 I R I CD I M A, B, C
输电线路电流纵差保护原理
线路内部短路 • 动作电流：
M IM
*
I N N
*
I CD I M I N I K
I R I M I N
• 制动电流：
• 因为I CD I R 继电器动 作。 • 凡是在线路内部有流出 的电流，都成为动作电 流。
I K
延时100ms动作
931保护中差动继电器的种类和特点
零序差动继电器的特点
• 由于不反应负荷电流，所以负荷电流不 产生制动电流。 • 受过渡电阻的影响较小。 因此在重负荷线路上发生经高电阻短路 时灵敏度较高。
931保护中差动继电器的种类和特点
I CDBC
• 与零序差动继电器配合 使用作为选相用的稳态 分相差动继电器的构成： 动作电流 为经过电 I CDBC 容电流补偿后的差动电 流。 制动电流：
RCS-931系列光纤差动保护
RCS-931保护配臵
主
型 号 纵 联 保 护
欠范 围快 速保 护
要
功
能
重合闸
后 备 保 护
RCS-931A RCS-931AM RCS-931AMM
二段式相间和接 地距离 二段零序方向过 RCS-931B 流差动 流(A型) RCS-931BM 距离 三段零序方向过 RCS-931BMM 光纤零序电 流差动保护 I段 流(B型) RCS-931D 零序反时限过流 零序 RCS-931DM （D型） I段 RCS-931DMM
输电线路电流纵差保护原理
M IM
*
IN N
*
线路外部短路 • 动作电流：
I CD I M I N I K I K 0
IK
• 制动电流：
I R I M I N I K I K 2 I K
M
IM
*
IN
*
N
Ifh
• 因为I CD I R 继电器不 动。 • 凡是穿越性的电流不产 生动作电流，只产生制 动电流。
931保护中差动继电器的种类和特点
• 稳态Ⅰ段分相差动继电器的 构成： 动作电流：
I CD I M I N
ICD
制动电流：
0.75
I R I M I N
TJ
各种继电器（DSP）
SIG中
RCS-931压板
• • • • • 投主保护（差动保护） 投距离保护 投零序保护 投闭重 （勾三压板） 出口压板有：跳A、跳B、跳C、重合闸、 一般还有启动失灵、至重合闸等(给本线 路其它保护用.一般不接.原因是各套保 护尽量保持相对独立).
RCS-931压板定值
I R0
I QD0
零序差动继电器本身无选相 功能，所以再另外用稳态分 相差动继电器选相。两者构 成‘与’门。
选相零差继电器
动作方程：
选相元件：
I CD 0 0.75 I R 0 I CD 0 I QD 0 I CDBC 0.15 I R I CDBC I L
0.15
I CD I M I N
IL
I R
为 、0.6倍实测电 I QD IL 容电流和0 中的最 大值。 0.6U N
X C1
制动系数仅取为0.15。
931保护中差动继电器的种类和特点
选相用稳态分相差动继电器特点 • 由于 I L 值和制动系数值都取得很小，所以该继 电器很灵敏。不会影响零序差动继电器的灵敏 度。 • 由于 I L 比电容电流小，故动作电流要经电容电 流补偿。
电容电流的补偿
I C I MC I NC
M
1 C 2
其中
N
1 C 2
I MC
UM0 UM0 UM0 U M1 U M 2 2 X C1 2 X C 2 2 X C 0 2 X C1 2 X C1 U M UM0 UM0 2 X C1 2 X C 0 2 X C1 U M U M 0 U M 0 2 X C1 2 X C0
序号 1 定 值 名 称 投主保护压板 投距离保护压板 投零序保护压板 投闭重三跳压板 定 值 范 围 0，1 0，1 注
与外部压板与关系
与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板或关系
2 3 4
0，1
0，1
RCS-931压板定值V3.0
• • • • • • 投A通道差动 投B通道差动 投距离保护 投零序保护 投闭重 （勾三压板） 出口压板有：跳A、跳B、跳C、重合闸、一般 还有启动失灵、至重合闸等(给本线路其它保 护用.一般不接.原因是各套保护尽量保持相对 独立).
931保护中差动继电器的种类和特点
I CD 0
0.75
• 零序差动继电器的构成： 动作电流： I CD 0 I M 0 I N 0 制动电流： I R 0 IM 0 IN 0 I QD0 为定值单中‘零序起动 电流定值’。 经100ms延时动作。躲各种情 况下两侧CT暂态特性不一致 所产生的零差电流
RCS-931压板定值V3.0
定值名称
投A通道差动 投B通道差动 投距离保护 投零序保护 投闭重三跳压板
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定值范围
0, 0, 0, 0, 0, 1 1 1 1 1
注
与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板或关系
RCS-931总起动元件
I MAX 1.25I T I ZD • 电流变化量起动： 电流变化量起动元件动作并展宽７秒 • 零序过流元件起动 ：当外接和自产零序电流均大于整定值 时，零序起动元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电 源。 • 位臵不对应起动 ：这一部分的起动由用户选择投入，条件 满足总起动元件动作并展宽15秒，去开放出口继电器正电源。 • 纵联差动或远跳起动: 发生区内故障,弱电源侧电流元件可能不动作,此时若收 到对侧的差动保护允许信号,依弱电侧差电流选相元件选动 作相关相、相间电压，若小于60%额定电压，则此辅助电压 起动元件动作，开放出口正电源7秒并发远方允许信号。 当本侧收到对侧的远跳信号且定值中‚不经本侧起动控 制‛臵‚1”时，去开放出口继电器正电源500MS。
RCS-931
工频变化量相差动继电器
动作方程
I CD 0.75 I R I CD I H
931保护中差动继电器的种类和特点
工频变化量差动继电器的特点 • 不受负荷电流的影响。因此负荷电流不会产生制动电 流。 • 受过渡电阻的影响也较小。 • 在单侧电源线路上发生短路，只要短路前有负荷电流， 短路后无电源侧的工频变化量电流也会形成动作电流。 由于上述原因该继电器很灵敏。提高了重负荷长 线路上发生经高电阻短路时的灵敏度。
j2 X C
I MC
j2 X C
I NC
故而
I C I MC I NC U M U M 0 U M 0 U N U N 0 U N 0 2 X C1 2 X C 0 2 X C1 2 X C0
工频 变 化量 光纤分相电 距离
单重 三重 综重 停用
装臵面板布臵图
3×3键盘
运 行 电 A B C
区号 取消
TV 断线
RCS-931A
超高压线路成套快速保护装置
充 跳 跳 跳
通道异常
确认
重合闸
汉字显示器
信号复归
液晶对比度调整
调试通讯口
模拟量输入
指示灯说明
• “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮； • “TV断线”灯为黄色，当发生电压回路断线时 点亮； • “充电”灯为黄色，当重合充电完成时点亮； • “通道异常”灯为黄色，当通道故障时点亮； • “跳A”、“跳B”、“跳C”、“重合闸”灯为 红色，当保护动作出口点亮，在“信号复归” 后熄灭；
M IM
*
I N N
*
IC
输电线路电流纵差保护的主要问题
M IM
*
I N N
*
I K
ICD
0.75
IH
I R
⑵ 重负荷情况下线路内部经高 电阻接地短路，稳态差动保 护灵敏度可能不够。 负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流而不产生 动作电流。 经高电阻短路，短路电流 很小，因此动作电流很小 因而灵敏度可能不够。 解决方法： 采用工频变化量比率差动 继电器和零序差动继电器