CSC161A中压线路保护课件

CSC101、102系列高压线路保护介绍
CSC101、102系列高压线路保护介绍
CSC101、102系列高压线路保护介绍
保护功能：保护启动元件
作用：启动保护、开放出口继电器正电源，防止硬件原因误出口。 启动后现象：运行灯闪烁、启动继电器动作。 1）电流突变量启动元件： 动作判据：△iϕϕ>IQD 或 △3i0>IQD 其中：△iϕϕ=|| ik − ik −T |-| ik −T − ik − 2T || ||，ϕϕ指AB、BC、CA三种相别。 || | 、 、 分别为当前时刻、1周前、2周前时刻的采样值。 T i k为采样周期。CSC系列的保护为每周波24点采样。 i k − T ik − 2T △3i0 为零序电流突变量。 IQD 为突变量电流启动定值。 当任意的相间电流突变量或零序电流突变量连续4次超过启动门槛值时， 保护启动。
X5
8Biblioteka BaiduE
X6
4TE 20TE
X7 X8 X9
4TE 4TE 4TE 7TE
X10
5TE 2TE
1TE=5.08mm
导导导导导
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硬件平台
6）各插件的功能： A）电压切换插件：实现对I、II母线电压进行切换。切换继电器有单位置、 双位置两种型式，可根据要求选定。 B）交流插件：将系统电压互感器TV和电流互感器TA二次侧的电压、电流 量变换为装置所用的弱电信号，传给A/D芯片。 C）CPU插件：A/D芯片将模拟量变换为数字量后送给CPU，供CPU进行判断。 CPU根据采样数据、开入量判断保护的动作行为，并驱动开出插件上的出 口继电器或告警继电器，同时给出报文信息、实现故障录波等功能。 D）管理板：或叫通信Master板，负责与人机对话板、CPU插件、开入插件、 开出插件上的芯片进行CAN网内部通信以及外部的网络通信。组织上送遥 测、遥信、SOE、事件报文、录波信息、打印信息，GPS对时等功能。外部 网络接口包括：LON网、RS-485接口、电以太网接口、光以太网接口（可 选）。可直接出串口103规约或四方CSC2000规约。
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保护功能：保护启动元件
2）零序电流辅助启动元件： 为防止经大过渡电阻接地短路时，故障电流小，而突变量启动元件灵敏 度不够。带30ms延时。 动作判据：3i0>0.9× I 0 dz 其中：3i0为外接零序电流。 I 0 dz 为以下定值中最小值： 零序I~IV段定值、零序反时限电流定值。
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装置功能：手合加速判别
1）保护未启动，三相无流且开关在跳位时间达到2s以上，开放手合于 故障加速元件，有电流启动后，投入手合加速功能2s整组复归。 2）零序手合后加速带100ms延时。
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运行维护：装置硬件结构
1）芯片采用DSP和MCU合一的32位单片机，程序完全在芯片内运行、 总线不出芯片、满足并行实时计算要求。 2）装置内部的插件采用网络化设计，使硬件更加可靠、灵活并可扩 展。
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保护功能：零序过流保护的方向元件
零序正方向元件的动作区：18°≤arg（ 3 I 0 / 3U 0）≤180° 零序反方向元件的动作区：－162°≤arg（ 3 I 0 / 3U 0 ）≤0°
ΦLm
正方向
.
.
.
.
81 18
81 18
3U 0
反方向
最大灵敏角：－99 °，此方向元件用于接地故障时零序保护判别方向。
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CSPC调试软件
1）可实现报文监视、固化定值、投退压板、开出传动等功能。 2）故障录波能记录任何内部元件的中间过程和计算值。 3）故障录波能将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑过程完整地记 录下来，使动作过程“透明化”，十分有利于事故的分析，克服了原 有微机保护只能知道模拟量和最终动作结果的弊端。 连接方式：通过装置面板上的串口与电脑连接。 串口线制作方法：两端2、3、4、5针直接连接。
零序过流
TV断线后 过流
过负荷 零序电流 后加速
重合闸 慢速重 合闸
相/零序电 相电流后 流反时限 加速
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程序结构简介
保护程序主要包括三部分：主循环、采样中断程序、故障处理。 1）正常运行时(即保护没有启动的状态下)，程序运行在主循环中，主要 完成程序自检、硬件自检、投切压板、面板操作相应、上送报告等。 2）在主循环过程中，每隔2.5/3ms(即每周波24点采样)保护执行一次采样 中断程序，对所以模拟量通道进行一次采样。采样中断中进行电流突变量 启动判别，如果启动满足，则程序跳转到故障处理程序；如果没有启动则 回到主循环。 3）故障处理程序中主要判别故障量是否满足定值条件，如果满足出口条 件，则CPU驱动保护的跳闸继电器TJ动作；如果不满足则启动延时5s返回 主循环。
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硬件平台
E）开入插件：接24V的开入量，包括：保护功能压板、跳位、收信输 入、重合闸方式开入等。 F）开出插件：输出跳闸、合闸、启动失灵、启动重合、发信、停信、 告警等接点。 G）操作插件：操作插件用于和三相操作的断路器配合使用。操作插件 的跳、合闸自保持电流具有1～8A的自适应能力。 H）电源插件：将220V/110V直流电源变换为装置所用的24V、12V、5V 电源。 I）人机对话板：显示保护的信息、灯光信号、按键控制、RS-232串口 通信。
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保护功能：距离元件
4）距离保护试验注意事项： 相间或接地距离的I、II、III段电阻值共用，电抗值分开。
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保护功能：距离元件
5）双回线相继速动功能（仅在启动后300ms内投入） ：
M AC DL1 DL3 L1 L2 K1 DL2 DL4 N AC
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保护功能：距离元件
6）双回线负荷端相继速动功能（仅在启动后300ms内投入） ：
M DL1 DL3 L1 L2 K1 DL2 DL4 N AC
当M侧无电源，即为负荷端时，因为在K1点故障时，DL3的ZⅢ不可能动作，故 上述相继速动的条件不能满足,而可以利用负荷端保护在对侧DL2跳闸前和跳 闸后感受的电流变化来实现加速功能。故障开始，DL3的电流方向从线路流向 母线，故DL3的ZⅢ不可能动作；当DL2跳开后，DL1和DL3的保护感受的电流相 对故障初期会突然增大，根据以下判据 ： A)双回线相继速动压板投入；同时控制位“双回线负荷端”投入； B)本侧（DL1）ZⅡ区内； C)收不到同侧另一回线（DL3）来的加速信号； D)300ms内DL1的相电流相对故障开始时增大4倍以上； E)同侧另一回线（DL3）有电流（门槛0.1In）； F)本侧ZⅡ在满足上述条件后经小延时(40ms)不返回。 此时本侧的距离Ⅱ段加速出口，跳开DL1。
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运行维护：装置硬件结构
4）装置内部插件采用前插拔的组合结构，整背板设计。 内部插件结构图如下：
CSC-160系列数字式线路保护装置插件布置图
1
切换
2
交流
3
CPU
4
管理
5
开入
6
开出1
7
7-a 7-b 开出2 操作
8
电源
X1/X2
3TE 6TE
X3
10TE 4TE 5TE
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重合闸功能
1)重合闸方式：三相一次重合闸。 2)重合闸检定方式：非同期、检无压、检同期。只能投一种，不能同 时投任意两种，否则装置会报“重合闸控制字错”告警，闭锁重合闸。 “无压”指，检定的电压低于0.3Un；“有压”指，检定的电压高于 0.7Un。 检无压的功能包括了检同期的功能，即检定为“无压”时，检无压合 闸、检定为“有压”时，为防止非同期合闸，自动转为检同期。 同期相别自动检测。投检无压或检同期时，UX电压开始状态必须是正 常的额定电压，否则会报“检同期电压异常”告警，而闭锁检无压或 检同期。 3)重合闸充电条件：装置检测到开关在合位、没有闭锁重合闸的开入、 延时达15s，装置的充电灯点亮。
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保护功能：零序过流保护的方向元件
正方向元件的动作判据：在正向区内且3I0 > 3I0dz 反方向元件的动作判据：在反向区内且3I0 > 0.625×3I0dz 其中3I0dz为纵联零流定值、零流I、II、III、IV段定值中最小值。 3U0要大于1.5V固定门槛。 零序方向判别采用自产的3I0和自产的3U0； 零序动作值判大小采用外接3I0的数值。 零序I、II、III、IV的方向可通过控制字投退。
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保护功能：振荡闭锁开放元件
1）进入振荡闭锁程序的条件：在电流突变量启动后的150ms之内，系 统不会出现振荡，此时所有距离元件全部投入，不经闭锁；150ms之后 或经静稳失稳及零序辅助启动后，为防止振荡发生使距离保护误动， 此时距离元件需经开放元件开放。 2）不对称故障的开放元件： 利用振荡时和故障时零序和负序电流不同的特征来区分。开放判据： |I0|> m1|I 1|或|I 2|> m2|I 1| 振荡时I0、I2接近于零，上式不满足；振荡并区内故障时， I0、I2将 有较大数值，上式能满足，即能开放距离元件。 3）三相故障的开放元件： 经实践及计算分析发现，短路时的电阻变化率远小于振荡时的电阻变 化率，利用这一特点可区分是振荡还是三相短路。
CSC161A中压线路保护装置介绍
主要内容 一）简介 二）保护功能 三）调试 四）硬件平台 五）运行维护
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CSC161A保护功能简介
CSC161A数字式中压线路保护装置适用于110KV中性点直接接地的大电 流接地系统输电线路保护，其主要功能见下表：
标配功能 相间距离 接地距离 选配功能 低周减载 低压减载
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保护功能：距离元件
1）距离元件的动作特性：采用多边形特性和小矩形特性。如图所示：
a）第一象限的60°的设计：提高躲过渡电阻的能力。 b）第二象限的15°的设计：能保证发生金属性短路时可靠动作。 c）第四象限的15°的设计：能保证本线路出口短路经过渡电阻时可靠动作。
CSC101、102系列高压线路保护介绍
运行维护：装置硬件结构
d)为方便现场运行人员操作，装置设计了6个快捷键： 《F1》键：打印最近一次动作报告。 《F2》键：打印当前定值区的定值。 《F3》键：打印当前时刻的采样值。 《F4》键：打印装置版本信息和运行工况。 《＋》键：定值区切换。定值区号加1。 《－》键：定值区切换。定值区号减1。
显示、人机对话 管理、通信 通信 网络总线
CPU A/D
CPU A/D
智能 DI 模块
智能 DO 模块
变换器
运行条件 等
跳闸、信号 等
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运行维护：装置硬件结构
3)保护的特点： a)采用全新的前插拔组合结构，保持了前插拔维护方便的优点，兼有 后插拔强弱电分离、强电回路直接从插件上出线的优点。 b)大容量的故障录波，全过程记录故障，可以保存不少于24次录波， “透明化”记录事故过程，方便事故分析。打印时可以选择数据或图 形方式。 c)完整的事件记录，可分别保存：动作报告、告警报告、启动报告、 操作记录均不少于2000条，停电不丢失。
故障开始DL3的ZⅢ动作，当DL2由其速动段保护跳开后，DL3的ZⅢ马上 返回，同时向DL1的ZⅡ输送一个“加速信号”。DL1的ZⅡ在收到“加速 信号”而且满足以下相继速动的条件后加速ZⅡ动作出口，跳开DL1： a)双回线相继速动压板投入； b)本线距离Ⅱ段ZⅡ区内； c)故障开始时没有收到加速信号，其后又收到同一侧另一回线来的加速 信号； d)本线ZⅡ在满足2)中条件后经一个短延时(60ms)仍不返回。