线路差动保护保护配置和基本原理

保护定值的整定与容抗的整定 与差动相关的几个定值： TA变比系数：按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，与二次额定值没有关系 。 差动电流高定值：按不小于4倍额定电容电流 整定，一般不小于0.2In。
保护定值的整定与容抗的整定
与差动相关的几个定值： 差动电流低定值：按不小于1.5倍额定电容电 流整定，一般不小于0.1In ，要考虑大于最大可 能过渡电阻情况下的短路电流。 TA断线差流定值：当TA断线不闭锁差动时，差 动保护的动作值。
各种接口设备 常用的接口设备有： MUX-64B：用于64Kbit/S传输速率的光纤差动保 护装置与PCM机复接 MUX-2M：用于2Mbit/S传输速率的光纤差动保护 装置与SDH设备的E1接口复接 FOX40F/ FOX41A ：用于纵联距离或方向保护设 备利用光纤通道传输信号，还能与以上两种设备 与通讯设备实现复接
保护定值的整定与容抗的整定
与差动相关的几个定值： 线路正序容抗、线路零序容抗：按实测值整定 ，没有实测值也可以按估算值整定，这个定值与 差动保护的门槛有关，也与“容抗整定出错” 异 常信号有关。 当实测的电容电流与通过零序正序容抗计算出 的电容电容相差比较大时，装置报“容抗整定出 错”异常信号
运行中的注意事项
专用光纤的连接形式
保护机房
光缆的一根纤芯 光缆
保护机房
RCS-931
RCS-931
复接PCM机的连接方式
保护 机房 通信 机房
SDH网 PCM 交换机 PCM 交换机
通信 机房
保护 机房
RCS -931
MUX -64B
MUX -64B
RCS -931
保护用光纤通道的构成 二、保护与通道的接口 专用通道：保护的尾纤与光缆的保护专用 芯直接融接或通过光纤分配屏连接（方便旁代 线路）。 复用通道：保护的尾纤直接与各种接口装 置连接，通过接口装置转换为电信号与PCM机 或E1接口连接，与PCM连接使用屏蔽双绞线， 与E1接口采用同轴电缆连接。
M I M
I N N
I K
⑵ 重负荷情况下线路内部经高 电阻接地短路，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 IK 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
差动投入条件
对侧差动允许信号
满足差流方程
差动压板投入 CT断线 分相差动投入标志 零序差动投入标志 启动
电压开放标志
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。
线路外部短路
• 动作电流：
MI M
N I N
I I I 0 I CD I M N K K
• 制动电流：
I I I 2I I R I M N K K K
I K
• 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。
RCS－900系列 纵联差动保护 N
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
差动投入条件 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）
M
IM
IN
N
• 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 I CD I M N
ICD
• 制动电流为：
I I R I M N
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
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。
采样同步 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电 流量必须同步采样或采样同步化处理得到，这是 实现差动保护的关键所在。目前常见的同步方法 主要有三类： 1.基于数据通道的同步方法 2.基于参考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法
采样同步 基于数据通道的同步方法主要有： 1. 采样时刻调整法 2. 采样数据修正法 3. 时钟校正法 其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相等 ，若接收与发送的路由不同或通道切换造成两个 方向通道传输延时不相等时，均会导致保护测量 的延时与实际不符，影响差动保护的正确动作。
远跳、远传1、远传2
YC1-1 ＋24V（104) 开入 远传1（627） 开入 远传2（628） YC2-1 918 913 909 YC2-2 915 917 914 910 YC1-2 916
光 发
光纤
光 收
光 收
64Kb/s
光 发

远传1 （开出）
远传2 （开出）
RCS－900 系列纵联 差动保护 M
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。
线路内部短路 • 动作电流：
I I I CD I M N K
M I M
I N N
I K
• 制动电流：
I I I R M N
• 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。
1.经常记录通道状态中的数据,以便前后比较, 监视 通道的运行状态。 2.新程序在打印报告中增加了通道自检项，若装置 报通道异常时，将其打印出来以便日后分析问题 。 3.经常观察差动电流是否异常。
谢谢！
需要注意的一些问题
1、通道状态的查看 2、如何检查通道是否良好 3、保护定值的整定与容抗的整定 4、接口设备的注意事项 5、运行中的注意事项
通道状态的检查
通道状态的监视有以下几个方面：
• • • • • 通道延时 失步次数 误码总数 报文异常数 报文间超时
主菜单中的保护状态中的通道状态菜单中有以上信息的显示
采样同步特点
• 通道双向延时相等是采样同步的前提； • 一侧“主机方式” 为1，另一侧必须为0，且“主机方式 ”设置同系统方式无关； • 两侧装置采样同步与外接电气量无关，只要两侧装置通 信正常，即能 保证采样同步； • 只有在装置上电或失步后，才需要测通道延时，测定延 时后，装置不再需要传输时间信息； • 从机时刻调整采样间隔，保证两侧装置采样时刻在允许 的误差范围内；装置实时监测采样时刻误差，若超出范 围，需退出差动保护，重新进行同步过程。
M I M
I N N
IC
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。
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。
2M速率与64K速率的区别
• 功率＝功率谱密度×带宽，带宽越宽，噪声功率 越大，2M速率接收灵敏度较低，因此传输距离较 短
实现差动保护的几个关键问题
通讯系统的时钟问题
误码与滑码 准确、迅速、不失真地传输信号是继电保护 装置对通讯系统的最高要求，除误码率水平要保 持在一个适当的水平外，对通讯系统的时钟也要 有合理的设计，这样才能避免滑码的产生。 滑码实际上是发送时钟与接收时钟不同步产 生的。
保护机房
保护机房
RCS -901
FOX40F
FOX40F
RCS -901
RCS901
FOX-40F
MUX64B
通信机房
PCM 交换机
保护机房
RCS901
FOX-40F
MUX64B
PCM 交换机
保护用光纤通道的构成 三、2M速率与64K速率的区别
1. 2M速率省去两侧PCM交换机设备，通信链路上减少了 中间环节，减少了传输时延。 2. 2M速率增加了传输带宽，可以传输更多保护信息。 –同后备保护一样，差动保护也采用24点计算，动作速度快 且安全稳定 –由于在传输采样值的同时也传输了相量值，通道误码时稳 态量差动不受数据窗的影响，动作速度几乎不受影响
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 C
U M U M U M 0 U N U N U N 0 2X 2 X 2 X 2 X C1 C0 C1 C0
线路保护及通通信
源自文库云南电力研究院
2016年7月 功果桥
王荣泰
email：happywrt@gmail.com
云南电力研究院
2016年7月 昆明
保护用光纤通道的构成
一、保护用光纤通道的连接形式 二、保护与通道的接口 三、2M速率与64K速率的区别
保护用光纤通道的构成 一、保护用光纤通道的连接形式 保护用光纤通道按连接形式可分为专用通道和 复用通道，专用通道指光纤保护装置单独占用光 缆的两根纤芯，而复用通道指保护信息按G.703同 向接口形式，以64Kbit/s的速率复接到PCM交换机 ，和其它信息复用后一起传输，或单独以2M/s的 速率复接到SDH的E1口，传送保护数据。