RCS900系列线路保护.ppt
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1、RCS900系列线路保护,继电保护基本概念,断路器:断开或接通电路中的正常工作电流及故障电流。它是电力系统最重要的操作控制电气设备,它具有完善的熄灭电弧装置。 隔离开关:接通与断开无电流或仅有很小电流的电路,在检修电气设备时用来隔离电源,形成可见间隙,以保证检修设备及工作人员的安全。 电压互感器:将很高的一次电压准确地变换至继电保护装置和二次仪表允许的电压,使继电保护装置和测量仪表能在低电压情况下工作,又能准确反应电力系统高压设备运行情况 电流互感器:将高电压电路大电流变为低电压回路小电流供继电保护装置和二次仪表使用,使继电保护装置和测量仪表能在低电压情况下工作,又能准确反应电力系统高压设备运
2、行情况。,保护配置,保护分类一,快速保护: 工频变化量距离; 距离一段; 纵联保护; 加速保护; 零序一段(B型) 不同保护相互独立,非快速保护: 距离二段和三段; 零序二、三、四段及反时限; TV断线相过流及零序过流;,保护分类二,单侧电气量保护: 工频变化量距离;距离保护;加速保护;零序保护;TV断线相过流及零序过流。 双侧电气量保护:纵联保护。,起动概念,起动是正常运行状态与非正常运行状态区别标志。起动包括总起动和保护起动。 RCS900起动元件:电流变化量起动 ;零序过流元件起动 ;位置不对应起动 。除位置不对应起动开放出口继电器正电源15S,其它起动开放7S. RCS931还有远跳起
3、动,总起动,总起动(CPU)、保护动作(DSP)、装置故障告警(BSJ)的关系,各种继电器(DSP),总起动,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,总起动,保护起动,主程序按固定的采样周期接受采样中断进入采样程序,在采样程序中进行模拟量采集与滤波,开关量的采集、装置硬件自检、交流电流断线和起动判据的计算,根据是否满足起动条件而进入正常运行程序或故障计算程序。 正常运行程序中进行采样值自动零漂调整、及运行状态检查 。 故障计算程序中进行各种保护的算法计算,跳闸逻辑判断以
4、及事件报告、故障报告及波形的整理,运行中动作频度较高的保护,快速保护: 工频变化量距离; 距离一段; 纵联保护; 加速保护; 零序一段(B型),运行中动作频度较低的保护,非快速保护: 距离二段和三段; 零序二、三、四段及反时限; TV断线相过流及零序过流;,重合闸功能,自动重合闸的必要性 : 输电线路上有90%以上的故障是瞬时性的故障如雷击、鸟害等引起的故障; 继电保护动作将输电线路两侧的断路器跳开后,由于没有电源提供短路电流,电弧将熄灭。等到足够的去游离时间后,空气可以恢复绝缘水平 ; 自动重合闸装置将断路器重新合闸以后,如果故障消失,系统马上恢复正常运行状态 (成功率80%以上); 如果是
5、永久性的故障 ,保护装置再次跳开,重合闸功能,自动重合闸的作用 : 对瞬时性的故障可迅速恢复正常运行,提高了供电可靠性,减少了仃电损失。 对由于继电保护误动、工作人员误碰断路器的操作机构、断路器操作机构失灵等原因导致的断路器的误跳闸可用自动重合闸补救。,单相跳开形成的非全相状态,单相跳闸固定动作或TWJ动作而对应的有流元件不动作判为跳开相; 测量两个健全相和健全相间的工频变化量阻抗; 对健全相求正序电压作为距离保护的极化电压; 测量健全相间电流的工频变化量,作为非全相运行振荡闭锁开放元件; 跳开相有电流或TWJ返回,开放合闸于故障保护200ms,三相跳开形成的非全相状态,三相跳闸固定动作或三相
6、TWJ均动作且三相无电流时,置非全相状态,有电流或三相TWJ返回后开放合闸于故障保护200ms; 进全相运行的流程,合闸于故障线路保护,单相重合闸时,零序过流加速经60ms跳闸,距离段受振荡闭锁控制经25ms延时三相跳闸; 三相重合闸或手合时,零序电流大于加速定值时经100ms延时三相跳闸; 三相重合闸时,经整定控制字选择加速不经振荡闭锁的距离、段,否则总是加速经振荡闭锁的距离段; 手合时总是加速距离段,硬件部分,RCS901、902如果外接零序电流不接会有什么后果?,纵联零序保护退出 零序后备段退出 发生高阻接地类故障保护可能拒动,低通LPF插件工作原理,24V光耦插件(OPT1),压板和其
7、它开入量说明,603端子是投检修态输入,它的设置是为了防止在保护装置进行试验时,有关报告经IEC60870-5-103规约接口向监控系统发送相关信息,而干扰调度系统的正常运行,一般在屏上设置一投检修态压板,在装置检修时,将该压板投上,在此期间进行试验的动作报告不会通过通信口上送,但本地的显示、打印不受影响;运行时应将该压板退出。,RCS931 901 902压板,投主保护(纵联高频) 投距离保护 投零序保护 投闭重 (勾三压板) 出口压板有:跳A、B、C、重合闸、一般还有启动失灵、启动重合闸等,RCS-900压板定值,重合闸功能有关问题 1,“在内重把手有效”置“0” 608、609端子是投三
8、重、投纵重,为重合闸方式选择开入,一般在屏上装设重合闸的方式选择切换开关。,重合闸功能有关问题 2,当“内重合把手有效”置“1”时,整定控制字确定重合闸方式,而不管外部重合闸切换把手处于什么位置。“内重合把手有效”置“1”,而“投单重方式”、“投三重方式”、“投综重方式”均置“0”时等同于“投重合闸”置“0”,即本装置重合闸退出。当“内重合把手有效”置“0”,则重合闸方式由切换把手确定,后面的三个控制字均无效。,重合闸功能有关问题 3,重合闸退出指重合闸方式把手置于停用位置,或定值中重合闸投入控制字置“0”,则重合闸退出。本装置重合闸退出并不代表线路重合闸退出,保护仍是选相跳闸的。要实现线路重
9、合闸停用,需将沟三闭重压板投上。当重合闸方式把手置于运行位置(单重、三重或综重)且定值中重合闸投入控制字置“1”时,本装置重合闸投入。,重合闸功能有关问题 4,610端子是闭重三跳输入,其意义是:(1)沟三跳,即单相故障保护也三跳;(2)闭锁重合闸,如重合闸投入则放电 压板定值与开入量是逻辑或。 617、618端子分别为其它保护动作单跳起动重合闸、三跳起动重合闸输入。这两个接点要求是瞬动接点,即保护动作返回而返回,单跳起动重合闸可为三相跳闸的或门输出,任一相跳闸即动作;而三跳起动重合闸则必须为三相跳闸的与门输出。如果不用本装置的重合闸或采用位置不对应起动重合闸,则不接这两个输入。,重合闸功能有
10、关问题 5,充电:重合闸充电在正常运行时进行,重合闸投入、无TWJ、无压力低闭重输入、无TV断线和其它闭重输入经15秒后充电完成。 起动:重合闸的起动方式有本保护跳闸起动、其它保护跳闸起动和经用户选择的不对应起动。,重合闸逻辑,压板和其它开入量说明,622、623、624端子分别为A、B、C三相的分相跳闸位置继电器接点(TWJA、TWJB、TWJC)输入,一般由操作箱提供。位置接点的作用是:(1)重合闸用,不对应起动重合闸,单重方式是否三相跳开;(2)判别线路是否处于非全相运行;(3)TV三相失压且线路无流时,看开关是否在合闸位置,若是则经1.25秒报TV断线。,压板和其它开入量说明,625端
11、子是压力闭锁重合闸输入,仅作用于重合闸,不用本装置的重合闸时,该端子可不接。 626端子定义为远跳。 627端子定义为远传1。 628端子定义为远传2。,远跳、远传1、远传2,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
12、“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。,信号继电器插件(SIG),本插件无外部连线,该板主要是将5V的动作信号经三极管转换为24V信号,从而驱动继电器。正常运行时,装置会对所有三极管的出口进行检查,若有错则告警并闭锁保护。 本板设置了总起动继电器,当CPU满足起动条件,则该继电器动作,接点闭合,开放出口继电器的正电源。,三相电压向量和大于8伏,保护不起动,延时1.25秒发TV断线异常信号; 三相电压向量和小于8伏,但正序电压小于33.3伏时,若采用母线TV则延时1.25秒发TV断线异常信号;若采用线路TV,则当任一相
13、有流元件动作或TWJ不动作时, 延时1.25秒发TV断线异常信号。装置通过整定控制字来确定是采用母线TV还是线路TV。,RCS 900 TV断线,3/2接线TWY接线,QK把手三个位置:边开关检修;中开关检修; 正常。一般都是操作回路重动接点,RCS 900,TV断线对保护影响,500KV或110KV线路保护(包括66KV)线路保护在线路停电时,拉开电压开关,没有TV断线。如果线路充电时,没有预先合上电压开关,保护加速和距离一段误动。对于220KV保护进行进行同样的操作合于故障,因有TV断线加速保护拒动,RCS 900,TV断线,TV断线信号动作的同时,将902纵联距离和901变化量方向和纵联
14、零序退出,保留工频变化量阻抗元件,将其门坎抬高至1.5额定电压,退出距离保护,自动投入TV断线相过流和TV断线零序过流保护, TV断线相过流保护由距离压板投退,TV断线零序过流保护由零序压板投退。断线时,将零序过流保护段退出, 段不经方向元件控制,三相电压正常后, 经10秒延时TV断线信号复归,RCS 900交流电流断线,1 自产零序电流小于0.75倍的外接零序电流,或外接零序电流小于0.75倍的自产零序电流,延时200ms发TA断线异常信号 2 有自产零序电流而无零序电压,则延时10秒发TA断线异常信号。 ;,保护判出交流电流断线的同时,在装置总起动元件中不进行零序过流元件起动判别,断线时退
15、出纵联零序和零序过流保护 段, 段不经方向元件控制 。B形将零序过流保护、段退出,段不经方向元件控制,RCS 900交流电流断线,RCS901902在TVDX时充电灯不亮 RCS931在差动投入并且通道正常,当采用单重或三重不检方式(不需电压量),TV断线时不放电; RCS931当差动退出或通道异常时,不管哪一种重合方式,TV断线都要放电 造成充电灯时亮时灭的原因是通道有间断误码,造成差动保护时退时投,因此导致充电灯时亮时灭,TVPX时充电灯时亮时灭的问题,保护运行时液晶显示说明,装置上电后,正常运行时液晶屏幕将显示主画面,格式如下:,本装置能存储128次动作报告,24次故障录波报告,当保护动
16、作时,液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告,当一次动作报告中有多个动作元件时,所有动作元件及测距结果将滚屏显示,格式如下:,保护动作时液晶显示说明,本装置能存储128次装置自检报告,保护装置运行中,硬件自检出错或系统运行异常将立即显示自检报告,当一次自检报告中有多个出错信息时,所有自检信息将滚屏显示,格式如下:,按装置或屏上复归按钮可切换显示跳闸报告、自检报告和装置正常运行状态,除了以上几种自动切换显示方式外,保护还提供了若干命令菜单,供继电保护工程师调试保护和修改定值用。,装置自检报告,保护开关量变位报告,保护装置运行中液晶屏幕在任一开关量发生变位时,将自动生成最新一次开关量变位动作时,液晶
17、屏幕自动显示最新一次开关变位报告,格式如下:,从显示任何报告切为正常报告按去消键,装置异常信息含义及处理建议,纵联保护概述,反应一侧电气量变化的保护的缺陷 通道类型 高频信号的性质,反应一侧电气量变化的保护的缺陷,反应M侧电气量(电流、电压)变化的保护无法区分本线路末端( )点和相邻线路始端( )点的短路。为保证 点短路M侧保护的选择性,其瞬时动作的第段按躲 ( )点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。 可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分 和 点的短路。所以反应两侧电气量保护能瞬时切除本线路全长范围内的短路。 综合反应两侧电气量变化的保护称作
18、纵联保护。,高频信号的性质,允许信号。 收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件,这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的,担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相-相耦合的高频通道,这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相-相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象。所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。目前在500kV线路上的高频保护一般都采用允许信号。,光纤通道六种连接方式,纵联方向(距离)保护基本原理,(故障线路的特征)是:两侧的 均动作,两侧的 均不 动作,这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是:两侧中至少有一
19、侧(近故障点的一侧)的 不动作、而 可能动作也可能不动作,这在故障线路中是不存在的。 采用允许信号时,在 动作、 不动作的这一侧一直发高频信号。 所以故障线路两侧都能发允许信号。,允许式纵联保护发跳闸命令的条件,允许式纵联保护跳闸须满足以下四个条件: 定值起动元件动作。 所有反方向元件不动作。 任一正方向元件动作。同时满足上述三个条件往对侧发允许命令 收信机收到允许命令。同时满足上述四个条件8ms后即可起动出口继电器,发跳闸命令。,纵联方向保护对方向元件的要求, 要有明确的方向性。也就是 元件在反方向短路不能误动、 元件在正方向短路不能误动。 元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作,只
20、有这样本线路短路才能跳闸。 在保护实现的时候, 元件比 元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则:反方向元件闭锁保护优先的原则。,允许式纵联保护的一些原则规定,功率倒向时出现的问题。 如果纵联方向保护在40ms内一直没有出口计时,那么纵联方向保护再要动作的话要加25ms的延时。前一个40ms的延时用来判断发生了区外故障。用后一个25ms延时来躲过两侧方向元件的竞赛带来的影响。,允许式纵联保护的一些原则规定,三相TWJ动作对纵联保护影响 如果定值起动元件未起动,又收到了三相跳闸位置继电器都动作的信号时,收到允许命令,立即反发允许命令,最长100ms。 如图所示的N侧断路器处于三相断开状
21、态,系统从M侧 向线路充电合于故障或充电完成后再发生故障,N侧由于断路器三相都已断开而不能起动,M侧纵联保护无法跳闸。,允许式纵联保护原则规定,如果起动元件已起动,又收到了三相跳闸位置继电器都动作的信号并确认三相均无电流时发允许命令。 这时说明本线路上发生了短路本侧保护动作跳闸 了。所以采取马上发后有利于对侧纵联方向保护跳闸。,允许式纵联保护的一些原则规定,保护动作发信。 1本装置保护动作发信。 本装置内任意一种保护发跳闸命令同时立即发信有利于对侧的纵联方向保护跳闸。,允许式纵联保护的一些原则规定,保护动作发信。 2母线保护失灵保护动作发信 将反应母线保护动作的接点接到装置的后端子上的其它保护
22、动作的开关量输入端子上。线路或变压器故障开关失灵时,故障元件所在母线段的线路保护对侧纵联跳闸也因此接线。 对于3/2主接线 不采用该接线方式。,单侧电源线路上发生短路纵联方向(距离)保护拒动的原因,当有一侧是弱电源侧或无电源侧,在线路内部短路时,无电源侧起动元件可能起动也可能不起动。假如无电源侧变压器中性点不接地,短路前线路空载,短路后由于既无电流突变量又无零序电流,起动元件不动作。假如无电源侧变压器中性点接地或短路前有负荷电流或负荷侧有电源,短路后起动元件能起动。,系统振荡对纵联距离保护的影响,系统振荡对纵联距离保护的影响,如果振荡中心 C 在两个阻抗继电器动作特性的公共部分内,那么振荡的轨
23、迹线必然穿越两个动作特性的公共部分,纵联距离保护就会误动。 当两侧电势夹角在 期间纵联距离保护误认。 纵联距离保护经振荡闭锁控制,允许式纵联保护起动后逻辑,允许式纵联保护未起动时逻辑,工频变化量阻抗继电器,重叠原理的应用,工频变化量的物理解释,工频变化量继电器的基本关系式,正向短路基本关系式,工频变化量继电器的基本关系式,反向短路基本关系式,工频变化量阻抗继电器的构成,用于构成快速的距离段 其动作方程为: Uop为保护范围末端电压, 代表保护范围末端电压变化量大于 时继电器动作, 否则不动作。 对相间阻抗继电器 对接地阻抗继电器 为动作门槛,取故障前工作电压的记忆量。,工频变化量阻抗继电器工作
24、原理,正向短路 正向区内短路 正向区外短路,工频变化量阻抗继电器工作原理,反向短路,工频变化量阻抗继电器工作原理,工频变化量阻抗继电器动作方程为 用 代替 故动作方程为,因为 在保护安装处是测量不到的,但是其与整定阻抗末端正常运行电压十分接近,因此可用其代替作为门槛定值。,正向短路动作特性,正向短路时 姑且把从短路点到保护安装处的阻抗 (含过渡电阻附加阻抗在内)称做工频变化量阻抗继电器的测量阻抗 ,上两式成为:,正向短路动作特性,代入动作方程得到 转换成相位比较动作方程 该方程对应的动作特性是以 和 两点连线为直径的圆。,正向短路动作特性,当 落在圆内继电器动作 1.保护过渡电阻的能力很强,该
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