线路保护讲稿纵联保护原理及通道调试.pptx
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1、纵联保护原理及通道调试朱晓彤朱晓彤Tel:025-87178170,13512540120Email:zhuxtnari-纵联保护原理与通道调试纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理纵联方向纵联方向/距离保护距离保护光纤电流差动保护光纤电流差动保护光纤通道调试方法及故障处理光纤通道调试方法及故障处理纵联保护的基本原理纵联保护的基本概念纵联保护的基本概念纵联保护的定义纵联保护的定义一侧电气量经由通道将信息传输到另一侧,利一侧电气量经由通道将信息传输到另一侧,利用两侧电气量信息实现有选择性地快速切除本用两侧电气量信息实现有选择性地快速切除本线路上任何故障,这类保护称为纵联保护。线路上任何故障,这类保
2、护称为纵联保护。纵联保护的特点纵联保护的特点两侧保护装置发生纵向联系两侧保护装置发生纵向联系需要两侧电气量的判断结果需要两侧电气量的判断结果可以全线速动可以全线速动纵联保护的基本原理纵联保护的基本概念纵联保护的基本概念纵联保护的分类纵联保护的分类以判断故障的方向为基础以判断故障的方向为基础纵联方向纵联方向纵联距离纵联距离以判差动电流为基础以判差动电流为基础纵联差动(光纤电流差动)纵联差动(光纤电流差动)纵联保护的基本原理纵联保护的基本概念纵联保护的基本概念纵联保护对通道的要求纵联保护对通道的要求纵联方向纵联方向/距离保护距离保护纵联差动保护纵联差动保护需要交换的量需要交换的量方向判断结果方向判
3、断结果电流量、电压量电流量、电压量命令方式命令方式允许式、闭锁式允许式、闭锁式允许式允许式传输的数据量传输的数据量小小大大对通道介质的要求对通道介质的要求低(低(可模拟、数字可模拟、数字)大(基本为数字)大(基本为数字)通道来回路由一致通道来回路由一致性性无此要求无此要求需来回一致需来回一致纵联保护原理与通道调试纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理纵联方向纵联方向/距离保护距离保护光纤电流差动保护光纤电流差动保护光纤通道调试方法及故障处理光纤通道调试方法及故障处理纵联方向/距离保护基本概念基本概念 是以是以判断方向判断方向为基础的纵联保护,通过为基础的纵联保护,通过命令信号命令信号的的传输,结
4、合传输,结合两侧信息两侧信息进行逻辑判断,实现进行逻辑判断,实现全线速动全线速动。方向元件是基础方向元件是基础传输命令是手段传输命令是手段逻辑判断是方法逻辑判断是方法全线速动是目的全线速动是目的纵联方向/距离保护方向元件方向元件变化量方向:以变化量方向元件作为方向判断元件变化量方向:以变化量方向元件作为方向判断元件方向阻抗:以方向阻抗作为方向判断元件方向阻抗:以方向阻抗作为方向判断元件零序功率方向:以零序功率方向作为方向判断元件零序功率方向:以零序功率方向作为方向判断元件传输命令传输命令模拟方式:通过高频或载波方式传输模拟信号,模拟方式:通过高频或载波方式传输模拟信号,数字方式:通过光纤或微波
5、传输数字信号数字方式:通过光纤或微波传输数字信号逻辑判断逻辑判断闭锁式:没有收到闭锁信号,本侧满足条件就跳闸闭锁式:没有收到闭锁信号,本侧满足条件就跳闸允许式:本侧满足条件后,还需要接收到对侧的允允许式:本侧满足条件后,还需要接收到对侧的允许信号才能跳闸许信号才能跳闸纵联方向/距离保护实现全线速动的条件实现全线速动的条件反方向元件不动作,正方向元件动作反方向元件不动作,正方向元件动作对侧允许本侧跳闸的信号(收信或停信)对侧允许本侧跳闸的信号(收信或停信)以允许式为例:以允许式为例:本侧反方向元件不动作,正方向元件动作,接收到本侧反方向元件不动作,正方向元件动作,接收到对侧的允许信号,延时对侧的
6、允许信号,延时8ms跳闸跳闸纵联方向/距离保护发信的条件(以允许式为例)发信的条件(以允许式为例)正常运行时正常运行时保护起动,距离正方向保护起动,距离正方向保护起动,零序正方向保护起动,零序正方向特殊工况下特殊工况下本保护动作本保护动作 单跳展宽单跳展宽100ms,三跳一直发,三跳一直发其他保护动作其他保护动作 展宽展宽150ms跳闸位置跳闸位置 三相位置发信三相位置发信纵联方向/距离保护弱馈逻辑弱馈逻辑反方向不动,正方向动作,发信反方向不动,正方向动作,发信反方向不动,正方向不动,低电压反方向不动,正方向不动,低电压+收信,发信收信,发信反方向不动,正方向不动,低电压反方向不动,正方向不动
7、低电压+收信收信+起动,起动,跳闸跳闸纵联方向/距离保护功率倒方向逻辑功率倒方向逻辑若起动后连续若起动后连续40ms没有收到对侧的允许信号,保护再次动没有收到对侧的允许信号,保护再次动作时需要延时作时需要延时20ms才能动作。防止线路山发生功率倒方向才能动作。防止线路山发生功率倒方向时,纵联保护误动。时,纵联保护误动。影响功率倒方向时误动的因素影响功率倒方向时误动的因素通道延时通道延时规程要求不大于规程要求不大于15ms传输线路纵联保护信息的模拟式通道传输时间,对允传输线路纵联保护信息的模拟式通道传输时间,对允许式应不大于许式应不大于15ms;对采用专用信号传输设备的闭;对采用专用信号传输设
8、备的闭锁式应不大于锁式应不大于5ms;通道展宽时间通道展宽时间要求不能有展宽要求不能有展宽信息传输接收装置在对侧发信信号消失后收信输出的信息传输接收装置在对侧发信信号消失后收信输出的返回时间应不大于通道传输时间返回时间应不大于通道传输时间 纵联方向/距离保护允许式逻辑图允许式逻辑图纵联保护原理与通道调试纵联保护的基本原理纵联保护的基本原理纵联方向纵联方向/距离保护距离保护光纤电流差动保护光纤电流差动保护光纤通道调试方法及故障处理光纤通道调试方法及故障处理光纤电流差动保护基本概念基本概念 是以是以光纤光纤为介质,传输为介质,传输电流量电流量信息,完成信息,完成差动保护差动保护功能,实现功能,实现
9、全线速动全线速动。光纤是物理通道光纤是物理通道传输的是电流量信息传输的是电流量信息完成了差动保护功能完成了差动保护功能实现了全线速动实现了全线速动 一、一、光纤电流差动保护光纤电流差动保护 1.1.保护用光纤通道的构成和接口保护用光纤通道的构成和接口 2.2.实现差动保护的几个关键问题实现差动保护的几个关键问题 3.3.分相电流差动保护分相电流差动保护 二、二、光纤电流差动保护对通道的要求光纤电流差动保护对通道的要求 三、三、需要注意的一些问题需要注意的一些问题光纤电流差动保护保护用光纤通道的构成一、一、保护用光纤通道的连接形式保护用光纤通道的连接形式二、二、保护与通道的接口保护与通道的接口三
10、三、2M2M速率与速率与64K64K速率的区别速率的区别保护用光纤通道的构成一、一、保护用光纤通道的连接形式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保护用光纤通道按连接形式可分为专用通道专用通道和和复用通道复用通道,专用通道专用通道指光纤保护装置单独占用光指光纤保护装置单独占用光缆的两根纤芯,而缆的两根纤芯,而复用通道复用通道指保护信息按指保护信息按G.703G.703同同向接口形式,以向接口形式,以64Kbit/s64Kbit/s的速率复接到的速率复接到PCMPCM交换机,交换机,和其它信息复用和其它信息复用后一起传输,或单独以后一起传输,或单独以2M/s2M/s的速的速率
11、复接到率复接到SDHSDH的的E1E1口,传送保护数据。口,传送保护数据。专用光纤的连接形式专用光纤的连接形式RCS-931RCS-931保护机房保护机房光缆光缆的一根纤芯复接复接PCMPCM机的连接方式机的连接方式RCS-931MUX-64BPCM交换机RCS-931MUX-64BPCM交换机保护机房通信机房通信机房保护机房SDH网保护用光纤通道的构成二、保护与通道的接口二、保护与通道的接口 专用通道:专用通道:保护的尾纤与光缆的保护专用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(芯直接融接或通过光纤分配屏连接(方便旁代方便旁代线路线路)。)。复用通道:复用通道:保护的尾纤直接
12、与各种接口装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置连接,通过接口装置转换为电信号与PCMPCM机机或或E1E1接口连接,与接口连接,与PCMPCM连接使用屏蔽双绞线,连接使用屏蔽双绞线,与与E1E1接口采用同轴电缆连接。接口采用同轴电缆连接。各种接口设备常用的接口设备有:常用的接口设备有:MUX-64BMUX-64B:用于用于64Kbit/S64Kbit/S传输速率的光纤差动保传输速率的光纤差动保护装置与护装置与PCMPCM机复接机复接 MUX-2MMUX-2M:用于用于2Mbit/S2Mbit/S传输速率的光纤差动保护传输速率的光纤差动保护装置与装置与SDHSDH设备
13、的设备的E1E1接口复接接口复接 FOX40F/FOX41A FOX40F/FOX41A:用于纵联距离或方向保护设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与通讯设备实现复接RCS-901FOX-40FFOX-40FRCS-901 保护机房保护机房MUX-64BPCM交换机RCS-901FOX-40FMUX-64BPCM交换机RCS-901FOX-40F保护机房通信机房保护用光纤通道的构成三、三、2M2M速率与速率与64K64K速率的区别速率的区别 1.2M1.2M速率省去两侧速率省去两侧PCMPCM交换机设备
14、通信链路上减少了交换机设备,通信链路上减少了中间环节,减少了传输时延。中间环节,减少了传输时延。2.2M.2M速率增加了传输带宽,可以传输更多保护信息。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,差动保护也采用同后备保护一样,差动保护也采用2424点计算,动作速点计算,动作速度快且安全稳定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,动作速度几乎不受时稳态量差动不受数据窗的影响,动作速度几乎不受影响影响2M速率与64K速率的区别功率功率谱密度功率功率谱密度带宽,带宽越宽,噪声功率带宽,带宽
15、越宽,噪声功率越大,越大,2M2M速率接收灵敏度较低,因此传输距离较速率接收灵敏度较低,因此传输距离较短短2M速率与64K速率的区别2M2M速率现有产品:速率现有产品:后缀带有后缀带有M M的的931931系列均为系列均为2M2M速率,后缀带有速率,后缀带有F F的为的为902902系列中采用光纤传输信号的型号。如:系列中采用光纤传输信号的型号。如:RCS-931XM,RCS-943XM,RCS-953XM,RCS-931XM,RCS-943XM,RCS-953XM,RCS-901F,RCS-902F,RCS-901F,RCS-902F,FOX-41A,MUX-2MFOX-41A,MUX-2M
16、实现差动保护的几个关键问题1 1、码型变换码型变换2 2、通讯系统的时钟问题、通讯系统的时钟问题3 3、通道延时的测量、通道延时的测量4 4、数据的同步、数据的同步G.703 码型变换第一步 一个64kbit/s周期分成四个单位间隔第二步 二进制的“1”被编成四个比特的码组:1100第三步 二进制的“0”被编成四个比特的码组:1010第四步 通过交替变换相邻码组的极性,把二进制信号转换成三电平信号第五步 每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的组对八比特组的最后一比特进行标志代码变换规则第一步第一步 一个一个64kbit/s64kbit/s周期分成四个单位间隔周期分成四个单位间隔第二步第二步 二进
17、制的二进制的“1 1”被编成四个比特的码组:被编成四个比特的码组:11001100第三步第三步 二进制的二进制的“0 0”被编成四个比特的码组:被编成四个比特的码组:10101010第四步第四步 通过交替变换相邻码组的极性,把二进制通过交替变换相邻码组的极性,把二进制信号转换成三电平信号信号转换成三电平信号第五步第五步 每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的每第八组破坏了码组的极性交替。破坏的组对八比特组的最后一比特进行标志组对八比特组的最后一比特进行标志通信接口的功能框图通信接口的功能框图“码型变换”模块完成码型变换的13步通讯系统的时钟问题误码与滑码误码与滑码 准确、迅速、不失真地传输信号是
18、继电保护准确、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。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滑码实际上是发送时钟与接收时钟不同步产生的。生的。通讯系统的时钟问题滑码产生的示意图如左图通讯系统的时钟问题数字通讯系统理想的工作方式主机从机tmr tmstsstsr通道延时采样同步 电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电电流差动保护在算法上要求参加比较的各端电流量必
19、须同步采样或采样同步化处理得到,这是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:主要有三类:1.1.基于数据通道的同步方法基于数据通道的同步方法 2.2.基于参考向量的同步方法基于参考向量的同步方法 3.3.基于基于GPSGPS的同步方法的同步方法采样同步基于数据通道的同步方法主要有:基于数据通道的同步方法主要有:1.1.采样时刻调整法采样时刻调整法 2.2.采样数据修正法采样数据修正法 3.3.时钟校正法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其共同特点是均假定两个方向通道传输延时相等,若
20、接收与发送的路由不同或通道切换造成两等,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。量的延时与实际不符,影响差动保护的正确动作。从机采样时刻调整从机采样时刻调整主机从机采样同步采样同步特点通道双向延时相等是采样同步的前提;通道双向延时相等是采样同步的前提;一侧一侧“主机方式主机方式”为为1 1,另一侧必须为,另一侧必须为0 0,且,且“主机方式主机方式”设置同系统方式无关;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,只要两侧装置通两侧装置采样同步与外接电气量无关,
21、只要两侧装置通信正常,即能信正常,即能 保证采样同步;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;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。围,需退出差动保护,重新进行同步过程。分相电流差动保护一、分相电流差动继电器一、分相电流差动继电器 1.1.工频变化量差动继电器工频变化量差动
22、继电器 2.2.稳态量差动继电器稳态量差动继电器 3.3.零序差动继电器零序差动继电器二、二、差动投入条件差动投入条件三、三、电容电流补偿电容电流补偿四、四、开关量的传送开关量的传送五、五、差动保护的特点差动保护的特点新老差动保护的不同工频变化量差动继电器稳态差动段稳态差动段零序差动差动投入条件差动投入条件对侧差动允许信号对侧差动允许信号 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,这是防止能动作,这是防止TATA断线的措施。断线的措施。TATA断线时,断断线时,断线侧的起动元件和差动继电器可能动作,但对侧线侧的起动元件和差动继电器可能动作,但对侧的
23、起动元件不会动作,不会向本侧发差动允许信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。号,从而保证纵联差动保护不会误动。差动投入条件什么情况下发对侧差动允许信号?什么情况下发对侧差动允许信号?1.1.装置起动且有差流装置起动且有差流 2.2.有有TWJTWJ开入且有差流开入且有差流 3.3.低电压且有差流(不能有低电压且有差流(不能有PTDXPTDX)电容电流补偿 电容电流补偿主要应用于零序差动继电器,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。保护的灵敏度。电容电流补偿由下式
24、计算得到:电容电流补偿由下式计算得到:电容电流补偿条件“容抗整定和实际系统不相符合容抗整定和实际系统不相符合”判据:判据: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。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”。开关量的传送远跳、远传远跳、远传1 1、远传、远传2 2
25、保护装置采样得到远跳开入为高电平时,经过专门的互补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校验处理,作为开关量,连同电流采样数据及CRCCRC校验码校验码等,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,都要进行保护装置。对侧装置每收到一帧信息,都要进行CRCCRC校验,校验,经过经过CRCCRC校验后再单独对开关量进行互补校验。只有通过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,才认为收到的远上述校验后,并且经过连续三次确认后
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