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1、RCS-900系列 超高压线路保护装置介绍,RCS900超高压线路保护配置,保护模块功能简介,装置结构 起动元件 工频变化量距离继电器 纵联方向继电器 保护（纵联、差动）所用通道 光纤差动保护 阶段式距离继电器 零序、相过流继电器 各工况下保护的投退 故障分析,RCS-900线路保护装置面板布置图,RCS-900线路保护装置背视图,RCS-900线路保护硬件结构图,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 远跳起动和经低电压闭锁的差流起动 (RCS-931),工频变化量距离继电器,动作方程： Uop为整定值末端电压, 上式代表定值末端电压变化量大于Uz时继电器动作, 否则不动
2、作。 相间故障 接地故障 Uz为动作门坎，取故障前工作电压的记忆量,保护区内外各点金属性短路时的电压分布图,当Zk矢量末端落于圆内时动作。 此阻抗继电器有大的允许过渡电阻能力。 尽管过渡电阻数值上仍受助增电流In的影响，但由于In一般与I同相位，过渡电阻压降始终与I同相位，过渡电阻的影响始终呈电阻性。与R轴平行，不存在因对侧电流助增所引起的超越问题。,|Zs+Zzd|Zs+Zk|,1类阻抗,类阻抗,工频变化量距离继电器反方向短路,工频变化量距离继电器特点（一）,区内、区外明确, 正向、反向明确。 反向经弧光电阻短路, 常规阻抗容易误动。 (2)保护不反应系统振荡, 不需要振荡闭锁。 振荡中发生
3、故障, 仍能正常动作, 这是其他常规距离保护原理不具备的。,工频变化量距离继电器特点（二）,(3) 保护出口和线路中点的Uop很大，线路出口短路, 动作时间310ms，中点短路小于15ms。这个快速动作正好适应系统稳定对保护的要求, 即出口短路希望尽可能快的切除故障。而高频通道有延时, 纵联保护最快时间不会小于2530ms, 因此纵联保护总是配有工频变化量距离继电器，以最快的速度切除近区的短路故障, 以满足系统稳定的要求。在500KV线路上运行, 故障录波器多次录下的记录为: 保护动作时间加开关跳闸, 40-60ms切除故障。这是目前世界上动作最快的保护,工频变化量距离继电器特点（三）,(4)
4、 它的过渡电阻能力, 是圆特性中最强的。 (5) 本继电器的原理, 过渡电阻是纯电阻特性。 与常规距离继电器截然不同, 绝不会因过渡电阻而超越。,纵联方向继电器,变化量方向继电器 距离方向继电器 功率倒方向 纵联保护收发信逻辑,RCS-901A变化量方向继电器,工频变化量方向继电器测量电压、电流故障分量的相位, 反相位时动作。 正方向元件的测量相角为： 反方向元件的测量相角为：,变化量方向继电器的特点（一）,(1) 0、180的结论与故障类型无关，可保护对称及不对称故障。 (2) 0、180的结论与运行方式无关，非全相运行，性能不变。 (3) 工频变化量的全过程都是0或180 ，不像行波保护仅
5、故障初瞬间5ms内正确。前者采用相位比较，后者采用极性比较（又称极性保护），前者当然安全、可靠。,变化量方向继电器的特点（二）,(4) 不反应系统振荡，振荡对F为慢变化过程，无需振荡闭锁，振荡下的短路能正确动作。 (5) 过渡电阻能力强，正反方向元件中皆与Rg无关，只要起动元件动作，F+就会正确动作，切除故障。,变化量方向继电器的特点（三）,(6) 适用串补线路，XsXc，电感电流，能正确动作，甚至XsXc，电容性电流，也能正确动作，这是其他保护不能比拟的。,变化量方向继电器的特点（四）,(7) 适用CVT，因U不直接反应CVT上的残压 (8) 不受谐波影响，因只取工频量 (9) 长线不需要校
6、灵敏度，有补偿阻抗 (10) 区外故障的可靠性 a.有F-、F+，区外故障F-优先动作， 闭锁正方向。 b.区外故障切除瞬间相当于区外故障， 再次闭锁保护。 c.联锁切机，切负荷，相当于区外故障， 会闭锁保护。,变化量方向继电器的特点（五）,(11)F+、F-始终投入，不是仅投入20-30ms。 (12) 正、反方向元件配合，提高安全性。 F+，F-反应正、负序分量的工频变化量, F0+，F0-，反应零序分量稳态量，采取两侧 正方向元件动作、无反方向元件闭锁才判为 区内故障，安全性大大提高。 (13) 动作速度快 在RCS-901A中，由F和F0配合使用，充分发挥暂态量和稳态量各自的优点。,R
7、CS-902A距离方向继电器（一）,RCS902A是按超范围整定的距离继电器构成方向比较元件。 LFP902A是以四边形距离继电器和工频变化量距离继电器结合的复合距离继电器构成方向比较元件。 工频变化量距离继电器：担任方向性 四边形距离继电器：限制保护范围用,RCS-902A距离方向继电器（二）,低压距离继电器 相间距离继电器 接地距离继电器 弱电时投入反方向距离继电器,功率倒方向,装置内设有功率倒方向延时回路，该回路是为了防止区外故障后, 在切合开关的过程中, 故障功率方向出现倒向, 短时出现一侧正方向元件未返回, 而另一侧正方向元件已动作而出现瞬时误动而设置的, 其措施是当连续收讯超过35
8、ms以后, 将方向比较保护经20ms延时才出口。,纵联保护收发信逻辑 (闭锁式为例),1.本保护动作跳闸时, 停止发讯, 并在跳闸信号返回后，继续停讯150ms，但这期间一旦反方向元件动作，立即返回，继续发讯。 2.三相跳闸固定回路动作时，始终停止发讯。 3.当收到对侧讯号后，如本侧TWJ未动作，则立即发讯；如本侧TWJ动作，则延时100ms发讯。 4.负荷侧如果起动元件未起动，则检查当任一个相电压或相间电压降低到小于0.6倍额定电压时,将远方起信推迟100ms，让电源侧跳闸。,对闭锁式通道，正常运行时进行通道信号交换，由人工在保护屏上 按下通道试验按钮，本侧发讯，收讯后200ms停止本侧发讯
9、；对侧收到讯号后，由远方起动发讯回路向本侧发讯，因此，本侧连续收讯，经5秒后，本侧发讯再次起动，连续10秒后停止发讯。 如由对侧人工进行通道试验，则本侧收讯后，立即由远方起讯回路向对侧发讯，10秒后停止。 采用光纤通道的纵联保护。,保护所用通道,保护按照所利用通道的不同类型可以分为4种： 导引线通道 电力线载波通道 微波通道 光纤通道,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
10、，或单独以2M/s的速率复接到SDH的E1口，传送保护数据。,专用光纤的连接形式,RCS/LFP-931,RCS/LFP-931,保护机房,保护机房,光缆,光缆的一根纤芯,复接PCM机的连接方式,SDH网,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。,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：
11、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。 3. 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,保护用光纤通道的构成,光纤通道几个关键问题,1、码型变换 2、通讯系统的时钟问题 3、通道延时的测量 4、数据的同步,RCS-
12、931电流差动保护,一、电流差动保护 二、光纤电流差动保护对通道的要求 三、需要注意的一些问题,差动继电器,一. 分相电流差动继电器 1.变化量相差动继电器 2.稳态相差动继电器 3.零序差动继电器 二.差动投入条件 三.电容电流补偿 四.开关量的传送 五.差动保护的特点,变化量相差动继电器,由变化量差动元件和低比率制动系数的稳态差动元件，构成高灵敏的分相电流差动继电器。,稳态相差动继电器,零序差动继电器,差动投入条件,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
13、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。,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）,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：,电容电流补偿条件,“容抗整定和实际系统不相符合”判据：,其中Icd为正常情况下的实测差流，即实际的电容电流； 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”。 当实测电
14、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”,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
15、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。,远跳、远传1、远传2,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
16、，抗TA饱和能力强,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,差动保护特点,综上所说，RCS-931分相电流差动保护具有灵敏度高、动作速度快、安全可靠，不受系统运行方式影响等特点。,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。,阶段式距离继电器,低压距离继电器 相间距离继电器 接地距离继电器,低压距离继电器,工作电压 极化电压 ：记忆
17、故障前正序电压,接地距离继电器,工作电压 极化电压 零序电抗器,相间距离继电器,工作电压 极化电压 电抗继电器,负荷限制继电器,振荡闭锁,在系统振荡（含全相振荡和非全相振荡）时，将距离保护闭锁。 在下述短路情况下开放距离保护： 正常运行下的第一次短路。 区外短路后紧接着发生区内短路。 振荡中发生短路。 非全相运行中运行相发生短路。,由四部份组成: 起动元件开放瞬间，若按躲过最大负荷整定的正序过流元件不动作或动作时间尚不到10ms，则将振荡闭锁开放160ms。 区内不对称故障开放振荡闭锁 区内对称故障开放振荡闭锁 非全相故障开放振荡闭锁,零序和TV断线过流继电器,两段零序（方向）过流 TV断线时
18、零序过流 TV断线时相过流,TV断线判据,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； 正序电压30V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,TA断线判据,自产3I0和外接3I0互检，200毫秒报 自产3I0 0.1In，同时3U0 3V，10秒报,选相元件,选相元件分变化量选相元件和稳态量选相元件，所有反映变化量的保护用变化量选相元件，所有反映稳态量的保护用稳态量选相元件。 变化量选相元件有相电流差变化量选相元件和工作电压变化量选相元件； 稳态选相元件是运用零序
19、电流和负序电流比相原理实现，所有距离保护（包括纵联距离）采用稳态选相。,选相元件,稳态量选相 高阻接地情况下的选相逻辑 弱馈情况下的选相逻辑 转换性故障情况下的选相逻辑,各种工况下保护投退情况（1）,各种工况下保护投退情况（2）,各种工况下保护投退情况（3）,各种工况下保护投退情况（4）,各种工况下保护投退情况（5）,故障分析,完善的事件报文（一）,事件报告实时整理 事件报告的整理与保护逻辑计算同一点完成，避免了在某些特殊情况下，多个CPU插件由于起动不同时造成报告的报文错位或丢失。 可保存最新128次开入量变位报告。 可保存最新128次自检报告。,完善的事件报文（二）,可保存最新128次动作报告，保存最新24次故障录波报告。 故障录波报告包括系统扰动时的波形、开关量和保护定值。 录波格式与COMTRADE格式兼容。 可人工锁定或解除锁定16次动作报告。,谢 谢！,