南网标准化线路资料

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,南网标准化线路培训,2,型号,主要功能,纵联主保护,快速主保护,后备保护,重合闸,PCS-931N2,分相电流差动和零序电流差动,工频变化量距离保护,三段式接地距离和相间距离，二段零序电流，,两段过流，三相不一致保护,单重、三重、综重,PCS-931N2Z,增加载波纵联距离和载波纵联零序功能,PCS-931N2F,增加双光纤数据接口的纵联距离和纵联零序功能,线路及辅助保护,_,型号及配置,220KV,硬件基本结构,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。,PCS931,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.PCS931,还有远跳起动,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,硬件部分,“,报警,”,灯为黄色，当发生装置自检异常时点亮；,“,PT,断线,”,灯为黄色，当,PT,断线时点亮；,“,充电,”,灯为黄色，当重合充电完成时点亮；,“,通道,1,异常,”,、,“,通道,2,异常,”,灯为黄色，当相应通道故障时点亮；,运行,”,灯为绿色，装置正常运行时点亮；,“,A,相跳闸,”,、,“,B,相跳闸,”,、,“,C,相跳闸,”,、,“,重合闸,”,灯为红色，当保护动作出口点亮，在,“,信号复归,”,后熄灭。,压板定值,931N2F,序号,定,值,名,称,定,值,范,围,通道一差动保护,0,，,1,通道二差动保护,0,，,1,载波通道跳闸,0,，,1,距离保护,0,，,1,零序保护,0,，,1,过流保护,0,，,1,停用重合闸,0,，,1,远方修改定值,0,，,1,序号,定,值,名,称,定,值,范,围,整,定,值,通道一差动保护,0,，,1,通道二差动保护,0,，,1,通道一纵联保护,0,，,1,通道二纵联保护,0,，,1,距离保护,0,，,1,零序保护,0,，,1,过流保护,0,，,1,停用重合闸,0,，,1,远方修改定值,0,，,1,931N2Z,通道连接,开关量的传送,远跳、远传,1,、远传,2,远跳、远传保护功能受两侧差动保护的硬压板、软压板和控制字控制，当差动保护不投入时，自动退出远跳、远传功能,但开入量中显示用的收远跳、收远传,1,、收远传,2,不受差动保护是否投入控制。注意：根据南网,220kV,线路保护技术规范要求，仅,PCS-931N2L,系列具备远传功能。,重合闸方式,停用重合闸与软压板及硬压板的闭重是或门关系,端子,单重,三重,综重,停用,重合闸方式,1,0,1,0,1,重合闸方式,2,0,0,1,1,重合闸方式,只,由外部切换把手决定,重合闸逻辑,远跳和远传,远跳和远传,远跳、远传,1,、远传,2,PCS-931,利用数字通道，不仅交换两侧电流数据，同时也交换开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远跳及远传,。远跳、远传保护功能受两侧差动保护的硬压板、软压板和控制字控制，当差动保护不投入时，自动退出远跳、远传功能,但开入量中显示用的收远跳、收远传,1,、收远传,2,不受差动保护是否投入控制。,三相电压向量和大于,8,伏，保护不启动，延时,1.25,秒发,PT,断线异常信号。三相电压正常后，经,10s,延时,PT,断线信号复归。,三相电压向量和小于,8,伏，但正序电压小于,28.9V(Un/2),时，若采用母线,PT,则延时,1.25,秒发,PT,断线异常信号；若采用线路,PT,，则当任一相有流元件动作或,TWJ,不动作时,延时,1.25,秒发,PT,断线异常信号。装置通过整定控制字来确定是采用母线,PT,还是线路,PT,。三相电压正常后，经,0.5,秒延时,PT,断线信号复归。,PT,断线信号动作的同时，退出纵联距离和纵联零序，退出工频变化量阻抗，退出距离保护，自动投入,PT,断线相过流和,PT,断线零序过流保护。,PT,断线时，,PCS-931N2(5),系列保护将零序过流保护段退出，段不经方向元件控制。,PCS,931 TV,断线,三相电压向量和三次谐波大于,20,伏，保护不启动，延时,10,秒发,PT,中性线断线异常信号。三相电压正常后，经,10,秒延时,PT,中性线断线信号复归,PCS,931,中性线,TV,断线,PCS 931,交流电流断线,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,CT,断线异常信号；,有自产零序电流而无零序电压，且至少有一相无流，则延时,10,秒发,CT,断线异常信号。,保护判出交流电流断线的同时，在装置总启动元件中不进行零序过流元件启动判别，,PCS-931N2(5),系列保护将零序过流保护段不经方向元件控制，退出零序过流段,(,反时限,),。,保护动作跳闸时，若装置已判别出交流电流断线，固定三跳闭重,（对任何型号都适用）,。,CT,断线（无流相是故障相）或长期有差流，都闭锁故障相差动，同时闭重三跳,；,PCS 931,交流电流接线,保护中零序方向、零序过流元件均采用自产的零序电流计算，但是零序电流启动元件仍由外部的输入零序电流计算，因此如果零序电流不接，则所有与零序电流相关的保护均不能动作，如零序过流等。,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纵联保护。,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。,允许式纵联保护起动后逻辑,允许式纵联保护未起动逻辑,允许式纵联保护功率导向,装置设置有功率倒向判别逻辑，当判别为功率倒向时，纵联保护延时,25ms,动作出口，当未判别为功率倒向时，纵联保护延时,8ms,出口。反方向元件,(,零序和纵联距离,),动作展宽,50ms,，展宽过程中正方向元件动作,(,零序和纵联距离,),则判别为功率倒向。,光纤电流纵差保护原理,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:,制动电流为:,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。,输电线路电流纵差保护原理,线路内部短路,动作电流:,制动电流:,因为 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。,输电线路电流纵差保护原理,线路外部短路,动作电流:,制动电流:,因为 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。,变化量相差动继电器,当电容电流补偿投入时，,为,“,1.5,倍差动电流定值,”,（整定值）和,1.5,倍实测电容电流的大值；当电容电流补偿不投入时，,为,“,1.5,倍差动电流定值,”,（整定值）、,4,倍实测电容电流的大值。实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得,；,稳态,段相差动继电器,稳态,II,段相差动继电器,当电容电流补偿投入时，,为,“,差动电流定值,”,（整定值）和,1.25,倍实测电容电流的大值；当电容电流补偿不投入时，,为,“,差动电流定值,”,（整定值）、,1.5,倍实测电容电流的大值,稳态差动继电器,对于经高过渡电阻接地故障，采用零序差动继电器具有较高的灵敏度，由零序差动继电器，通过低比率制动系数的稳态差动元件选相，构成零序差动继电器，经,100ms,延时动作。其动作方程,无论电容电流补偿是否投入，,IL,均为“差动电流定值”（整定值）和,1.25,倍实测电容电流的大值。,零序差动继电器,于较长的输电线路，电容电流较大，为提高经过渡电阻故障时的灵敏度，需进行电容电流补偿。传统的电容电流补偿法只能补偿稳态电容电流，在空载合闸、区外故障切除等暂态过程中，线路暂态电容电流很大，此时稳态补偿就不能将此时的电容电流补偿。,对于较短的输电线路，电容电流很小，差动保护无需电容电流补偿功能即可满足灵敏度的要求。可通过控制字,“,电流补偿,”,将电容电流补偿功能退出,CT,饱和,当发生区外故障时，,CT,可能会暂态饱和，装置中由于采用异步法思想的抗,CT,饱和判据和自适应浮动制动门槛，从而保证了在较严重的暂态饱和情况下不会误动。,电容电流补偿,防止,TA,断线误动的措施,差动保护部分的计算,，,包括:差动继电器的计算、逻辑程序和出口程序都在,故障计算程序,中进行,。也可以说只有起动元件起动后才投入差动保护。起动元件如果不起动，在正常运行程序中差动保护根本没有计算，相当于差动保护没有投入。,防止,TA,断线误动的措施,差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件,:,本侧起动元件起动。,本侧差动继电器动作。满足上两条件向对侧发差动动作允许信号。,收到对侧差动动作的允许信号,这样,当一侧,TA,断线，由于电流有突变,或者有,零序电流起动元件可能起动，差动继电器也可能动作。但对侧没 有断线，起动元件没有起动。差动继电器没有进行计算，不能向本侧发差动动作的允许信号。所以本侧不误动。,长期有差流的装置异常信号,在,TA,断线时应发,长期有差流的装置异常信号。,为此在,主,程序中加一个有压差流元件,。该差流元件就用,选相用的稳态分相差动继电器，该继电器十分灵敏。可,有效地检测出出现差电流的异常情况。,有压差流元件的动作条件,:,差流元件动作,差流元件的动作相或动作相间电压 、,上两条件与门经,10,秒延时发,长期有差流,信号。,第一个条件说明有差电流，第二个条件说明系统无故,障，满足这两个条件说明可能是,TA,断线，也可能是电,流的数据采集通道有故障。,长期有差流的装置异常信号,装置发了,长期有差流,的信号后或,CT,断线后,只闭锁断线相差动保护，同时断线相的差动保护（差流大于,CT,断线差流定值）自动投入，非,CT,断线相不受,CT,断线的影响,。,零序差动在出口处经,CT,断线闭锁，当出现,CT,断线时，闭锁三相零序差动保护,低压差流起动元件,除两相电流差突变量起动元件、零序电流起动元件和不对应起动元件外,，,931,保护再增加一个低压差流起动元件。,低压差流起动元件起动条件,差流元件动作。该差流元件就是选相用的,稳态分相差动继电器。,TV,未断线时差流元件的动作相或动作相间电压,较低 。或在,TV,断线的情况下对侧电流,与本侧电流差别较大。,收到对侧的允许信号。,低压差流起动元件,这样在空载线路上发生短路时,，如果,无电源侧变压器中性点又不接地,，使电流突变量和零序,起动元件没有起动,。但无电源侧,由于：,差流元件动作,。,差流元件动作相和动作相间的电压就是短,路点的电压,。该电压低于,0.65,倍额定电压。,无电源侧能收到允许信号。,满足上述三个条件无电源侧差流起动元件起动，在故障计算程序中差动继电器动作。向电源侧发允许信号。所以电源侧电流纵差保护可以动作发跳闸命令。,母线保护动作、失灵保护动作起动远跳,母线保护、失灵保护动作的接点可接入装置后端子的远跳端子。用以解决在断路器和,TA,之间发生短路时纵联差动保护不能动作的问题。,远跳受本侧控制,对于,3/2,主接线,不采用该接线方式,在,N,侧断路器处于三相跳闸状态下线路上发生短路,。,N,侧所有起动元件都不会起动，故而,N,侧无法向,M,侧发允许信号，导致,M,侧电流纵差保护拒动。,为此采取当三相 同时若差流元件也动作时发允许信号的措施。这样当线路上发生短路时，对侧电流纵差保护就可以动作。,采取本措施后，在本线路短路本侧断路器跳闸后如差流元件还动作，发允许信号有利于对侧跳闸。,三相 发允许信号的作用,三段式距离保护,阻抗继电器由正序电压极化,，因而对不对称短路有较大的保护过渡电阻的能力；,接地阻抗继电器,相间阻抗继电器,低压距离,当正序电压下降至,10%,以下时，进入三相低压程序，由正序电压的记忆量极化,三段式阻抗继电器的构成,用正序电压作极化量,工作电压：,极化电压：,动作方程：,相间阻抗继电器：,接地阻抗继电器：,在低压距离中用接地阻抗继电器，极化电压用正序电 压记忆量：,正向故障特性推导,在记忆作用消失前：,(,为母线电压超前本侧电势的角度,),三段式阻抗继电器动作特性,正向不对称故障暂、稳态动作特性,正向对称故障暂态动作特性,设故障线母线电压与系统电势同相位,=0,（故障前空负荷），暂态动作特性如图；当,不为零时，将是以到连线为弦的圆，动作特性向第,或第,象限偏移。,三段式阻抗继电器动作特性,当记忆电压消失后，正方向故障时,反方向故障时,三段式阻抗继电器动作特性,对称故障稳态动作特性,三段式阻抗继电器动作特性,在记忆作用消失前,三段式阻抗继电器动作特性,反向不对称故障暂态稳态动作特性,反向对称故障暂态动作特性,三段式阻抗继电器,当用于短线路时，为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将,、,段阻抗特性,向第,象限偏移,；为防止接地阻抗继电器在区外短路时超越，再加一个零序电抗继电器。两个继电器构成逻辑,与,的关系。,零序电抗继电器的构成,动作方程：,三段式阻抗继电器,当用于长距离重负荷线路，常规距离继电器整定困难时，可引入负荷限制继电器，负荷限制继电器和距离继电器的交集为动作区，这有效地防止了重负荷时测量阻抗进入距离继电器而引起的误动。,三段式阻抗继电器,对装设在受电侧的阻抗继电器，在背后母线上发生三相经小电阻故障时，此时流过继电器的电流与送电侧相同，但弧光电阻上流过的电流是该电流与受电侧电源流过该电阻上的助增电流之和。受受电侧电源的助增电流的影响，继电器的测量阻抗不再是电阻，而会是阻抗,Z=Z,R,=-Re,j,，可能引起反向误动。,三段式阻抗继电器,由于,I,M,领前,I,N,，为感性，因此可能会误动。特别是对超高压系统，线路阻抗角在,85,度左右，更容易误动。,系统振荡,时电压电流的关系,假定图中,Z,M,、,Z,N,、,Z,L,阻抗角均为,90,、,E,M,=,E,N,、,Z,=Z,M,+Z,N,+Z,L,。,U,C,=E,M,-(1/2Z,)I=U,M,cos,系统振荡对阻抗继电器工作的影响,当振荡中心,C,位于动作特性内时,，振荡时测量阻抗端点的变化轨迹 线必穿过动作特性。当 时阻抗继电器将误动。,为了在系统时距离保护不误动，需加振荡闭锁。,对振荡闭锁的要求,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。,所以振荡闭锁应区分短路和振荡,。,对振荡闭锁的总的考虑,振荡闭锁只闭锁距离保护,、,段，距离,段相对独立。如果阻抗继电器,、,段在振荡时不会误动应尽量不经振荡闭锁控制。,对上述的短路实行短时（,160ms,）开放保护的原则，以防止区外短路引起振荡时距离保护误动。,对上述,的短路应重新开放保护。,当短路已消失，振荡已仃息后振荡闭锁应复归。起动元件连续,7,秒不动作整个保护复归。,振荡闭锁,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,振荡闭锁,将振荡闭锁开放,160ms,，为防止区外故障时引起阻抗继电器误动。而区外故障要引起阻抗继电器误动，至少要在,250,毫秒以后。但如果在,160,毫秒之内，阻抗继电器,I,段或,II,段已经动作，则一直动作下去，直到跳闸，而不闭锁保护。因为在,160,毫秒之内阻抗继电器不可能由振荡引起误动。,不对称开放元件的特点,当区外故障引起系统振荡时，阻抗继电器不会误动，因为这时振荡闭锁第一个元件可能已经闭锁了。但转向区内故障时，又必须开放。对于区内发生的不对称故障，,判据成立的依据是：,（,1,）系统振荡或振荡又区外故障时不会开放,系统振荡时，,I,0,、,I,2,接近于零，上式不开放是容易实现的。,振荡时又发生区外故障时，相间和接地阻抗继电器都会因系统振荡中心位于装置的保护范围内误动作，这时要求上式不应开放。这种情况考虑的前题是系统振荡中心位于装置的保护范围内。为此，可分两种情况讨论：,不对称开放元件的特点,（,a,）对短线路，线路阻抗占比重小，必须在系统功角,摆到,180,左右的时继电器才可能动作，见图,3.3.4.2a,。这时振荡电流很大。假如在线路附近故障，计算故障分量所使用的故障前线路电压很低，故障时的故障分量也很小，因此很容易满足上式不开放条件。,(b),对长线路，区外故障时，故障点故障前电压较高，有较大的故障分量，因此上式的不利条件是长线，且故障点位于对侧电源附近的最不利。不过这时线路上电流分量分配系数较低，装置分配到的故障电流小于故障点的故障电流，因此上式开放保护条件不容易满足。,本装置中的,m,数值是根据最不利的系统条件下，振荡中又发生区外故障时振荡闭锁装置不开放保护为条件验算的，并留有相当裕度，因而可保证此情况下不误开放保护。,（,2,）系统振荡或振荡又区内不对称故障时振闭开放保护,当系统正常发生区内不对称相间或接地故障时，将有较大的零序或负序分量，这时上式左侧大于右侧，振荡闭锁开放保护。,不对称开放元件的特点,当系统振荡伴随区内故障时，如果短路时刻发生在系统电势角未摆开时，振荡闭锁将立即开放。如果短路时刻发生在系统电势角摆开状态，则振荡闭锁将在系统角逐步减少时开放，也可能由近故障一侧瞬时开放跳闸后另一侧相继开放保护。,系统电压向量图,短路电流电压向量图,在系统正常运行或系统振荡时，,Ucos,，恰好反应振荡中心的正序电压。,在三相短路时，设线路阻抗角为,90,时，则,Ucos,是弧光电阻上的压降，三相短路时过渡电阻是弧光电阻，弧光电阻上压降小于,5%U,n,。,区内对称故障开放振荡闭锁,区内对称故障开放振荡闭锁,实际系统线路阻抗角不为,90,因而可进行角度补偿，如图所示。图中,OD,为测量电压，,Ucos,=0B,，因而,OB,反应当线路阻抗角为,90,时弧光电阻压降，实际上线路阻抗角不为,90,，弧光压降为,OA,，与线路压降,AD,相加得到测量电压,U,。本装置引入补偿角,=90,-,L,（即,OC,DC,），得到,1,=,+,，,U,os,=Ucos,1,，三相短路时，,U,os,=OC,OA,，可见,Ucos,可反应弧光压降。,振荡闭锁,非,全相故障开放振荡闭锁,非全相振荡时，距离继电器可能动作，但选相区为跳开相区。非全相再单相故障时，距离继电器动作的同时选相区进入故障相区，因此，可以以选相区不在跳开相区作为开放条件。另外，非全相运行时，测量二个运行相相电流之差的工频变化量，当该电流突然增大达一定幅值时，说明运行相上又发生短路。立即开放非全相运行振荡闭锁。因而非全相运行发生故障时能快速开放。,保护调试,将,NR1213,插件上单模光纤的接收,“,Rx,”,和发送,“,Tx,”,用尾纤短接，构成自发自收方式，将,“,通道一差动保护,”,（,“,纵联差动保护,”,）、,“,通道一通信内时钟,”,（,“,通信内时钟,”,）、,“,单相重合闸,”,控制字均置,1,，,“,电流补偿,”,、控制字置,0,，,“,本侧识别码,”,和,“,对侧识别码,”,整定为相同，通道异常灯不亮。断路器跳闸位置不接入。下列校验实验中,Icdqd,为,“,差动动作电流定值,”,差动保护,I,段校验：,模拟对称或不对称故障（所加入的故障电流必须保证装置能启动），使故障电流为：,I,m*0.5*1.5*(Icdqd),；,m,0.95,时差动保护,II,段动作，动作时间,40ms,左右；,m,1.05,时差动保护,I,段能动作，在,m,1.2,时测试差动保护,I,段的动作时间（,20ms,左右）。,保护调试,差动保护,II,段试验：,模拟对称或不对称故障（所加入的故障电流必须保证装置能启动），使故障电流为：,I,m*0.5*(Icdqd),m,0.95,时差动保护应不动作，,m,1.05,时差动保护能动作，在,m,1.2,时测试差动保护的动作时间（,40ms,左右）。,零序差动保护试验：,模拟故障前状态：三相加大小为（,0.9*0.5*Icdqd,）的电流。,模拟单相故障：,A,相电流增大为（,1.25*0.5*Icdqd,），,B,、,C,相电流为零。持续,100ms,。,差动保护,A,相跳闸，动作时间约,110ms,左右。动作时间说明是零差保护动作。,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,