RCS-9613线路光纤纵差保护测控装置技术说明书

RCS-9613线路光纤纵差保护测控装置

1基本配置及规格

1.1基本配置

RCS-9613为用于35KV或66KV电压等级的经消弧线圈接地（或小电阻接地）或不接地系统中短线路保护测控装置，可在开关柜就地安装。

保护方面的主要功能有：1 ）短线路光纤纵差保护；2）三段式可经低电压闭锁的定时限方向过流保护；3）零序过流保护/小电流接地选线；4）三相一次重合闸（检无压、同期、不检）；5）一段定值可分别独立整定的合闸加速保护（可选前加速或后加速）；6）低周减载保护等；7）独立的操

作回路及故障录波。

测控方面的主要功能有：1）9路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信； 2 ）正常断路器遥控分合、小电流接地探测遥控分合；3） P、Q、I A、l c、COS血5个模拟量的遥测；4）开

关事故分合次数统计及事件 SOE等；5） 4路脉冲输入。

1.2技术数据

1.2.1额定数据

直流电源：220V , 110V允许偏差 +15 %, -20 %

交流电压：100/ 3V , 100V

交流电流：5A, 1A

频率：50Hz

1.2.2功耗：

交流电压：< 0.5VA/相

交流电流：< 1VA/相（In =5A）

< 0.5VA/ 相（In =1A）直流回路：正常< 15W

跳闸< 25W

1.2.3主要技术指标

①光纤纵差保护

光纤接口技术指标：光纤接头方式：ST型

光纤类型：多模光纤

推荐传输距离：< 3km

（若线路长度大于 3公里，订货时请特别声明，光纤接口需另行处理

通讯方式：异步通讯

传输速率：9600 bit/s

纵差保护固有动作时间：< 50ms

②定时限过流

电流定值：0.1In ?20In

时间定值：0 ?100S

定值误差：< 5 %

③重合闸

重合闸时间：0.1 ?9.9S

定值误差：< 5 %

④低周减载

低周定值：45Hz ?50Hz

低压闭锁：10V ?90V

df/dt闭锁：0.3HZ/S ?10Hz/s

定值误差：< 5 %

其中频率误差：< 0.01Hz

⑤遥测量计量等级：1 0.2级

其他：0.5级

⑥遥信分辨率：<2ms

信号输入方式：无源接点

2 装置原理

2.1硬件配置及逻辑框图见附图 RCS-9613

2.2模拟输入

外部电流及电压输入经隔离互感器隔离变换后，由低通滤波器输入至模数变换器， CPU 经采样数字处理后，组成各种继电器并判断计算各种遥信遥测量。

Ia、Ib、Ic、Ios 输入为保护用模拟量输入， I A、I C 为测量用专用测量 CT 输入，保证遥测量有足够的精度。 Ios 零序电流输入除可用作零序过流保护用之外（报警或跳闸），也同时兼作小电流接地选线用输入，零序电流的接入最好用专用零序电流互感器接入，若无专用零序电流互感器，在保证零序电流能满足小接地系统保护选择性要求前提下用三相电流之和即 CT 的中性线电流。U A、U B、U C电压输入在本装置中除作为测量用输入，与I A、I C 一起计算形成本线路的 P、Q、COS 0、Kwh、Varh夕卜，还作为低电压闭锁用电压输入。

光纤纵差保护实现时未考虑线路两侧 CT 变比不一致情况，故在选用本装置时要求线路两侧 CT 的变比及特性一致。

Ux 主要用于重合闸检无压或同期时所用线路电压输入。装置所用模数转换器为高精度 14 位 A/D 转换，结合软件每周 24 点采样，保证了装置遥测精度。另外，本装置具备操作回路，设手跳及保护跳闸两种跳闸端子输入，而手动合闸及保护合闸则不加区分，合为一种合闸端子输入。

2.3软件说明

2.3.1光纤纵差保护

纵差保护原理

由于装置的通讯方式为异步通讯方式且采用较低的通讯波特率，为提高差动继电器可利用的数据采样密度，装置必须压缩两侧需交换的数据量，故差动继电器实现时取两侧电流综合量而未采用分相电流差动。差动方程如下：

DI I I L I R I 0〔I I L I I I R I〕0.31 N

其中：

I L为本侧电流综合量

I R为对侧电流综合量

I N 为额定工况下的电流综合量值

电流综合量I I1 6I 2

差动保护实现的逻辑框图如图 1 光纤纵差保护逻辑框图：

当本侧线路为电源端时，差动保护由过流保护第三段定值启动开放，当本侧线路为负荷端时，差动保护由对侧通过光纤通道远传过来的保护跳闸信号开放，从而实现全线路的快速故障切除。由于差动保护受稳态过量保护判据闭锁，增加了差动继电器本身的安全性。

当装置未达到第三段过流保护定值而差流大于 0.3In 时，装置延时 5 秒发差流报警信号，光通信系统本身具有通信误码检测，当误码率超过一定值时，装置将发通道故障信号，并闭锁装置，一旦通信恢复，装置将自动投入，当装置误码率较高时可能将导致保护固有动作时间加长。

232定时限过流

本装置设三段定时限过流保护，每段均可通过控制字选择经方向或经低电压闭锁，各段电流及时间定值可独立整定，分别设置整定控制字控制这三段保护的投退。专门设置一段加速段电流保护，在手合或重合闸后投入 3秒，而不是选择加速I段、H段、川段。加速段的电流及时间可独立整定，并可通过控制字选择是前加速或是后加速。方向元件采用正序电压极化，方向元件和电流元件接成按相启动方式。方向元件带有记忆功能以消除近处三相短路时方向元件的死区。

图1光纤纵差保护逻辑框图

2.3.3 PT 断线检查

装置具有PT 断线检查功能，可通过控制字投退。判据如下： ① 正序电压小于30伏，而任一相电流大于 0.1A ② 负序电压大于8伏

满足上述任一条件后延时 10秒报母线PT 断线，发出运行异常告警信号，待电压恢复正常

后保护也自动恢复正常。在断线期间，闭锁自动重合闸，根据整定控制字选择是退出经方向或低 电压闭锁的各段过流保护还是暂时取消方向和低电压闭锁。

如果重合闸选择检同期或检无压方式，则当线路电压小于 30 % Un 而任一相电流大于 0.1A 经10秒延时报线路 PT 断线，发出运行异常告警信号，并闭锁自动重合闸，待线路电压恢复正 常时保护也自动恢复正常。 2.3.4重合闸

重合闸起动方式有两种：不对应起动和保护起动，当重合闸不投时可选择整定控制字退出，

通过整定控制字选择是检同期， 检无压，还是不检。检同期，无压用的线路电压可以是额定 100V 或57.7V ,可通过整定控制字选择。 线路无压固定为额定电压的 30 %,线路有压固定为额定电压 的70 %。线路电压的相位由装置正常运行时自动识别，无特殊要求不需整定，只需将线路电压 接入即可。重合闸必须在充电完成后投入，线路在正常运行状态 (KKJ=1 , TWJ=O)，无外部闭锁 重合信号，经15秒充电完成。重合闭锁信号有：

①手跳(KKJ=0) ②低周动作 ③外部端子闭锁输入 ④遥控跳闸 ⑤控制回路断线 ⑥弹簧未储能接点输入

2.3.5低周减载

装置配有低电压闭锁及滑差闭锁功能。当装置投入工作时频率必须在 50±0.5Hz 范围内，低 周保护才允许投入。当系统发生故障，频率下降过快超过滑差闭锁定值时瞬时闭锁低周保护。另 外线路如果不在运行状态，则低周保护自动退出。

低周保护动作同时闭锁线路重合闸。 2.3.6接地保护

由于装置应用于不接地或小电流接地系统，在系统中发生接地故障时，其接地故障点零序电 流基本为电容电流，且幅值很小，用零序过流继电器来保护接地故障很难保证其选择性。在本装 置中接地保护实现时，由于各装置通过网络互联，信息可以共享，故采用比较同一母线上各线路

零序电流基波及五次谐波幅值和方向的方法来获得接地线路， 一步确定接地线路。

在经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，故采用直接跳闸方法，装置中设一段零序 过流继电器（可整定为报警或跳闸） 。

当然在某些不接地系统中，电缆出线较多，电容电流较大，也可采用零序电流继电器直接跳 闸方式。

2.3.7 遥信、遥测、遥控功能

遥控功能主要有三种：正常遥控跳闸操作，正常遥控合闸操作，接地选线

并通过网络下达接地试跳命令来进

遥控跳闸操作。

遥测量主要有：I A、I C、COS 0、P、Q和有功电度、无功电度及脉冲电度。所有这些量都在当地实时计算，实时累加，三相有功无功的计算消除了由于系统电压不对称而产生的误差，且计算完全不依赖于网络，精度达到 0.5 级。

遥信量主要有： 9 路遥信开入、装置变位遥信及事故遥信，并作事件顺序记录，遥信分辨率小于2ms 。

2.3.8 对时功能装置具备软件或硬件脉冲对时功能

3 装置背板端子及说明

3.1装置背板端子见附图 RCS-9613 背板端子

3.2背板端子说明

端子 401 、 402 为装置事故跳闸（推事故画面）。

端子 403 为遥控正电源输入， 404 为控制电源 220V+ （ 110+ ）。端子 405 接断路器跳闸线圈。

端子 406 接断路器合闸线圈。

端子 407 为跳位继电器负端。

端子 408 为手动跳闸输入，在启动跳闸回路的同时，启动手跳继电器（执行遥控跳闸时也启动手跳继电器）。

端子 409 为保护跳闸输入，且跳闸操作回路中带保持继电器。

端子 410 为合闸输入，在本装置中，手动合闸与保护合闸合并为一个合闸输入且合闸操作回路中带保持继电器。

端子 411 为控制电源 220V- （ 110V- ）

端子 412~415 为远动信号，当开关柜保护单元与监控单元必须独立配置时与监控单元的遥信单元相接口，用来反映保护测控装置的基本运行情况，分别为：装置故障（包括直流消失），保护动作，控制回路断线。

端子416为保护跳闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源220V+ （110V+ ）。（416 与 409 之间供用户设置跳闸压板）

端子 417 为保护合闸出口，出口继电器的另一端已固定联结控制电源 220V+（110V+ ）。（417 与410 之间供用户设置合闸压板）

端子 418~420 为位置信号输出。在本装置的操作回路中未考虑弹簧或气压闭锁节点，我们推荐优先采用开关本身的闭锁回路，若开关不具备闭锁功能，则可将闭锁节点串联至合闸线圈回路和跳闸线圈回路中实现。

另外，装置中具备防跳回路。端子 301~304 为两副备用继电器接点。

端子 305~312 为遥信量开入节点。

端子 313 为差动保护投入压板。

端子 314 为弹簧未储能或气压不足闭锁重合闸开入。

端子 315 为闭锁重合闸开入。

端子 316 为装置检修状态开入，当该位投入时表明开关正在检修，此时将屏敝所有的远动功能。（仅适用于 DL/T667-1999 规约）

端子305~316均为220V（ 110V）光耦开入，其公共端为317，该端子应外接 220V（ 110V）信号电源负端。

端子318~319为保护用直流电源，320为装置地。

端子201~205为24V光耦输入，其一端已在内部固定联结光耦24V电源的0V地，202-205

为四个脉冲表脉冲开入。

端子 206~208 为 RS232 串口 1

端子209、210为系统对时总线接口，差分输入。同时装置内部也可软件对时。

端子211、212为空端子。

端子213、214为RS485串口 3对应于软件设定 B 口。

端子205为装置地

端子101~104为母线电压输入，星形接法。

端子105、106为线路电压输入，额定电压为100V。

端子107~118为电流输入，其中端子 107、108为测量CT的A相输入，111、112为测量 CT的C相输入，109、110为接地选线用零序 CT电流输入，113、114为保护CT的A相输入, 115、116为保护CT的B 相输入，117、118为保护CT的C相输入。

端子320、115、208、AC地应连接在一起，并与变电站地网联接。

开关位置遥信已由内部自动产生，不需再引入遥信开入。

CPU端子下部为光纤接口，与线路对侧构成纵联光纤通道。

4装置定值整定