南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析
RCS-931(宋)
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， 看开关是否在重合闸位置，若是则经1.25秒报 TV断线。
1000kV特高压交流电网继电保护研V输变电系统保护
±500kV超高压直流输电控制保护系统 大区交直流互联电网安全稳定控制研究 电网在线决策安全稳定控制系统 IEC 61850变电站自动化系统, 数字化变电站……
主要产业基地
1 2 3 4 5 6 7 8 9
空 空 空 空 对时485A 对时485B 打印收 打印发 打印地 至GPS 至打印机或 打印控制器
（5C）
24V光耦插件（OPT1）
104 24V光耦＋（输出） 105 24V光耦－（输出）
OPT1
614 24V光耦＋（输入） 615 24V光耦－（输入） 601 对时 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 打印 信号复归 投检修态 投主保护 投距离保护 投零序保护 投三重 投综重 投闭重 开入备用1 开入备用2 单跳起动重合 三跳起动重合 开入备用3 开入备用4 开入备用5 TWJA TWJB TWJC 合闸压力闭锁 远跳 远传1 远传2 开入备用6
601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 614 615 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629
RCS-931相关问题简介-工程部
2012-6-7
20
暂态电容电流补偿算法
A相 B相 C相 M侧
ZL
N侧
不带并联电抗器时线路的II型等效图
a j b c
L pj
L pk
ZL
C pp 2 C pp 2
k
L fj
C pg 2
C pg 2
L fk
带并联电抗器时线路的II型等效图
2012-6-7 21
4
3 2
I/kA
1 2 3
0.8
2.5 2
4U
I CD I M I N
I R I M ＋ I N
IH
Xc ＝MAX(“差动电流高定值”,4倍实测电容电流, 1 ）
N
2012-6-7
9
• 稳态I段动作方程：
I CD 0 . 75 I R I CD I H A, B , C
0.1
0
-1 0 -2 -3
0
0.02
0.04 t/s
0.06
0.08
0.1
0.02
0-1 0.04 0 0.06 0.02 0.08 0.04 0.1 0.06 t/s -2 t/s
0-0.5 0 -1
0.02
（A）区外故障切除
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
-3 （B）空载合闸 0 0.02 0.04
新分相电流差动继电器
变化量相差动继电器
I CD 0 . 75 I R I CD I H A, B , C
当电容电流补偿投入时，IH为“1.5倍差动电流定值”（整定值）和 4倍实测电容电流的大值； 当电容电流补偿不投入时，IH为“1.5倍差动电流定值”（整定值）、 4倍实测电容电流和1.5UN/XC1的大值
RCS-931说明书
南瑞继保电气有限公司版权所有2002.06（V1.10）本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。
更多产品信息，请访问互联网：业务联系电话：（025）3406078 3439746传真：（025）3438965技术支持电话：（025）3429900-2712传真：（025）3429900-2712工程服务电话：（025）2107703传真：（025）2100770质量保证电话：（025）2100660传真：（025）2100797目录1 概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2保护配置 (1)1.3性能特征 (1)2 技术参数 (2)2.1机械及环境参数 (2)2.2额定电气参数 (2)2.3主要技术指标 (2)3 软件工作原理 (5)3.1保护程序结构 (5)3.2装置总起动元件 (5)3.3保护起动元件 (6)3.4工频变化量距离继电器 (6)3.5电流差动继电器 (10)3.6距离继电器 (15)3.7选相元件 (24)3.8非全相运行 (25)3.9重合闸 (26)3.10正常运行程序 (27)3.11各保护方框图 (28)3.12远跳、远传 (37)3.13应用于串联电容补偿系统（RCS-931XS） (39)4 硬件原理说明 (44)4.1装置整体结构 (44)4.2装置面板布置 (45)4.3装置接线端子 (45)4.4输出接点 (46)4.5结构与安装 (47)4.6各插件原理说明 (47)5 定值内容及整定说明 (57)5.1装置参数及整定说明 (57)5.2保护定值及整定说明 (58)5.3压板定值 (69)5.4IP地址 (70)RCS-931A(B、D)型超高压线路成套保护装置1 概述1.1 应用范围本装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220kV 及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。
1.2 保护配置RCS-931A（B、D）包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，RCS-931A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成的全套后备保护，RCS-931B由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护，RCS-931D以RCS-931A为基础，仅将零序Ⅲ段方向过流保护改为零序反时限方向过流保护。
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试RCS931系列光纤差动保护装置现场调试摘要: 南瑞继保的RCS931系列是由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作输电线路的主保护及后备保护。
本文借助ONLLY继保调试仪器，简述了RCS931系列光纤差动保护装置的保护功能调试方法和光纤通道的保护联调方法，对RCS931系列保护装置的现场调试具有一定的参考价值。
关键字：线路保护、RCS931、调试1 引言RCS931系列微机保护装置一般包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。
RCS-931系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
ONLLY测试仪器是由昂立电气公司研发，可以独立完成各种继电保护功能调试的保护测试装置，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金、矿山、军事、航空等行业的科研、生产和电气试验现场。
正确地进行装置的功能调试是装置能准确判断及动作的必要前提。
2 光纤纵差保护2.1光纤差动保护原理光纤纵差保护是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位进行比较，从而判断出区内外故障，属于直接比较两侧电量的纵联保护，包括分相电流差动和零序电流差动两种[1、2]。
2.2试验方法(1)将光端机(在CPU插件上)的接收“RX”和发送“TX”用尾纤短接，构成自发自收方式；仅投差动保护压板；整定保护定值控制字中“投纵联差动保护”、“专用光纤”、“通道自环”、“投重合闸”和“投重合闸不检”均置1。
此时通道异常灯应该为不亮状态。
(2)等保护充电，直至“充电”灯亮，且TV断线灯不亮。
(3)进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流高定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试word资料9页
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试1 引言RCS931系列微机保护装置一般包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。
RCS-931系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
ONLLY 测试仪器是由昂立电气公司研发，可以独立完成各种继电保护功能调试的保护测试装置，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金、矿山、军事、航空等行业的科研、生产和电气试验现场。
正确地进行装置的功能调试是装置能准确判断及动作的必要前提。
2 光纤纵差保护2.1光纤差动保护原理光纤纵差保护是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位进行比较，从而判断出区内外故障，属于直接比较两侧电量的纵联保护，包括分相电流差动和零序电流差动两种[1、2]。
2.2试验方法(1)将光端机(在CPU插件上)的接收“RX”和发送“TX”用尾纤短接，构成自发自收方式；仅投差动保护压板；整定保护定值控制字中“投纵联差动保护”、“专用光纤”、“通道自环”、“投重合闸”和“投重合闸不检”均置1。
此时通道异常灯应该为不亮状态。
(2)等保护充电，直至“充电”灯亮，且TV断线灯不亮。
(3)进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流高定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
(4)装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“电流差动保护”，动作时间为10～25ms。
(5) 进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流低定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
(6)装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“电流差动保护”，动作时间为40～60ms。
(7) 进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于0．95×0．5×差动电流低定值的故障电流，装置应可靠不动作。
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试word资料9页
RCS931系列光纤差动保护装置现场调试1 引言RCS931系列微机保护装置一般包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护。
RCS-931系列保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
ONLLY 测试仪器是由昂立电气公司研发，可以独立完成各种继电保护功能调试的保护测试装置，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金、矿山、军事、航空等行业的科研、生产和电气试验现场。
正确地进行装置的功能调试是装置能准确判断及动作的必要前提。
2 光纤纵差保护2.1光纤差动保护原理光纤纵差保护是直接将对侧电流的相位信息传送到本侧，本侧的电流相位信息也传送到对侧，每侧保护对两侧电流相位进行比较，从而判断出区内外故障，属于直接比较两侧电量的纵联保护，包括分相电流差动和零序电流差动两种[1、2]。
2.2试验方法(1)将光端机(在CPU插件上)的接收“RX”和发送“TX”用尾纤短接，构成自发自收方式；仅投差动保护压板；整定保护定值控制字中“投纵联差动保护”、“专用光纤”、“通道自环”、“投重合闸”和“投重合闸不检”均置1。
此时通道异常灯应该为不亮状态。
(2)等保护充电，直至“充电”灯亮，且TV断线灯不亮。
(3)进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流高定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
(4)装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“电流差动保护”，动作时间为10～25ms。
(5) 进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于1．05×0．5×差动电流低定值的故障电流，模拟单相或多相区内故障。
(6)装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“电流差动保护”，动作时间为40～60ms。
(7) 进入ONLLY测试仪器的电压/电流菜单，加大于0．95×0．5×差动电流低定值的故障电流，装置应可靠不动作。
RCS-931保护说明书
南瑞继保电气有限公司版权所有2004.06（V1.20）本说明书和产品今后可能会有小的改动，请注意核对实际产品与说明书的版本是否相符。
更多产品信息，请访问互联网：目录1 概述 (1)1.1应用范围 (1)1.2保护配置 (1)1.3性能特征 (2)2 技术参数 (3)2.1机械及环境参数 (3)2.2额定电气参数 (3)2.3主要技术指标 (3)3 软件工作原理 (6)3.1保护程序结构...............................................................................................错误！未定义书签。
3.2装置总起动元件...........................................................................................错误！未定义书签。
3.3保护起动元件...............................................................................................错误！未定义书签。
3.4工频变化量距离继电器...............................................................................错误！未定义书签。
3.5电流差动继电器...........................................................................................错误！未定义书签。
3.6距离继电器...................................................................................................错误！未定义书签。
RCS-901、931线路保护介绍
运 行 电 A B C
区号 取消
TV 断线
RCS-901A
超高压线路成套快速保护装置
充 跳 跳 跳
通道异常
确认
重合闸
汉字显示器
信号复归
液晶对比度调整
调试通讯口
模拟量输入
硬件部分
硬件工作原理
断路器 TA 跳闸 TV 交流插 件AC
低通滤波 插件
A/D
DSP
CPLD
光隔
外部 开入
电源
液晶显示
RCS-901、931 线路保护介绍
中国·南京·南瑞继保
内容介绍
装臵硬件介绍 2. 保护配臵 3. 工频变化量阻抗继电器 4. 以正序电压作为极化量的阻抗继电器和电抗继电 器构成的距离保护 5. TV断线原理 6. 振荡闭锁原理 7. 纵联方向、纵联距离保护基本原理 8. 单侧电源线路上发生短路防止纵联方向、纵联距 离保护拒动的措施 9. 工频变化量方向继电器 10. 输电线路电流纵差保护
UOP U F
S F
UF
Y
UOP
R
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:
UOP U F
• 用 U OP.M 代替 U F 故动作方程为:
U OP U OP.M
正向短路动作特性
jX 当Z K 落在圆内继电器动作 Z SET 保护过渡电阻的能力很强，该 ZK 能力有很强的自适应能力。 R 由于I 与I 相位相同，所以 过渡电阻附加阻抗是纯阻性的。 因此区外短路不会超越。 正向出口短路没有死区。 正向出口短路动作速度很快。 2ZS ZSET 保护背后运行方式越大 ，本线 Z K Z SET 路越长，动作速度越快。 90o arg 270o Z K 2 Z S Z SET 系统振荡时不会误动，不必经 振荡闭锁控制。 适用于串补线路。
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南瑞RCS-931B光纤差动保护浅析
一、光纤差动保护的原理和一般的纵联差动保护原理基本上是一样的，都是保护装置通过计算
三相电流的变化，判断三相电流的向量和是否为零来确定是否动作，当接在CT（电流互感器）的二
次侧的电流继电器（包括零序电流）中有电流流过达到保护动作整定值是，保护就动作，跳开故障
线路的开关。即使是微机保护装置，其原理也是这样的。★★★但是，光纤差动保护采用分相电流
差动元件作为快速主保护，并采用PCM光纤或光缆作为通道，使其动作速度更快，因而是短线路的
主保护！
RCS-931B保护装置包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量
距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备
保护。正常和外部故障时：Im＝－In，制动量≥动作量，保护可靠不动作，内部故障时：Im＝In时，
制动量为零，动作最灵敏。
动作判据如下式（1）、（2），两式同时满足程序规定的次数即跳闸。
| Im + In | > ICD（1） | Im + In | > k | Im - In | （2）
式（1）为基本判据，ICD 表示线路电容电流，式（2）为主判据。
式（1）、（2）的动作特性如图1 所示，制动量随两侧电流大小、相位而改变，Im = In
时，制动量为零，动作最灵敏，区外故障，Im = - In，制动量》动作量，保护可靠不动作。
二、整组动作时间：1.工频变化量距离元件：近处 3～10ms 末端＜20ms222
2.差动保护全线路跳闸时间：＜25ms（差流＞1.5 倍差动电流高定值）
3.距离保护Ⅰ段：≈20ms
三、保护程序结构及跳闸逻辑：
RCS-931B 跳闸逻辑：
1. 分相差动继电器动作，则该相的选相元件动作。
2. 工频变化量距离、纵联差动、距离Ⅰ段、距离Ⅱ段、零序Ⅰ段、零序Ⅱ段、
零序Ⅲ段动作时经选相跳闸如果选相失败而动作元件不返回，则经200ms延时发选相无效三跳命令。
3. 零序Ⅳ段、相间距离Ⅲ段、接地距离Ⅲ段、合闸于故障线路、非全相运行再故障、TV 断线过
流、选相无效延时200ms、单跳失败延时200ms、单相运行延时200ms 直接跳三相。
4. 发单跳令后若该相持续有流（>0.06In)，经200ms 延时发单跳失败三跳命令。
5. 选相达二相及以上时跳三相；
6. 采用三相跳闸方式、有沟三闭重输入、重合闸投入时充电未完成或处于三重方式时，任何故障
三相跳闸。
7. 严重故障时，如零序Ⅳ段跳闸、Ⅲ段距离跳闸、手合或合闸于故障线路跳闸、单跳不返回三跳、
单相运行三跳、TV 断线时跳闸等闭锁重合闸；
8. Ⅱ段零序、Ⅲ段零序、Ⅱ段相间距离、Ⅱ段接地距离等，经用户选择三跳方式时，闭锁重合闸；
9. 经用户选择，选相无效三跳、非全相运行再故障三跳、二相以上故障闭锁重合闸；
10. “远跳受本侧控制”，起动后收到远跳信号，三相跳闸并闭锁重合闸；“远跳不受本侧控制”，
收到远跳信号后直接起动，三相跳闸并闭锁重合闸。
四、 光纤差动保护的特点：
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。
• 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，抗TA饱和能力强
• 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
• 装置能实时监测通道工作情况，当通道发生故障或通道网络拓扑发生变化时，装置能起动新
的同步过程，直至两侧采样重新同步，同时记录同步次数及通道误码总数等；两侧采样没有
同步时，差动保护自动退出。
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
五、 光纤通道的构成：
点对点通道/同步/内时钟同步：采用专用光纤通道，时钟采用内时钟方式，即两侧的装
置发送的时钟工作在“主—主”方式。数据发送采用本机内时钟，接收时钟从接收数据流中
提取。
分相电流差动保护/复用PCM通道/同步：通道是通过64kbit/s同向接口复用PCM，应采用
外部时钟方式，工作在“从-从”方式。数据的发送和接收为同一时钟源，均从接收的数码
流中提取。
两侧的PCM通信设备所复接的2M基群口，应按主-从方式来整定，否则，由于两侧
的PCM设备的64kbit/s/2M终端接口存在差异，会使保护装置在接收中出现定时滑码现象。
显然，保护设备的同步依靠PCM设备的同步来完成。PCM设备的同步包括时钟同步、
位同步和帧同步，位同步和帧同步—般是同时实现。