光纤距离保护讲义
光纤保护通道联调
电
转 换 设 备
接
口
图 ２纵联 距离、远跳信号复用用通道示意 图
２保护光纤通道的联调
收稿 日期 ：０ ７ ０ —８ ２ ０ —７ ０
作者 简介 ： 刘振 东（９ ７ ） 男， １ ７ 一 ， 本科 ， 从事继 电保 护维护 工作 ； 赵金 宝 （９ ９） 男， １ ７ 一， 硕士生， 助工， 硬从 事继 电保护维护 工作 。
保护使用的光纤通道主要分为专用光纤通道和复用
光 纤通 道两 种 ： （） １ 专用光纤通道：专用光纤通道方式需为继 电保
行 传输 。复用方式利用 ６ ｋ ｉｓ的数字接 口经 Ｐ Ｍ 终 ４ ｂ／ ｔ Ｃ 端设备或利用 ２ 接 口直接接入现有数字用户 网络系统 Ｍ Ｐ ＨＳ Ｈ Ｄ ／ Ｄ ，不需 再敷设光缆 ，同时传输距离也大大提 高 ，可延伸到数字用户网络的每一个通信接点。继电保 护利用复用方式传输数据信息时，需在通信 室内增加数
字复 用 接 口设备 并 与之 相 连 。复 用 方式 主 要 用于 长 距 离
护 敷设专用的光纤通道，此通道 只传输继 电保护信息 。 专用光纤通道方式的优点是光缆的纤芯经熔纤后由光缆 终端箱直接接入保护设 备的光端机 ，不 需附加其它设 备，可靠性高 ，且由于 不涉及通信调度 ，管理 也较方 便。但由于受光端机工作距离的限制和
［】 １吴汉森． 电子设备结构 与工艺［ ． Ｍ】 北京： 北京理工 大学出版
社，９５ １９
【】 成悌 ， ２邱 赵博 殳， 蒋全兴． 电子设备结构设计原理 【 ． ： Ｍ１ 南京
东 南大 学 出版 社 ，０ １ ２ ０
１ Ｉ＾ｎ ＿ｈ ａ ｔ ｅ 电工技术 ＼＾Ⅳｃ ｉ ｅ． ｔ ８ ＾ ｎ ｎ Ｉ
RCS9600CS系列保护测控产品的讲义
• 装置提供一段低压保护，当母线线电压均低 于低压定值时，经整定的时间低压保护动作。 低压保护可选择是否经电流闭锁，若投入电 流闭锁，则仅当电流小于闭锁定值时，低压 保护才允许动作。
• 三相PT断线时，装置能自动判别并闭锁低压 保护。装置提供“投低压保护”硬压板来实 现该功能的投退。
适用于工矿企业的故障解列装置 适用于工矿企业的变压器的非电量保护装置
适用于工矿企业的变压器差动保护装置 适用于工矿企业的变压器综合保护装置 适用于工矿企业的变压器后备保护测控装置
RCS-9600CS工矿电力保护
• 产品主要特点
– 高性能硬件平台，保护和通信功能从硬、软件 上完全独立。
– 硬件资源更丰富，提供大量的开入、信号和开 出节点 。
RCS-9611CS工矿电力保护（续）
• 线路重合闸
• 装置提供三相一次重合闸功能，其起动方式有不对 应起动和跳闸出口1保护动作起动两种。
• 重合闸方式包括不检、检线路无压、检同期三种。 • 重合闸在充电完成后投入。线路在正常状态(KKJ=1，
TWJ=0)且无闭锁信号时运行15秒后充电。下列信号 闭锁重合闸：
RCS-9600CS工矿电力保护
• 产品主要特点
– 完善的装置试验功能 • 极大地方便了现场的调试和故障检测 • 遥测信号试验 • 遥信顺序试验 • 遥信对点试验 • 出口传动试验 • 启动录波试验
RCS-9600CS工矿电力保护
• 产品主要特点
– 可靠的电磁兼容性能
试验项目
试验值
1MHz脉冲群干扰
• RCS-9600CS系列概述 • 线路保护介绍 • 线路光纤纵差保护介绍 • 线路距离保护 • 线路变压器组光纤纵差介绍 • 电容器保护 • 电动机保护介绍 • 变压器保护介绍 • 备用电源自投 • 快速切换装置介绍 • 交流操作电源系统介绍
电力系统继电保护(电子版)
1、阐述电力系统振荡对距离保护的影响答：(1)阻抗继电器动作特性在复平面上沿OO′方向所占面积越大，则受振荡影响就越大；(2)振荡中心在保护范围内，则保护要受影响即误功，而且越靠近振荡中心受振荡的影响就越大；(3)振荡中心若在保护范围外或保护范围的反方向，则不受影响；(4)若保护动作时限大于系统的振荡周期，则不受振荡的影响。
2、光纤分相差动保护的特点是什么?答：（1）能提高区内短路的灵敏性，同时又能躲过区外短路的不平衡电流；（2）具有更高可靠性；（3）不受电磁干扰。
3、继电保护装置的基本工作原理是什么答：继电保护主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量（电流、电压、功率、频率等）的变化构成继电保护动作的原理，还有其他的物理量，如变压器油箱内故障时伴随产生的大量瓦斯和油流速度的增大或油压强度的增高。
大多数情况下，不管反应哪种物理量，继电保护装置都包括测量部分（和定值调整部分）、逻辑部分、执行部分。
①、电力系统运行中的参数（如电流、电压、功率因数角）在正常运行和故障情况时是有明显区别的。
继电保护装置就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统故障的性质和范围，进而作出相应的反应和处理（如发出警告信号或令断路器跳闸等）。
②、继电保护装置的原理框图分析：A、取样单元---它将被保护的电力系统运行中的物理量（参数）经过电气隔离并转换为继电保护装置中比较鉴别单元可以接受的信号，由一台或几台传感器如电流、电压互感器组成。
B、比较鉴别单元---包括给定单元，由取样单元来的信号与给定信号比较，以便下一级处理单元发出何种信号。
（正常状态、异常状态或故障状态）比较鉴别单元可由4只电流继电器组成，二只为速断保护，另二只为过电流保护。
电流继电器的整定值即为给定单元，电流继电器的电流线圈则接收取样单元（电流互感器）来的电流信号，当电流信号达到电流整定值时，电流继电器动作，通过其接点向下一级处理单元发出使断路器最终掉闸的信号；若电流信号小于整定值，则电流继电器不动作，传向下级单元的信号也不动作。
线路保护调试方法
线路保护调试流程—其他二次设备检验
对于光纤通道的检查
a对于光纤通道可以采用自环的方式检查光纤通道是否 完好;
b对于与光纤通道相连的保护用附属接口设备应对其继 电器输出接点 电源和接口设备的接地情况进行检查;
c通信专业应对光纤通道的误码率和传输时间进行检查; 指标应满足GB/T14285的要求;
d对于利用专用光纤通道传输保护信息的远方传输设备; 应对其发信电平 收信灵敏电平进行检测;并保证通道 的裕度满足运行要求;
线路保护调试流程—定值检验
b在整定检验时;除所通入的交流电流 电压为模拟 故障值并断开断路器的跳合闸回路外;整套装 置应处与与实际运行情况完全一致的条件下; 而不得在试验过程中人为地予以改变;
线路保护调试流程—定值检验
c装置整定的动作时间为自向保护屏柜通入模拟故 障分量电流 电压或电流及电压至保护动作向断 路器发出跳闸脉冲的全部时间;
线路保护调试流程—整组传动试验
整组试验包括如下内容:
a整组试验时应检查各保护之间的配合 装置动作行为 断路 器动作行为 保护起动故障录波信号 调度自动化系统信 号 中央信号 监控信息等正确无误;
b 借助于传输通道实现的纵联保护 远方跳闸等整组试验; 应与传输通道的检验一同进行; 必要时;可与线路对侧的 相应保护配合一起进行模拟区内 区外故障时保护动作行 为的试验;
线路保护的调试方法—工频变化量距离
短路电压计算公式： 摸拟单相接地故障电压： UФ=1+KIФ* DZZD+11 05mUN 摸拟相间短路故障电压： UФФ=2IФ*DZZD+11 05m* 3 UN DZZD 为工频变化量距离阻抗定值;K为零序补偿系数
线路保护的调试方法—差动保护
输电线路距离保护
输电线路距离保护1.引言对长距离、重负荷线路，由于线路的最大负荷电流可能与线路末端短路时的短路电流相差甚微，采用电流电压保护，其灵敏性也常常不能满足要求。
距离保护是广泛运用在110kv及以上电压输电线路中的一种保护装置。
输电线路的长度是一定的，其阻抗也基本一定。
在其范围内任何一点故障，故障点至线路首端的距离都不一样，也就是阻抗不一样，都会小于总阻抗。
距离保护就是反应故障点至保护安装处之间的距离，并根据该距离的大小确定动作时限的一种继电保护装置。
该装置的主要元件是测量保护安装地点至故障点之间距离的距离（阻抗）继电器．继电器实际上是测量保护安装地点至故障点之间线路的阻抗，即保护安装地点的电压和通过线路电流的比值。
由起动元件、方向元件、测量元件、时间元件和执行部分组成。
起动元件：发生短路故障时瞬时起动保护装置；方向元件：判断短路方向；测量元件：测量短路点至保护安装处距离；时间元件：根据预定的时限特性动作，保证保护动作的选择性；执行元件：作用于跳开断路器。
2.电阻测量的原理阻抗法建立在工频电气量的基础上，通过建立电压平衡方程，利用数值分析方法求解得到故障点和测量点之间的电抗，由此可以推出故障的大致位置。
根据所使用电气量的不同，阻抗法分为单端法和双端法两种。
对于单端法，直观来说可以归咎于迭代法庭外和解二次方程法。
迭代法可能将发生伪根，也有可能不发散。
求解二次方程法虽然在原理和实质上都比迭代法得天独厚，但仍然有伪根问题。
此外，在实际应用领域中单端电阻法的精度不低，特别难受故障点过渡阶段电阻、对侧系统电阻、负荷电流的影响。
同时由于在排序过程中，算法往往就是创建在一个或者几个假设的基础之上，而这些假设常常与实际情况不一致，所以单端电阻法存有无法消解的原理性误差。
但单端法也存有其明显优点：原理直观、不易新颖、设备资金投入高、不须要额外的通讯设备。
双端法利用线路两端的电气信息量进行故障测距，以从原理上消除过渡电阻的影响。
线路光纤差动保护(RCS931)资料
光纤
931
收 信
跳 闸
925
M侧925过电压保护判断出本侧过电压，跳 本侧开关，同时发远传信号给931,931把信号 传到对侧931，对侧931收到信号后传到对侧 925，N侧925再结合就地判据，跳N侧开关。
RCS-931 压板
投主保护（电流差动） 投距离保护 投零序保护 投闭重 （勾三压板） 投检修态 出口压板有：跳A、B、C、重合闸、一般还有启动 失灵、至重合闸等 ( 给本线路其它保护用 . 一般不 接.原因是各套保护尽量保持相对独立).
稳态II段差动继电器
动作方程：
I CD 0.75 I R I CD I M A, B, C
I M ：“差动电流低定值”、1.5倍实测
电容电流和 1.5U N 的大值；
Xc1
稳态Ⅱ段相差动继电器经40ms延时动作。
工频变化量差动继电器
动作方程：
I CD 0.75 I R I CD I H A, B, C
M 931 IM IN N 931
I d IM I N I r IM I N
IM IM
TA断侧
此时满足差动方程：
I d 0.75 I r I d I H
引起差动保护误动
防止TA断线误动的措施
• 防止TA断线误动的措施是： 差动保护要发跳闸命令必须满足如下条件: ① 本侧起动元件起动; ( I MAX 1.25I T I ZD 或I0＞I0ZD） ② 本侧差动继电器动作； ③ 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，不能向本侧发‘差动动作’的允许信号。 所以本侧不误动。 •保护向对侧发允许信号条件： ① 保护起动 ② 差流元件动作
线路保护原理与配置
4.220kV及以上保护双重化配置原则的要 求
①每套完整、独立的保护装置应能处理可能发生的所有类型 的故障。两套保护之间不应有任何电气联系，当一套保护退出 时不影响另一套保护的运行。
②两套保护的电流回路应分别取自电流互感器互相独立的绕 组，并合理分配电流互感器二次绕组，避免可能出现的保护死 区。
③两套保护的跳闸回路应与断路器的两个跳圈分别一一对应。
110kVLFP-941线路保护装置压板
交流电压断线时发“DX”信号的同时，将距离保护退出运行，同时将 零序方向过流保护的方向元件退出，即将零序四段方向过流保护改为无方向 性跳闸方式。同时投入经延时的相电流过流保护（受投距离压板影响 ），若 将“投距离”压板解除，则此PT断线下的相电流保护不起作用。
三 、不同电压等级线路保护的配置
110kV线路保护装置
装置的正面面板布置如下：
（2）指示灯定义如下： “运行”灯为绿色，装置正常运行时点亮。 “TV断线”灯为 黄色，当发生电压回路断线时点亮。“充电”灯为黄色，当重 合闸充电完成时点亮。 “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。 “跳位”灯为红色，“合位”灯为绿色，指示当前开关位置。
继电保护装置基本要求
1、对继电保护性能的要求
继电保护装置应满足选择性、可靠性、灵敏性和
速动性的要求。 2、继电保护“四统一”原则：统一技术标准；统一原 理接线；统一符号；统一端子排布置。 3、继电保护“六统一”原则：统一技术标准；统一原 理接线；统一符号；统一端子排布置；统一定值单格 式；统一故障报告格式。
RCS900系列保护装置上电后，正常运行时液晶屏幕显示主 画面，格式如下：
保护动作时液晶显示说明：本装置能存储128次动作报告，24次故障录 波报告，当保护动作时，液晶屏幕自动显示最新一次保护动作报告，当一次 动作报告中有多个动作元件时，所有动作元件及测距结果将滚屏显示。
光纤差动保护new1
4.1 光纤差动保护配置 (1)4.2 光纤分相电流差动保护 (2)4.2.1 启动元件和整组复归 (2)4.2.2 分相电流差动保护 (3)4.2.3通信可靠性 (4)4.2.4 跳闸逻辑 (5)4.2.5 CT断线 (5)4.2.6 CT饱和 (6)4.2.7 手合故障处理 (6)4.2.8 双端测距功能 (6)4.2.9 分相电流差动保护逻辑方框图 (7)4.2 保护定值表及整定原则 (1)4.1 光纤差动保护配置4.2 光纤分相电流差动保护PSL 603光纤分相电流差动保护装置以分相电流差动作为纵联保护。
分相电流差动保护可通过标准64kb/s 数字同向接口复接PCM 终端，或用专用光缆作为通道，传送三相电流及其他数字信号，使用专用光纤作为通信媒质时采用了1Mbps 的传送速率，极大地提高了保护的性能，并采用内置式光端机，不需外接任何光电转换设备即可独立完成“光 电”转换过程。
差动继电器动作逻辑简单、可靠、动作速度快，在故障电流超过额定电流时，确保跳闸时间小于25ms ；即使在经大接地电阻故障，故障电流小于额定电流时，也能在30ms 内正确动作，而零序电流差动大大提高了整个装置的灵敏度，增强了耐过渡电阻能力。
对于高电压长距离输电线路，考虑电容电流的影响。
本保护装置计算正常时C N M I I I =+∙∙作为电容补偿电流。
在进行差动继电器计算时，必须满足故障的C N M I I I 4〉+∙∙的条件。
另外，分相电流差动保护可以借助光纤通道传输两路远方开关量信号，并各有两组出口节点。
分相电流差动保护主要由差动CPU 模件及通信接口组成。
差动CPU 模件完成采样数据读取、滤波，数据发送、接收，数据同步，故障判断、跳闸出口逻辑；通信接口完成与光纤的光电物理接口功能，另外专门加装的PCM 复接接口装置则完成数据码型变换，时钟提取等同向接口功能。
4.2.1 启动元件和整组复归 4.2.1.1 启动元件保护启动元件用于开放保护跳闸出口继电器的电源及启动该保护故障处理程序。
RCS-931系列光纤差动保护
很小，因此动作电流很小
因而灵敏度可能不够。
解决方法：
采用工频变化量比率差动 IR 继电器和零序差动继电器
931保护中差动继电器的种类和特点
I CD
IH
• 工频变化量分相差动继电器 的构成：
动作电流：
ICD IM IN
制动电流：
0.75
I R
I R I M＋I N
I H 取为定值单中‘差动电流 高定值’、4倍实测电容电
还有启动失灵、至重合闸等(给本线路其它保 护用.一般不接.原因是各套保护尽量保持相对 独立).
RCS-931压板定值V3.0
定值名称 定值范围
注
投A通道差动 投B通道差动 投距离保护 投零序保护
0, 1 0, 1 0, 1 0, 1
与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板与关系 与外部压板与关系
二段式相间和接 地距离
二段零序方向过 流(A型)
四段零序方向过 流(B型)
零序反时限过流 （D型）
重合闸
单重 三重 综重 停用
装置面板布置图
RCS-931A
超高压线路成套快速保护装置
汉字显示器
运行 TV 断线 充电 通道异常 跳A 跳B 跳C 重合闸
信号复归
3×3键盘
确认
区号
取消
液晶对比度调整
调试通讯口
装置硬件总体方案
Ia、Ib Ic、I0 Ua、Ub Uc、UL
TEST HELP
低通 滤波
A/D
电源 液晶显示
低通 滤波
A/D
DSP 光端机
CPLD
光隔
外部 开入
出口 继电器
QDJ
CPU
线路保护基本原理
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护面对系统的零序阻抗
（三）零序保护
三、线路保护基本原理
（四）重合闸
概念：
瞬时性故 障
利
三、线路保护基本原理
永久性故 障 弊
（四）重合闸
概念：
三、线路保护基本原理
单相重合闸
三相重合闸
综合重合闸
前 加速
后加 速
课件回顾（思考题）
1. 线路保护的配置？
①差流元件动作。 ②差流元件的动作相或动作相间电 压<0.65UN ③)收到对侧的允许信号。
三、线路保护基本原理
（一）光纤纵联差动保护
TV断线对差动保护的影响： TV断线且有差流，IR>4*IL，延时30ms给对侧发允许信号（发生PT断线时） 这样，弱电源侧保护依靠此起动元件起动，两侧保护都可以跳闸。 TV断线可以理解成弱馈的一种形式。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
零序功率： 分布：短路点零序功率最大； 方向：对于发生故障的线路，两端的零序功率方向为线路指向母线。
（三）零序保护
直接接地系统零序网络：
三、线路保护基本原理
夹角取决于保护背后系统的零序阻抗，与被保护线路、故障位
置、过渡电阻有关。
（三）零序保护
答：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多个零序方向过流构成的全套 后备保护。
2. 哪些情况会给对侧发差动允许信号？
答：装置起动且有差流；TWJ开入且有差流（线路空充）；PT未断线+低电压且 有 差流（弱馈）；PT断线且有差流，本对侧电流比，延时给对侧发出允许信 号（弱馈补充）；本保护动作（联跳）