光纤差动保护学习笔记(4)

2019-06-02 14:46

光纤差动学习笔记

据各自的优势,实现功能互补,使保护的可靠性、灵敏性、速动性得到充分保证。后备保护集成了常规线路保护的配置要求。

依分时分段原理构成的分相电流纵差主保护动作快速,功能完备。差流速断段反映特别严重故障;故障分量比率差动不受负荷电流的影响,是差动的灵敏段;稳态量比率差动作为全线路差动保护的总后备;而带延时的零序电流差动保护特别用于反映线路上较为常见的高阻接地故障。

装置的通信方式采用多路64KB/S或2MB/S高速数据同步通信方式。可通过标准64KB/S复接PCM终端设备(PCM微波或PCM光纤),或通过专用光缆通道,同时传送三相电流及一些开关信号。不论采用专用光纤还是复用PCM设备,装置的通信接口均采用光纤传输方式。

具备通信误码检测(可选择是否进行1位纠错)以及通道自动监测和通道故障自动闭锁保护的功能。

自带双路光纤数字通信通道,运行方式可灵活配置。当使用一主一热备工作方式时,主、后备通道间可实现自动切换功能,充分满足纵差保护数字通信可靠性的要求。 主差保护具有对TA断线和外部故障TA饱和的自动检测和闭锁功能,可由控制字选择投退及分别独立闭锁差动和零差保护。整套装置的动作特性受线路两端不同TA特性和TA饱和的影响小,在穿越性故障下不会误跳。

1组远跳及2组远传开入接点,可经由数字通信通道传送跳闸量开关信号,实现远方跳闸及跳闸信号的远传功能。

装置采用高性能的平台设计,可靠性高,抗干扰能力强。

装置机箱采用模压成型,结构紧凑,密封性好,内部无扎线;插件采用多层屏蔽,双端接插等措施,主要插件采用表面贴装技术,抗干扰性能强;电路及结构设计合理,装置基本免调,运行维护方便。

装置以32位浮点DSP和32位RISC微处理器为核心,采用三CPU结构,其中两个保护CPU插件的数据采集回路完全独立,互为起动,起动元件动作后开放相应出口。 装置采样率为每周波24点,采用全周傅氏算法。装置在高采样率的前提下,保证在故障全过程对所有继电器的实时计算。

自检系统完善,硬件、软件运行情况以及运行管理人员对装置进行的重要操作均由专用芯片存贮。

充分发挥微机保护的优越性,具备丰富的辅助功能,体现人性化设计。

完善的事故分析功能:包括保护事件记录、起动记录、录波分析记录、保护投退记录、装置运行记录、开入记录、自检记录、瞬时闭锁记录等。

动作逻辑透明化管理:软件设计中采用程序流程的跟踪技术,在故障报告中能真实反映保护的动作逻辑过程,实现了保护动作过程的透明化分析管理。同时具备暂态故障录波分析功能。

友好简捷的人机界面,信息详细直观,操作调试方便。

强大的通信功能:装置对外提供两个TCP/IP以太网接口,两个RS485口,一个串行打印口,一路GPS校时接口。装置自备掉电不停计时的实时时钟,具备万年历功能,能接收微机监控系统的校时。

深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司

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2.技术参数

2.1.机械及环境参数

机箱结构尺寸:482.6mm×266mm×306.5mm 正常工作温度:-5~40℃ 极限工作温度:-10~55℃ 贮存及运输:-25~70℃ 相对湿度:45%~75% 大气压力:86~106KPa 2.2.额定电气参数 频率:50Hz

直流工作电源:220V/110V,允许 交流电压:100V(额定电压UN) 交流电流:5A、1A(额定电流IN) 数字系统工作电压:+5V,允许 继电器回路工作电压:+24V,允许 功耗:

交流电流回路:IN=5A,每相不大 IN=1A,每相不大

交流电压回路:每相不大于1VA 直流电源回路:正常工作时,全装置 跳闸动作时,全装置 保护回路过载能力:

交流电流回路:2倍额定电流,连续 10倍额定电源,允 40倍额定电流,允

直流电源回路:80~115%额定电压 装置经受上述的过载电压/电流后,绝 2.3.主要技术指标 2.3.1.动作时间

差动保护全线跳闸时间:≤25ms(2倍定值) 工频变化量距离:≤20ms(近端),≤3 距离I段:≤30ms 2.3.2.定值精度 电流定值误差:≤5% 电压定值误差:≤5% 阻抗定值误差:≤5%

距离继电器精工电压:≤0.25V 距离继电器精工电流:0.1 IN~30 IN 时间定值误差:≤20ms

装置定值整定范围和步长见5-1节~5-3节。 3深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司2.3.3.暂态超越

快速保护暂态超越均不大于5%。 2.3.4.自动重合闸

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检同期元件角度误差:<±3° 1. 相电流突变量启动元件DI1 差动、距离、零序都配置了这种启动元件(WXH-803) 2.3.5.输出接点容量

装置出口和信号接点单接点最大允许接通功率为 电流5A,多副接点并联时接通功率和电流可以适当 2.3.6.实时时钟

掉电不停计时的实时时钟。该实时时钟具备万年 2.3.7.电磁兼容

幅射电磁场干扰试验符合国标:GB/T 14598.9的规定; 快速瞬变干扰试验符合国标:GB/T 14598.10的规定; 静电放电试验符合国标:GB/T 14598.14的规定; 脉冲群干扰试验符合国标:GB/T 14598.13的规定;

射频场感应的传导抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.6的规定; 工频磁场抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.8的规定; 脉冲磁场抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.9的规定; 浪涌(冲击)抗扰度试验符合国标:GB/T 17626.5的规定。 2.3.8.绝缘试验

绝缘试验符合国标:GB/T14598.3-93 6.0的规定; 冲击电压试验符合国标:GB/T14598.3-93 8.0的规定。 2.4.通讯接口

装置对外提供的通信接口有:两个TCP/IP以太 口。一个GPS秒脉冲接入口,5V差分输入或空接 IEC60870-5-103规约。通讯速率可整定。 2.5.光纤接口

光纤接口位于装置CPU板插件的背面。光接口 一体光模块,接口特性如下: a)线路码速率:2MHz b)线路码型:CMI c)光接头:SC/PC d)选用光纤型号: 模式——单模 波长——1310nm

衰耗——不大于0.4dB/km e)发送功率:≥-9dBm f)接收灵敏度:≤-40dBm

g)饱和光功率:-3dBm深圳南京自动化研究所深圳南瑞科技有限公司 3.保护原理 3.1.启动元件

WXH-803 说明书中内容摘抄:

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2. 分相差流起动元件和零序差流起动元件 差动保护设有分相差流起动元件,起动门槛取差动定值,用作差动保护稳态量辅助起动元件。差动保护海设有零序差流起动元件,起动门槛设有零序差动定值,用于高阻接地时的稳态量辅助起动元件。 3. 4. 5. 零序电流辅助起动元件I04 静稳破坏检测元件 TV断线 距离、零序保护设有的起动元件 距离保护设有静稳破坏检测元件 在TV断线时,差动保护退出电容电流补偿,并自动按2IC抬高动作门槛;距离保护被闭锁;零序保护带方向段退出或选择无方向。装置继续监视TV电压,一旦电压恢复正常,各保护恢复正常。 6. TA断线检查 差动保护采用分相差流来识别TA断线。当一侧TA断线时,由于负荷电流的存在,会使相差流达到一个固定门槛,甚至会达到差动动作门槛。此时断线侧可能会突变量起动,但对侧不会突变量起动。而分相差流起动元件须经电压突变量或零序电压突变量开放,故对侧不会起动,此时将闭锁该相保护,在保护未起动或起动返回后经1S延时发TA断线信号,并指出是线路哪一侧哪一相TA断线。断线侧装置发告警II信号,呼唤值班员进行事故处理。当TA断线消失10S后,差动保护重新投入。 7. 比例制动特性动作方程如下: ??M?N |I比例差动分相电流差动元件 (故障分量差动、稳态量差动及零序差动保护),差动保护采用每周96点采样,由于高采样率,差动保护可以进行短窗相量算法实现快速动作,使典型动作时间小于15ms.故障分量差动保护灵敏度高,不受负荷电流的影响,具有很强的耐过渡电阻能力,对于大多数故障都能快速出口;稳态量差动及零序差动则作为故障分量差动保护的补充。 +I|> ICDSET ?N?M??M|I?+I?|> K*|I-IN| IM,IN 为两侧电流,K为制动系数,ICD 为动作门槛,对于各差动保护有其各自的取值。 1) 对于故障分量差动,K=0.75 . 式中Idz 为分相差动整定值,?Idz取Min(0.1In,0.5*Idz),In为额定电流。 2) 3) 对稳态差动,K=0.6. ICD= Idz 零序差动,k=0.75 . ICD= I0dz, I0dz为零序差动整定值 8. 反时限特性 差动保护采用短数据窗(5ms)以提高动作速度,故障暂态过程中必须要采用与算法对应的高动作门槛及制动系数以保证高可靠性。(见WXH-803 p12) 9. 弱馈线路方案及TA饱和自适应 共 21 页 第 19 页

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10.

3.2.差动元件 3.2.1.差流速断保护 3.2.2.相关电流差动保护 3.2.3.突变量电流比率差动 3.2.4.稳态量电流比率差动 3.2.5.零序电流比率差动 3.3.差动保护特性说明

3.3.1.电容电流和并联电抗器补偿 3.3.2.TA断线检查 3.3.3.TA饱和检测和闭锁 3.3.4.对侧TA变比调节系数KTA 3.3.5.差流越限告警功能 3.3.6.远跳和远传 3.3.7.差动保护动作逻辑 3.3.8.光通信部分 3.3.8.1.光通信模板 3.3.8.2.通信接口 3.3.8.3.采样同步 3.3.8.4.通信可靠性 3.4.突变量距离继电器 3.5.距离继电器 3.5.1.相间距离继电器 3.5.2.接地距离继电器 3.6.零序电流保护

3.6.1.分段式零序电流保护 3.6.2.零序过流反时限保护 3.7.选相元件

3.8.振荡闭锁3.9.TV断线检测和紧急状态保护 3.9.1.TV断线 3.9.2.紧急状态保护 3.9.3.抽取电压断线 3.10.合闸于故障保护 3.10.1.距离部分 3.10.2.过流部分 3.11.非全相运行

3.11.1.非全相运行状态的确定 3.11.2.非全相运行状态保护 3.12.重合闸 3.12.1.重合闸方式 3.12.2.重合闸充/放电 3.12.3.重合闸同期/无压检查 3.12.4.重合闸逻辑框图

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3.13.三相不一致保护 3.14.失灵启动功能 3.15.跳闸逻辑和重合闸闭锁

光纤接口(深圳南瑞753分相差动保护装置)

光纤接口位于装置CPU板插件的背面。光接口使用符合工业标准9针SIP接口的收发一体光模 块,接口特性如下: a)线路码速率:2MHz b)线路码型:CMI c)光接头:SC/PC d)选用光纤型号: 模式——单模 波长——1310nm

衰耗——不大于0.4dB/km e)发送功率:≥-9dBm f)接收灵敏度:≤-40dBm g)饱和光功率:-3dBm

1. 64kbit/s接口

1. 接口功能要求

对于发送和接收两个方向,都有三种信号通过接口:

? 64K64KBIT/S信息信号 ? 64KHZ 定时信号 ? 8KHZ 定时信号

现在的装置采用的都是同向接口,

需要确定的是:是否叠加时钟信息,如何叠加信息?

光纤差动接口部分的设计????

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