最新110KVRCS941超高压线路成套保护装置汇总Word格式.docx
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为浮动门坎,随着变化量的变化而自动调整,取1.25倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。
该元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
●零序过流元件起动
当外接和自产零序电流均大于整定值,且无交流电流断线时,零序起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
●负序过流元件起动
当负序电流大于整定值时,经40ms延时,负序起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
●低周元件起动
当低周保护投入,系统频率低于整定值,且无低电压闭锁和滑差闭锁时,低周起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
●重合闸起动
当满足重合闸条件则展宽10分钟,在此时间内,若有重合闸动作则开放出口继电器正电源500ms。
5.4.3.3保护起动元件
RCS-941A(B、D)保护起动元件包括电流变化量起动元件、零序过流起动元件和负序过流起动元件,上述起动元件与总起动元件相同,只是总起动元件由CPU计算,保护起动元件由DSP计算。
除此之外,RCS-941B保护起动元件与总起动元件相比,增加了一个电流变化量低定值起动元件,用以起动闭锁式方向保护的发信,其判据为:
电流变化量低定值起动元件动作仍进入正常运行程序,当电流变化量高定值起动元件或零序过流元件动作进入故障测量程序。
5.4.3.4距离方向继电器
RCS-941B型装置配有由距离方向和零序方向继电器,经通道交换信号构成全线路快速跳闸的方向保护,即装置的纵联保护。
将按超范围整定的距离继电器构成方向比较元件,其动作特性与距离保护基本一致,由低压距离继电器、接地距离继电器、相间距离继电器组成、反方向距离继电器,这些继电器的工作原理请参考第三章。
反方向距离继电器仅在控制字“弱电源侧”置“1”时才投入,它由三个接地距离继电器和三个相间距离继电器组成。
在弱电侧,当零序反方向元件不动作时,若反方向距离继电器动作,则判为反方向故障,若反方向距离继电器不动作,且任一相或相间电压小于30V,即判为正方向故障。
5.4.3.5零序方向继电器
请参见3.2.3。
5.4.3.6距离继电器
本装置设有三阶段式相间、接地距离继电器和两个作为远后备的四边形相间、接地距离继电器。
当正序极化电压较高时,由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性序电压下降至10%Un以下时,进入三相低压程序,由正序电压记忆量极化,Ⅰ、Ⅱ段距离继电器在动作前设置正的门坎,保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性;
继电器动作后则改为反门坎,保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。
Ⅲ段距离继电器始终采用反门坎,因而三相短路Ⅲ段稳态特性包含原点,不存在电压死区。
远后备的四边形相间、接地距离继电器,所使用的工作电压同距离继电器,只是特性不同。
四边形距离继电器的动作特性如图5.4.3.6中的ABCD,
为接地Ⅲ段圆阻抗定值,
为接地Ⅲ段四边形定值,四边形中BC段与
平行,且与Ⅲ段圆阻抗相切;
AD段延长线过原点偏移jX轴15°
;
AB段与CD段分别在
/2和
处垂直于
。
整定四边形定值时只需整定
即可。
图5.4.3.6四边形距离继电器的动作特性
5.4.3.7振荡闭锁
装置的振荡闭锁参考3.3.4,因为110KV电网没有非全相工况,只取前三个部分,任意一个元件动作开放保护。
5.4.3.8不对称相继速动保护
不对称故障时,利用近故障侧切除后负荷电流的消失,可以实现不对称故障时相继跳闸。
如图5.4.3.8所示,当线路末端不对称故障时,N侧Ⅰ段动作快速切除故障,由于三相跳闸,非故障相电流同时被切除,M侧保护测量到任一相负荷电流突然消失,而Ⅱ段距离元件连续动作不返回时,将M侧开关不经Ⅱ段延时即跳闸,将故障切除。
图5.4.3.8不对称故障相继速动保护动作示意图
5.4.3.9双回线相继速动保护
RCS-941B由于有纵联保护,所以没有该功能,仅RCS-941A(D)具有此功能。
双回线相继速动保护原理见图5.4.3.9,两条线路中的Ⅲ段距离元件动作或其它保护跳闸时,输出FXJ信号分别闭锁另一回线Ⅱ段距离相继速跳元件。
图5.4.3.9双回线相继速动保护动作示意图
距离Ⅱ段继电器相继速动的条件是:
Ⅰ)距离Ⅱ段继电器动作;
Ⅱ)收到邻线来的FXJ信号,其后FXJ信号消失;
Ⅲ)距离Ⅱ段继电器经小延时不返回。
例如本保护装置安装于1、3处,对M侧保护,L1末端故障,短路初期,保护1,3的Ⅲ段距离元件均动作,分别闭锁另一回线Ⅱ段距离相继速动保护,其后,保护2由Ⅰ段跳开,保护3距离继电器返回,FXJ信号返回,保护1收不到FXJ信号,同时Ⅱ段距离继电器等待一个短延时不返回,则立即跳闸。
5.4.3.10低周保护
当三相均有流,系统频率低于整定值,且无低电压闭锁和滑差闭锁时,经整定延时,低周保护动作。
5.4.3.11重合闸
本装置重合闸为三相一次重合闸方式,可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。
重合闸可采用检线路无压母线有压重合闸(“检线无压母有压”)、检母线无压线路有压重合闸(“检母无压线有压”)、检线路无压母线无压重合闸(“检线无压母无压”)或检同期重合闸,也可采用不检重合闸方式。
检线路无压母线有压时,检查线路电压小于30V同时三相母线电压均大于40V;
检母线无压线路有压时,检查三相母线电压均小于30V同时线路电压大于40V;
检线路无压母线无压时,检查线路电压和三相母线电压均小于30V;
上述三者可单独使用,也可组合使用。
检同期时,检查线路电压和三相母线电压都大于40V,且线路和母线电压间相位差在整定范围内。
5.4.3.12正常运行程序
●检查开关位置状态
三相无电流,同时TWJ动作,则认为线路不在运行,开放准备手合于故障400ms;
线路有电流但TWJ动作,经10秒延时报TWJ异常。
●控制回路断线
TWJ和HWJ均不动作,经500ms延时报控制回路断线。
控制回路断线则重合闸放电。
●交流电流断线(始终计算)
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TA断线异常信号;
有自产零序电流而无零序电压,则延时10秒发TA断线异常信号。
●交流电压断线
三相电压向量和大于8伏,保护不起动,延时1.25秒发TV断线异常信号;
正序电压小于33V时,当任一相有流元件动作或TWJ不动作时,延时1.25秒发TV断线异常信号。
TV断线信号动作的同时,退出纵联距离、纵联零序和距离保护,自动投入两段TV断线相过流保护,零序过流元件退出方向判别,零序过流Ⅰ段可经控制字选择是否退出。
TV断线时可经控制字选择是否闭锁重合闸。
TV断线相过流保护受距离压板的控制。
三相电压正常后,经10秒延时TV断线信号复归。
●线路电压断线
当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期或检无压方式,则要用到线路电压,TWJ不动作或线路有流时检查输入的线路电压小于40V,经10秒延时报线路TV异常。
线路电压正常后,经10秒延时线路TV断线信号复归。
如重合闸不投、或不检同期或无压时,线路电压可以不接入本装置,装置也不进行线路电压断线判别。
●角差整定异常告警
当重合闸投入且装置整定为重合闸检同期方式时,若装置实时监测的线路电压与母线A相电压的角度与整定值的差大于100,TWJ不动作或线路有流,且线路电压和母线电压均大于40V,则经500ms延时报角差整定异常。
角差恢复正常后,经500ms延时角差整定异常信号复归。
●电压、电流回路零点漂移调整
随着温度变化和环境条件的改变,电压、电流的零点可能会发生漂移,装置将自动跟踪零点的漂移。
5.4.4各保护方框图
5.4.4.1纵联保护方框图(RCS-941B)
纵联保护由整定控制字选择是采用超范围允许式还是闭锁式,两者的逻辑有所不同,都分为起动元件动作保护进入故障测量程序和起动元件不动作保护在正常运行程序两种情况。
这些框图与RCS-902基本相同,仅起动元件动作保护进入故障测量程序后稍有不同。
区别在于:
(1)因110KV线路没有非全相运行工况,因而需将“任一相跳闸”改为“跳闸”;
(2)该“跳闸”信号返回后,延时150ms仃信。
5.4.4.2距离保护方框图
图5.4.4.2距离保护方框图
1.保护起动时,如果按躲过最大负荷电流整定的振荡闭锁过流元件尚未动作或动作不到10ms,则开放振荡闭锁160ms,另外不对称故障开放元件、对称故障开放元件任一元件开放则开放振荡闭锁;
用户可选择“投振荡闭锁”去闭锁Ⅰ、Ⅱ段距离保护,否则距离保护Ⅰ、Ⅱ段不经振荡闭锁而直接开放;
2.合闸于故障线路时加速跳闸可由二种方式:
一是受振闭控制的Ⅱ段距离继电器在合闸过程中加速跳闸,二是在合闸时,还可选择“投重合加速Ⅱ段距离”、“投重合加速Ⅲ段距离”、由不经振荡闭锁的Ⅱ段或Ⅲ段距离继电器加速跳闸。
手合时总是加速Ⅲ段距离。
5.4.4.3过流保护方框图
图5.4.4.3过流保护方框图
1.本装置设置了四个带延时段的零序方向过流保护,各段零序可由用户选择经或不经方向元件控制。
在TV断线时,零序Ⅰ段可由用户选择是否退出;
四段零序过流保护均不经方向元件控制。
2.所有零序电流保护都受起动过流元件控制,因此各零序电流保护定值应大于零序起动电流定值。
纵联零序反方向的电流定值固定取零序起动过流定值,而纵联零序正方向的电流定值取零序方向比较过流定值。
3.当最小相电压小于0.8Un时,零序加速延时为100ms,当最小相电压大于0.8Un时,加速时间延时为200ms,其过流定值用零序过流加速段定值。
4.TV断线时,本装置自动投入两段相过流元件,两个元件延时段可分别整定。
5.4.4.4不对称相继速动保护方框图
图5.4.4.4不对称故障相继速动保护方框图
不对称故障时,保护测量到任一相负荷电流突然消失,Ⅱ段距离元件经延时将故障切除。
5.4.4.5双回线相继速动保护方框图
图5.4.4.5双回线相继速动保护方框图
1.Ⅲ段距离元件动作或其它保护跳闸时,输出FXJ信号去闭锁另一回线Ⅱ段距离相继速跳元件。
2.距离Ⅱ段继电器动作,且收到邻线来的FXJ信号,其后FXJ信号消失,Ⅱ段距离继电器经延时跳闸。
5.4.4.6低周保护方框图
图5.4.4.6低周保护方框图
当三相均有流,系统频率低于整定值,且无低电压闭锁和滑差闭锁时,经整定延时,低周保护动作,低电压以相间电压为判据。
5.4.4.7跳闸逻辑方框图
图5.4.4.7跳闸逻辑方框图
1.图中虚线框部分,当用于RCS-941A(D)时为双回线相继速动,当用于RCS-941B时为纵联距离和纵联零序。
2.采用三相跳闸方式,任何故障跳三相。
3.严重故障如手合或合闸于故障线路跳闸时闭锁重合闸,低周保护动作.闭锁重合闸。
4.TV断线时跳闸可由用户经控制字“TV断线闭锁重合闸”选择是否闭锁重合闸;
两相及以上故障跳闸时可由用户经控制字“多相故障闭重”选择是否闭锁重合闸;
零序Ⅲ段、Ⅳ段跳闸、距离Ⅲ段跳闸可由用户经控制字“Ⅲ段及以上闭锁重合闸”选择是否闭锁重合闸。
5.4.4.8重合闸逻辑方框图
图5.4.4.8重合闸逻辑方框图
1.本装置重合闸为三相一次重合闸方式。
2.三相电流全部消失时跳闸固定动作。
3.重合闸退出指定值中重合闸投入控制字置“0”。
4.重合闸充电在正常运行时进行,重合闸投入、无TWJ、无TV断线或虽有TV断线但控制字“TV断线闭锁重合闸”置“0”,经10秒后充电完成。
5.重合闸由独立的重合闸起动元件来起动。
当保护跳闸后或开关偷跳均可起动重合闸。
6.重合方式可选用检线路无压母线有压重合闸、检母线无压线路有压重合闸、检线路无压母线无压重合闸、检同期重合闸,也可选用不检而直接重合闸方式。
检线路无压母线有压时,检查线路电压小于30V且无线路电压断线,同时三相母线电压均大于40V时,检线路无压母线有压条件满足,而不管线路电压用的是相电压还是相间电压;
检母线无压线路有压时,检查三相母线电压均小于30V且无母线TV断线,同时线路电压大于40V时,检母线无压线路有压条件满足;
检线路无压母线无压时,检查三相母线电压均小于30V且无母线TV断线,同时线路电压小于30V且无线路电压断线时,检线路无压母线无压条件满足;
检同期时,检查线路电压和三相母线电压均大于40V且线路电压和母线电压间的相位在整定范围内时,检同期条件满足。
正常运行时测量
与
之间的相位差,与定值中的固定角度差定值比较,若两者的角度差大于
,则经500ms报“角差整定异常”告警。
7.重合闸条件满足后,经整定的重合闸延时,发重合闸脉冲150ms。
5.4.5操作回路插件(SWI)
SWI插件原理及输出接点如下图所示:
图5.4.5SWI插件原理及接点输出图
保护开入部分直接由操作回路引入跳闸位置、合后位置KK、合闸压力HYJ合跳闸压力TYJ的弱电信号,其+5V电源即为保护的电源。
图中KKJ为磁保持继电器,合闸时该继电器动作并磁保持,仅手跳该继电器才复归,保护动作或开关偷跳该继电器不复归,因此其输出接点为合后KK位置接点。
用本装置的操作回路,就不需要从KK把手取合后KK位置。
也适应了无控制屏的无人值守变电站的要求。
断路器操作回路中跳合闸直流电流保持回路,可根据现场断路器跳合闸电流大小选择相应的并联电阻(R1’,R2’)。
5.4.6电压切换回路(YQ)
图5.4.6电压切换插件原理及接点输出图
所有YQJ为磁保持继电器,如现场不需磁保持,订货时请注明。
5.5RCS-951A(B)型高压输电线路成套保护装置
5.5.1应用范围
RCS-951A(B)为由微机实现的数字式输电线路成套快速保护装置,主要用于中性点不接地或小接地系统中输电线路的主保护及后备保护。
5.5.2保护配置
RCS-951A(B)包括完整的三段相间距离保护、四段可选相间低电压和/或方向闭锁的过流保护、低周保护;
此外,RCS-951B还包括以纵联相间距离为主体的快速主保护。
5.5.3软件工作原理
5.5.3.1保护程序结构
保护程序结构框图同RCS-901。
5.5.3.2装置总起动元件
保护装置的总起动元件与RCS-941基本相同,不同之处在于RCS-941有一个零序过流起动元件,而RCS-951中却没有设,取而代之的是相过电流起动元件,当相电流大于Ⅳ段过流整定值,则经40ms延时,过流起动元件动作并展宽7秒,去开放出口继电器正电源。
5.5.3.3保护起动元件
RCS-951A(B)保护起动元件包括电流变化量起动元件、过流起动元件和负序过流起动元件,上述起动元件与总起动元件相同,只是总起动元件由CPU计算,保护起动元件由DSP计算。
除此之外,RCS-951B保护起动元件与总起动元件相比,增加了一个电流变化量低定值起动元件,用以起动闭锁式方向保护的发信,其判据为:
电流变化量低定值起动元件动作仍进入正常运行程序,当电流变化量高定值起动元件或Ⅳ段过流起动元件、负序过流起动元件动作进入故障测量程序。
5.5.3.4距离方向继电器
RCS-951B型装置配有由距离方向继电器,经通道交换信号构成全线路快速跳闸的方向保护,即装置的纵联保护。
将按超范围整定的距离继电器构成方向比较元件,其动作特性与距离保护基本一致,由低压距离继电器、相间距离继电器组成,这在第三章中已做了介绍。
除此之外还设置了反方向距离继电器该继电器仅在控制字“弱电源侧”置“1”时才投入,它由三个相间距离继电器组成。
在弱电侧,当距离方向不动作时,若反方向距离继电器动作,则判为反方向故障,若反方向距离继电器不动作,且任一相间电压小于30V,即判为正方向故障。
5.5.3.5过流方向继电器
方向继电器由正序电压极化,方向元件和电流元件按相起动。
为消除近处三相短路时方向元件的死区,当正序电压下降至10%Un以下时,进入三相低压方向程序,由正序电压记忆量极化。
低压方向继电器在动作前设置正的门坎,保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性;
继电器动作后则改为反门坎,保证正方向出口三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。
工作电压:
极化电压:
为模拟阻抗,阻抗角为78°
比相方程为:
其动作特性如图3.5.1所示。
图5.5.3.5过流方向继电器特性
5.5.3.6距离继电器
本装置设有三阶段式相间距离继电器,距离Ⅲ段和一个作为远后备的四边形相间距离继电器。
继电器由正序电压极化,因而有较大的测量故障过渡电阻的能力;
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Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向第Ⅰ象限偏移。
正序极化电压较高时,由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性;
当正序电压下降至10%Un以下时,进入三相低压程序,由正序电压记忆量极化,Ⅰ、Ⅱ段距离继电器在动作前设置正的门坎,保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性;
5.5.3.7振荡闭锁
同RCS-941。
5.5.3.8不对称相继速动保护
5.5.3.9双回线相继速动保护
RCS-951B由于有纵联保护,所以没有该功能,仅RCS-951A具有此功能。
双回线相继速动保护原理见图5.5.3.9,两条线路中的Ⅲ段距离元件动作或其它保护跳闸时,输出FXJ信号分别闭锁另一回线Ⅱ段相继速跳元件。
图5.5.3.9双回线相继速动保护动作示意图
距离Ⅱ段继电器相继速动的条件是:
若M侧无电源,即为负荷端,则上述相继速跳条件不能满足。
对于这种情况,本保护中设置了“负荷侧”控制字,当保护在负荷侧时置“1”,其动作条件是:
Ⅰ)“负荷侧”控制字置“1”;
Ⅱ)距离Ⅱ段继电器动作;
Ⅲ)收不到邻线来的FXJ信号;
Ⅳ)在起动后50~250ms内的最大相电流大于起动25ms时的最大相电流的4倍;
Ⅴ)相邻线有电流。
例如设图5.5.3.9中M侧为负荷端,L1末端故障,短路初期,保护1,3感受到的短路电流很小,保护3为反方向不动作;
当保护2由Ⅰ段跳开,保护3仍为反方向不动作,但短路电流全部从保护1,3流过,保护1距离元件Ⅱ段动作,其短路电流远远大于短路初的值。
此时保护1经短延时跳闸。
5.5.3.10低周保护
5.5.3.11重合闸
重合闸可采用检相邻线有流重合闸、检线路无压母线有压重合闸(“检线无压母有压”)、检母线无压线路有压重合闸(“检母无压线有压”)、检线路无压母线无压重合闸(“检线无压母无压”)或检同期重合闸,也可采用不检重合闸方式。
5.5.3.12正常运行程序
基本同RCS-941,所不同的有:
负序电流起动元件动作并且负序电压小于3V,则延时10秒发TA断线异常信号。
电流正常后,经10秒延时TA断线信号复归。
当负序电压3U2大于12V,且保护不起动,延时1.25秒发TV断线异常信号;
当正序电压小于33V,且任一相有流元件动作或TWJ不动作时,延时1.25秒发TV断线异常信号。
TV断线信号动作的同时,退出纵联距离和距离保护,保留过流保护。
过流元件退出方向判别和低压闭锁功能,过流Ⅰ段可经控制字选择是否退出。
5.5.4各保护方框图
5.5.4.1纵联保护方框图(RCS-951B)
●闭锁式纵联保护逻辑
一般与专用收发信机配合构成闭锁式纵联保护,位置停信、其它保护动作停信、通道交换逻辑等都由保护装置实现,这些信号都应接入保护装置而不接至收发信机,即发信或停信只由保护发信接点控制,发信接点动作即发信,不动作则为停信。
●故障测量程序中闭锁式纵联距离保护逻辑
图5.5.4.1a闭锁式纵联保护起动后方框图
1.起动元件动作即进入故障程序,收发信机即被起动发闭锁信号;
2.起动元件动作后,收信8ms后才允许纵联距离投入工作,纵联距离元件动作时,停止发信;
3.当本装置其它保护(如过流延时段、距离保护)动作,或外部保护(如母线差动保护)动作跳闸时,立即停止发信,并在跳闸信
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