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1、CSC103B系列光纤差动保护装置介绍,一）产品简介 二）硬件特点 三）保护功能 四）调试 五）运行维护,主要内容,CSC-103系列保护,适用于220kV及以上电压等级的高压输电线路,其主要功能包括纵联差动保护、纵联距离、三段式距离保护、二段式零序电流保护、两段相过流保护、PT断线后过流保护、自动重合闸及三相不一致保护等。,产品简介,CSC103系列装置型号及功能配置,产品简介,CSC103系列装置的保护版本变更表,产品简介,CSC-103BN、CSC-10BDN和CSC-103BSN,CSC-103BFN和CSC-103BFN（快速复归）,CSC103系列装置插件布置图,注意：CPU1和C
2、PU2硬件板号不同，CPU1板可以完全兼容CPU2板，即CPU1板插件可以替代用于CPU2板插件,反之是不行的。,设备需更换软件或在运行中出现不能处理的问题须更换CPU插件后应： a) 首先检查CPU板地址跳线正确、通信跳线正确，输入并固化定值；CPU1设置为0000、CPU2设置为0001 通道I 通道II出厂时默认为011 b) 检查CPU软件版本号及CRC检验码； c) 设置录波打印的模拟量和开关量； d) 若出现“软压板错”或“压板不一致”，对于更换软压板的应将每个软压板操作一遍；若出现“定值区出错”或“定值错”，须重新固化定值、切换定值区； e) 核对一遍零漂和刻度、做一遍开入开出；
3、 f) 按现场运行规程由运行人员做投运行前的其他相应试验。,产品硬件特点,CSC系列产品的装置通过了EMC试验。 全部满足电力系统典型应用的试验等级要求。其中，有 9 项通过了最严酷等级的试验，比电力系统典型应用高 1 个试验等级。 满足1000kV保护的要求。,抗干扰性能优良,产品硬件特点,CSC产品特点,大容量的故障录波，可以保存不少于24次。可根据需求调取波形和数据。 完整的事件记录，可保存动作报告、告警报告、启动报告和操作记录均不少于2000条。 停电不丢失。,硬件模块化、智能化设计，实现“积木式”结构。,产品硬件特点,产品硬件特点,召唤配置无应答、开入板、开出板、CPU 板通讯中断，
4、同时报或者只报其中几个。,开入可靠性、自检 （已申请专利）,产品硬件特点,开入插件“x” 开入 “x” 开入击穿。 开入插件“x” 开入 “x” 开入输入不正常。,产品硬件特点,3、全面、实时 的自检 （已申请专利）,开出插件“x” 开出 “x” 开出检测不响应。 开出插件“x” 开出 “x” 开出击穿 。,产品硬件特点,双CPU和双A/D冗余设计，可靠防止硬件任一元器件损坏导致保护误动。 在保护模拟量里面有Ia和IaR、Ib和IbR、Ic和IcR等模拟量，它们的区别是同一个模拟量有两路A/D采集，通过采集回路的相互比较，确保可靠性。其中，Ia、Ib、Ic为主要的测量模拟量；IaR、IbR、I
5、cR等后缀带大写字母“R”的模拟量起备用和自检作用。,程序结构简介,保护程序主要包括三部分：主循环、采样中断程序、故障处理。 1）正常运行时(即保护没有启动的状态下)，程序运行在主循环中，主要完成程序自检、硬件自检、投切压板、面板操作相应、上送报告等。 2）在主循环过程中，每隔2.5/3ms(即每周波24点采样)保护执行一次采样中断程序，对所有模拟量通道进行一次采样。采样中断中进行电流突变量启动判别，如果启动满足，则程序跳转到故障处理程序；如果没有启动则回到主循环。 3）故障处理程序中主要判别故障量是否满足定值条件，如果满足出口条件，则CPU驱动保护的跳闸继电器TJ动作；如果不满足则启动延时5
6、s返回主循环。,保护功能：保护启动元件,作用：启动保护、开放出口继电器正电源，防止硬件原因误出口。 启动后现象：运行灯闪烁、启动继电器动作。 1）电流突变量启动元件： 动作判据：iIQD 或 3i0IQD 其中：i=| |-| |，指AB、BC、CA三种相别。 、 、 分别为当前时刻、1周前、2周前时刻的采样值。 T 为采样周期。CSC系列的保护为每周波24点采样。 3i0 为零序电流突变量。 IQD 为突变量电流启动定值。 当任意的相间电流突变量或零序电流突变量连续4次超过启动门槛值时，保护启动。,保护功能：保护启动元件,2）零序电流辅助启动元件： 为防止经大过渡电阻接地短路时，故障电流小，
7、而突变量启动元件灵敏度不够。带30ms延时。 判据为：3I0I04 其中：3I0 为三倍的零序电流；I04 零序启动电流定值。 。,保护功能：保护启动元件,3）过流辅助启动元件： 为了防止突变量启动元件灵敏度不够而设置的辅助启动元件。判据： 突变量启动元件未动作，任一相电流0.9*min(过流、段定值)，并持续30ms后该元件动作。 如果充电过流两段均投入，相电流大于该两段最小电流定值的0.9倍时保护启动；如果只投入充电过流段，相电流大于该段电流定值的0.9倍时保护启动；如果只投入充电过流段，相电流大于该段电流定值的0.9倍时保护启动。,保护功能：保护启动元件,4）静稳失稳启动元件： 动作判据
8、： ia、ib、ic均大于振荡闭锁过流定值，且电流突变量未启动； 或ZAB、ZBC、ZCA均进入阻抗III段定值范围内，且电流突变量未启动。 以上任意条件持续满足30ms后，程序进入振荡闭锁模块。 此时保护会报告“阻抗元件启动”、或“静稳失稳启动”及“保护启动”。 5）低电压启动元件： 对于纵联差动保护，当被保护线路的一侧为弱电源或无电源时，其它启动元件不动，为此，装置设有弱馈启动，即由低电压差流作为启动元件。 对于纵联距离保护，当弱电源保护的功能投入时，如果在电流突变量元件不启动的情况下，保护满足低电压和收信的条件，弱电源侧保护也能启动。 6）三相不一致启动,保护功能：启动元件与保护功能对照
9、表,保护启动元件用于监视电力系统是否发生故障，在确认为故障的情况下，开放保护跳闸出口继电器的电源，并启动保护故障处理程序。 任何一个启动元件动作后开放保护功能，并自保持到装置的整组复归。 注意：PT断线后过流保护，是先判出PT断线，再有保护启动后开放保护功能。,保护功能：距离元件,1）距离元件的动作特性：采用多边形特性和小矩形特性。如图所示：,a）第一象限的60的设计：提高躲负荷阻抗的能力。 b）第一象限的7的设计：在双侧电源的线路上，由于助增电流的影响，当线路末端经过渡电阻短路时，易落于水平线内，可能会引起保护超范围动作，为此向下倾斜7 c）第二象限的15的设计：能保证发生金属性短路时可靠动
10、作。 d）第四象限的15的设计：能保证本线路出口短路经过渡电阻时可靠动作。,保护功能：距离元件,小矩形动作区的X、R取值见下表：,保护功能：距离元件,小矩形的功能： a)在手合到故障时，能保证可靠切除故障。因为在手合时PT电压可能没有，所以不能用记忆电压判方向，此时如果落在了不带方向的小矩形范围内则保护加速出口。 b)对于距离III段的小矩形，三相故障，由于考虑到III段是远后备保护，只要进入III段小矩形范围之内，保护就按III段延时出口。,保护功能：距离元件,2）距离保护的方向元件 为解决距离保护出口故障电压死区问题，设置了专门的方向元件。对于三相故障采用记忆电压与故障后电流比相来判方向（
11、如下图）；对于不对称故障采用负序方向元件判方向。,保护功能：距离元件,3)距离保护试验注意事项： a)相间或接地距离的I、II、III段电阻值共用，电抗值分开。但如果电阻定值整定过大，则I段动作时会适当缩小取值范围（详见说明书）。,b)做四边形保护试验时，可只验证电抗和电阻的边界定值，四边形边界由软件保证，即可以只验证纯电抗定值或纯电阻定值的精度。 电抗分量XDZ和阻抗定值ZZD的差异： XDZ(Sindtg7Cosd)|ZZD| c)做电阻定值精度试验时，建议测试仪选择“系统阻抗ZS恒定”，并且ZS的阻抗角设定为大于0、小于162之间，不要选择“电流恒定”。因为距离保护要求负序满足正方向的条
12、件，选择“电流恒定”时测试仪输出的故障量不能满足此条件。,保护功能：距离元件,d)接地距离零序补偿系数问题(只讨论阻抗角为90和0 的情况)： 接地距离的计算公式为： XDU/(I+KX*3I0) (= 90) RDU/(I+KR*3I0) (= 0) 推导公式为： KX=(X0-X1)/3X1、KR=(R0-R1)/3R1、Z0=(R0+jX0)、Z1=(R1+jX1) 零序补偿系数的计算公式为：KL=(Z0-Z1)/3Z1。 为线路正序阻抗角。 则： 1）90时：电阻分量为0，即Z0=jX0、 Z1=jX1，则KL实部=KX，虚部为0。此时测试仪中的KLKX+j0。 有的测试仪显示为实部(
13、Re)和虚部(Im)的形式，实部=KX、虚部=0。 2）0时：电抗分量为0，即Z0=R0、Z1=R1，则KL实部=KR，虚部为0。此时测试仪中的KLKR+j0。 或实部(Re)=KR、虚部(Im)=0。,保护功能：距离元件,保护功能：方向元件,1）零序方向元件 零序正方向元件的动作区：18arg（ / ）180 零序反方向元件的动作区：162arg（ / ）0,最大灵敏角：99 ，此方向元件用于接地故障时零序保护判别方向。,正方向元件的动作判据：在正向区内且3I0 3I0dz 反方向元件的动作判据：在反向区内且3I0 0.6253I0dz 其中3I0dz为纵联零流定值、零流I、II、III、I
14、V段定值中最小值。 3U0要大于1V固定门槛。 鉴于零序方向保护经常因3Uo接反而误动，装置取消了外接3Uo接线回路，因此判方向的3Uo取自产3Uo，即三个相电压的相量和。装置的外接3Uo已取消，无论判方向还是幅值都用自产3Uo,保护功能：方向元件,2）负序方向元件 负序正方向元件的动作区：18arg（ / ）180 负序反方向元件的动作区：162arg（ / ）0,最大灵敏角：99 用于不对称故障开放距离保护包括高频距离的方向判别。,保护功能：方向元件,保护功能：振荡闭锁开放元件,1）进入振荡闭锁程序的条件：在电流突变量启动后的150ms之内，系统不会出现振荡，此时所有距离元件全部投入，不经
15、闭锁；150ms之后或经静稳失稳启动后，为防止振荡发生使距离保护误动，此时距离元件需经开放元件开放。 2）不对称故障的开放元件： 利用振荡时和故障时零序和负序电流不同的特征来区分。开放判据： |I0| m1|I 1|或|I 2| m2|I 1| 振荡时I0、I2接近于零，上式不满足；振荡并区内故障时， I0、I2将有较大数值，上式能满足，即能开放距离元件。 3）三相故障的开放元件： 经实践及计算分析发现，短路时的电阻变化率远小于振荡时的电阻变化率，利用这一特点可区分是振荡还是三相短路。,1）通道连接方式,专用通道：,正常运行：流入线路与流出线路电流大小相等、方向相反； 故障时：其中一侧的电流反
16、向（或负荷端时变为0A），电流都变为了：母线流向线路，判为区内故障。,保护功能：光纤差动保护通道连接及设置,通道设置： 装置为双通道，通道一、通道二的时钟方式和通信速率为：通信速率固定为“2Mbps”； 时钟方式固定为“内时钟（即主时钟）”。,保护功能：光纤差动保护通道连接及设置,2)复用光纤通道：由光电转换装置、复用数字设备等构成,保护功能：光纤差动保护通道连接及设置,a)复用2M(E1)的通道设置： 两侧的保护都选择2M的通信速率。 保护时钟设置，如下表：,注意：有些SDH设备具有2M支路信号输出再定时的功能，必须关闭，否则会造成丢帧或误码，致使通道告警。,保护功能：光纤差动保护通道连接及设置,3)电流差动保护的两侧电流采样同步： 光纤电流纵差保护要求两侧的保护对同一电流同时进行采样。由于两侧保护的电流采样分别由两侧保护的晶振控制，虽然两侧的采样频率相同(即时
