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1、RCS-901、931 线路保护介绍中国南京南瑞继保内容介绍装置硬件介绍保护配置工频变化量阻抗继电器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TV断线原理振荡闭锁原理纵联方向、纵联距离保护基本原理单侧电源线路上发生短路防止纵联方向、纵联距 离保护拒动的措施工频变化量方向继电器输电线路电流纵差保护保护配置型 号主 要 功 能纵 联 保 护后 备 保 护重合闸RCS-901工频变化量方 向和零序方向工 频 变 化 量 距 离三段式相间和接 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）单重 三重 综重RCS-931光纤分相电流 差动硬件部
2、分硬件部分硬件工作原理工频变化量继电器的理论基础重叠原理的应用工频变化量继电器的基本关系式正向短路基本关系式工频变化量继电器的基本关系式反向短路基本关系式工频变化量阻抗继电器的构成用于构成快速的距离段 其动作方程为：l 为保护范围末端电压, 上式代表 保护范围末端电压变化量大于 时继电器动作, 否则不动作。l对相间阻抗继电器l对接地阻抗继电器l 为动作门槛，取故障前工作电压的记忆量。工频变化量阻抗继电器工作原理 正向短路 正向区内短路 正向区外短路工频变化量阻抗继电器工作原理 反向短路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: 用 代替 故动作方程为:正向短路动作特性 当
3、落在圆内继电器动作保护过渡电阻的能力很强，该 能力有很强的自适应能力。由于 与 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。 保护背后运行方式越大 ，本线 路越长，动作速度越快。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。 反向短路动作特性反向短路时 落在 第象限，进入不了圆 内。因而继电器不会误 动。而有良好的方向性 。工频变化量方向继电器(RCS-901)工频变化量方向继电器测量电压、电流故 障分量的相位。 正方向元件的测量相角为： 反方向元件的测量相角为： 动作方程为： 正方向故障时： 反方向故障时：工
4、频变化量方向继电器工频变化量方向继电器在正方向方向元件中引入补偿阻抗 ，其值 为：引入补偿阻抗 是为了在保护背后运行方式 很大时，在正方向长线路末端短路，正方向方 向元件能可靠动作。工频变化量方向继电器特点在RCS-901中构成纵联方向保护。测量的角度与故障类型无关，与运行方式无关， 只与故障方向有关。即使非全相运行，该性能也不变。在负荷端方向继电器动作行为也正确。测量的角度只与短路方向相反一侧的电源等值阻 抗的阻抗角有关。因而与过渡电阻大小无关。与 负荷电流大小无关。不反映系统振荡，灵敏度高。因而用它构成的纵联 保护可始终投入，而不是仅投入20-30ms正、反方向元件相配合，提高安全性适用于
5、串补线路动作速度510ms三段式距离保护阻抗继电器由正序电压极化，因而对不 对称短路有较大的保护过渡电阻的能力 ； 接地阻抗继电器 相间阻抗继电器 低压距离当正序电压下降至10% 以下时，进入 三相低压程序，由正序电压的记忆量极 化三段式阻抗继电器的构成用正序电压作极化量工作电压：极化电压：动作方程：相间阻抗继电器：接地阻抗继电器：在低压距离中用接地阻抗继电器，极化电压 用正序电压记忆量：三段式阻抗继电器动作特性正向不对称故障动作特性 正向对称故障暂态动作特性三段式阻抗继电器动作特性对称故障稳态动作特性三段式阻抗继电器动作特性反向不对称故障动作特性 反向对称故障暂态动作特性三段式阻抗继电器 当
6、用于短线路时,为了进 一步扩大保护过渡电阻 的能力,还可将、段 阻抗特性向+R方向偏移; 为防止阻抗继电器在区 外短路时超越,再加一个 电抗继电器。两个继电 器构成逻辑与的关 系。与接地阻抗继电器 配合的叫零序电抗继电 器,与相间阻抗继电器配 合的叫相间电抗继电器 。 TV断线对距离保护的影响 由于电流起动元件未起动，保护不会误 动。 将TV断线检测出来后发TV断线信号闭锁距离保护以避免在TV断线期间发生区外故障时保护误动。 RCS-900保护TV断线闭锁原理 ，且起动元件不动作，延时 1.25秒发断线信号。 ， ，且起动元件不动作，使用线路TV，TWJ不动或任一相电流满足 时，延时1.25秒
7、发断线信号。 ， ，且起动元件不动作，使用母线TV,延时1.25秒发断线信号。系统振荡对阻抗继电器工作的影响 当振荡中心C位于动作特 性内时，振荡时测量阻抗 端点的变化轨迹 线必 穿过动作特性。当 时阻抗继电器将误动。 为了在系统振荡时距离保 护不误动，需加振荡闭锁 。 对振荡闭锁的要求 在系统振荡（含全相振荡和非全相振荡 ）时，将距离保护闭锁。 在下述短路情况下应开放距离保护：正常运行下的第一次短路。区外短路后紧接着发生区内短路。振荡中发生短路。非全相运行中运行相发生短路。 所以振荡闭锁应区分短路和振荡。对振荡闭锁的总的考虑 振荡闭锁只闭锁距离保护、段，距离 段相对独立。如果阻抗继电器、段在
8、振 荡时不会误动应尽量不经振荡闭锁控制。 对上述的短路实行短时（160ms）开放保 护的原则，以防止区外短路引起振荡时距离 保护误动。 对上述的短路应重新开放保护。 当短路已消失，振荡已仃息后振荡闭锁应复 归。起动元件连续7秒不动作整组保护复归。振荡闭锁由四部份组成: 起动元件开放瞬间，若按躲过最大负荷整 定的正序过流元件不动作或动作时间尚不 到10ms，则将振荡闭锁开放160ms。 区内不对称故障开放振荡闭锁。判据： 区内对称故障开放振荡闭锁。下式 在一 段时间内一直在某一定范围内开放保护。振荡闭锁 非全相故障开放振荡闭锁 非全相振荡时，距离继电器可能动作， 但选相区为跳开相区。非全相再单相
9、故障 时，距离继电器动作的同时选相区进入故 障相区。因此，可以以选相区不在跳开相 区作为开放条件。另外，非全相运行时， 测量二个运行相相电流之差的工频变化量 ，当该电流突然增大达一定幅值时，说明 运行相上又发生短路。立即开放非全相运 行振荡闭锁。因而非全相运行发生故障时 能快速开放。振荡闭锁特点 系统发生振荡时闭锁距离保护 正常运行时发生短路开放距离保护 区外短路并引起系统振荡时闭锁距离保 护 区外短路后紧接着发生区内短路开放距 离保护 振荡中发生区外短路距离保护不会误动 ，振荡中发生区内短路距离保护可动作 跳闸 非全相振荡时闭锁距离保护，非全相运 行又发生短路时开放距离保护纵联方向保护基本原
10、理高频通道两种连接方式光纤通道六种连接方式光纤通道的六种连接方式几个原则1、先收讯后停讯的原则 区外故障，为防止起动元件(发讯)与正方向元件动作时间的不 配合而误动作，特别是远端保护，需要近端的发讯信号闭锁 ，总结了多年运行经验，规定必须先收到信号10ms才允许正 方向停讯 2、远方起动 在区外故障，由于某种原因，靠近故障侧的起动元件万一不 能动作(如元器件损坏)，为了防止正方向误动作，发信机除了 由起动元件启动外，还可由收信机的输出来启动。这样在外 部故障时即使只有一侧的起动元件启动，另一侧接收到远方 传来的信号后也可将发信机启动起来，故称为远方启动。发 信机由收信机启动形成闭环。带来的问题
11、是在单侧电源线路 发生内部故障时若受电侧被远方启动可能不能停信，保护会 拒动。 功率倒方向 解决的办法是启动元件动作或收信机收信后经过一段时 间（大于本保护的动作时间，小于相邻线断路器的跳闸 时间）后尚未判为内部故障，就认为是外部故障，于是 将保护闭锁一段时间，以避开两侧方向元件可能都处于 动作状态的时间，见上图。此方法的缺点是如果紧接着 发生内部故障则保护的动作稍有延迟，不过延时很短， 是可容忍的。 单侧电源线路上发生短路纵联方向、纵 联距离保护拒动的原因(以闭锁式为例)如果负荷侧起动元件未起动,则将由 远方起信起动发信,闭锁了电源侧的 纵联保护如果负荷侧起动元件起动的话,则由 于方向元件或
12、阻抗元件不动作而不能 停信。闭锁了电源侧的纵联保护防止纵联方向（距离）保护在单侧电源 线路上发生短路时拒动的措施负荷侧如果起动元件未起动，则检查当任 一个相电压或相间电压降低到小于0.6倍额 定电压时,将远方起信推迟100mS。让电源 侧跳闸。负荷侧如果起动元件起动,再加入一个超范 围的工频变化量阻抗继电器 (901),或反 方向动作的阻抗继电器 (902)。当其它 的方向元件、阻抗元件不动作而 元件动 作或 元件不动作的话则停信，让电源侧 跳闸。序号项 目闭 锁 式允 许 式1元件正方向测量元件加反方向闭 锁元件一般只装正方向测量元件2信号的作用信号作为闭锁 保护 反方向故障发讯，正方向故
13、障停讯信号作为允许保护跳闸 反方向故障不发允许信号，正 方向故障发允许信号3通道采用快速通道(3-5ms)，调幅 (AM)式(on/off)，正常无 信号，无监视，安全性差采用中速通道(15ms)，移频 FSK式，正常发监频 (fG) ，即正常通道有监视，较 安全。正向故障时，f fT(跳频) f250-500Hzf=f-fT4通道耦合方式采用相地耦合，信号在完 好线路上传输采用相相耦合，fT有可能要 通过故障点。除三相短路 又接地外，一般其他故障 皆能通过。5安全性及可靠性通道坏，外故障将误动，安 全性差 内部故障，仍然正常动作， 可靠性高通道坏，外部故障，不误动作 ，安全性高，内部故障，
14、将拒动，可靠性低光纤电流纵差保护原理 以母线流向被保护线路 方向为正方向 动作电流(差动电流)为: 制动电流为: 动作电流与制动电流对 应的工作点位于比率制 动特性曲线上方，继电 器动作。输电线路电流纵差保护原理线路内部短路 动作电流: 制动电流: 因为 继电器动作 。 凡是在线路内部有流出的 电流，都成为动作电流。输电线路电流纵差保护原理线路外部短路 动作电流: 制动电流: 因为 继电器不动 。 凡是穿越性的电流不产生动 作电流，只产生制动电流。输电线路电流纵差保护的主要问题 电容电流的影响电容电流是从线路内部流出的电流，因此它构成动作 电流。由于负荷电流是穿越性的电流，它只产生制动电 流。
15、所以线路投运空载合闸和区外故障切除时，由于高 频分量电容电流与工频电容电流叠加使电容电流增大很 多，最容易造成保护误动。空载运行时，负荷电流是零 只有动作电流（电容电流），也要防止保护误动。 解决方法： 提高起动电流定值但这将降低内部短路的灵敏度。 必要时进行电容电流补偿。 在软、硬件设计中滤除高频分量电流。输电线路电流纵差保护的主要问题 重负荷情况下线路内部经高 电阻接地短路，灵敏度可能不 够。负荷电流是穿越性的电流， 它只产生制动电流而不产生动 作电流。经高电阻短路，短路电流很小，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继 电器和零序差动继电器输电线路电流纵差保护的主要问题 TA断线，差动保护会误动。为
