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1、模块4线路微机保护装置原理(ZY04)【模块描述】本模块包含了线路保护的配置及原理，通过对零序电流保护，距离保护，纵联保 护，重合闸等原理的讲解，掌握线路保护装置的原理。【正文】一、220kV线路保护的配置220kV线路保护一般分为四个部分，即纵联主保护、距离后备保护、零序后备保护及自动重合 闸装置；而110kV输电线路保护一般只包括三个部分，即距离保护、零序保护和自动重合闸装置。 两个电压等级的输电线路保护都包含了距离和零序保护，其原理基本相同，只是保护段的配置稍有 不同，其最大的区别体现在三个部分：一是采用的保护后备方式不同，220kV线路保护一般采用近 后备方式，通过双重化配置实现，而1
2、10kV线路保护一般采用远后备方式，只配置一套保护；二是 220kV线路保护比110kV线路保护多配置了纵联主保护，可以实现全线速动；三是220kV线路保护 自动重合闸装置一般采用单相重合闸功能，而110kV线路保护一般采用三相重合闸功能。二、220kV线路保护原理1典型220kV线路微机保护装置原理目前220kV线路微机保护装置配置的一般为：主保护为能实现全线速动的纵联保护，后备保护 为阶段式相间距离和接地距离保护、阶段式零序保护(方向可投退，目前省内220kV线路的零序保 护已将I至III段都退出，只投入了W段)，还有重合闸装置。纵联保护根据原理分类主要是分相差 动、纵联方向和纵联距离，按
3、纵联通道分为光纤通道和载波通道。目前省内系统220kV线路纵联保 护载波通道主要采用专用高频收发信机构成所谓的高频保护，并按其工作方式又分为闭锁式和允许 式两种，当然，也有少部分220kV线路纵联保护采用载波机通信构成载波保护，一般采用允许式工 作方式。例如，目前典型使用的产品中，光纤分相差动保护的典型产品为 RCS-931、 PSL-603、 CSC-103 (CSC-103)、WXH-803 等，高频保护的典型产品为RCS-901 (902)、PSL-601 (602)、CSC-101 (102)、 WXH-801 (802)等，RCS-901 (902)、PSL-601 (602)、CS
4、C-101 (102)、WXH-801 (802) 一般采用 高频通道的闭锁式工作方式。2. 典型220kV线路微机保护装置保护原理比较南瑞公司的RCS900系列保护原理介绍RCS-901A (B、D)包括以纵联变化量方向和零序方向元件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，其中，RCS-901A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流 构成全套后备保护；RCS-901B由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保 护；RCS-901D以RCS-901A为基础，仅将零序III段方向过流保护改为零序反时限方向过流保护。 RCS-901A (B、 D)
5、保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线结线的开关实现单相重合、 三相重合和综合重合闸。RCS-902A (B、C、D)包括以纵联距离和零序方向元件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。其中，RCS-902A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流 构成全套后备保护；RCS-902B由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保 护；RCS-902C设有分相命令，纵联保护的方向按相比较，适用于同杆并架双回线，后备保护配置同 RCS-902A； RCS-902D以RCS-902A为基础，仅将零序III段方向过流保护改为零序反时限方向过流保 护。
6、RCS-902A （B、C、D）保护有分相出口，配有自动重合闸功能 对单或双母线接线的开关实现单 相重合、三相重合和综合重合闸。RCS-931A （B、D）包括以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,RCS-931A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成的 全套后备保护，RCS-931B由三段式相间和接地距离及四个延时段零序方向过流构成全套后备保护， RCS-931D以RCS-931A为基础，仅将零序III段方向过流保护改为零序反时限方向过流保护。 RCS-931A/B/D保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实
7、现单相重合、三 相重合和综合重合闸。.南自公司的PSL600系列保护原理介绍PSL-601系列数字式线路保护装置以能量积分方向为主，阻抗方向、零序方向为辅的综合性方 向元件组成的纵联保护作为全线速动主保护。PSL-602系列保护以纵联距离和纵联零序作为全线速动主保护。纵联零序方向保护零序电压采用 浮动门坎技术，最小门坎为，既可防止正常运行时如果有零序电压导致零序电方向元件的误动，也 提高了高阻接地时零序方向元件的灵敏度。PSL-603系列保护采用分相电流差动继电器和零序电流差动继电器作为线路全线速动保护；具备 优异的抗CT饱和和CT断线能力；差动保护的光纤通道可以提供专用光纤、复用64kPC
8、M和复用2M这 三种通讯接口方式以供选择；先进的数值同步技术，保证两侧数据的一致性，可适用两狈CT变比不 一致的情况；自动检测通道故障，实时显示差流、通道误码率，通道故障时自动闭锁差动保护，通 道恢复时自动恢复差动保护。PSL-601、602和603型保护都以距离保护和零方向电流保护作为后备保护，重合闸功能可选。 可用作220kV及以上电压等级输电线路的主保护和后备保护。.四方公司的CSC100 （CSL100）系列保护原理介绍CSC-101A/B纵联距离保护装置配置有纵联方向距离元件、纵联零序方向元件及负序方向元件， 纵联方向距离保护包括接地方向距离元件和相间方向距离元件，负序方向元件主要用
9、于在振荡闭锁 中与纵联方向距离元件配合，以快速切除各种多相故障和单相接地故障。纵联零序方向元件灵敏度 较高，可作为高阻接地故障时对纵联方向距离保护在灵敏度上的补充。CSC-102A/B纵联方向保护装置配置有纵联突变量方向元件和纵联零序方向元件,纵联突变量方 向元件具有灵敏度高、方向性好的特点，可快速切除多相故障和单相接地故障。纵联零序方向元件 灵敏度高，可作为高阻接地故障时对纵联方向保护在灵敏度上的补充。（第三代产品CSL100系列保护补充：CSL101、102为适用于220kV5O0kV输电线路的成套数 字式保护装置，整套装置基本配置包括高频保护、距离保护、零序保护、故障录波器四个部分，以
10、高频保护作为线路全线速动主保护，以距离、零序方向保护作为后备保护。高频、距离、零序方向 保护功能由三个独立的CPU插件分别完成。CSL101与CSL102的区别主要在高频保护部分，前者高频保护为高频相间距离、高频接地距离、 高频零序方向和高频负序方向，后者则配置了突变量方向高频、高频零序方向、高频负序方向，两 者的后备保护完全相同。）CSC-103A/B 电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序电流差动保护，用于快速切除各种类 型故障，具有电容电流补偿功能，利用线路两侧电压对电容电流进行精确补偿，以提高差动保护的 灵敏度。.许继公司的WXH800系列保护原理介绍WXH-801保护配置的主保护为
11、纵联方向保护，后备为距离保护、零序保护，可选择自动重合闸 功能。其纵联方向保护采用带补偿的正序故障分量的纵联方向保护和零序方向保护构成全线速动的 主保护。以负序分量及反映三相对称故障的判别元件（Ucos）构成快速后备纵联保护。主保护根 据不同故障时限，投入不同的方向元件，使主保护完整、独立且全过程投入。非全相运行主保护投 入并由反映健全相的工频变化量方向元件实现。设有可供用户选用的弱馈功能 （弱馈回授功能、弱 馈跳闸功能，弱馈端可以正确选相跳闸）。方向元件设有正、反两个方向元件，反方向元件不需整定， 灵敏度较正方向灵敏。任一反方向元件闭锁正方向元件。在手合于故障或重合于永久故障时，设置 了具有
12、偏移特性的阻抗元件瞬时加速切除故障的功能。WXH-802保护配置为纵联距离保护、距离保护、零序保护、自动重合闸功能。纵联距离保护采 用综合距离方向保护和零序方向保护构成全线速动的主保护，以负序分量及反映三相对称故障的判 别元件（Ucos）构成快速后备纵联保护。非全相运行主保护投入并由反映健全相的工频变化量方 向元件实现。本保护的综合阻抗继电器的动作特性为带偏移的多边形。其余部分均与WXH-801相同。WXH-803分相差动保护采用故障分量差动保护、稳态量差动保护和零序差动保护构成全线速动 的主保护。正常时每隔5ms向对侧传送一帧信息，包括模拟量、保护投退情况、模拟量监视逻辑、 远跳及远传信息等
13、。WXH-800系列距离保护设置了三段式相间距离及三段式接地距离。相间距离保护采用耐过负荷 能力强的圆特性阻抗继电器，接地距离保护采用四边形特性阻抗继电器。本保护在启动后循环计算 六种阻抗，并行对距离I、II、III段区内判别，距离元件动作后，根据自适应选相元件的选相结果, 选相跳闸。本保护具有振荡闭锁功能，对于振荡中的故障还可以自适应的采用不同的开放元件快速 开放距离保护。本保护在手合于故障时设置了具有偏移特性的III段加速阻抗元件，对于重合后加速设 置了可投退的加速II或III段阻抗及延时加速I、II、III段。本保护具有自适应的故障测距功能。WXH-800系列保护设置了六段零序方向电流保
14、护即零序电流I-W段及零序不灵敏I、II段。另 含有可选用的零序反时限保护。全相运行及非全相运行时各段保护的投退由压板控制，每段都各由 控制字选择经方向或不经方向元件闭锁。此外，还设置了带延时的过流保护I段及过流保护II段， 仅在TV断线时由控制字选择投退。重合闸方面可实现单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸及停用。重合闸充电时间为15s，重合 在充满电后才执行。重合闸的启动回路可以由保护跳闸启动及断路器位置启动。可选择的检无压、 检同期及无检定方式重合。由于重合闸的原因不允许保护选相跳闸时，重合闸将输出沟通三跳接点， 连至各保护开入以实现三跳。三、RCS-901A微机保护装置的原理介绍RCS-
15、901A包括以纵联变化量方向和零序方向元件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延时段或反时限零序方向过流构成全套后备 保护。RCS-901A保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线结线的开关实现单相重合、 三相重合和综合重合闸。其启动原理有：电流变化量启动元件、零序过流启动元件、位置不对应启 动、远跳启动。其测量元件有工频变化量距离测量元件、纵联工频变化量方向测量元件、纵联零序 功率方向测量元件、零序方向测量元件、距离测量元件，同时具备负荷限制、振荡闭锁功能。采用 的选相元件有：相电流差变化量选相元件和10与12A比相的选相元件。R
16、CS-901A 保护装置的特点就是工频变化量阻抗继电器和纵联工频变化量方向继电器。 1纵联保护RCS-901A 配置的纵联保护包括纵联工频变化量方向保护和纵联零序方向保护。（1）纵联工频变化量方向保护采用工频变化量的概念，变化量方向继电器测量保护线路电压和电流的故障分量，并计算电压A芦+（一）故障分量 （ -%）和电流故障分量I12的夹角 （）,当正方向故障时，+ 180,-=0 z 厂、宀丄“五z O+ = 0,-=180 +工一、/士rt、亠上口宀亠时，反方向故障时，。 和定值固定，可在程序中固化，因此在 RCS-901A 的定值中没有该保护的整定值。纵联工频变化量方向继电器的特点：有良好的方向性；不反应过渡电阻大小；不反应负荷 电流；不反应系统振荡；利用接在三个相间的工频变化量方向继电器可反应任何故障类型；可适合 有串联补偿电容的系统使用；非全相运行中工频变化量
