PRS-753售服工程师系列培训之二-PRS-753后备保护原理及调试.doc

prs-753售服工程师系列培训之二prs-753售服工程师系列培训之二prs-753后备保护原理及调试编写：2007-3-26 prs-753售服工程师系列培训之一：prs-753保护总体介绍及主保护原理 prs-753售服工程师系列培训之二：prs-753后备保护原理及调试7. prs-753距离保护原理7.1. 距离保护逻辑介绍7.1.1. 距离保护基本概念距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（或阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。该装置的主要元件为距离继电器，它根据其端子上所加的电压和电流测知保护安装处至短路点间的阻抗值，此阻抗称为继电器的测量阻抗。当短路点距保护安装处较近时，其测量阻抗小，动作时间短；当短路点距保护安装处远时，其测量阻抗增大，动作时间增长，这样就保证了保护有选择性的切除故障线路。 距离保护与过流保护相比，具有什么优点？7.1.2. 对距离继电器的基本要求应满足以下基本要求 :（1）在被保护线路上发生直接短路时，继电器的测量阻抗应正比于母线与短路点间的距离。（2）在正方向区外短路时不应超越动作。超越有暂态超越和稳态超越两种，暂态超越是由短路的暂态分量引起的，继电器仅短时动作，一旦暂态分量衰减继电器就返回。稳态超越是由短路处的过渡电阻引起的。（3）应有明确的方向性。正方向出口短路时无死区，反方向短路时不应误动作。（4）在区内经大过渡电阻短路时应仍能动作（又称动作特性能覆盖大过渡电阻），但这主要是接地距离继电器要考虑的问题。（5）在最小负荷阻抗下不动作。（6）能防止系统振荡时的误动。7.1.3. 距离保护的时限特性距离保护的动作时间与保护安装地点至短路点之间距离的关系t = f（l），称为距离保护的时限特性。目前广泛使用的三段式阶梯形时限特性，分别称为距离保护的、段。zab + zdzd7.1.4. 距离保护的主要组成元件起动元件：用来判别系统是否处在故障状态。当短路故障发生时，瞬时起动保护装置。有的距离保护装置的起动部分还兼起后备保护的作用。选相元件：根据故障的特征，选出故障相别，以进行相应的故障测量，节省计算量。方向元件：保证保护动作的方向性，防止反方向故障时保护误动作。方向元件可采用单独的功率方向继电器，但更多的是采用方向元件和阻抗元件相结合而构成的方向阻抗继电器。距离元件：测量短路点到保护安装地点之间的距离（即测量阻抗）。振荡闭锁元件：用来防止系统振荡时距离保护误动作。电压回路断线闭锁：当电压互感器二次回路断线失压时，防止由于阻抗继电器动作而引起的保护误动作。时间元件：按照故障点到保护安装处的远近，根据预定的时限特性确定动作的时限，以保证保护动作的选择性。 差动保护所有元件在起动元件动作之后并行执行。 后备保护部分元件在起动元件动作之后选择性执行。例如合闸于故障、tv断线后过流以及距离保护不可能同时执行。7.2. 距离保护试验中常见的问题7.2.1. 定值范围整定问题高压线路保护所有产品为防止用户定值整定太大导致一系列问题，对1a制程序和5a制程序给定不同范围，即电流型定值5a制最大值为1a制5倍，阻抗型定值1a制为5a制5倍，但用户整定时往往不能注意到这一点，直接按最大值整定。 线路保护整定定值是一次侧值还是二次侧值？ 如何根据一次侧阻抗值计算二次侧阻抗定值？7.2.2. 零序补偿系数整定问题零序阻抗补偿系数k，其中和分别为线路全长零序阻抗和线路全长正序阻抗。7.2.3. 突变量距离继电器在保护程序中，将突变量距离继电器整定为线路全长阻抗的40，但在实际测试中，保护范围仅有将近线路全长的30，是因为中为防止误动，将判据中电压门槛取为额定电压120，故保护范围会缩小。7.2.4. 负荷限制距离负荷限制距离定值的含义是什么？7.2.5. 距离保护阻抗的快速计算7.2.5.1. 计算公式对于单相故障 对于相间故障 7.2.5.2. 接地故障试验设置：电压：相位：三相电压相角满足0，240，120的关系健全相电压幅值：57.7v故障相电压幅值：待定（设为u）。电流： 健全相电流：0故障相电流角度：故障相电压角度减去线路正序阻抗角故障相电流幅值：待定（设为i）按照此方法计算的线路阻抗： 其中k为装置整定的线路阻抗角。试验方法：一般固定电流幅值i，例如取0.5in，然后根据整定阻抗计算相应的故障相电压u。实例：以a相故障为例。ua=xv0，ub=57.7v240、uc=57.7v120(其中x待定)；ia=yaz，ib=0a0、ic=0a0（其中y、z待定）。所加相量图如图所示：图 接地距离y可固定为5a（以5a制为例，需大于装置启动定值）；z=0-线路正序阻抗角度定值；此时x=（k+1）*y* zset；k：“零序阻抗补偿系数”，与装置定值一致zset：所需测试的阻抗大小。(例如测试接地距离一段可靠动作，装置接地一段动作定值为2，则zset=2*0.95=1.8)。7.2.5.3. 两相故障试验设置：电压：健全相电压为正常幅值以及相角。故障相电压幅值：两相电压幅值相等，大小待定（设为u）故障相电压相角：线电压和健全相电压为90度的关系。电流：健全相电流为0。故障相电流幅值：两相电流幅值相等，大小待定（设为i）超前相电流角度：健全相电压角度加上270减去线路阻抗角滞后相电流角度：健全相电压加上90度减去线路阻抗角。故障两相电压相角特殊处理：超前相电压角度：健全相电压角度加上210度滞后相电压角度：健全相电压角度加上150度。特殊处理的原因：两个故障相电压、故障线电压向量构成等边三角形，便于计算故障线电压。通过如此处理，故障线电压幅值就等于故障相电压幅值。按照此方法计算的线路阻抗：试验方法：一般固定电流幅值i，例如取0.5in，然后根据整定阻抗计算相应的故障相电压u。以bc相间为例：ua=57.7v0，ub=xv210、uc=xv150(其中x待定)；ia=0a0，ib=yaz、ic=ya（z+180）（其中y、z待定）。所加相量图如图1所示：图1 相间距离x、y、z计算方法：由图可看出，ub、uc、ubc组成一个等边三角形，三者幅值相等，此时ubc= xv270，z=270-线路正序阻抗角度定值；y可固定为5a（以5a制为例，需大于装置启动定值），此时ibc=2*yaz=10az最后计算x，x=2*y*zset=10* zsetzset：所需测试的阻抗大小。(例如测试相间距离一段可靠动作，装置相间一段动作定值为2，zset=2*0.95=1.8)。注意：现场有些情况测试仪只有单相电流，此时做相间距离测试时可将故障两相进行反串。7.2.5.4. 三相故障试验设置电压：相角：满足0，240，120的关系。幅值：三相电压幅值相等，大小待定（设为u）电流：相角：对应相电压角度减去线路阻抗角。幅值：三相电流幅值相等，大小待定（设为i）按照此方法计算的线路阻抗：试验方法：一般固定电流幅值i，例如取0.5in，然后根据整定阻抗计算相应的故障相电压u。 试验仪器中模型的含义： 电流恒定 电压恒定 zs恒定7.2.6. 距离保护的选相问题现场做试验的时候，经常出现如下的现象：设距离i段阻抗5欧姆，短路电流10a。onlly的相关界面如下图所示，保护不能正确动作，产生该现象的原因是装置本身的问题还是试验方法的问题。7.2.7. 距离保护电流门槛距离i段要求故障电流必须大于0.4in；距离ii/iii段要求故障电流必须大于0.2in。7.3. tv断线7.3.1. 保护用tv断线 线路正常运行，保护不起动时判断。 当“tv接线路侧”对tv断线的影响7.3.2. 紧急状态保护 tv断线期间，距离和四段零序都是退出的 tv断线相过流受距离ii/iii段压板控制。 tv断线零序过流受零序ii/iii/iv段压板控制。7.3.3. 抽取电压断线 仅当可以三重（综重和三重）的时候投入，才判抽取电压断线 检同期或者检无压投入时，才判抽取电压 线路有流，母线有压，并且同期电压低于无压定值（40v）7.4. 合闸于故障保护 合闸于故障期间，分段式距离保护和分段式零序保护是退出的。 合闸于故障保护投入时间是200ms。200ms过后投入分段式距离保护和分段式零序保护。 合闸于故障过流加速段的固定延时为100ms。7.5. 线路运行状态在重合闸状态可以看到，当前线路的运行状态。只有在重合闸投入的情况下该界面才刷新。7.5.1. 线路运行四种状态三相跳开状态单相运行状态两相运行状态三相正常运行除了三相正常运行，其余状态属于非全相运行状态。7.5.2. 三相跳开状态下列情况将被看作三相跳开：1、 三相twj，三相无流2、 保护三跳后10s以内，线路三相均无流（不管twj状态）3、 两相twj，三相无流三相跳开状态下，如果任意相有流或者twj消失进入合闸于故障判断。如果无三相twj，长时间无流（10s）进入三相正常状态。 做两次距离保护之间时间太短，会报“合闸于故障动作的原因”。7.5.3. 单相运行状态当且仅当某相无twj且有流（其余相都无流）的时候为单相运行状态。单相运行时若三相都无流，认为进入三相跳开状态；如果三相都有流，进入合闸于故障判断。7.5.4. 两相运行状态进入两相运行状态可能：1、 单相跳闸后，跳闸相无流2、 仅有一相有twj且无流两相运行状态下，如果三相都有流或者twj返回进入合闸与故障判断。其余情况继续判断。7.6. 重合闸本装置的重合闸只用于220kv线路，不用于3/2接线。7.6.1. 重合闸方式重合闸分为4种方式：单重、综重、三重、停用。 各种方式下、跳闸和合闸的动作行为怎样？7.6.2. 重合闸方式确定内控方式和开入方式，两者通过定值“重合闸内控有效”选择。内控方式即定值控制： 三个定值：投单重方式投综重方式投三重方式、。开入方式： 外部有重合闸方式1和重合闸方式2两个开入确定。 表 重合闸方式开入量定义开入量重合闸方式重合闸方式1重合闸方式200单重01综重10三重11停用7.6.3. 重合闸不充电的原因 “投重合闸”定值为退出 重合闸处于“停用”方式 重合闸处于“单重”方式时，断路器处于“三跳”位置 合闸压力低”有开入（且持续400ms） “闭锁重合闸”有开入 检无压或检同期投入时，抽取电压tv断线 保护用工作电压tv断线 逻辑设定的放电条件（如：多相故障闭重等）7.6.4. 重合闸现场常见问题分析 利用仪器试验，不接断路器，先加正常电压，正常充电。后保护动作，正确跳a相。跳闸令发出之后20ms，三相无流。如果此时投单重，重合闸不成功。但是如果投综重或者三重，保护成功合闸。为什么？深圳南瑞科技有限公司 第 1 页8. 跳闸逻辑以及其他8.1. 跳闸逻辑和重合闸闭锁装置任一保护元件动作均（带/不带延时）出口跳本侧断路器，并视具体情况输出闭锁重合闸信号。装置的跳闸逻辑如图3-12所示。表3-3 装置跳闸和重合闸闭锁逻辑保护元件动作出口闭锁重合1)分相电流差动保护分相出口单相区内故障，切除故障相两相以上区内故障，跳三相2)突变量距离距离i段零序过流i段分相出口单相区内故障，切除故障相两相以上区内故障，跳三相3)距离ii段零序过流ii段分相出口单相区内故障，切除故障相两相以上区内故障，跳三相经延时，跳三相（有“距离ii段闭重”或“零序过流ii段闭重”控制字投入）闭锁重合闸4)零序比差（分相电流差动保护不动作）经延时，跳三相闭锁重合闸5)收到远跳命令跳三相（经控制字整定受/不受起动元件控制）闭锁重合闸6)距离iii段零序过流iii、iv段经延时，跳三相闭锁重合闸7)零序反时限经延时，跳三相闭锁重合闸8)手合于故障时，差动保护动作跳三相闭锁重合闸9)手合或重合于故障时，合闸于故障保护动作经延时，跳三相闭锁重合闸10)tv断线时，紧急状态保护动作经延时，跳三相闭锁重合闸其它情况11)“三跳控制字”投入跳三相12)重合闸为“三重”方式跳三相13)非全相运行再故障跳三相非全相运行再故障且有“非全相故障闭重”控制字投入跳三相闭锁重合闸14)两相以上故障跳三相两相以上故障且有“多相故障闭重”控制字投入跳三相闭锁重合闸8.2. 压板逻辑本保护装置所有的保护均受硬压板控制。当所有的硬压板退出时，不会有保护逻辑出口（tv断线检测除外）。各种保护逻辑受硬压板控制关系参照表3-4。表3-4 装置硬压板控制保护逻辑 保护元件 控制硬压板1)分相电流差动保护（包括相关电流差动、突变量电流比率差动、稳态量电流差动和零序电流比率差动）远跳差动保护投退2)突变量距离距离i段投退3)距离i段4)距离ii段距离ii/iii段投退5)距离ii段6)零序过流i段零序i段投退7)零序过流ii段零序ii/iii/iv段投退8)零序过流iii段9)零序过流iv段10)tv断线相过流保护距离ii/iii段投退11)tv断线零序过流保护零序ii/iii/iv段投退12)合闸于故障距离保护距离ii/iii段投退13)合闸于故障零序后加速段保护零序ii/iii/iv段投退14)非全相运行再故障距离保护距离ii/iii段投退15)零序反时限零序i段投退（在753b型中定义为零序反时限投退）9. 装置使用的若干问题详细内容参见文档prs-700系列线路保护装置使用说明9.1. 装置密码装置的通用密码：800，740 ，681装置的厂家菜单密码：4839.2. 功能键的使用9.3. 隐藏菜单彩屏装置管理板依靠返回事件来判断是否保护是否返回。如果不能收到返回事件，那么界面的事件将无法复归。此时必须通过“f1确认”，进入厂家菜单，然后使用“强制复归”菜单。使用强制复归的几种情况。 自检事件，装置的自检事件很多没有返回报文，一旦产生需要强制复归。 后备保护