PRS753售服工程师系列培训之一PRS753保护总体介绍及主保护原理

1、prs-753售服工程师系列培训之一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编写： 2008-2-28 prs-753售服工程师系列培训之二：prs-753后备保护原理及调试重要参考资料：prs-700系列线路保护装置使用说明.docprs-753系列线路保护装置试验指导书(20070805).doc1. prs-753系列线路保护1.1. 公司系列光纤纵差产品及其使用范围公司的光纤纵差保护主要包括如下四种： u prs-753a/b适用于220kv500kv电压等级、需要分相跳闸的输电线路。u prs-753d/713a适用于110kv、中性点直接接地、不需

2、要分相跳闸的输电线路。u prs-753g/713e适用于66kv电压等级、中性点不直接接地的输电线路。u isa-353g适用于10kv35kv电压等级的输电线路。u prs-753dt适用于110kv，三端线路u prs-753gt适用于110kv，三端线路 prs-753a和prs-753b的区别在哪里？1.2. prs-753系列装置类型说明装置名称适用范围研发完成时间说明书prs-753a(蓝屏)220kv及以上线路保护2003年1月逐渐被新结构产品替代prs-753a(彩屏)2006年8月新结构产品prs-753b(彩屏)2006年8月新结构产品，暂时无供货prs-753d(6u)

3、110kv线路普通线路2003年1月逐渐被新结构产品替代prs-753d(4u)2006年7月新结构产品prs-713a2006年7月功能完全同prs-753d(4u)prs-753dt(6u)110kv三端线路2005年12月逐渐被新结构产品替代prs-753dt(4u)2008年5月新结构产品prs-753g(6u)66kv线路普通线路2004年6月逐渐被新结构产品替代prs-753g(4u)2006年11月新结构产品prs-713e2006年11月功能完全同prs-753g(4u)prs-753gt(4u)66kv三端线路2008年3月新结构产品1.3. 软件版本以及对应关系1.3.1.

4、 蓝屏版本prs-753a说明书：prs-753光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v2.00版本。当前总体版本是v2.21现场装置：酒钢工程等软件版本的界面显示：管理板通过版本号以及生产日期区分。保护板通过版本号或crc码区分。例如： prs-753a(5a)： 软件编号: prs-753a-55s/v2.11 软件版本: b:v2.21/5 p:v2.21/5 crc码 : b:0154h p:011ah 版本日期: 2006年01月01日1.3.2. 彩屏版本prs-753a说明书：prs-753光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v3.00版本及以上。彩屏装置的每个板件的软件通过软件名称、

5、软件版本以及生产日期三者结合确定具体的软件型号。prs-753a彩屏装置在开发过程中按照保护板的版本进行分类存在两个主要版本。v3.00：2006年11月08日定版至今；该版本程序运行稳定，保护板无重大bug，可以持续运行。该版本对应的管理板的版本号为v2.2.x.x.。v3.01：2007年10月左右定版，该版本相对于v3.00的主要改进是：增加了软压板、远方切换定值区等辅助功能。该版本对应的管理板版本号为v2.3.x.x。1.3.2.1. v3.00版本v3.00版本的程序按照保护配置，分为2个子型号：1、 标准版，定义为prs-753a。2、 含三相不一致功能版本，定义为prs-753a

6、(tb)。1.3.2.1.1. 标准版本标准版本的保护程序自定版以来没有做过任何改动，管理程序做过多次升级。所有版本如下表所示：归档文件装置显示版本号装置显示版本日期753a-v2102(m)-061026v2.1.0.22006.10.26753a-v2202(m)-070615v2.2.0.22007.06.15753a-v2203(m)-070725v2.2.0.32007.07.25753a-v2204(m)-071025v2.2.0.42007.10.251.3.2.1.1.1.1. 753a-v2102(m)-061026版本该版本目前广泛用于现场。但该版本程序存在如下缺陷：u 1

7、03规约通信时上送保护遥信和开入遥信不正确。后台可能误收到某些遥信。u 后台召定值时界面不能正确整定定值。u 运行时间长时，电子盘可能丢失，从而导致不能正确保存录波等数据。u 液晶背光不能调节，无法与最新的硬件相配合。u 投退型定值显示和打印为“投入”或者“退出”，而不是项目组以前制定的规范“0”和“1”u 装置上电的时候，可能误报“定值组号自检出错”的问题1.3.2.1.1.1.2. 753a-v2202(m)-070615该版本程序正确的解决了电子盘丢失的问题，相对与上一版本的改进： 解决管理板电子盘丢失问题。该版本遗留如下缺陷：u 103规约通信时上送保护遥信和开入遥信不正确。后台可能误

8、收到某些遥信。u 投退型定值显示和打印为“投入”或者“退出”，而不是项目组以前制定的规范“0”和“1”u 装置上电的时候，可能误报“定值组号自检出错”的问题1.3.2.1.1.1.3. 753a-v2203(m)-070725为了解决保护误发遥信的问题，对上一版本再次进行升级，改进如下： 总查询的时候，不再上送遥信，从而解决误发遥信的问题。 投退型定值显示改为“1”和“0” 投退型定值打印改为“1”和“0” 解决了原有的“1a制程序，后台读取录波数据时幅值被放大5倍”问题但是在和客户的交流中，得出本版程序存在如下缺陷，期待下一版升级时更改。u 动作报告打印时，动作事件打印的为绝对时间，应该改为

9、相对时间。u 装置上电的时候，可能误报“定值组号自检出错”的问题1.3.2.1.1.1.4. 753a-v2204(m)-071025根据运行的实际情况，改进如下： 解决了上电的时候，误报“定值组号自检出错”的问题 后台总召唤的时候，能够正确上送硬压板的状态。1.3.2.1.1.2. 含三相不一致版本程序含三相不一致版本程序归档定义为prs-753a(tb)。该版本程序仅用于四川地区个别工程，保护程序唯一。管理程序分为2个版本。归档文件装置显示版本号装置显示版本日期753a(tb)-v2203(m)-070725v2.2.0.32007.07.25753a(tb)-v2204(m)-07102

10、5v2.2.0.42007.10.251.3.2.1.2. v3.01版本v3.01版本的程序分为：1、 标准板：定义为prs-753a2、 辽宁版：定义为prs-753a(ln)1.3.2.1.2.1. 标准版标准版是原有3.00标准版的升级，主要改动如下：1、 增加了软压板功能，可以远方切换定值区2、 增加了打印交流量功能3、 增加了自动模板生成功能4、 解决了复归问题5、 解决了保护遥信、事件以及自检信息的总召功能该版本程序可以直接取代原有3.00标准程序，对应的管理程序版本是：2.3.0.7该版本相关的说明如下：1a程序管理板 管理板(标准) 2.3.0.7 2007.8.1 保护板1

11、 差动板 3.01 2007.7.1 f8f2保护板2 后备板 3.01 2007.5.1 8b965a程序管理板 管理板(标准) 2.3.0.7 2007.8.1 保护板1 差动板 3.01 2007.7.1 b606保护板2 后备板 3.01 2007.5.1 820b1.3.2.1.2.2. 辽宁版辽宁版：定义为prs-753a(ln)。在v3.01标准版的基础上的改动，主要包括：1、 取消“对侧ta变比调节系数”定值2、 ta断线改为固定闭锁差动保护3、 零序iii段在非全相运行的时候不投入。该版本的相关程序说明如下：1a程序管理板 753ma_p2_ln 2.3.0.6 2007.8

12、.1 保护板1 753ba_p2_ln 3.01 2007.12.1 9a8e保护板2 700pa_hb_la 3.01 2007.12.1 97315a程序管理板 753ma_p2_ln 2.3.0.6 2007.8.1 保护板1 753ba_p2_ln 3.01 2007.12.1 c304保护板2 700pa_hb_la 3.01 2007.12.1 17bc1.3.3. 蓝屏版本prs-753d说明书：prs-753d光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v2.00版本。当前总体版本是v2.11工程部计算机存档目录：10.1.2.71gc-1prs700753d蓝屏版v2.111.3.3.

13、1. 标准版本版本名称版本说明说明书prs-753da标准版最基础版本prs-753d光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v2.00版本prs-753dz标准版在da的基础上增加复压闭锁过流、低周减载等功能prs-753dt标准版t型接线prs-753dt光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v1.00版本1.3.3.2. 地区版本版本名称版本说明汕头标准版本在da标准版的基础上增加了过负荷保护清远标准版本在da标准版的基础上重合闸增加了检母线无压功能广西桂东版本在dz的基础上增加了方向过压保护1.4. 彩屏版本prs-753d说明书：prs-753d光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v3.00版本

14、。当前总体版本是v3.00版本名称版本说明说明书prs-753d标准版最基础版本prs-753d光纤分相纵差成套保护装置技术说明书v3.00版本prs-753d不带操作板自身不带操作板，需要外接位置信号深圳南瑞科技有限公司 第 2 页2. prs-753a硬件概述只介绍彩屏结构。2.1. 板件配置总线板1#（压切）2#3#4#5#6#7#8#9#wb601cty100ty102-2wb650b-1或wb650b-2(按工程配)wb632b(按工程配)wb632bwb630a-1或wb630a-2wb620-1wb620-1wb680f（可选680s）ty121wb661-1或wb661-2wb

15、6195-1或wb6195-2注意： wb620板，主变和线路的区别 wb680f和wb680s的区别 wb632a和wb632b的区别以及应用 2#插件wb632b的选取原则 区分110v和220v直流电源的板件： wb650b为选配插件 ty102-1和ty102-2的区别。2.2. 硬件原理2.3. 背部端子说明2.3.1. 动作出口重合闸相关开出：3组，每组单跳、三跳及闭锁信号各1副接点（共用公共端）。a) tj继电器在保护跳闸时动作（无论单跳或三跳），保护动作返回时也同时返回，其接点可作为另一套装置的单跳起动重合闸输入；b) tjabc继电器在保护三跳时动作，可作为另一套装置的三跳起

16、动重合闸输入；c) bcj为闭锁重合闸继电器，在保护动作且满足设定的闭锁重合闸条件时（如多相故障闭锁重合闸），bcj继电器动作。2.3.2. 输入开关量1) xin-10接入检修方式的压板，目的是为了防止保护装置在现场进行调试时，事件报文向后台或调度传送，干扰它们的正常运行。2) xin-18端子接入所有由外部控制的闭重三跳输入信号，其意义是：1）沟通三跳，即单相故障保护也三跳；2）闭锁重合闸，如重合闸投入则放电。3) xin-23、xin-24端子分别为其它保护动作单跳起动重合闸、三跳起动重合闸输入。这两个接点要求是瞬动接点，即保护动作返回而返回，单跳起动重合闸可为三相跳闸的或门输出，任一相

17、跳闸即动作；而三跳起动重合闸则必须为三相跳闸的与门输出。如果不用本装置的重合闸或采用位置不对应起动重合闸，则不接这两个输入。3. prs-753a保护功能3.1. 高压线路保护产品与低压保护的主要差异3.1.1. 组屏配置220kv以上电压等级变压器、母线、线路都应按双重化配置。220kv线路保护典型的组屏方案。屏1：主保护1 + prs-723a（失灵起动）屏2：主保护2 + wbc-11（操作箱，含电压切换） 110kv的系统不需要失灵起动功能，同时集成了操作板和电压切换板。3.1.2. 跳闸逻辑3.1.2.1. 选相跳闸220kv以上线路保护需要选相跳闸。单相故障跳故障相，多相故障跳三相

18、。3.1.2.2. 单相跳闸失败跳三相由于存在三跳，当单相跳闸失败的时候，需要在一定的延时后补发三跳，并进一步闭锁重合闸。3.1.2.3. 三跳失败发永跳(闭锁重合闸)3.1.3. 重合闸与跳闸相对应，重合闸也分为单相重合和三相重合。3.1.4. 保护原理方面相关差动电容电流补偿和电抗器补偿非全相3.2. 保护配置主保护板运行软件功能：相关电流差动保护突变量电流比率差动保护稳态量电流比率差动保护零序电流比率差动保护差流及零序差流越限告警ta断线告警及闭锁差动保护ta饱和检测和闭锁远传和远跳功能电容电流和并联电抗器补偿后备保护板运行软件功能：独立快速跳闸段（突变量距离继电器）三段式接地距离保护和

19、三段式相间距离保护四段零序方向过流及反时限零序过流保护tv断线自动投入过流保护非全相运行状态保护合闸于故障保护选相及分相出口跳闸功能全相及非全相运行振荡闭锁功能一次重合闸功能（可配置单重、三重、综重及停用方式）及重合闸闭锁4. 光纤通信4.1. 光纤的相关名词l 单模与多模距离较短时，用多模光纤，比如站内监控系统。线路保护一般使用单模光纤，距离比较长。l st、sc、fc：不同的光纤接口方式l sdh（synchronous digital hierarchy：保护装置直接接触的是sdh网络的复用设备。l pcm (pulse code modulation)l 光端机：发射机和接收机4.2.

20、 通道方式4.2.1. 专用通道专用通道的连接方式：4.2.1.1. 专用通道优点l 直接连接是指采用专用的光纤通道连接线路两端的保护装置，是一种可靠性非常高的连接方式。l 连接方式简单，只需将两侧装置的收发交换连接即可。4.2.1.2. 专用通道最大距离光纤直接连接长度受光收发器件的发送功率ps 、接收灵敏度pr以及固定波长的光信号在光纤中传输的衰耗率决定。可简单的用下式计算：计算光纤直连距离需考虑的问题：l 光缆铺设的终端熔接在odf架上，熔接头有衰耗。l 装置透过跳线与odf连接，这个过程中，接头之间有衰耗。 prs-753系列装置的最大直连距离是多少？ 如果距离达到100km，怎么使用

21、专用通道进行连接？4.2.2. 复用通道4.2.2.1. 通道复用连接方式经复接设备连接的方式主要应用长线路无法进行直接连接的线路。4.2.2.1.1. 2m复用4.2.2.1.2. 64k复用4.2.2.2. 通道复用技术要求l eoc-700通过2m电口与sdh设备连接，连接的媒质采用同轴电缆，建议同轴电缆的长度不超过50m。l 复用光纤通道要求1. 通道的收发必须在同一路径。（保证收发路径的延时是相同的。）2. 通道的单向传输时间小于15ms。4.3. 通道主从设置调试中常说到的主从设置，包含两部分：时钟的主从通道调整的主从4.3.1. 时钟主从通信中的同步问题：收发在时间上步调一致。主

22、时钟：利用wb680上自身晶振产生的时钟信号。从时钟：从光接口信号码流中提取高稳定度的时钟。4.3.1.1. 专用光纤通道采用专用光纤方式时，线路两侧的prs-753装置通过光纤通道直接相连，此时，装置采用64kbit/s数据速率和同步通信方式，时钟方式为至少一侧为内时钟，可选择的方式为：主一主方式或者主从方式。如无特殊说明，现场一律使用主主方式，便于管理。 如果是直连方式，两侧都跳从会出现什么现象？4.3.1.2. 连接pdh/sdh设备采用pdh/sdh传输通道时，装置通过2.048mbit/s接口进行传输，时钟统一由sdh提供，因而保护装置的时钟方式为外时钟(从一从)方式。 下面的情况该

23、怎么选择时钟工作方式？4.3.1.3. 设置方法wb680通过板上拨码开关选择。wb721版通过跳线。4.3.2. 通道调整主从两侧装置一侧作为同步端（从），另一侧作为参考端（主），以同步方式交换信息。参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息，同步端随时调整采样间隔。如果满足同步条件，就向对侧传输数；否则瞬时闭锁差动保护，同时启动同步过程，直到满足同步条件为止。设置方式为根据定值中的本侧识别码和对侧识别码。4.4. 通道监视4.4.1. 异常数据分类4.4.2. 数据错误1、每帧数据进行crc校验（由硬件实现），认为i类数据错误；2、软件计算每帧数据的代码和，代码和不一致，

24、认为ii类数据错误；3、对传送的开关量信息，采用互补校验进一步提高其传送的可靠性。如果正反码不一致认为iii类错误。4.4.3. 数据丢失通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定；每个采样周期都应收到一帧数据，若没有收到，认为数据丢失。4.4.4. 闭锁保护类通道状态判别1、如果1个周波类丢失或者i类和ii类数据错误的帧数大于给定值时，瞬时闭锁保护40ms；2、如果连续丢失帧数大于给定值，认为通道中断；通道中断时闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护。4.4.5. 告警类通道状态判别1、根据i类错误的个数统计自动统计数据传输的误码率，当其达到一给定值时，报自检信息“e108 光纤通道异常”；2、

25、如果连续丢失帧持续100ms报自检信息“e107 光纤通道中断”；4.4.6. 装置界面通道状态显示5. prs-753差动保护原理5.1. 基本原理5.1.1. 差动保护基本原理基尔霍夫电流定律 :对于任一集中参数电路中的任一闭合面，在任一时刻，通过该闭合面的所有支路电流的代数和等于零。 集中参数电路i1i2.in5.1.2. 差动保护基本要素差动保护的基本要素：差动电流id、制动电流ir差动保护相关的定值：差动保护动作门槛idset、制动系数k一般的差动判据：ididsetidk*ir5.1.3. 线路差动保护需要解决的问题ta断线ta饱和数据的传输以及采样的同步电容电流5.2. 起动元件

26、5.2.1. 起动元件作用1、 保护是否计算的依据。2、 硬件上打开起动继电器，防止误出口。5.2.2. 起动元件判据突变量起动零序起动：过流起动差流起动： 注意差流起动的条件：1、 差流大于稳态量比差门槛。2、 对侧存在零序电压或者本侧电压低。3、 本侧没有跳开。5.2.3. 起动继电器互为闭锁相互闭锁示意图： 保护板1怎么知道产生了重合闸？ 保护板2怎么知道板1产生了差流起动？ 怎么观察保护是否起动？5.3. 相关差动5.3.1. 相关差动判据 (条件1) (条件2)式中：j 为代表采样点数的变量，p为当前采样点序号（j、p均从由起动元件确定的故障发生时刻算起）；t为采样间隔；in 为电流

27、互感器二次侧的额定电流；edz为动作门槛值（程序已取固定值）。 edz固定值为多少？ 相关差动动作的必要条件：故障相差流必须大于稳态量比差门槛。5.3.2. 相关差动特性a) 具有反时限的动作特性。b) 内、外部故障的选择性好。c) 具有天然的抵抗电容电流能力，内部故障时无需进行电容电流补偿。d) 由于采用故障分量，故不受负荷电流的影响。e) 基于相关差动保护原理，不受正常运行时系统振荡的影响。f) 在ta断线及ta饱和的情况下不会误动，不需闭锁。5.3.3. 相关差动缺陷该判据从原理上不能反映空投故障、单端电源及弱馈线故障等情况。5.4. 稳态量比差 快速试验方法 装置两侧加反向电流i1和i

28、2，当i14i2时，保护可以动作。5.5. 突变量比差突变量的计算采用当前计算值对其两周波前的计算结果的差分。因而突变量差动只在故障初始的40ms内有效。 当差流小于1.2in时，突变量比差始终受ta断线影响。 快速试验方法 装置两侧加反向电流i1和i2，当i19i2时，保护可以动作。5.6. 零序比差起动元件起动之后，零序差动保护判据始终保持计算和投入的状态。零序电流比差只有在稳态量比差和突变量比差不动作的时候才出口。 快速试验方法 装置两侧加反向电流i1和i2，当i14i2时，保护可以动作。 零序差动选相跳闸 现场调试时候无法作出零序比差的原因。5.7. 差动动作标记l 各相差动继电器动作

29、，或者本侧跳闸固定动作及断路器断开（twj=1，hwj=0且该相无流）向对侧发送差动动作标记。l 本侧差动保护继电器的出口则需以收到“对侧差动继电器动作标志”为必要条件。 怎么理解差动继电器动作以及出口的区别？ 一侧投差动压板，另外一侧不投差动压板保护能否动作？ 差动压板全部投入，一侧投稳态量比差，一侧投突变量比差，保护能否动作？5.8. ta断线 在负荷无变化的情况下，ta断线会不会引起误动？5.8.1. ta断线判据 双测ta断线或者三相ta断线，怎么办？5.8.2. ta断线对差动保护的影响l 当差流大于1.2in时，不闭锁任何保护。l 当差流小于1.2in时，闭锁突变量比差l 当差流小

30、于1.2in时，“ta断线闭锁差动”控制字为“1”时，闭锁稳态量比差和零序比差。l 当差流小于1.2in时，“ta断线闭锁差动”控制字为“0”时，不闭锁稳态量比差和零序比差。 当差流达到1.2in时开放保护，会不会产生误动？ 现场调试的时候，突变量比差的门槛经常不准，对于5a的ct来说，经常测得门槛在6a左右？5.9. 电容电流和并联电抗器补偿 保护装置交流量菜单显示的ida和cida有什么区别？5.9.1. 电容电流补偿电容电流补偿采用模型，计算公式：相关定值：投电容电流补偿，线路正序容抗，线路零序容抗5.9.2. 并联电抗器补偿相关定值：投电容电流补偿，并联补偿电抗相关开入：投并联电抗器5

31、.10. 差流越限和零序差流越限l 当任一相差流大于比率差动差流门槛定值的时间超过5秒而差动速断、突变量电流比率差动和稳态量电流比率差动没有动作时发出差流越限告警信号。该元件对差动保护无任何影响。l 当零序差流大于零序比差差流门槛定值的时间超过5秒而零序电流比率差动没有动作时发出零序差流越限告警信号，但不闭锁零序差动保护。 现场经常做不出这两个事件的可能原因？5.11. 对侧ta变比调节系数本侧使用的对侧ta变比调节系数定义为对侧ta与本侧ta变比的比值。需要特别注意的是：两侧ta二次侧的额定电流不一致，如一侧为5a而另一侧为1a时，则应在相应侧分别选择对应该额定电流的交流输入模块，两侧的kt

32、a值仍按以上原则整定，即kta的整定与两侧ta的二次额定电流值及其差别无关；只是硬件上使用不同的交流板。 本侧ta变比为600/5，对侧为ta变比800/1，本侧kta如何整定？对侧加1a电流，本侧界面显示多少？5.12. 远传和远跳除交换两侧三相电流数据之外，装置也经由数字通道传送若干开关量，实现一些辅助功能，其中包括远跳及远传。装置外端子上分别设有1组远跳和2组远传开入信号接点及2组远传开出信号接点，其中远传开关信号的接入方式可由用户灵活使用。5.12.1. 远跳根据具体情况，本侧装置远跳信号的开入接点可由本侧“母差保护”、“电抗器保护”或“失灵保护”动作的开出接点独立或并联接通；而由对侧以开关量方式传送过来的远跳信号则是对侧要求本侧装置跳闸的信号，装置在收到并确认了此开关量信号之后，可由“远跳受起动元件控制”控制字定值的投退状态决定经或不经本侧起动元件（或就地判别元件）控制，直接置出口，起动跳闸继电器跳三相开关，同时闭锁重合闸。5.12.2. 远传同远跳信号一样，装置也借助数字通道分别传送2组远传开入量信息，接点的接通方式也类似；它们与远跳信号的区别之处只在于不同的接收处理上，即本侧装置在确认接收到的开关量信号为远传信号之后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实地将所收到的这些（对侧装置的）开入接点状态反映到本侧装置对应