kVRCS线路保护装置讲义学习课程

1、内容介绍内容介绍1.纵联保护概述纵联保护概述2.纵联方向保护、纵联距离保护原理（纵联方向保护、纵联距离保护原理（901、902保护保护)3.光纤电流差动保护原理（光纤电流差动保护原理（931保护）保护）4.工频变化量方向继电器原理工频变化量方向继电器原理5. 工频变化量距离继电器工频变化量距离继电器6. 距离保护距离保护第1页/共114页第一页，编辑于星期六：三点 五十五分。保护配置型型 号号主主 要要 功功 能能纵纵 联联 保保 护护后后 备备 保保 护护重合闸重合闸RCS-901工频变化量工频变化量方向和零序方向和零序方向方向工工频频变变化化量量距距离离三段式相间和接三段式相间和接地距离地

2、距离二段零序方向过二段零序方向过流流(A(A型型) )四段零序方向过四段零序方向过流流(B(B型型) )零序反时限过流零序反时限过流（D D型）型）单重单重三重三重综重综重RCS-902纵联距离和纵联距离和零序方向零序方向RCS-931光纤分相电光纤分相电流差动流差动第2页/共114页第二页，编辑于星期六：三点 五十五分。纵联保护概述纵联保护概述 反应一侧电气量变化的保护的缺陷反应一侧电气量变化的保护的缺陷 通道类型通道类型 高频信号的性质高频信号的性质第3页/共114页第三页，编辑于星期六：三点 五十五分。反应一侧电气量变化的保护的缺陷反应一侧电气量变化的保护的缺陷 反应反应M侧电气量（电流

3、、电压）变化的保护无法区分本线侧电气量（电流、电压）变化的保护无法区分本线路末端路末端( )点和相邻线路始端（点和相邻线路始端（ ）点的短路。为保证）点的短路。为保证 点短路点短路M侧保护的选择性，其瞬时动作的第侧保护的选择性，其瞬时动作的第段按躲段按躲 （ ）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺）点短路整定。所以反应一侧电气量变化的保护的缺陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。陷是不能瞬时切除本线路全长范围内的短路。 可是反应可是反应N侧电气量变化的保护恰很容易区分侧电气量变化的保护恰很容易区分 和和 点的短路。所以反应两侧电气量保护能瞬时切除本线点的短路。所以反应两侧电气量保护能

4、瞬时切除本线路全长范围内的短路。路全长范围内的短路。 综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。综合反应两侧电气量变化的保护称作纵联保护。1F1F1F2F2F2F2FMNSE1231F2FTATATA第4页/共114页第四页，编辑于星期六：三点 五十五分。通道类型通道类型电力线载波通道。电力线载波通道。 信号频率是信号频率是5050400KHz400KHz。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称做。这种频率在通信上属于高频频段范围，所以把这种通道也称做高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频率的信号只能有线传输，高频通道。把利用这种通道的纵联保护称做高频保护。高频频

5、率的信号只能有线传输，所以输电线路也作为高频通道的一部份。所以输电线路也作为高频通道的一部份。 载波通道存在的主要问题：通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。输电载波通道存在的主要问题：通道拥挤。所以构成分相式的纵联保护存在困难。输电线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。容易受到电磁干扰。线路上的三相金属性短路将影响高频信号的传输。容易受到电磁干扰。 第5页/共114页第五页，编辑于星期六：三点 五十五分。通道类型通道类型 微波通道。微波通道。 信号频率是信号频率是3000300030000MHz30000MHz。这种频率在通信上属于微波频段范围，所以把这种纵联保。这种频率在通信上

6、属于微波频段范围，所以把这种纵联保护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（护称做微波保护。微波通道有较宽的频带可以传送多路信号，采用脉冲编码调制（PCMPCM）方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线方式可以进一步提高通信容量，所以可利用来构成分相式的纵联保护。微波通道与输电线路没有联系，输电线路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳路没有联系，输电线路的故障不影响信号的传输，可用于传送各种信号（闭锁、允许、跳闸）。微波频率的信号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所闸）。微波频率的信

7、号可以无线传输也可以有线传输。无线传输要在可视距离内传输，所以要建高的微波铁塔。当传输距离超过以要建高的微波铁塔。当传输距离超过404060KM60KM时还需加设微波中继站。有时微波站在时还需加设微波中继站。有时微波站在变电站外，增加了维护困难。变电站外，增加了维护困难。 第6页/共114页第六页，编辑于星期六：三点 五十五分。通道类型通道类型 光纤通道光纤通道 。 用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保用光纤通道做成的纵联保护有时也称做光纤保 护。光纤通信的优点：通信容量大，又一般采用脉冲编码调制（护。光纤通信的优点：通信容量大，又一般采用脉冲编码调制（PCMPCM）方式可以进一步）方式可

8、以进一步提高通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。光信号的传输不受电磁提高通信容量，因此可以利用它构成输电线路的分相纵联保护。光信号的传输不受电磁干扰的影响。输电线路的故障也不影响信号的传输。若干根光纤制成光缆直接与架空干扰的影响。输电线路的故障也不影响信号的传输。若干根光纤制成光缆直接与架空地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。地线做在一起，在架空线路建设的同时光缆的铺设也一起完成。 第7页/共114页第七页，编辑于星期六：三点 五十五分。高频信号的性质高频信号的性质 闭锁信号。闭锁信号。 收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是闭锁信号。闭

9、锁信号主收不到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是闭锁信号。闭锁信号主要是在非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频通道的一部份，所以非故障线路上要是在非故障线路上传输的，由于输电线路本身是高频通道的一部份，所以非故障线路上传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用相传送高频信号应该是可靠的。在使用闭锁信号时，一般都采用相- -地耦合的高频通道。地耦合的高频通道。 &高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第8页/共114页第八页，编辑于星期六：三点 五十五分。高频信号的性质高频信号的性质 允许信号。允许信号。 收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条

10、件，这样的收到高频信号是保护动作于跳闸的必要条件，这样的高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上高频信号是允许信号。允许信号主要是在故障线路上传输的，担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。传输的，担心高频电流能不能经过短路点往对侧传送。在使用允许信号时一般采用相在使用允许信号时一般采用相- -相耦合的高频通道，这相耦合的高频通道，这时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相时即使单相金属性短路信号也能传输。但用相- -相耦合高相耦合高频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻频通道后万一发生相间的金属性短路还是会出现通道阻塞现象所以还应有相应的措施防止纵联保护拒动。允许塞现象所以还

11、应有相应的措施防止纵联保护拒动。允许信号在输电线上传输距离较远，且超高压线路相间距离信号在输电线上传输距离较远，且超高压线路相间距离较远，通道实时监视。目前在较远，通道实时监视。目前在500kV500kV线路上的高频保护一线路上的高频保护一般都采用允许信号。般都采用允许信号。 &高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第9页/共114页第九页，编辑于星期六：三点 五十五分。高频信号的性质高频信号的性质 跳闸信号。跳闸信号。 收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸收到高频信号是保护动作于跳闸的必要且是充分条件，这样的高频信号是跳闸信号。跳闸

12、信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得信号是在故障线路上传输的。用跳闸信号时抗干扰的要求比用闭锁信号和允许信号时高得多，所以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的多，所以一般都不敢在保护装置里采用跳闸信号。有的远方跳闸装置再要加上就地保护的一些判据组成一些判据组成与与门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里门，实际上这种跳闸信号已转变成允许信号了。有的远方跳闸装置里跳闸信号用二个通道，二个通道满足跳闸信号用二个通道，二个通道满足二取二二取二才能跳闸。干扰信号同时具备二个通道的才能跳闸。干扰信号同时具备二

13、个通道的频率其机率就大大降低了。频率其机率就大大降低了。 1高频信号高频信号就地保护信号就地保护信号跳闸跳闸第10页/共114页第十页，编辑于星期六：三点 五十五分。起动概念 起动是正常运行状态与非正常运行状态区别标志。包括总起动和保护起动。主程序采样程序起动？正常运行程序故障计算程序NY第11页/共114页第十一页，编辑于星期六：三点 五十五分。纵联方向（距离）保护基本原理纵联方向（距离）保护基本原理故障线路的特征是：两侧的 均动作，两侧的 均不动作，这在非故障线路中是不存在的。而非故障线路的特征是：两侧中至少有一侧（近故障点的一侧）的 不动作、而 可能动作也可能不动作，这在故障线路中是不存

14、在的。 采用闭锁信号时，在 不动作或 动作的这一侧一直发高频信号 ，所以非故障线路至少近故障点的一侧能一直发闭锁信号。如图。 采用允许信号时，在 动作、 不动作的这一侧一直发高频信号。 所以故障线路两侧都能发允许信号。把 元件换成阻抗元件 ，取消 元件就是纵联距离保护的原理。FFFFFFFFFFZFMSENREPFFFFFFFF第12页/共114页第十二页，编辑于星期六：三点 五十五分。闭锁式纵联方向保护简略原理框图闭锁式纵联方向保护简略原理框图FMSENREPFFFFFFFF起动元件低高FF&1FXSXff跳闸88001T12345672T第13页/共114页第十三页，编辑于星期六：

15、三点 五十五分。闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件闭锁式纵联方向保护发跳闸命令的条件 高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程高定值起动元件动作。只有高定值起动元件动作后程序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才开序才进入故障计算程序，方向元件及各个逻辑功能才开始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值始计算判断，保护才可能跳闸。因此可以说只有高定值起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开起动元件动作后纵联保护才真正开放。否则保护是不开放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中放的，程序执行的是正常运行程序。在正常运行程序中安排的工作只是开入量状态的检查、通道试

16、验等工作。安排的工作只是开入量状态的检查、通道试验等工作。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。在正常运行程序中是不可能去跳闸的。 元件不动作。元件不动作。 动作。同时满足上述条件时去停信。同时满足动作。同时满足上述条件时去停信。同时满足8ms后即可起动出口继电器，发跳闸命令。后即可起动出口继电器，发跳闸命令。 把把 元件换成阻抗元件元件换成阻抗元件 ，取消，取消 元件就是纵联距离保元件就是纵联距离保护发跳闸命令的条件。护发跳闸命令的条件。FFFFZ第14页/共114页第十四页，编辑于星期六：三点 五十五分。纵联方向保护对方向元件的要求纵联方向保护对方向元件的要求 要有明确的方向性。也就是要有明确

17、的方向性。也就是 元件在反方向短路不能误动、元件在反方向短路不能误动、 元件在正方向短路不能误元件在正方向短路不能误动。动。 元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。元件要确保在本线路全长范围内的短路都能可靠动作，只有这样本线路短路才能跳闸。 在保护实现的时候，在保护实现的时候， 元件比元件比 元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原元件动作得更快、更加灵敏。在保护实现中还有一个原则：反方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候（除母线保护动作外）只要则：反方向元件闭锁保护优先的原则。任何时候（除母线保护动作外）只要 元件动作，元件动作，说明是反方向短路，

18、立即发信闭锁保护（闭锁式）。说明是反方向短路，立即发信闭锁保护（闭锁式）。 FFFFFF第15页/共114页第十五页，编辑于星期六：三点 五十五分。为什么要用为什么要用 、 两个方向元件两个方向元件 纵联方向保护用纵联方向保护用 、 两个方向元件两个方向元件, , 而且这两个方向而且这两个方向元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反元件在灵敏度和动作速度上满足上述要求，并体现反方向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外方向方向元件闭锁保护优先的原则后，一方面在区外故障切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地故障切除或功率倒向或在重负荷线路上发生单相接地时保护在跳开单相同时有时为了系

19、统稳定的需要还要时保护在跳开单相同时有时为了系统稳定的需要还要联锁切机、切负荷等情况时，由于在这些情况下变化联锁切机、切负荷等情况时，由于在这些情况下变化源在区外，本线路的近变化源一侧的源在区外，本线路的近变化源一侧的 元件将比对侧元件将比对侧的的 元件先动作，。元件先动作，。 元件动作后马上发信闭锁两侧保元件动作后马上发信闭锁两侧保护，有利于保护在这些复杂故障情况下不会误动。另护，有利于保护在这些复杂故障情况下不会误动。另一方面在一方面在RCS-901RCS-901保护中有两种原理的方向元件保护中有两种原理的方向元件 和和 ，在某一些区外故障时，例如双回线或环网中某，在某一些区外故障时，例如

20、双回线或环网中某故障点短路时，非故障线路两端可能不同原理的两个故障点短路时，非故障线路两端可能不同原理的两个正方向方向继电器同时动作，但只要有一侧的某一原正方向方向继电器同时动作，但只要有一侧的某一原理的反方向方向继电器动作立即发信闭锁两侧保护就理的反方向方向继电器动作立即发信闭锁两侧保护就可以避免保护的误动。可以避免保护的误动。 FFFFFF0FFF第16页/共114页第十六页，编辑于星期六：三点 五十五分。RCS-901中有两个原理的方向继电器中有两个原理的方向继电器 和和 但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑但公用一个通道，跳闸逻辑的考虑 和和 两个原理的方向继电器，每个原理的方向继电器各有正

21、、反两个方向的方向继电两个原理的方向继电器，每个原理的方向继电器各有正、反两个方向的方向继电器。因此总共有四个方向继电器：器。因此总共有四个方向继电器： 、 、 、 。 发跳闸命令条件中要求发跳闸命令条件中要求 元件不动，在这里要求元件不动，在这里要求。 发跳闸命令条件中要求发跳闸命令条件中要求 元件动作，在这里只要求元件动作，在这里只要求 或或 中一个元件动作就可以了。中一个元件动作就可以了。当当 元件动作发的跳闸命令，打印报告为元件动作发的跳闸命令，打印报告为 。当。当 元件动作发的跳闸命令，打印报告元件动作发的跳闸命令，打印报告为为 。 F0FFFF0F0F0FFFFF0F0FDO第17

22、页/共114页第十七页，编辑于星期六：三点 五十五分。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 为什么要用灵敏度不同的两个起动元件；为什么要用灵敏度不同的两个起动元件； 远方起信的设置；远方起信的设置； 为什么要先收信为什么要先收信8ms8ms后才允许停信；后才允许停信； 功率倒向问题；功率倒向问题； 收到三相收到三相TWJTWJ动作信息后高频保护做些什么？动作信息后高频保护做些什么？ 保护动作停信的作用；保护动作停信的作用； 通道检查。通道检查。第18页/共114页第十八页，编辑于星期六：三点 五十五分。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定闭锁式纵

23、联方向（距离）保护的一些原则规定 远方起信功能的设置。远方起信功能的设置。远方起信的条件是：远方起信的条件是： 收信机收到对侧的高频信号。满足这个条件后发信收信机收到对侧的高频信号。满足这个条件后发信1010秒。此时再发生秒。此时再发生上述区外故障时，上述区外故障时，M M侧起动元件起动立即发信。收到了侧起动元件起动立即发信。收到了M M侧发来的信号所以远方起信，也发侧发来的信号所以远方起信，也发信信1010秒。这样秒。这样M M侧保护就被侧保护就被N N侧的侧的1010秒的高频信号所闭锁不会误动。秒的高频信号所闭锁不会误动。 FMSENREP第19页/共114页第十九页，编辑于星期六：三点

24、五十五分。闭锁式纵联方向（距离）保护的一些原则规定远方起信功能的设置。 1. 在通道检查中要用到远方起信功能。2. 收发信机中的远方起信功能应该退出，使用保护装置中的远方起信功能。 第20页/共114页第二十页，编辑于星期六：三点 五十五分。允许式纵联方向（距离）保护的一些原则规定允许式纵联方向（距离）保护的一些原则规定 功率倒向时出现的问题。功率倒向时出现的问题。 在上图的双回线中第在上图的双回线中第回线路回线路 4 4号保护出口发生短路，分析号保护出口发生短路，分析 第第回线两侧回线两侧1 1、2 2号保护的动作号保护的动作 行为。在发生短路时第行为。在发生短路时第回线的短路功率从回线的短

25、路功率从M M流向流向N N。1 1号保护判断为正方向短路，号保护判断为正方向短路， 动作、动作、 ；2 2号保护判断为号保护判断为反方向短路，反方向短路， 不动、不动、 。综合比较两侧继电器动作行。综合比较两侧继电器动作行为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果第为满足非故障线路特征，所以两侧都不误动。如果第回线回线4 4号保护先跳闸号保护先跳闸, ,在在4 4号断路器跳开后，号断路器跳开后，3 3号断路器号断路器尚未跳开期间，第尚未跳开期间，第回线中的短路功率是从回线中的短路功率是从N N流向流向M M，与与4 4号断路器跳开前功率流向相反产生功率倒向。功率倒号断路器跳开前功率流向相反

26、产生功率倒向。功率倒向以后向以后1 1号保护判断为反方向短路，号保护判断为反方向短路，2 2号保护判断为正号保护判断为正方向短路，两侧的方向短路，两侧的 、 元件的动作行为全部要翻转。元件的动作行为全部要翻转。 FMNSERE1234FFF第21页/共114页第二十一页，编辑于星期六：三点 五十五分。=100&00弱电源侧=100100ms 0&00发信收信&00相电压30V相间0时动作；零序功率-1伏安（=5A）或0时动作；零序功率-1伏安（=5A）或-0.2伏安（=1A）时动作。纵联零序保护的正方向元件由零序方向比较过流元件和的与门输出，而纵联零序保护的反方向元件由

27、零序起动过流元件和的与门输出。 0F0F0P第104页/共114页第一百零四页，编辑于星期六：三点 五十五分。距离保护距离保护实验实验 1. 1. 仅投距离保护压板，重合把手切在仅投距离保护压板，重合把手切在“综重方式综重方式”； 2. 2. 整定保护定值控制字中整定保护定值控制字中“投投段接地距离段接地距离”置置1 1、“投投段相间距离段相间距离”置置1 1、“投重合闸投重合闸” 置置1 1、“ 投重合闸不检投重合闸不检” 置置1 1； 3. 3. 等保护充电，直至等保护充电，直至“充电充电”灯亮；灯亮； 4. 4. 加故障电流加故障电流I=5AI=5A，故障电压，故障电压1 1 * * *

28、 * 95 . 0 95 . 0 ZD Z I U ZD Z I U = = （ 1 1 ZD ZD Z Z 为距离为距离段阻抗定值）模拟三相正方向瞬时故障，装置面板上相应段阻抗定值）模拟三相正方向瞬时故障，装置面板上相应灯亮，液晶上显示灯亮，液晶上显示“距离距离段动作段动作”，动作时间为，动作时间为101025ms25ms，动作相为，动作相为“ABCABC”； 5. 5. 加故障电流加故障电流I=5AI=5A，故障电压，故障电压1 1 * * * * ) 1 ( ) 1 ( * * 95 . 0 95 . 0 ZD Z I K U ZD Z I K U + = + = （K K 为零序补偿系

29、数）分别模拟单相接地、两相接地正方向瞬时故障，装置为零序补偿系数）分别模拟单相接地、两相接地正方向瞬时故障，装置面板上相应灯亮，液晶上显示面板上相应灯亮，液晶上显示“距离距离段动作段动作”，动作时间为，动作时间为101025ms25ms； 6. 6. 同同1 15 5 条分别校验条分别校验、段距离保护，注意加故障量的时间应大于保护段距离保护，注意加故障量的时间应大于保护定值时间；定值时间； 7. 7. 加故障电流加故障电流20A20A，故障电压，故障电压0V0V，分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相反，分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相反方向故障，距离保护不动作。方向故障，距离保护不动作

30、。第105页/共114页第一百零五页，编辑于星期六：三点 五十五分。高频通道检查 高频通道（RCS-901/902/941B/951B） 1. 将两侧保护装置及收发讯机电源打开，收发讯机整定在通道位置，投主保护、距离保护、零序过流保护压板，合上断路器。 2. 通道试验 按保护屏上的“通道试验”按钮，本侧立即发讯，连续发200ms 后停讯，对侧收讯经远方起讯回路向本侧连续发讯10s 后停讯，本侧连续收讯5s 后，本侧再次发讯10s 后停讯。 3. 故障试验 加故障电压0V，故障电流10A，模拟各种正方向故障，纵联保护应不动作，关掉对侧收发讯机电源，加上述故障量，纵联保护应动作。第106页/共11

31、4页第一百零六页，编辑于星期六：三点 五十五分。纵联零序保护（纵联零序保护（RCS-901/902/941B）实验实验 1. 将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收； 2. 投主保护压板及零序压板，重合把手切在“综重方式”； 3. 整定保护定值控制字中“投纵联零序保护”置1、“允许式通道” 置0、“投重合闸” 置1、“ 投重合闸不检” 置1； 4. 等保护充电，直至“充电”灯亮； 5. 加故障电压30V，故障电流大于零序方向过流定值，模拟单相接地正方向瞬时故障； 6. 装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“纵联零序保护”，动作时间为1530ms。 7. 模拟上

32、述反方向故障，纵联保护不动作。第107页/共114页第一百零七页，编辑于星期六：三点 五十五分。纵联变化量方向保护检验 （RCS-901 以闭锁式为例） 1. 将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入,构成自发自收； 2. 仅投主保护压板，重合把手切在“综重方式”； 3. 整定保护定值控制字中“投纵联距离保护”置1、“允许式通道” 置0、“投重合闸” 置1、“ 投重合闸不检” 置1； 4. 等保护充电，直至“充电”灯亮； 5. 加故障电流I=5A，故障电压U=30V，分别模拟单相接地、两相、两相接地和三相正方向瞬时故障； 6. 装置面板上相应跳闸灯亮，液晶上显示“纵联变化量方向”，动作时间为1530ms； 7. 模拟上述反方向故障，纵联保护不动作。第108页/共114