RCS931差动保护

1、RCS-931系列光纤电流差动保护保护及通信原理简介 南瑞继保电气有限公司目 录 一、光纤电流差动保护 1. 保护用光纤通道的构成和接口 2. 通道状态的检查 3. 分相电流差动保护 二、差动投入条件 三、开关量的传送 四、差动保护的特点 五、通道联调及主保护调试保护用光纤通道的构成一、保护用光纤通道的连接形式二、保护与通道的接口三、2M速率与64K速率的区别保护用光纤通道的构成 一、保护用光纤通道的连接形式 保护用光纤通道按连接形式可分为专用通道和复用通道，专用通道指光纤保护装置单独占用光缆的两根纤芯，而复用通道指保护信息按G.703同向接口形式，以64Kbit/s的速率复接到PCM交换机，

2、和其它信息复用后一起传输，或单独以2M/s的速率复接到SDH的E1口，传送保护数据。专用光纤的连接形式专用光纤的连接形式RCS-931RCS-931保护机房保护机房保护机房保护机房光缆光缆的一根纤芯复接复接PCMPCM机的连接方式机的连接方式RCS-931MUX-64BP C M交换机RCS-931MUX-64BP C M交换机保护保护机房机房通信通信机房机房通信通信机房机房保护保护机房机房SDH网复接复接SDHSDH的连接方式的连接方式RCS-931XMMUX-2MCSDH交换机RCS-931XMMUX-2MCSDH交换机保护机房通信机房通信机房保护机房SDH网保护用光纤通道的构成二、保护与

3、通道的接口 专用通道：保护的尾纤与光缆的保护专用芯直接融接或通过光纤分配屏连接（方便旁代线路）。 复用通道：保护的尾纤直接与各种接口装置连接，通过接口装置转换为电信号与PCM机或E1接口连接，与PCM连接使用屏蔽双绞线，与E1接口采用同轴电缆连接。 常用的接口设备有： MUX-64/MUX-64B/MUX-64C：用于64Kbit/S传输速率的光纤差动保护装置与PCM机复接 MUX-2M/MUX-2MC：用于2Mbit/S传输速率的光纤差动保护装置与SDH设备的E1接口复接 保护用光纤通道的构成三、2M速率与64K速率的区别 1. 2M速率省去两侧PCM交换机设备，通信链路上减少了中间环节，减

4、少了传输时延。 2. 2M速率增加了传输带宽，可以传输更多保护信息。 3. 功率功率谱密度带宽，带宽越宽，噪声功率越大，2M速率接收灵敏度较低，因此传输距离较短保护用光纤通道的构成光纤电流差动保护对通道的要求基本前提：通讯通道在收发两个方向上的传输延时应保证一样；传输延时：单向通道延时不能超过15ms；信号强度：通道经各环节后，保护装置接收到的光信号要满足保护装置的最低接收灵敏度；误码率：通道误码率满足保护运行的要求； 波长为1310nm的接收灵敏度为-45dbm(64k)或-35dbm(2M)，波长为1550nm的接收灵敏度为-45dbm(64k)或-40dbm(2M)通道状态的检查 通道延

5、时 失步次数 误码总数 报文异常数 报文间超时通道状态的监视有以下几个方面：主菜单中的保护状态中的通道状态菜单中有以上信息的显示主机从机tmr tmstsstsr 2tmrtmstsstsrTdTd通道延时 满足数据窗后，进而同步状态； 通道中断等原因、导致两侧采样失步（Ts超出范围），装置统计的“失步次数”1主机从机Td0Ts失步次数误码、报文异常数7E同步信息iaibicKgl1（开关量）Kgl2（开关量）Crc167E 报文 报文 报文 报文由于数据流的比特位在传输过程中发送错误 导致Crc16校验出错，”误码总数” 1; 导致同步字节“7E”出错，“报文异常数”1；报文间超时报文空闲报

6、文空闲报文报文空闲dt1dt2dtn同步时前后两报文间的时间间隔dtn应保持恒定，若dtn门槛，“报文间超时”1检查通道是否良好一、与通道相关的三个控制字 主机方式：指装置运行在主机还是从机方式，两侧保护装置必须一侧为主机，另一侧为从机。 专用光纤：采用专用光纤时，置1，与PCM复接时置0。 通道自环：通道自环试验时置1，正常运行时置0。检查通道是否良好二、测试光功率及自环试验 第一步：检查保护装置发出的光功率是否满足要求，一般应该在-16dbm左右，若采用专用光纤且线路比较长导致对侧接收光功率不满足接收灵敏度要求时，可以通过跳线增加保护装置的发送功率。 第二步：检查保护接收的光功率是否满足要

7、求，一般应在40dbm以上，若不满足应检查光纤是否均连接好，光纤头是否清洁，光纤的衰耗是否与实际线路长度相符（尾纤的衰耗是很小的）检查通道是否良好二、测试光功率及自环试验 第三步：将保护装置自环，若复用则在接口设备的电接口处自环，将“专用光纤”、“通道自环试验”控制字置1，经一段时间观察，保护不能报通道异常告警信号，同时通道状态中的各个状态计数器均不能增加。 第四步：利用误码仪测试复用的通讯通道是否良好。检查通道是否良好二、测试光功率及自环试验 第五步：将远端保护装置的尾纤通过珐琅盘自环，若复用则在远端接口设备的电接口处自环，将“专用光纤”控制字置0（64k）、“通道自环试验”控制字置1，经一

8、段时间观察，保护不能报通道异常告警信号，同时通道状态中的各个状态计数器可能偶尔会增加。 第六步：恢复正常运行时的定值，同时将通道恢复正常运行时的连接，投入差动压板，保护装置应该通道异常灯不亮，无通道异常信号。通道状态中的各个状态计数器可能偶尔会增加。RCS931分相电流差动保护一、分相电流差动继电器 1. 工频变化量差动继电器 2. 稳态量差动继电器 3. 零序差动继电器工频变化量差动继电器 I CDF İMF İNF 即为两侧电流变化量矢量和的幅值； I RF IMFINF即为两侧电流变化量的标量和；IH 为“差动电流高定值”（整定值）、4倍实测电容电流和4UN /Xc1的大值；实测电容电流

9、由正常运行时未经补偿的差流获得；Xc1为正序容抗整定值；CBAIIIIHCDRCD,75. 0FFFF &1&变化量差动 0.75变化量制动稳态差动 K1稳态制动稳态差动 差流高门槛分相差动投入标志变化量差动稳态差动段I CDF İMFİNF即为两侧电流矢量和的幅值；I RF İMFİNF即为两侧电流矢量差的幅值；IH定义同上； CBAIIIIHCDRCD,75. 0FFFF &稳态差动 0.75稳态制动稳态差动 差流高门槛分相差动投入标志稳态差动段稳态差动段IM为“差动电流低定值”、1.5倍实测电容电流和1.5UN / Xc1 的大值；稳态段相差动继电器经40ms 延时动作。 CBAIIII

10、MCDRCD,75. 0FFFF &稳态差动 0.75稳态制动稳态差动 差流低门槛分相差动投入标志稳态差动段40ms/0零序差动I CD 0 İM 0İN 0 I R F İM 0İN 0 IL为IQD0 、0.6倍实测电容电流和0.6UN/Xc1 的大值；ICDBCF为经电容电流补偿后的差动电流；当TV 断线或容抗整定出错时，自动退出电容电流补偿；FFFLCDBCRBCCDBCLCDRCDIIIIIIII15. 075. 0000FFFMCDRCDIIII15.0&100ms/0零序差动 0.75零序制动零序差动 零序起动电流分相差动 K0分相制动分相差动 1.5Ic或0.6Ic零序差动投入

11、标志零序差动差动投入条件差动投入条件差动投入条件差动投入条件对侧差动允许信号对侧差动允许信号 电流差动保护必须收到对侧的差动允许信号电流差动保护必须收到对侧的差动允许信号才能动作，这是防止才能动作，这是防止TATA断线的措施。断线的措施。TATA断线时，断线时，断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对断线侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧的起动元件不会动作，不会向本侧发差动允许侧的起动元件不会动作，不会向本侧发差动允许信号，从而保证纵联差动保护不会误动。信号，从而保证纵联差动保护不会误动。差动投入条件差动投入条件什么情况下发对侧差动允许信号？什么情况下发对侧差动允许信号？ 1. 1.

12、装置起动且有差流装置起动且有差流 2. 2. 有有TWJTWJ开入且有差流开入且有差流 3. 3. 低电压且有差流（不能有低电压且有差流（不能有PTDXPTDX） 4. PTDX4. PTDX且有差流，且有差流，I IR R44* *I IL L延时延时30ms30ms给对侧发允许信给对侧发允许信号号 这个问题的另外一方面是这个问题的另外一方面是RCS-931RCS-931保护装置对不同运行保护装置对不同运行方式的适应；方式的适应； 整定原则：将电流一次额定值大的一侧整定为1，小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值。与两侧的电流二次额定值无关 在带有旁路，且线路两侧、旁路三

13、者的CT电流一次额定值均不一样时，可以将最大一侧整定为1,其它两个整定为本侧电流一次额定值与最大侧电流一次额定值的比值。平时可以运行在两侧“TA变比系数”均不为1的情况下。“TA变比系数”电容电流补偿条件“容抗整定和实际系统不相符合容抗整定和实际系统不相符合”判据：判据： 其中Icd为正常情况下的实测差流，即实际的电容电流；1.实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流具有可比性（至少有一个0.1In），并且较大的0.75倍较小值，可认为“容抗整定和实际系统不相符合”。2.当实测电容电流和经XC1计算得到的电容电流都小于0.1In时，认为两者不具备可比性，不再判别容抗整定是否同实际系统相符。NC

14、DNCDCDIIIXcUXcUIIXcU1 . 01 . 01 1*75. 0 1*75. 0或且或电容电流补偿条件投入电容电流补偿的必要条件为： “容抗整定和实际系统相符合容抗整定和实际系统相符合” NCDNIIIXcU1 .01 .01 或开关量的传送远跳、远传1、远传2 保护装置采样得到远跳开入为高电平时，经过专门的互补校验处理，作为开关量，连同电流采样数据及CRC校验码等，打包为完整的一帧信息，通过数字通道，传送给对侧保护装置。对侧装置每收到一帧信息，都要进行CRC校验，经过CRC校验后再单独对开关量进行互补校验。只有通过上述校验后，并且经过连续三次确认后，才认为收到的远跳信号是可靠的

15、。收到经校验确认的远跳信号后，若整定控制字“远跳受起动控制”整定为“0”，则无条件置三跳出口，起动A、B、C三相出口跳闸继电器，同时闭锁重合闸；若整定为“1”，则需本装置起动才出口。远跳、远传1、远传2差动保护特点差动保护特点 差动保护采用两侧差动继电器交换允许信号的方式，安全性高。装置异常或TA断线，本侧的起动元件和差动继电器可能动作，但对侧不会向本侧发允许信号，从而保证差动保护不会误动差动保护特点差动保护特点 变化量差动继电器，由于只反映故障分量，不反映负荷电流，因此灵敏度高，动作速度快。 零差保护引入了低制动系数、经电容电流补偿的稳态相差动选相元件，灵敏度高，在长线经高阻接地时也能选相跳

16、闸； 所有差动继电器的制动系数均为0.75，并采用了浮动的制动门槛，抗TA饱和能力强差动保护特点差动保护特点 装置采用了经差流开放的电压起动元件，负荷侧装置能正常起动 差动保护能自动适应系统运行方式的改变 装置能实测电容电流，根据差动电流验证线路容抗整定是否合理差动保护特点差动保护特点 综上所说，RCS-931分相电流差动保护具有灵敏度高、动作速度快、安全可靠，不受系统运行方式影响等特点。RCS-931两侧保护通道对调两侧保护通道对调 一一. .联调试验联调试验( (模拟量校验）模拟量校验） TATA变比系数：将电流一次额定值大的一侧整定为变比系数：将电流一次额定值大的一侧整定为1 1，小的一

17、侧，小的一侧整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值。与整定为本侧电流一次额定值与对侧电流一次额定值的比值。与两侧的电流二次额定值无关。两侧的电流二次额定值无关。 令令M M侧的侧的TATA二次值为二次值为IMIM，N N侧的侧的TATA二次值为二次值为ININ 若若M M侧的定值中侧的定值中“TATA变比系数变比系数”整定为整定为“1”1”，则为，则为M M侧为基准侧为基准侧，在侧，在M M侧加电流侧加电流II，N N侧显示的侧显示的Ir=IIr=I* *（IN/IMIN/IM）/N/N侧侧“TATA变比系数变比系数”。在。在N N侧加电流侧加电流II，M M侧显示的侧显示的Ir=

18、IIr=I* *（IM/INIM/IN）* *N N侧侧“TATA变比系数变比系数”。 基本原则为两侧显示的电流归算至一次侧后应相等。基本原则为两侧显示的电流归算至一次侧后应相等。 举例说明：举例说明： 假设假设M M侧侧TATA变比为变比为1500/11500/1，N N侧侧TATA变比为变比为1200/51200/5。则。则M M侧的侧的TATA二二次值为次值为IM=1IM=1，N N侧的侧的TATA二次值为二次值为IN=5IN=5。M M侧侧“TATA变比系数变比系数”=1=1，N N侧侧“TATA变比系数变比系数”整定为整定为“1200/1500=0.8”1200/1500=0.8”。

19、 在在M M侧侧A A相加入相加入IaIa=1A=1A电流，电流，N N侧显示的侧显示的IarIar=1=1* *（5/15/1）/0.8=6.25A/0.8=6.25A；在；在N N侧加入侧加入1A1A电流，电流，M M侧显示侧显示IarIar=1=1* *（1/51/5）* *0.8=0.16A0.8=0.16A。二二. .跳闸试验（差动逻辑校验）跳闸试验（差动逻辑校验）实验时两侧保护差动定值一定要一致（使两侧的差动方程都能动作。）实验时两侧保护差动定值一定要一致（使两侧的差动方程都能动作。）1.空充线路试验：空充线路试验： A）将）将N侧开关分位，侧开关分位，M侧加入单相或多相电流大于侧

20、加入单相或多相电流大于IH,M侧保护可选相动作动作时间侧保护可选相动作动作时间30毫秒左右。毫秒左右。M侧加入单侧加入单相或多相电流大于相或多相电流大于IM,M侧保护可选相动作动作时间侧保护可选相动作动作时间60毫秒左右。毫秒左右。N侧的保护是不动作的（也不起动）。在侧的保护是不动作的（也不起动）。在M侧加入的电流使侧加入的电流使M侧装置起动并向侧装置起动并向N侧发差动标志；侧发差动标志；N侧的侧的931装置，在开关处于分位时，装置，在开关处于分位时，N侧侧931装置判断装置判断有差动电流，且符合差动动作方程，则给对侧发允许有差动电流，且符合差动动作方程，则给对侧发允许信号，使信号，使M侧能动

21、作。（两侧主保护压板都得投入）侧能动作。（两侧主保护压板都得投入） B）将）将M侧开关分位，侧开关分位，N侧加入单相或多相电流大于侧加入单相或多相电流大于IH,N侧保护动作时间侧保护动作时间30毫秒左右。毫秒左右。N侧加入单相或多相电侧加入单相或多相电流大于流大于IM,N侧保护动作时间侧保护动作时间60毫秒左右。毫秒左右。M侧的保护侧的保护是不动作的。是不动作的。2.2.模拟弱馈线路故障试验：模拟弱馈线路故障试验： 两侧开关均在合位，两侧开关均在合位，M侧模拟任何一种故障，故障电流大侧模拟任何一种故障，故障电流大于于IH，N侧（弱馈侧）加大于侧（弱馈侧）加大于33.3V（防止（防止PT 断线）

22、小于断线）小于65UN 的三相电压，的三相电压，M侧保护可选相动作，动作时间侧保护可选相动作，动作时间30毫秒左右，毫秒左右，N测保护亦能动作，时间约为测保护亦能动作，时间约为7-8ms。（两侧。（两侧动作时间不同的原因在于两侧装置起动时间不同。动作时间不同的原因在于两侧装置起动时间不同。M侧侧（电源侧）加电流起动后，装置即开始计时。而（电源侧）加电流起动后，装置即开始计时。而N侧（弱侧（弱馈侧）是在收到馈侧）是在收到M侧（电源侧）的差动标志后才开始起动，侧（电源侧）的差动标志后才开始起动，由于起动计时点不同，因此显得由于起动计时点不同，因此显得M侧动得慢。）侧动得慢。） 首先用首先用FCFC

23、接头单膜尾纤将保护的光发与光收短接头单膜尾纤将保护的光发与光收短接，将保护装置定值按自环整定。接，将保护装置定值按自环整定。1 1、 加入加入1.05(1.05(保证保护能可靠的动作保证保护能可靠的动作) )倍倍Ih/2(Ih/2(因因为是自环的为是自环的, ,加加1A1A电流的时候差流是电流的时候差流是2A)2A)单相电单相电流，保护选相单跳，动作时间流，保护选相单跳，动作时间30ms30ms以内以内, ,此时为此时为稳态一段差动继电器动作。稳态一段差动继电器动作。IhIh为为“差动电流高差动电流高定值定值”、“4 4* *UN/XclUN/Xcl”、“4 4倍实测电容电流倍实测电容电流”三个中的大的一个值三个中的大的一个值.(.(本段保护无延时本段保护无延时) )2 2、 加入加入1.051.05倍倍Im/2Im/2单相电流保，保护选相单跳，单相电流保，保护选相单跳，动作时间大于动作时间大于40ms,40ms,此时为稳态二段差动继电器此时为稳态二段差动继电器动作。动作。ImIm为为“差动电流低定值差动电流低定值”、“1.51.5* *UN/XclUN/Xcl” “1.5” “1.5倍实测电容电流倍实测电容电流”三个三个中的大的一个值中的大的一个值.(.(本段保护延时增加本段保