线路差动保护

1、 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 1变电站保护与自动化培训Rex5xx序列序列Ver2.3线路保护线路保护DIFL电流差动保护电流差动保护 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 2差动保护特点差动保护特点:n灵敏度高灵敏度高n适合于短线路保护适合于短线路保护n可在串补线路使用可在串补线路使用n不受系统振荡影响不受系统振荡影响n弱馈电源不影响保护动作弱馈电源不影响保护动作RfABp*ZL(1-p)*ZLIAI

2、BIA+IBZ 0 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 4Diff需要快速和可靠的通信通道需要快速和可靠的通信通道线路差动保护线路差动保护 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 5 数字量通信数字量通信ECEC线路差动保护线路差动保护 需要快速可靠的通信通道需要快速可靠的通信通道 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 6

3、n使动作灵敏度最高使动作灵敏度最高n理想的选相功能理想的选相功能n在非全相运行时可保在非全相运行时可保持对故障测量的灵敏持对故障测量的灵敏度度DRDDSDDTD主主-主分相测量主分相测量 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 7nFourier 系数系数 nIphase = f(t) = f( f) + f(f)a 和 b参数每5 ms相互发送一次基本工作原理基本工作原理nf( f) = a*sin f t + b*cos f tn参数参数a 和和 b 发送和计算发送和计算同时进行Fourier 系数计

4、算和发送:在两侧每相 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 8AB通信路径切换通道切换通道切换ECREL 561REL 551ECREL 561REL 551 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 9AB通信路径切换ECEC通信路线切换补偿信号传送延时补偿信号传送延时补偿REL 561REL 551REL 561REL 551 ABB Automation Technology Products ABSA.T.T

5、raining LP5p15a2300 - 10信号传送延时补偿信号传送延时补偿T1T2T3T4BA2(T2 -T1) + (T4 -T3)Td =保护从本侧向对侧传送数据延时时间保护从本侧向对侧传送数据延时时间,通过发送数据所带的时标在不断地测量通过发送数据所带的时标在不断地测量.就地时钟的同步按测量的延时时间校正就地时钟的同步按测量的延时时间校正:Counter0-39999 sCounter0-39999 sA(Master)B (Slave)TdTdDt00 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 -

6、 11最大允许传送延时为最大允许传送延时为:差动测量在通道延时确定在小于差动测量在通道延时确定在小于200ms 之内进行之内进行(考虑通信路考虑通信路线切换线切换). 差动测量在通道延时确定为大于差动测量在通道延时确定为大于200ms被闭锁被闭锁.信号传送延时补偿信号传送延时补偿 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 12DIFL 动作特性动作特性一相差动电流一相差动电流:BAdiffIIIBAdiffIII2BAbiasIIIIdiffIbias正常动作特性正常动作特性制动电流制动电流:每相的制动电流

7、计算每相的制动电流计算:phases)other in the21,phaseown in the(biasbiasbiasIIMAXI ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 13DIFL -动作特性动作特性IdiffIbiasHIGHIIIBAdiffLOWIIIBAbias2内部故障内部故障:正常保护特性正常保护特性 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 14DIFL -动作特性动作特性IdiffIbiasH

8、IGHIIIBAdiffHIGHIIIBAbias2内部故障内部故障:Normal condition ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 15DIFL -动作特性动作特性IdiffIbias穿越性故障穿越性故障:HIGHIIIBAbias2LOWERIIIBAdiffNo TripNormal condition差流应为差流应为0: ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 16DIFL -动作特性动作特性BAd

9、iffIII2BAbiasIIIIdiffIbiasCT 饱和饱和:No TripTrip ?CT saturationNormal condition制动电流减少制动电流减少 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 17DIFL -动作特性动作特性IdiffIbias正常动作特性正常动作特性CT 饱和饱和:CT 饱和饱和在在CT饱和时饱和时,保护两侧的制动特性都保护两侧的制动特性都提高提高;CT分相饱和信号包含在发送信息内分相饱和信号包含在发送信息内(与电与电流数字量同时发送对侧流数字量同时发送对侧).

10、 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 18CT饱和检测器饱和检测器n外部故障保护不误动n对CT特性的要求低 K1ddtK3 K1ddtK3 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 19DIFL 整定整定IdiffIbiasNormal conditionIMinOp最小动作电流最小动作电流: IMinOp第一段特性斜率第一段特性斜率: IDiffLvl1 IDiffLvl1第二段特性斜率第二段特性斜率: IDif

11、fLvl2 IDiffLvl2特性一特性一,二的交叉点二的交叉点: ILvl1/2Cross ILvl1/2Cross ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 20DIFL 整定整定IdiffIbiasNormal conditionIMinOp最小动作电流最小动作电流: IMinOp第一段特性斜率第一段特性斜率: IDiffLvl1 IDiffLvl1第二段特性斜率第二段特性斜率: IDiffLvl2 IDiffLvl2特性一特性一,二交叉点二交叉点: ILvl1/2Cross ILvl1/2Cross

12、IminSatCT saturationCT饱和检查的最小相电流门槛饱和检查的最小相电流门槛: IMinSat160% ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 21跳闸算法跳闸算法n每5 ms计算判断一次n每4次计算中2次或3次判区内故障才发差动跳闸信号n参数a和b的传送带校验码 移动移动”窗口窗口”3 of 45 msTT00000T00000 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 22定值定值 ABB Auto

13、mation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 23充电电流补偿充电电流补偿n充电电流产生差流n可能引起保护误动作Diff prot.LRC/2C/2 如在设计保护方案不补偿充电电流,它会降低保护的灵敏度. ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 24UdtdUC ICC)( CCIIIFourierfilterDifferentialprotectionalgorithmCorrections充电电流补偿原理充电电流补偿原理 ABB Au

14、tomation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 25整定整定 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 26DIFL 差动功能模块差动功能模块 总闭锁信号输入端从CT断线监视来的闭锁信号断路器分位闭锁 CCC(IMinOpComp - IMinOp)PT断线闭锁CCC(IMinOpComp - IMinOp) 发送到对侧的远跳信号2 发送到对侧的远跳信号1差动保护动作信号差动保护A相动作信号 差动保护B相动作信号差动保护C相动作信号收对侧

15、远跳信号2收对侧远跳信号1检查到CT饱和信号通道正常信号 通道故障信号 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 27nCCC可在保护使用母线PT情况下起作用:n如两侧有一侧断路器分位,差动保护自动切换定值:从IMinOpComp 到 IMinOp.n如两侧有一侧PT断线,保护自动闭锁CCC功能,即将定值从IMinOpComp 切换到 IMinOp.LDP应用应用 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 28应用应用E

16、CECREL 561REL 551 当保护只有一侧需要测量电压的当保护只有一侧需要测量电压的保护功能时保护功能时,差动保护可使用差动保护可使用561与与551配合完成配合完成. ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 29仅适用于两端线路的保护不能使用 对三端的线路不能使用在右图中,区外故障CT饱和时,可能引起保护误动作LDT应用应用 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 30通信方案选择通信方案选择 ABB Au

17、tomation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 31电线电线电气背靠背连接 (内置MODEM) 内部规约内部规约 4- 线线 (2对双绞线对双绞线)光纤光纤光背靠背连接(内置光MODEM)- 内部规约内部规约ECEC通信方案选择通信方案选择短距离电短距离电 modem光光MODEM ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 3230 km20 km光纤接线盒光纤接线盒光纤接线盒光纤接线盒0,4 dB/km 单模单模, 0,8 dB/km

18、多模多模 12 dB 16 dB 两套保护直接光纤连接的衰耗算例两套保护直接光纤连接的衰耗算例多模多模单模单模REL551/561的最大衰耗的最大衰耗 -19 dB - 24 dB安装和老化等考虑裕度安装和老化等考虑裕度, 0,1/ 0,2dB/km 3 dB 4 dB 接线盒的衰耗接线盒的衰耗, 1 dB/每个接头每个接头 2 dB 2 dB连接点的裕度连接点的裕度, 0,5 dB/接点接点. 2 dB 2 dB最大总衰耗最大总衰耗 +19 dB +24 dB 光纤通信衰耗估算光纤通信衰耗估算 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Trainin

19、g LP5p15a2300 - 33使用电导引线最大距离使用电导引线最大距离 (四线连接四线连接)0,001,002,003,004,005,006,007,0020406080100120电容电容 nF/ kmReach km0,15 mm20,3 mm20,6 mm21,5 mm2Capacitancelimit希望的距离希望的距离: 3 km电缆截面电缆截面: 1.5 mm2最大电容最大电容:40 nF/km直接电连接通信直接电连接通信 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 34MUX电气电气(V

20、35, V.36, X.21, RS530, 56/64 kbit/s)复用连接复用连接, 电气连接电气连接同向同向 G.703 电接口电接口G.703通信选择通信选择 100 mMUX 10 m电气电气ECEC ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 35光纤光纤 5 km通信选择通信选择复用连接复用连接, 短距离光纤连接短距离光纤连接21-15X/16XV.35/36 (15X)X.21 (15X)G.703 (16X)EC ABB Automation Technology Products ABS

21、A.T.Training LP5p15a2300 - 36通信方式向后兼容通信方式向后兼容线路差动保护功能线路差动保护功能Ver2.3 与之前的与之前的REL561(551)Ver1.1, 1.2 and 2.0兼容兼容. ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 37变电站保护与自动化培训REL5xx序列序列线路保护线路保护 Ver. 2.3差动保护测试差动保护测试 ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 38DIL

22、F功能测试功能测试: 跳闸信号的闭锁跳闸信号的闭锁在保护调试或电流回路变更后在保护调试或电流回路变更后,上直流电源之前两侧保护的跳闸出口上直流电源之前两侧保护的跳闸出口必须闭锁必须闭锁. 该预防措施可避免本侧和对侧因电流回路错误而误跳闸该预防措施可避免本侧和对侧因电流回路错误而误跳闸.闭锁跳闸信号不能在闭锁跳闸信号不能在COMBITEST进行进行,必须在保护出口端子进行隔离必须在保护出口端子进行隔离. ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 39差动保护测试差动保护测试: 试验模式试验模式TEST MOD

23、E在进行差动保护通流试验前在进行差动保护通流试验前,必须启动试验模式必须启动试验模式. 试验模式设置后如没有保存试验模式设置后如没有保存,保护不会保护不会进入试验模式进入试验模式.只要两侧中的一侧设置为试验模式只要两侧中的一侧设置为试验模式,线路两侧的差动跳闸功能就都被闭锁线路两侧的差动跳闸功能就都被闭锁. TEST MODE 可通过可通过HMI 设置或使用设置或使用PST软件设置软件设置: ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 40差动保护测试差动保护测试:开放本侧跳闸开放本侧跳闸测量差动保护动作时间

24、和动作电流测量差动保护动作时间和动作电流,必须开放本侧跳闸必须开放本侧跳闸,测试模式中闭锁跳闸方式被测试模式中闭锁跳闸方式被“Local trip”命令替代命令替代. 激活激活(开放开放)本侧本侧差动保护差动保护跳闸的设置菜单跳闸的设置菜单:Test/TestMode/Differential修改后需存盘修改后需存盘.观察到观察到Release Local命令命令,即可开放本侧出口即可开放本侧出口. ABB Automation Technology Products ABSA.T.Training LP5p15a2300 - 41差动保护测试差动保护测试:加电流测试加电流测试在一侧设置为试验模式时在一侧设置为试验模式时,对侧收到电流数据后就发送回一组数据给本侧对侧收到电流数据后就发送回一组数据给本侧.但转换为另但转换为另外一相电流外一