WXH803江西培训

1、1800系列数字式线路保护装置系列数字式线路保护装置WXH-803微机线路保护装置微机线路保护装置 许继电气许继电气 王年兵王年兵原理应用篇原理应用篇2目录目录1.差动原理差动原理2. 装置特点装置特点3. 调试与维护调试与维护4.新一代新一代800A保护保护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置31 1、采用光纤通道可靠性高，抗干扰能力强。、采用光纤通道可靠性高，抗干扰能力强。光纤纵差保护的优点WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理2 2、差动保护具有天然的选相能力、差动保护具有天然的选相能力3 3、不需电压

2、判据，、不需电压判据，PTPT断线时仍能正常运行断线时仍能正常运行4 4、具有自适应的弱馈投入功能（、具有自适应的弱馈投入功能（4040页）页）5 5、对于高阻接地保护具有较高的灵敏度，不受零序电压影响、对于高阻接地保护具有较高的灵敏度，不受零序电压影响6 6、永久性故障识别功能（、永久性故障识别功能（4444页）页）7 7、采用双端测距，测距精度更高（、采用双端测距，测距精度更高（4343页）页）8 8、可用于同杆并架线路，解决了跨线故障的选相问题。、可用于同杆并架线路，解决了跨线故障的选相问题。4 仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端和对侧母仅反应线路一侧的电气量不可能区分本线路末端

3、和对侧母线或相邻线始端的故障，主保护要有选择地切除全线故障，只线或相邻线始端的故障，主保护要有选择地切除全线故障，只有反映线路两侧的电气量即需要将线路一侧的电气量信息传送有反映线路两侧的电气量即需要将线路一侧的电气量信息传送到对侧。到对侧。 纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装纵联保护，是用某种通信通道将输电线路两端的保护装置纵向联结起来，将本端的电气量信息状态传送到对端进行比置纵向联结起来，将本端的电气量信息状态传送到对端进行比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而实较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围之外，从而实现全线速动切除区内故障。现全线速动切除区内故障

4、。 主保护与通道主保护与通道1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置5高频保护接线高频保护接线 每侧保护方向元件利用每侧保护方向元件利用本端电气量本端电气量判断故障方向，两侧保判断故障方向，两侧保护交换其判别结果逻辑量，两侧都判为正方向即为区内故障护交换其判别结果逻辑量，两侧都判为正方向即为区内故障通道中传送的是逻辑信号，即通道使两侧保护只建立了逻通道中传送的是逻辑信号，即通道使两侧保护只建立了逻辑联系辑联系间接比较间接比较WXH801WXH801SF-600SF-600逻辑量 1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803

5、输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置6 差动元件差动元件直接直接比较比较两侧电气量两侧电气量判断故障判断故障 通过通道交换两侧电流量的波形（采样点）和相量，通道通过通道交换两侧电流量的波形（采样点）和相量，通道将两侧交流回路联系起来将两侧交流回路联系起来电流差动保护接线电流差动保护接线1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置71.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置基尔霍夫电流定律基尔霍夫电流定律推广到封闭面推广到封闭面0I输电线路输电线路KCL封闭面封闭面8n 理想

6、情况下的基尔霍夫定律ImInMN0nmIIo 线路线路MN区内故障时区内故障时ImInMNF0nmIIo 线路线路MN正常运行或区外故障时正常运行或区外故障时1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置9bphnmIIIn差动保护基本判据应考虑不平衡电流0nmII采样误差、同步误差、输电线路对地电容电流等 缺点： 整定太小，区外故障将误动；整定太大，区内故障将拒动引入比率制动判据bphI1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置差动保护判据差动保护判据10nmnmIIkII区内故障

7、时区外故障时动作量Id制动量Ir|ImIn|0 2|IF|n差动保护比率制动判据自适应特性1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置线路内部流出电流线路内部流出电流只成为动作电流只成为动作电流穿越性的电流穿越性的电流只成为制动电流只成为制动电流ImInMNIFFImInMNIFF|ImIn|IF |ImIn|Id IrId IF Idm IF)IoN=ILa+ ILb +ILc = 0Iod = |IoM+IoN|= IF, Ior = |IoMIoN|=IFIod=IF Ior =IF即使在重负荷时，零序电流差动有很高的灵敏度即使在重

8、负荷时，零序电流差动有很高的灵敏度.IFIM803ILINM端端N端端稳态量分相差动元件的灵敏度稳态量分相差动元件的灵敏度Iad = |IaM+IaN|= |(ILa +IF) Ila| =IFIar= |IaM-IaN| =|(ILa +IF)+Ila|=2 ILa +IFIad=IF Iar =2 ILa +IF 1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 零序电流差动的灵敏度分析零序电流差动的灵敏度分析22比率制动特性Id: 差动电流差动电流 |IM + IN|Ir: 制动电流制动电流 |IM - IN|IrId0Iodz动作区I

9、dz稳态量差动K=0.6突变量差动K=0.75零序差动K=0.75MN端M端IMWXH-803INWXH-803故障量故障量分相差动保护分相差动保护 NMNMIIkII（1）（2）cdNMIII稳态量稳态量分相差动保护分相差动保护NMNMIIkII0cdN0M0III零序电流差动保护零序电流差动保护cdNMIII（1）（2）N0M0N0M0IIkII（1）（2）1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 电流差动元件特性电流差动元件特性23k大于1时，不会误动，但装置用于弱馈系统时将会拒动。K=1.2K=1xRK=0.75K=0.6j不

10、同不同 k k值时的比率制动特性（阴影区为动作区）值时的比率制动特性（阴影区为动作区）动作区动作区k小于1时，即使两侧电流反向，仍有动作区，正常时是靠门槛躲过；但在短线路情况下，区外大电流故障引起TA饱和时单靠门槛躲不过时就可能误动。判出判出TA饱和时，饱和时，k=1.2，区外故区外故障可靠不误动障可靠不误动正常时，正常时，k=0.6 (0.75)k=0.6 (0.75)，使弱馈、高阻等情况可靠动作使弱馈、高阻等情况可靠动作1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 电流差动元件特性电流差动元件特性24差动保护反时限暂态动作特性差动保护

11、反时限暂态动作特性 由于差动保护采用短窗（5ms）相量算法以提高动作速度，故障暂态过程中必须要采用与算法对应的高动作门槛及制动系数以保证高可靠性。故障分量差动及稳态量差动的暂态动作特性如下图所示。 分相分相电流差动元件反时限特性电流差动元件反时限特性1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置25差动保护反时限暂态动作特性反应图差动保护反时限暂态动作特性反应图 分相分相电流差动元件反时限特性电流差动元件反时限特性1.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置261.电流差动保护的原理电

12、流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置DIF-A差动保护退出&DIFATDIFBTDIFCT跳闸出口( 启动重合闸)1 通道异常 当数据错误检查，采样同步检查或接收信号中断检查元件检测到通讯链路故障时，保护闭锁出口。DIF-ADIF-BDIF-BDIF-CDIF-C111 分相电流差动保护逻辑分相电流差动保护逻辑271.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 零序电流差动保护逻辑零序电流差动保护逻辑 t 0DIFG&DIFGT延时0.01s&1TA断线(分相跳闸出口)差动保护退出1 通道异常当数据错

13、误检查，采样同步检查或接收信号中断检查元件检测到通讯链路故障时，保护闭锁出口.差流选相281.电流差动保护的原理电流差动保护的原理WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置3. 用光纤连接至通信设备（用光纤连接至通信设备（64kbps同向接口）同向接口）PCM设备接口盒WXH-803光端机CCITT-G703.波特率: 64kbpsSM Opt. 30km波长: 1310nm,波特率: 64kbps1. 光纤直接连接光纤直接连接(30km, 100km class)WXH-803光端机SM Opt. 30km or 100km波长: 1310nm, 波特率: 64kbps2.

14、 用光纤连接至通信设备用光纤连接至通信设备(E1接口）接口）SDH设备接口盒WXH-803光端机CCITT-G703.波特率: 2MbpsSM Opt. Fibr1K1增大闭锁角，防增大闭锁角，防区外误动区外误动畸变消失畸变消失后后调整调整k1k138TA断线检测断线检测2.保护特点保护特点- TA断线检测（断线检测（1）WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置解决了两方面问题：解决了两方面问题：1.1.可靠闭锁因可靠闭锁因TATA断线引起电流突变量起动后的差动保护误断线引起电流突变量起动后的差动保护误动动2. 2. 在负荷电流很小时能灵敏地检测出在负荷电流很小时能灵敏地检

15、测出TATA断线，并闭锁断线断线，并闭锁断线相保护相保护 系统启动时，利用两侧电压的变化量来判定是否系统启动时，利用两侧电压的变化量来判定是否TATA断线；断线；断线后分相闭锁保护断线后分相闭锁保护 系统正常时，利用差流的大小来判定是否系统正常时，利用差流的大小来判定是否TATA断线；断线后断线；断线后分相闭锁保护分相闭锁保护39TA断线识别断线识别2.保护特点保护特点- TA断线检测（断线检测（2)WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置对侧电流突变量起动对侧电流突变量起动 本侧电流突变量起动本侧电流突变量起动 对侧对侧 本侧本侧 & & &开放差动判据开放差动判据相差流

16、元件动作相差流元件动作 无无& &TATA断线断线并分相闭锁保护并分相闭锁保护1s延时& &30ms延时开放差动判据开放差动判据双电源系统、弱馈系统开放逻辑双电源系统、弱馈系统开放逻辑VU5VU5VU540 TA 变比变比 : 2000/1AM端端N端端WXH-803WXH-803IM=800A / TA 变比变比(2000/1A) = 0.4A （ （2 次值）次值）TA 变比变比 : 4000/1AIN=800A / TA 变比变比(4000/1A) = 0.2A （ （2 次值）次值）一次灵敏度一次灵敏度 = 800A传送至对侧电流值归算到一次：传送至对侧电流值归算到一次：0.4*200

17、0A=800A传送至对侧电流值归算到一次：传送至对侧电流值归算到一次：0.2*4000A=800A用户不需考虑两侧TA变比不一致的情况2.保护特点保护特点- TA 变比自适应（变比自适应（1）WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置412.保护特点保护特点- TA 变比自适应变比自适应 (2)WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 区外故障区外故障-TA变比不同变比不同M端端N端端20000A2000/1AIM=10A4000/1AIN=5A5A10AId = 0A保护保护 保护保护5*4000A20000/2000A10AN端变换M端变换10A422

18、.保护特点保护特点- 故障测距故障测距WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置MAIMNf1RM)-(LZMZMBINAINBIMCINCIMZMZM)-(LZM)-(LZf2RMFDF)()()()(11MLNCNCMLNBNBRMMCMCMMBMBRZIUZIUUZIUZIUUff)()()(LLNBCMBCLNBCNBCMBCMFDZIIZIUUD消去 可得如下式子：1fRU43两侧重合闸延时相差至少两侧重合闸延时相差至少5050msms先合侧合于故障后加速出口，并将出口信号传至对侧先合侧合于故障后加速出口，并将出口信号传至对侧后合侧可根据先合侧的加速出口信号以及本侧

19、差动再次动作，判为永后合侧可根据先合侧的加速出口信号以及本侧差动再次动作，判为永久性故障，闭锁重合久性故障，闭锁重合2.保护特点保护特点- 永久性故障判别永久性故障判别WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置借助通道的永久性故障识别借助通道的永久性故障识别 减小对系统冲击减小对系统冲击44 同步同步调调整的必要性整的必要性2.保护特点采样基准端确定保护特点采样基准端确定WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置采样不同步的原因采样不同步的原因 1. 1. 两侧装置上电时刻的不一致两侧装置上电时刻的不一致 2. 2. 一侧数据传送到另一侧有通道时延和数据接收

20、时延一侧数据传送到另一侧有通道时延和数据接收时延 3. 3. 两侧装置晶振存在固有偏差两侧装置晶振存在固有偏差同步调整同步调整 通过同步调整可解决两侧采样不同步。将两侧装置一侧设定为采样参考端，通过同步调整可解决两侧采样不同步。将两侧装置一侧设定为采样参考端，一侧设为采样同步端，一侧设为采样同步端，采样参考端采样参考端保持采样频率不变，同步端以采样参考端为保持采样频率不变，同步端以采样参考端为基准，将自己采样频率调整成和采样参考端一致的过程称为同步调整。基准，将自己采样频率调整成和采样参考端一致的过程称为同步调整。同步调整过程同步调整过程 1. 1. 采样时刻对齐采样时刻对齐 2. 2. 采样

21、序号对齐采样序号对齐452.保护特点采样基准端确定保护特点采样基准端确定WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 ntnt M侧侧N侧侧ImInImInMNIfh 同步同步调调整的必要性整的必要性46 自适应主从定位o 常规主从定位办法 硬压板或跳线 软压板或控制字o 常规办法的缺点 增加现场试验的工作量 出错概率大，线路两边需整定正确WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 采样基准采样基准2.保护特点采样基准端确定保护特点采样基准端确定47自适应采样基准定位1.装置上电时，根据通道参数（随机）确定采样参考端和采样同步端；2.两侧通信时，一次比较确定采

22、样基准；3.自环时，连续8次参数比较相同认为自环；4.一侧复位或采样参考标识丢失，直接根据对侧采样参考标识确定2.保护特点采样基准端确定保护特点采样基准端确定WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置48 采样同步计算通道时延采样同步计算通道时延tdtd2.保护特点保护特点采样同步采样同步WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置 td = (t2 t1 t) /2许继电气t2 t1 （主）参考端 （从）同步端 td td t 梯形算法49 采采样样序号序号调调整法整法调整步骤如下：调整步骤如下： 1 1 确定通道延确定通道延时时td td 3 同步校准同步

23、校准 2 2 确定同步端采确定同步端采样样序号序号 212ttttdtd=nT+ (n=0,1,2,.)即 = td-nT(n=0,1,2,.)tt t3=(t2-t1+t)/2 2.保护特点保护特点采样同步采样同步WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置50 有传输时延时的差流计算有传输时延时的差流计算2.保护特点保护特点采采样样同步同步WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置tt M端 N端43210iM(1)iM(0)iN(0)iN(1)43210采样地址号iM(0)N端端差流计算基于相同采样序号差流计算基于相同采样序号iN(0)许继电气513.调

24、试及维护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置许继电气1 1、在一侧加入电流量，对侧读取看是否与所加量幅置、相位相在一侧加入电流量，对侧读取看是否与所加量幅置、相位相同，如两侧同，如两侧TATA变比不一样，则应加上该系数。变比不一样，则应加上该系数。2 2、对侧开关在跳位，本侧施加故障量，本侧动作，跳位侧不动对侧开关在跳位，本侧施加故障量，本侧动作，跳位侧不动做做 双端通道联调的检测项目双端通道联调的检测项目3 3、两侧开关在合位，一侧施加故障量，两侧动作。两侧开关在合位，一侧施加故障量，两侧动作。4 4、投入投入TA断线闭锁时，在加入电流的量的同时，必须有一侧

25、电断线闭锁时，在加入电流的量的同时，必须有一侧电压突变。压突变。 523.调试及维护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置许继电气1 1、在现场调试过程中，比率制动系数是没有条件测出的、在现场调试过程中，比率制动系数是没有条件测出的。2 2、在现场实验时，差动保护动作时间有时较慢，、在现场实验时，差动保护动作时间有时较慢，1.051.05动作定值动作定值达达6060msms。许继保护只有一个定值，采用反时限特性，只要大电许继保护只有一个定值，采用反时限特性，只要大电流时能快速动作就可以了流时能快速动作就可以了。有的厂家分为高低定值，低定值延有的厂家分为高低定值，

26、低定值延时时4040msms出口，其实是一个道理出口，其实是一个道理3 3、现场不投电容电流补偿的情况下，应该将线路零序电纳、正、现场不投电容电流补偿的情况下，应该将线路零序电纳、正序电纳按线路实际值整定或整定为零。因为保护虽然不对电容序电纳按线路实际值整定或整定为零。因为保护虽然不对电容电流进行补偿，但动作门槛的选取仍和其有关，例如：电流进行补偿，但动作门槛的选取仍和其有关，例如：稳态量分相电流差动门槛稳态量分相电流差动门槛Icd Icd ：maxIdz ,1.5Ibph, 1.5maxIdz ,1.5Ibph, 1.5（Un/Xc1Un/Xc1）, 0.1In, 0.1In533.调试及维

27、护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置许继电气1 1、通道告警指的通道上发生了问题，可能是由光端机、复用接、通道告警指的通道上发生了问题，可能是由光端机、复用接口盒、或通道引起的。口盒、或通道引起的。2 2、通讯告警是管理板对保护通讯告警是管理板对保护CPUCPU迅不上，装置报某某迅不上，装置报某某CPUCPU通讯中通讯中断。这是对该断。这是对该CPUCPU的操作都无法实现，调定值，调版本号等。的操作都无法实现，调定值，调版本号等。 通道告警和通讯告警的区别通道告警和通讯告警的区别543.调试及维护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动

28、保护装置许继电气1)1)光端机光自环：即本侧保护装置上的光端机自环，用于检测光端机光自环：即本侧保护装置上的光端机自环，用于检测光端机好坏。光端机好坏。2)2)复用接口盒自环：即在复用接口盒出口处自环，用于检测复复用接口盒自环：即在复用接口盒出口处自环，用于检测复用接口盒的好坏。用接口盒的好坏。3)3)复用通道自环：用于检测复用通道的好坏。复用通道自环：用于检测复用通道的好坏。4)4)对端自环检测：用于检测对端各个部分的好坏。对端自环检测：用于检测对端各个部分的好坏。有条件的地方还可以通过光功率计进行光功率测试，通过通道有条件的地方还可以通过光功率计进行光功率测试，通过通道误码仪进行通道误码检

29、测。误码仪进行通道误码检测。 通道故障问题定位通道故障问题定位55C H AT XR X复用接口P C M同 向接 口光端机P C M复用接口同 向接 口W X H -8 0 3C H AT XR X光端机保 护 室通 信 室保 护 室通 信 室T X +R X +T X -R X -T X +R X +T X -R X -R X +T X +R X -T X -R X +T X +R X -T X -1243本本端端光光自自环环1内内时时钟钟方方法法时时钟钟方方式式1.光光端端机机故故障障2. CPU故故障障故故障障原原因因措措施施更更换换故故障障插插件件近近端端电电自自环环2内内时时钟钟1

30、.复复用用接接口口盒盒故故障障2. 光光缆缆连连接接故故障障更更换换故故障障插插件件采采用用备备用用纤纤芯芯远远端端电电自自环环3外外时时钟钟1. PCM故故障障2.音音频频连连接接问问题题检检查查PCM设设备备检检查查音音频频电电缆缆对对端端光光自自环环4外外时时钟钟更更换换故故障障插插件件1.复复用用接接口口盒盒故故障障2. 光光缆缆连连接接故故障障（以64kb复用为例）3.调试及维护调试及维护 WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置563.调试及维护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置许继电气衰耗元素衰耗元素: :1 1）光纤衰耗光

31、纤衰耗: :0.30.3dB/km (dB/km (单模单模) )2 2）接头衰耗接头衰耗1 1dB/dB/点点3 3）熔接衰耗熔接衰耗0.30.3dB/dB/点点连接衰减包括熔接衰减接头衰减，熔接衰减与熔接手段和人员连接衰减包括熔接衰减接头衰减，熔接衰减与熔接手段和人员的素质有关，一般热熔为的素质有关，一般热熔为0.010.30.010.3dB/dB/点；冷熔点；冷熔0.10.30.10.3dB/dB/点；点；接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为1 1dB/dB/点。系统衰减点。系统衰减余量一般不少于余量一般不少于6 6dBdB 通道衰耗的计算通道衰耗

32、的计算573.调试及维护调试及维护WXH-803 输电线电流差动保护装置输电线电流差动保护装置许继电气 通道衰耗的计算通道衰耗的计算衰减核算：衰减核算：( (按按5050kmkm线路线路) )， 发射功率：发射功率： -10 -10dBm dBm 接收灵敏度：接收灵敏度： -45 -45dBmdBm 线路衰减：线路衰减： 50 50kmkm0.3dBM/km=15dBM0.3dBM/km=15dBM 连接衰减：连接衰减： 接头接头2 2个衰减为：个衰减为：2 2点点1 1dBM/dBM/点点=2 =2 dBMdBM 熔接两个点为：熔接两个点为：2 2点点0.30.3dBM/dBM/点点=0.6=0.6dBMdBM 衰减余量衰减余量 = -10 = -10dBm-(-45dBm)-15dB-0.6dB-2 dB =17.4(dB)dBm-(-45dBm)-15dB-0.6dB-2 dB =17.4(dB) 经过经过上面的上面的计计算算, ,可以看出系可以看出系统统容量大于容量大于6 6dB,dB,以上以上选择选择可以可以满满足要求。足要