201、204、207线路保护装置运行规程.doc

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习鸭II回207、习元线201、习桐井线204线路保护装置运行规程

习鸭II回207、习元线201、习桐井线204线路采用光纤分相纵差和高频通道速动保护双重化配置。

分别是GXH103B-123主I保护屏，保护型号：

CSC-103B；PRC02AFZ-13Y主II保护屏，保护型号：

RCS-902ADFZ及RCS-923。

一．主I保护装置

1.CSC-103B光差保护装置概述

CSC-103B数字式超高压线路保护装置适用于220kV及以上电压等级的高压输电线路，其主保护为纵联电流差动保护、后备保护为三段式距离保护、四段式零序电流保护、综合重合闸等。

2.CSC-103B光差保护装置原理

2.1启动元件

启动元件主要用于监视故障、启动保护及开放出口继电器的正电源。

启动元件一旦动作后，要在保护整组复归时才返回。

保护的启动元件包括电流突变量启动、零序电流启动、静稳破坏的启动元件、弱馈低电压启动元件、以及重合闸的启动元件。

任一启动元件启动后，都将启动保护及开放出口继电器的正电源。

2.1.1电流突变量启动元件

电流差突变量启动元件，在大部分故障情况下均能灵敏地启动，是保护的主要启动元件。

其判据为：

△iϕϕ>IQD或△3i0>IQD

其中：

△iϕϕ=||iϕϕK-iϕϕK-T|-|iϕϕK-T-iϕϕK-2T||，ϕϕ指AB、BC、CA三种相别，K指采样的当前时刻某一点，T＝24为一周采样点数，（K-T）即指K点的1周前的采用值，（K-2T）即从K点的2周前采用值。

Δ3i0为零序电流突变量；IQD为突变量启动定值。

当任一相间突变量或零序电流突变量连续4次超过启动门槛值时，保护启动。

2.1.2零序辅助启动元件

除突变量启动外，保护还设置了零序辅助启动，解决大过渡电阻（220kV考虑100Ω，500kV考虑300Ω）接地短路突变量启动元件灵敏度不够的问题，作为辅助启动元件带30ms延时动作。

判据为：

3I0>0.9*I0dz

其中：

3I0为三倍的零序电流。

I0dz为下列情况的最小值：

（1）零序IV段定值；

（2）零序反时限电流定值；

（3）零序差动定值。

2.1.3静稳失稳启动元件

为保证静稳失稳情况下保护的正确动作，保护还设置了静稳失稳启动元件。

判据为：

（1）A、B、C三相电流均大于静稳电流IJW，且突变量启动元件未启动；

（2）AB、BC、CA三个相间阻抗，三个测量阻抗均落入阻抗III范围内，且突变量启动元件未启动。

以上任一条件满足且持续30ms后，判断为静稳破坏，随即，保护启动，程序转入振荡闭锁模块，此时，保护会报告“阻抗元件启动”、或“静稳失稳启动”及“保护启动”。

2.1.4弱馈启动元件

当被保护线路的一侧为弱电源或无电源时,其他启动元件不动,为此，装置设有弱馈启动，即由低电压＋差流作为启动元件。

2.2选相元件

选相元件可以判别故障的相别，利用各种选相原理判别不同故障情况以满足保护选相跳闸的要求。

保护装置针对不同的情况，综合利用各种选相原理，在突变量启动后故障初期时采用突变量选相元件。

在故障后期，采用稳态序分量选相元件。

电流突变量选相和稳态序分量选相均不适用于弱电源、终端变故障小电流或无电流的情况，此时采用低电压选相元件。

2.2.1电流突变量选相元件

电流突变量选相元件采用相间电流突变量ΔIAB、ΔIBC和ΔICA，通过对三个相间电流的大小比较，得到故障相别。

2.2.2稳态序分量选相元件

稳态序分量选相元件主要根据零序电流和负序电流的角度关系，再加以相间故障排除法进行选相。

2.2.3低电压选相元件

低电压选相元件主要是为了满足弱电源侧保护选相的要求，在电流突变量选相和零负序稳态序分量选相失败的情况下，且未出现TV断线时，投入低电压选相元件。

低电压选相的判据为：

a）任一相电压小于0.5Un，且其他两相电压都大于0.8Un，则判为第三相单相

故障；

b）相间电压低于0.5Un，判为相间故障。

2.3距离元件

距离元件分为距离测量元件和距离方向元件。

2.3.2距离测量元件

本保护中，距离测量元件以实时电压、电流计算对应回路阻抗值。

2.3.3距离方向元件

为了解决距离保护出口故障的死区问题，在距离保护中设置了专门的方向元件。

对于对称故障，采用记忆电压，即以故障前电压前移两周波后，同故障后电流比相来判别故障方向。

对于不对称出口故障，采用负序方向来作为距离元件的方向。

距离元件的动作条件为：

方向元件判为正方向，且计算阻抗在整定的四边形范围内。

2.4零序方向元件

零序方向也设有正、反两个方向的方向元件。

正向元件的整定值可以整定，反向元件不需整定，灵敏度自动比正向元件高，电流门槛取为正方向的0.625倍。

零序正方向动作区为18°≤arg（3.I0/3.U0）≤180°

零序反方向动作区为-162°≤arg（3.I0/3U0）≤0°

零序正方向元件的动作判据为：

位于零序正方向动作区，3I0>3I0DZ

零序反方向元件的动作判据为：

位于零序反方向动作区，且3I0>0.625*3I0DZ

保护采用自产3U0，即由软件将三个相电压相加而获得3U0，供零序方向元件方向判别用。

用于判零序方向的3U0固定门槛为1V有效值。

2.5负序方向元件

负序正方向动作区为18°≤arg（3.I2/3.U2）≤180°

负序反方向动作区为-162°≤arg（3.I2/3.U2）≤0°

2.6振荡闭锁开放元件

在电流突变量启动后的150ms之内，系统不会出现振荡情况，因此本保护装置不考虑振荡闭锁，固定投入所有距离元件；在电流突变量启动后150ms之后，或经静稳失稳及零序辅助启动后，距离元件需要经开放元件开放，以防止振荡过程中距离保护元件误动作。

对于不对称故障和三相短路，振荡闭锁开放元件是不同的。

2.6.1不对称故障开放元件：

利用零序和负序电流特征可区分是发生了故障还是振荡。

其开放判据为：

|I0|>m1|I1|或I2>m2|I1|

系统振荡时I0、I2接近零上式不能满足；振荡又发生区外故障时，通过装置的电流较小，上式仍不能满足；振荡又发生区内故障时I0、I2将有较大数值，能满足。

其中m1、m2的数值保证了在最不利系统条件下能有效的防止振荡情况下发生区外故障时距离保护不误动，而对于区内的不对称故障能够开放。

为了防止区外故障切除时零序和负序电流不平衡输出引起保护的误动，保护经短延时后动作。

2.6.2三相故障开放元件:

保护利用三相故障发生、发展过程中所显现出来的一系列特征，如故障以后阻抗不变，而振荡时阻抗总在渐变等，快速识别振荡闭锁中的三相对称故障。

3．检测功能和其他判别

3.1自检功能

3.1.1TV断线检测

装置设有两种检测TV断线的判据，两种判据都带延时，且仅在线路正常运行，启动元件不启动的情况下投入，一旦启动元件启动，TV断线检测立即停止，等整组复归后才恢复。

判据a）为：

三相电压之和不为零:

|Ua+Ub+Uc|>7V（有效值）

该判据可以用于检测一相或二相断线。

判据b）为：

TV在母线时，若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一相电压小于8V，判为TV断线。

TV在线路时，在任一相电流大于0.04倍额定电流或断路器在合位（检跳闸位置开入）时，若|Ua|、|Ub|及|Uc|任一相电压小于8V，判为TV断线。

该判据b）附加电流条件是防止TV在线路侧时，断路器合闸前误告警。

设置断路器在合位的条件是为了防止电流过小（例如对侧未合闸）时三相失压不能告警。

TV断线后报“TV断线告警”，在TV断线条件下所有距离元件、负序方向元件、带方向的零序保护也退出工作，纵联电流差动保护不受TV断线的影响，可以继续工作。

装置将继续监视TV电压，一旦电压恢复正常，各元件将自动重新投入运行。

3.1.2TA断线检测

a）装置的零序电流连续12s大于I04定值，报“TA断线告警”,并闭锁零序各段保护；

b）差动保护TA断线检测：

断线侧的自产3I0值连续12s大于max｛0.9*min（4I0定值、反时限零序电流定值、零差定值），一次240A｝，而断线相电流小于0.06In（In为二次侧额定电流）；计算出正常两侧的差电流连续12s大于0.15In而断线相电流小于0.06In报“TA断线告警”。

判出TA断线后，可通过控制字选择闭锁或不闭锁差动保护，如果选择闭锁差动保护，只闭锁断线相差动保护。

3.1.3TA饱和检测

采用模糊识别法对TA饱和进行检测,当判别出TA饱和后,自动抬高差动保护的制动系数。

3.1.4双A/D冗余检测

为了有效地防止硬件损坏情况下保护的误动作，装置采用了双A/D冗余设计，通过对双A/D对比监视，实时监视模拟量采集回路的好坏，及时发现硬件损坏并闭锁保护。

3.1.5电压电流相序自检

在系统无异常时通过比较三相电流、电压的相位，判别相序是否接错，如果不是正常相序，则报“三相相序不对应”。

3.1.63I0极性自检

通过比较自产3I0（Ia+Ib+Ic）与外接3I0的幅值和相位，判别外接3I0的极性有无接反，若接反报“外接3I0接反”。

3.1.7电压3次谐波自检

当电压回路串入3次谐波时，用以上TV断线检测判据不能判断电压异常。

如果电压三次谐波过量，延时报“3次谐波过量告警”，但不闭锁保护。

3.1.8线路抽取电压断线检测

在重合闸投入三重或综重方式的情况下，如果无跳位开入或线路有电流，表明开关处于合闸状态，那么，采用下列条件检测线路抽取电压的完好性：

a）装置整定为重合闸检同期方式时，若开关两侧电压不满足整定的同期条件，则经14s延时确认后，报告“检同期电压异常”；

b）装置整定为重合闸检无压方式时，若即不满足检无压的条件，且又不满足整定的检同期条件，则14s延时确认后报告“检同期电压异常”。

3.1.9跳闸位置自检

若有跳位开入，且对应相有电流，延时2s确认后，报“跳位A（B,C）开入异常”。

3.1.10过负荷告警

保护装置实时监测线路潮流情况。

如果三相电流大于静稳失稳电流定值，持续30s后，报“过负荷告警”。

3.1.11控制字设置不合理自检

在CSC-103B装置综合重合闸控制字中，如果非同期方式、检无压方式、检同期三种方式中，任意两种方式同时投入，则装置告警“重合闸控制字错”。

3.1.12电流不平衡告警

自产3I0和外接3I0差值大于max｛0.1In，0.3*max（IA、IB、IC）｝，延时12s告警“电流不平衡”，不闭锁保护。

3.1.13保护装置自检

a）CPU插件的自检。

CPU插件在上电过程中对本身的存储器、模拟通道、程序区等进行自检。

在装置的运行过程中也对上述部分实时自检，当确认某一部分有问题时，给出告警信息，同时闭锁保护；（硬件损坏，装置告警，复归后仍能告警。

有严重告警时，差动保护对侧保护会报“对侧保护退出”保护恢复正常后对侧报“对侧保护恢复”）；

b）由于模拟通道的冗余配置，还对采样数据进行实时互校，当差别越过设定的限度时，等同模拟通道故障；

c）各I/O插件进行上电和实时自检，自检的内容包括开入通道和开出通道，同时

还包括存储器和程序区等。

开入通道的自检通过模拟变位进行；开出通道自检线

圈。

自检范围广，彻底。

确认有故障后，给出告警。

d）通信通道进行实时自检：

CPU插件和MASTER插件对其所联系的各种职能插件进

行实时通信自检，当发现通信中断后，进行告警处理。

e）MASTER插件进行上电和实时自检，自检范围包括存储器、程序区和相关内外

通信等。

发现异常后，将给出告警。