习赤线线路保护装置运行规程.docx
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习赤线线路保护装置运行规程
习赤线208线路保护装置运行规程
习赤线208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PRSC53主I保护屏，PRC02A-22主II保护屏。
一．主I保护装置
1.PRS-753光差保护装置概述
PRS-753S装置为全数字式的超高压线路保护，主要适用于220kV及以上电压等级、需选相跳闸的输电线路保护。
PRS-753S装置以分相电流差动元件为全线速动的主保护，并配有零序电流差动元件的后备差动段。
装置还集成了全套的距离及零序保护作后备保护。
后备保护包括三段式相间距离、三段式接地距离保护、两段零序电流保护、一段零序反时限保护、三相不一致保护等，并配有灵活的自动重合闸功能。
2.PRS-753光差保护装置原理
2.1启动元件
装置启动采用以下方案：
对分立的主、后备保护板配置相同的启动元件，其动作分别用于开放对方板出口继电器的正电源。
对方板启动元件和本板保护元件动作的出口组成"与"逻辑，它们共
同动作决定本板保护继电器的出口跳闸。
装置的启动元件分为四部分：
突变量启动、相过流启动、零序过流启动和电压启动。
任一启动条件满足则确认保护启动。
2.2差动元件
2.2.1基本原理
本装置差动主保护设计的出发点，是利用两侧电流的大小及故障时间依分段分时的原则选择差动继电器的动作判据。
各差动继电器对每种判据均分相设置，同时包含一个独立的零序差动继电器。
分别是相差电流差动保护、突变量电流比率差动、稳态量电流差动和零序电流比率差动。
需要说明，相差差动判据由于采用的是电流瞬时值做判断，因此故障初始时刻对于判据开始的累加结果会产生一定的影响，但通过定值和时限（内部固定）可以正确反映特大故障电流的动作特性。
另外，该判据从原理上不能反映空投故障、单端电源及弱馈线故障等情况；但是该装置的其他差动判据能够克服该弱点。
2.2.2特性分析
（相差电流差动保护）:
本装置中采用相关电流差动新判据的作用是快速切除对系统稳定威胁较大的大电流内部故障。
a.具有反时限的动作特性。
b.内外部故障的选择性好。
c.具有天然的抵抗电容电流能力，内部故障时不需进行电容电流补偿。
d.由于采用故障分量，故不受负荷电流的影响。
e.基于相关差动保护原理，不受正常运行时系统震荡的影响。
f.在TA断线及TA饱和的情况下不会误动，不需闭锁。
（突变量电流比率差动）：
由算法决定，突变量比差判据只在故障起始后的2周波（即40ms）内投入。
在对区外故障进行较准确的电容电流补偿之后，可以降低电流门槛定值，进一步提高保护对内部高阻接地故障的灵敏度；电容电流补偿同时还增加了内部故障时的动作量。
（稳态量电流差动）：
稳态量电流比率差动保护，采用经电容电流补偿后的线路两侧的电流稳态量作比较判据。
差动量和制动量作用使保护在区外故障时不误动，区内故障时迅速动作。
但是，当差流达到20倍额定电流时，不再使用制动特性。
（零序电流比率差动）：
采用零序比率差动判据主要是为了反映重负荷下的高阻接地故障。
由于零序电流是故障分量，因此具有较高的灵敏度。
本判据固定经“零序比差动作时限”延时动作，以躲过三相合闸不同时及CT暂态过程等因素的影响。
零序比率差动动作选相跳闸。
零差选相的依据是零差动作后，选出差流最大相为故障相。
本装置的零序差动只有在分相差动不动作的情况动作。
2.2.3差动动作逻辑
a."主保护投/退"硬压板为差动保护总投入,各差动元件可由相应控制字定值独立决定投退。
b.本保护板启动元件动作后开放另一保护板出口继电器的正电源，其输出信号在展宽7秒后依返回条件决定返回与否，将保护整组复归。
c.有CT断线直接闭锁突变量比差，并可经"CT断线闭锁差动"控制字的投退决定是否闭锁稳态量比差和零序比差保护。
d.在A、B、C三相差动继电器不动作的前提下，零序差动继电器动作，经“零序比差动作时限”选相跳闸。
e.有CT饱和直接闭锁除相差电流差动外的各差动保护。
f.主差保护在以下几种情况下不分相出口，任何故障跳三相：
"三跳跳闸方式"投入，
"三相重合闸"方式投入，"停用重合闸"方式。
g.主差保护在以下三种情况下不分相出口，任何故障跳三相：
"三跳跳闸方式"投入；"三相重合闸"方式投入；有“闭锁重合闸”开入；非全相运行再故障，跳三相，并（经“非全相故障闭重”）闭锁重合闸；多相故障及转换性故障，跳三相，并（经"多相故障闭锁重合闸"控制字决定）闭锁重合闸；手合故障时，跳三相，并闭锁重合闸；收到“远跳”信号，当“远跳受启动元件控制”控制字定值为1且有起动元件动作，或该控制字整定为0时三跳，并闭锁重合闸。
2.3光通信部分
2.3.1光通信模块
光通信模块分为内置板和外置通信设备两种，两者的光接口特性相同。
内置光通讯板完成由保护板至通道的电/光及光/电信号的转换；外置通讯设备EOC-700可以将2M/s的光信号转换为2M/s的电信号，完成装置与光纤设备的接口功能（外置通讯设备EOC-700详见《EOC-700技术说明书》）。
2.3.2采样同步
两侧装置一侧作为同步端（从），另一侧作为参考端（主），以同步方式交换信息。
参考端采样间隔固定，并在每一采样间隔中固定向对侧发送一帧信息，同步端随时调整采样间隔。
如果满足同步条件，就向对侧传输数据；否则瞬时闭锁差动保护，同时启动同步过程，直到满足同步条件为止。
2.3.3通信可靠性
为保证通信可靠性，对通信状态的监视和处理主要包括以下几方面：
1）每帧数据进行CRC校验（由硬件实现）及代码和校验，错误则舍弃；
2）每秒进行错误帧统计，错误帧数大于一给定值时，认为通信异常，通信异常之后闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；装置自动统计数据传输的误码率，当其达到一给定值时，报自检信息"光纤通道异常"；
3）通信为恒速率，每秒钟收到的帧数为恒定，如果连续丢失帧数大于给定值，认为通道中断；通道中断时闭锁差动保护，一旦通信恢复，自动恢复保护；通道中断持续100ms报自检信息"光纤通道中断"；
4）对装置内同样经由数字通信通道传送的开关量信息，采用专门的互补校验处理以进一步提高其传送的可靠性。
2.4选相元件
PRS-753S装置的主保护采用差动选相。
PRS-753S装置后备保护的选相动作采用先选相再测量的方式实现，并采取用突变量距离的全面测量与稳态量选相测量相结合的方式：
在故障开始后的第一周波投入各突变量距离继电器进行全面的选相测量，其后转入稳态量选相。
用稳态量选相可以适应故障转换，使延时段保护也可按选相结果进行测量。
稳态量选相采用多重判据，用电流选相与电压选相相结合，又都是将故障相与健全相相对比较，能自适应于用户整定，使用方便。
2.5距离继电器
本装置分别设置了快速距离继电器及三段式相间和接地距离继电器，各段保护均可由用
户整定独立投退。
a）突变量距离继电器本保护在故障后40ms内依次用6个突变量相和相间距离继电器进行测量，充分发挥突变量距离保护原理的优点，快速切除整定阻抗范围内的各种故障（包括在出口和背后母线上同时发生的复故障），在故障40ms后则用稳态量实现保护。
装置的设计实现了突变量保护与稳态量保护、选相测量与不选相测量的完美结合。
b）相间距离继电器采用带记忆特性的姆欧继电器。
保证反方向不误动，方向性很明确。
c）两相故障相间距离继电器采用健全相电压极化的姆欧继电器。
当本线长度较短时，相间故障的弧光电阻使得相间距离I段的保护范围缩短，为扩大范围，在实现的过程中，允许相间距离偏移一定的角度。
相间距离继电器在有些情况下，可能躲不开负荷阻抗。
装置配置了"负荷限制电阻定值"，通过负荷线限制距离。
d）三相故障距离继电器，在三相故障时采用BC相参数进行测量，和两相故障不同的是极化电压用本相记忆电压。
在记忆作用消失后，继电器对出口和母线上故障的方向判别将变得不明确。
本装置采取给稳态特性设置电压死区的方式来解决这一问题：
背后母线上故障时，残压不足以克服死区，继电器始终不会动作；正向出口故障时在记忆电压作用下继电器立即动作；在继电器已动作的条件下，如果残压未发生变化，说明故障仍然存在，就将继电器的动作一直保持下去，这样在断路器拒动时可有效地启动断路器失灵保护。
装置检测到系统发生振荡时，自动将三相距离继电器III段反偏，包含原点，以对振荡中反方向出口发生三相故障起后备作用。
e）接地距离继电器为了提高接地距离继电器的动作特性，使其能覆盖较大的接地过渡电阻
又不会发生超越，本装置采用了零序电抗继电器。
2.6零序电流保护
a.两段定时限零序过流保护（零序过流II段、零序过流III段），其中零序过流II段保护固定带方向，零序过流III段保护的方向元件可由控制字“零序过流III段经方向”投退；
b.一段零序反时限过流保护，固定经方向元件；
c.单相/三相重合闸或手合时投入经100ms延时的零序过流加速段保护；
d.PT断线时自动投入可整定的零序过流保护，取消方向元件；
e.线路非全相运行时的零序电流保护不考虑健全相再发生高阻接地故障的情况，当线路非全相运行时自动将零序过流III段动作时间缩短0.5s并取消方向元件，作为线路非全相运行时
不对称故障的总后备保护，取消零序电流保护的其他段。
2.6.1零序过流方向元件
零序过流保护其正方向判据为:
装置的零序电流和零序电压均由保护内部计算产生，即有
零序方向元件判别设有零序电压门槛，当3Uo>1V才进行方向判断。
2.6.2零序过流反时限保护
零序过流反时限保护采用国际电工委员会IEC标准规定的一般反时限。
2.7振荡闭锁
本装置的振荡闭锁分为三个部分，任意一个动作即开放保护。
2.7.1瞬时开放保护
在启动元件动作后起始的160ms以内无条件开放保护，保证正常运行情况下突然发生事故能快速开放。
如果在160ms延时段内的距离元件已经动作，则说明确有故障，则允许该测量元件一直动作下去，直到故障被切除。
2.7.2不对称故障开放元件
不对称故障时，振荡闭锁回路可由对称分量元件开放，该元件的动作判据为:
其中：
m的取值根据最不利的系统条件下振荡又区外故障时，振荡闭锁不开放为条件验算，并留有
相当的裕度。
2.7.3对称故障开放元件
在启动元件开放160ms以后或系统振荡过程中，如发生三相故障，上述二项开放措施均不能开放保护。
因此对对称故障设置专门的振荡判别元件，测量振荡中心电压。
2.8PT断线检测和紧急状态保护
2.8.1PT断线
PT断线检测仅在线路正常运行、启动元件不启动的条件下投入判断，若启动元件已启动就不进行电压断线的检测，直到保护整组复归后重新投入。
装置设有两种检测PT断线的判据，每种判据都带有延时。
当PT断线信号发出后，无论PT接母线侧还是线路侧，PT断线信号在三相电压恢复正常并持续10s之后才可复归，此后恢复正常保护程序。
当PT接线路侧时，PT断线信号可在线路开关断开后复归。
2.8.2紧急状态保护
当检测到电压断线后立即发出断线信号，差动保护一直投入，后备保护转为“紧急状态保护”。
在PT断线情况下，将距离保护、零序保护退出，可选择投入紧急状态保护，同时继续监视PT电压，当电压恢复后，延时自动解除闭锁。
紧急状态保护包括：
1）PT断线相过流保护：
无方向性的一段相过电流保护；
2）PT断线零序过流保护：
无方向性的一段零序过流保护。
两保护共用同一时限定值（对应“PT断线过流时间”），其各自的电流定值可独立整定，分别对应“PT断线相过流定值”、“PT断线零序过流定值”。
2.8.3抽取电压断线
当重合闸投入，如果有检同期或检无压方式投入，则由重合闸对抽取电压进行检测：
当线路有流或者无三相跳位，母线（或线路）有电压，并检测到同期电压低于无压定值（40V），则报抽取电压PT断线；当检无压和检同期均不投入时，不进行抽取电压断线状态的检测。
保护在检测到抽取电压PT断线后闭锁重合闸。
2.9合闸于故障保护
本装置设有合闸于故障保护，在手合或重合闸动作后、断路器由跳位变为合位的开始200ms时间内投入。
合闸于故障保护包括“距离段”以及“零序过流后加速段”。
a）手合时，距离Ⅲ段（不受振荡闭锁控制）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳；
b）单相重合闸时，距离Ⅱ段（受振荡闭锁控制）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳；
c）三相重合闸时，距离Ⅱ段（受振荡闭锁控制）经25ms延时三相跳闸，零序过流后加速保护经100ms延时动作三跳。
2.10非全相运行
2.10.1非全相运行状态的确定
a）某相跳闸动作，且其对应相有流元件不动作，判该相已跳开；
b）某相TWJ动作，且其对应相有流元件不动作，判该相已跳开。
当判出任一相跳开后，经延时置非全相状态。
2.11重合闸
装置重合闸设计为一次重合闸方式，用于单开关方式的线路（一般不用于一个半开关方式），可实现单相重合闸、三相重合闸、禁止重合闸和停用重合闸。
重合闸方式由装置控制字设定，其对应关系如表:
开入量
重合闸方式
重合闸方式1
重合闸方式2
0
0
单重
0
1
综重
1
0
三重
1
1
停用
在充电过程完成之后，重合闸可以由两种方式启动：
开关位置不对应启动或保护跳闸启动。
2.11.1重合闸充/放电
重合闸逻辑中由一软件计数器模拟重合闸的充/放电过程。
重合闸充电时间为20s。
在充电过程中，装置面板的重合闸允许信号灯闪烁，充电完成后，该信号灯点亮，放电以后该信号灯熄灭。
2.11.2重合闸同期/无压检查
重合闸可以设定为检同期或检无压方式，其控制由“重合闸检同期方式”、“重合闸检无压方式”控制字定值的整定投退状态决定。
二者分别投入则对应相应的重合闸方式投入，二者同时退出即为“不检”方式，二者同时投入时则两种方式均投入。
重合闸逻辑框图：
3.PRS-723A断路器失灵保护装置概述
本装置为由微机实现的数字式断路器失灵起动及辅助保护装置，也可作为母联或分段开关
的电流保护。
装置配置了失灵起动、过流保护（三段相过流和三段零序过流）、充电保护及三相不一致保护功能，各保护元件均可经硬压板、软件控制字或遥控软压板分别选择投退。
3.1PRS-723A断路器失灵保护原理
3.1.1起动元件
装置的电流量起动元件分四个部分，即突变量起动、零序过流起动、过流启动、不一致
启动。
任一元件起动，打开起动继电器，在电流起动元件返回后，继续展宽7s输出信号，开放出口继电器正电源。
3.1.2失灵起动
失灵起动为一个过流判别元件，当相电流大于失灵起动过流定值时，瞬时接通该相失灵
起动接点，该接点与外部保护该相跳闸接点串联后起动失灵。
失灵起动接点分为分相失灵起动接点与三相失灵起动接点（任一相失灵起动动作即动作）。
失灵起动电流元件返回系数为0.95。
3.1.3过流保护
过流保护包括两段相电流过流保护与两段零序电流过流保护。
当最大相电流大于相电流
过流I、II段定值或者零序电流大于零序过流I、II段定值，分别经各自的延时整定值，保护发跳闸命令。
过流保护电流元件返回系数为0.95。
3.1.4充电保护
3.1.5不一致保护
三相不一致保护由软件控制字及硬压板相“与”作用投退。
三相不一致保护可采用零序电流或负序电流作为动作的辅助判据，可分别由“不一致经零序开放”（控制字）或“不一致经负序开放”（控制字）选择投退。
当相应的“不一致零序过流元件”或“不一致负序过流元件”判据条件满足后，经可整定的“不一致动作时间”，不一致保护动作。
三相不一致保护辅助判据电流元件返回系数为0.95。
当三相均有电流且有不一致开入时，延时1秒钟报不一致异常，并闭锁不一致保护；如果三相不均有流且有不一致开入时则经10秒延时报不一致异常。
A、B、C三相电流>0.06In时判为该相有流，返回系数为0.9。
4.WBC-11操作继电器装置概述
WBC-11型操作继电器装置按高压、超高压输电线路继电保护的要求统一设计。
装置含
有两组分相跳闸回路，一组分相合闸回路及交流电压切换回路，可以和单母或双母接线方式下的双跳圈断路器配合使用。
保护装置和其他设备均可通过操作继电器装置实现分合操作。
5.装置压板及屏后空开说明
5.1装置压板说明
1
1LP1
2
1LP2
3
1LP3
4
1LP4
5
1LP5
6
1LP6
7
1LP7
8
1LP8
9
1LP9
A相跳闸出口1
B相跳闸出口1
C相跳闸出口1
重合闸
出口
备用
备用
备用
备用
备用
10
1LP10
11
1LP11
12
1LP12
13
1LP13
14
1LP14
15
1LP15
16
1LP16
17
1LP17
18
1LP18
A相起动失灵
B相起动失灵
C相起动失灵
备用
备用
备用
备用
备用
备用
19
1LP19
20
1LP20
21
1LP21
22
1LP22
23
1LP23
24
1LP24
25
1LP25
26
1LP26
27
1LP27
投入差动
保护
备用
投入距离保护
备用
投入零序保护
投主I保护装置检修
沟通三跳
投通道A差动
投通道B差动
28
8LP1
29
8LP2
30
8LP3
31
8LP4
32
8LP5
33
8LP6
34
8LP7
35
8LP8
36
8LP9
三跳I
三跳II
三相失灵起动
备用
备用
投充电
保护
投非全相保护
投过流
保护
投失灵装置检修
5.2装置屏后空开说明
1UK
8DK
4DK3
4DK2
4DK1
1DK
主I保护
PT电压
断路器失灵起动装置电源
电压切换
电源
习赤线208
第二组操作电源
习赤线208
第一组操作电源
习赤线208
保护装置电源
二．主II保护装置
1.RCS-902A线路保护装置概述
本装置为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220kV及以上
电压等级输电线路的主保护及后备保护。
2.保护配置
RCS-902A（B、C、D）包括以纵联距离和零序方向元件为主体的快速主保护，由
工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护。
其中，RCS-902A由三段式相间和接地距离及二个延时段零序方向过流构成全套后备保护。
保护有分相出口，配有自动重合闸功能,对单或双母线接线的开
关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。
3.保护原理
3.1起动元件
起动元件的主体以反应相间工频变化量的过流继电器实现，同时又配以反应全电流
的零序过流继电器互相补充。
反应工频变化量的起动元件采用浮动门坎，正常运行及系统振荡时变化量的不平衡输出均自动构成自适应式的门坎，浮动门坎始终略高于不平衡输出，在正常运行时由于不平衡分量很小，而装置有很高的灵敏度。
当系统振荡时，自动降低灵敏度，不需要设置专门的振荡闭锁回路。
因此，装置有很高的安全性，起动元件有很高的灵敏度而又不会频繁起动，测量元件则不会误测量。
3.1.1电流变化量起动
是相间电流的半波积分的最大值；
为可整定的固定门坎；
为浮动门坎。
该元件动作并展宽７秒，去开放出口继电器正电源。
3.1.2零序过流元件起动
当外接和自产零序电流均大于整定值时，零序起动元件动作并展宽７秒，去开放出
口继电器正电源。
3.1.3位置不对应起动
这一部分的起动由用户选择投入，条件满足总起动元件动作并展宽15秒，去开放
出口继电器正电源。
3.1.4保护起动元件
电流变化量低定值起动元件动作仍进入正常运行程序，当电流变化量高定值起动元
件或零序过流元件动作进入故障测量程序。
3.2工频变化量距离继电器
电力系统发生短路故障时，其短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的电流电压
分量和故障分量，反应工频变化量的继电器不受负荷状态的影响。
3.3距离方向继电器
RCS_902A（B、C、D）由距离方向和零序方向继电器，经通道交换信号构成全线
路快速跳闸的方向保护，即装置的纵联保护。
将按超范围整定的距离继电器构成方向比较元件，其动作特性与距离保护基本一致，由低压距离继电器、接地距离继电器、相间距离继电器组成，本节只做简单介绍，
3.4零序方向继电器
零序正反方向元件（0F、0F）由零序功率0P决定，0P由03U和DZI03的乘积获得（03U、03I为自产零序电压电流，DZ是幅值为1相角为78°的相量），0P>0时0F动作；0P<-1伏安（NI=5A）或0P<-0.2伏安（NI=1A）时0F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0F的与门输出，而纵联零序保护的反方向元件由零
序起动过流元件和0F的与门输出。
3.5距离继电器
本装置设有三阶段式相间和接地距离继电器，继电器由正序电压极化，因而有较大
的测量故障过渡电阻的能力；当用于短线路时，为了进一步扩大测量过渡电阻的能力，还可将Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向第Ⅰ象限偏移；接地距离继电器设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。
正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；当正序电压下降至10%以下时，进入三相低压程序，由正序电压记忆量极化，Ⅰ、Ⅱ段距离继电器在动作前设置正的门坎，保证母线三相故障时继电器不可能失去方向性；继电器动作后则改为反门坎，保证正方向三相故障继电器动作后一直保持到故障切除。
Ⅲ段距离继电器始终采用反门坎，因而三相短路Ⅲ段稳态特性包含原点，不存在电压死区。
当用于长距离重负荷线路，常规距离继电器整定困难时，可引入负荷限制继电器，
负荷限制继电器和距离继电器的交集为动作区，这有效地防止了重负荷时测量阻抗进入距离继电器而引起的误动。
3.6选相元件
选相元件分变化量选相元件和稳态量选相元件，所有反映变化量的保护（如工频变
化量阻抗）用变化量选相元件，所有反映稳态量的保护（如纵联距离、阶段式距离保护）用稳态量选相元件。
本装置采用工作电压变化量选相元件和0I与AI2比相的选相元件进行选相。
3.7非全相运行
非全相运行流程包括非全相状态和合闸于故障保护，跳闸固定动作或跳闸位置继电
器TWJ动作且无流，经50ms延时置非全相状态。
3.7.1单相跳开形成的非全相状态
a）单相跳闸固定动作或TWJ动作而对应的有流元件不动作判为跳开相；
b）测量两个健全相和健全相间的工频变化量阻抗；
c）对健全相求正序电压作为距离保护的极化电压；
d）测量健全相间电流的工频变化量，作为非全相运行振荡闭锁开放元件；
e）跳开相有电流或TWJ返回，开放合闸于故障保护200ms。
3.7.2三相跳开形成的非全相状态
a）三相跳闸固定动作或三相TWJ均动作且三相无电流时，置非全相状态，有电流
或三相TWJ返回后开放合闸于故障保护200ms；
b）进全相运行的流程。
3.7.3
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