204保护装置运行规程.docx

1、204保护装置运行规程习桐綦线204线路保护装置运行规程习桐綦线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-902AFZ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

2、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：iIQD或 3i0IQD其中：i= | iK- iK-T|-| i K-T - iK-2T |，指 AB、BC、CA 三种相别，K 指采样的当前时刻某一点，T24 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

3、。3i0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100，500kV 考虑300)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：

4、(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

5、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IAB、IBC 和ICA，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

6、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

7、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18arg（3.I0/3.U0）180零序反方向动作区为-162arg（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， 3I03I0DZ零序反方向元件的动作判据为：位于零序反方向动作区，且 3I00.625*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

8、动作区为18arg （3.I2/3.U2）180负序反方向动作区为-162arg（3.I2/3.U2）02.6 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I 2 m2|I1|系统振荡时I0 、I 2 接近零

9、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 、 I 2 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3.1.1 TV 断线检测装置设有两种检测TV 断线的

10、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

11、（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。3.1.2 TA 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max0.9*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

12、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。3.1.3 TA 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，

13、则报“三相相序不对应”。3.1.6 3I0 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

14、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3

15、I0 和外接3I0 差值大于max0.1In，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

16、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。f) 装置还对其使用的电源进行实时监测。g) 定值、配置、程序等均做CRC校验。4. 跳闸后逻辑在发出跳闸命令后，保护装置不断监视跳闸相电流，当跳闸相无电流后，保护装置则判断开关已经跳开。如果跳闸相一直有电流，

17、经250ms 延时后，保护发补跳命令：即如果保护发单跳命令后，故障相持续250ms 仍有电流，则表明开关未断开，于是，保护再发三跳命令；若保护发三跳命令后，任一相持续250ms 有电流，保护再发永跳命令；若开关持续5s 还未断开，则发跳闸失败告警，并整组复归。驱动跳闸令应在故障切除后收回，本装置在发出跳闸命令后的40ms 内不考虑撤销命令，以保证可靠跳闸。保护发三跳令后12s 三相无电流，程序转至整组复归，12s 是考虑三相重合闸最长整定时间不会大于10s。如果单跳后5s 故障相仍无电流，程序转至整组复归，5s是由于单相重合闸延时不可能大于5s。5. 纵联电流差动保护功能说明5.1 电流差动保

18、护主要功能a) 电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序电流差动保护，用于快速切除各种类型故障；b) 具有电容电流补偿功能。利用线路两侧电压对电容电流进行精确补偿，以提高差动保护的灵敏度；c) 具有TA 断线闭锁、TA 饱和检测及TA 变比补偿功能；d) 经保护的通信通道可传送“远跳”、“远传”命令；e) 有通道监视、误码检测、32 位CRC 校验；f) 弱馈启动功能：如果被保护线路的一侧为弱电源或无电源，弱电源侧保护正方向发生线路故障时，流过弱电源侧保护的电流可能很小，装置无法启动，为此，装置设有弱馈启动（差流低电压启动）功能：弱馈侧收到对侧启动信号后，满足以下所有条件时，弱馈侧保护被拉入故

19、障处理程序，允许强电源侧保护出口，本侧也能跳闸。(1) 收到对侧启动信号；(2) 至少有一相差动电流大于动作值： ID IDZ；(3) 对应的相电压低于36V 或相间电压低于60V。g) 远方召唤启动功能（差流+电压突变量启动）如果被保护线路发生高阻接地时，近故障侧保护能够可靠启动，远故障侧保护的电流可能很小，装置无法启动，为此，装置设有远方召唤启动（差流电压突变量启动）功能：(1) 收到对侧启动信号；(2) 零序差动电流大于动作值：ID0 I0Z；或者分相差动电流大于动作值： ID IDZ；(3) 本侧U8V 或3U0 1V。h) 带通道远方环回试验功能为方便进行带通道整组试验，装置提供带通

20、道远方环回试验功能。正常运行时，必须退出该功能。5.2差动保护的启动元件有以下三种。􀁺 采用相电流差突变量启动元件􀁺 零序电流（3i。）突变量启动元件􀁺 零序辅助启动元件当两侧差动保护启动元件均启动时，才允许分相电流差动和零序电流差动保护动作跳闸。5.3差动保护的压板差动保护只有在两侧压板都处于投入状态时才能动作，两侧压板互为闭锁。5.4 电流差动保护的通道检修开入说明a) 差动保护配置双通道情况1) 当通道A(或通道B)检修或出现异常时，建议投入相应的“通道A(或通道B)检修”开入，此时该通道退出运行，显示为退出，但仍监视该通道情况。2)

21、 当通道A、B 都检修或都出现异常时，需退出差动保护压板。如果“通道A检修”和“通道B 检修”开入同时投入且差动压板投入，则给出告警信号及告警报文。b) 差动保护配置单通道情况差动保护配置单通道时，固定只使用通道A。当通道A 检修或出现异常时，需退出差动保护压板，否则给出告警信号。5.5差动保护正常投入线路运行时，只有本侧和对侧差动保护压板均在投入状态且通道正常，差动保护才算是处于正常投入状态，5.6 差动保护的启动图中包括正常的启动元件动作、弱电源启动及远方召唤启动。在通道正常情况下线路发生故障，两侧保护的，则开放差动保护，即Y2-Y15-Y3（Y1-Y3）-开放差动保护。5.7 差动保护动

22、作差动动作逻辑：图中、分别包括高定值分相差动保护、低定值分相差动保护；由控制字KG2.7 控制是否投入。a) 单相故障：线路故障，门Y3 已开放差动保护，当差动电流达到整定值时经Y4（Y5、Y6）H4Y12H6选跳；线路内部经高阻接地故障，门Y3 已开放，、不动，由Y7-TD0- Y14KG2.8(置“0”) -H6-选跳，或Y7-TD0-Y14-KG2.8(置“1”)H14-H7-永跳。b) 相间故障：门Y3 已开放差动保护，当差动电流达到整定值时经Y4、Y5、Y6Y8、Y9、Y10-H5Y13KG1.0（置“1”）-H7永跳或KG1.0（置“0”）-三跳。c) 三相故障：门Y3 已开放差动

23、保护，当差动电流达到整定值时经Y4、Y5、Y6Y18Y17KG1.1（置“1”）-H14-H7永跳或KG1.1（置“0”）-H13-三跳。TA 断线: a) TA 断线闭锁零序差动保护，无论哪相TA 断线，经门H2 闭锁Y7；b) 控制字KG2.2 置“1”时，TA 断线闭锁差动保护，再由KG2.3 选择闭锁三相（置“1”）经H2-KG2.2 KG2.3 闭锁门Y4、Y5、Y6，或是只闭锁断线相（KG2.3置“0”），即经A、B、C 相断线分别闭锁门Y4、Y5、Y6；KG2.2 置“0”时，KG2.3不起作用，TA 断线相差动电流大于（包括断线相差动元件和非断线差动元件，其中断线相差动元件采用

24、断线后差动定值，非断线相差动元件采用正常定值）定值时由门Y16-H14-H7永跳；手动合闸到故障线路上,如差动保护动，则H4 有输出，经门Y11-Y20-H8-H7-永跳；或零序差动保护动，经Y7TD0-Y19-H8-H7-永跳。手动合闸到故障线路上必须两侧压板投入、通道正常、本侧保护启动条件满足。重合到永久故障上经门Y21-H8-H7-永跳。当有，在启动元件动作时经门Y23向对侧传送信号；在时，当 KG2.5 置“1”时由来闭锁门Y22, KG2.5 置“0”时则不经方向元件闭锁；当KG2.4 置“1”时，KG2.4Y22-H8-H7-永跳，即经启动元件闭锁，KG2.4 置“0” 时则不经启

25、动元件闭锁，即Y22H8-H7-永跳。远传命令：当本侧有，则对侧就有远传命令1（2）开出，即能向对侧传送命令信号。6.距离保护的配置与原理 距离保护设置了三段相间距离和三段接地距离保护，用于切除相间故障和单相接地故障，还设有快速距离段，其最快速度不大于15ms。距离段和距离、段分别由距离段压板和距离、段压板控制投退。快速距离段由距离段压板和控制字控制投退。6.1 关于距离保护程序的一些说明a) 振荡闭锁电流突变量启动后，转入故障处理程序，测量元件短时开放150ms，在启动150ms时间内，装置固定投入快速距离段和距离、段元件，在电流突变量启动150ms 后或经静稳失稳启动、零序辅助启动时，则进

26、入振荡闭锁模式，距离、段须经振荡闭锁开放元件开放，即不对称故障由不对称故障开放元件；三相短路，由三相故障开放元件阻抗变化率（dR/dt）检测元件。距离段和段分别由控制字控制是否经振荡闭锁，若设为不经振荡闭锁，则保护启动后，距离I（）段固定投入。距离段固定投入，不经振荡闭锁。在振荡闭锁期间有判断振荡停息的程序模块，即在持续5s 后，零序辅助启动元件、静稳破坏检测元件和距离段的六种阻抗均不动时整组复归。b) 非全相保护逻辑在非全相逻辑中，距离段满足以下条件后出口跳闸：（1）反映二个健全相相电流差的突变量元件DI2 启动；（2）DI2 元件所对应突变量方向元件判断为正向；（3）健全相对地阻抗或健全相

27、间阻抗，任一阻抗元件在距离I 段范围内。满足以下条件后，距离段动作：（1）反映二个健全相相电流差的突变量元件DI2 启动；（2）DI2 元件所对应突变量方向元件判断为正向；（3）健全相对地阻抗或健全相间阻抗在距离段范围内；（4）经相间距离II 段延时确认。c) 手合及重合闸后加速手动合闸于故障，距离保护将加速距离、段。即程序将计算六种相别的阻抗，任一种在偏移特性动作区内即出口。距离保护中提供以下后加速功能元件：（1） 电抗相近加速（重合后，原故障相的测量阻抗在段内，且电抗分量同跳闸前的电抗分量相近时，则保护加速出口）。此功能固定投入100ms；（2） 瞬时加速段，此功能受“瞬时加速距离段投入”

28、控制位控制；（3） 瞬时加速段，此功能受“瞬时加速距离段投入”控制位控制；（4） 1.5s 躲振荡延时加速段，此功能固定投入，不经控制字投退。d) TV 断线：TV 断线时距离保护退出工作，同时装置将继续监视TV 电压，电压恢复正常后，距离保护将自动重新投入运行。TV 断线后，投入TV 断线后的相过流保护和零序过流保护。相过流和零序过流保护的定值均可独立整定，并公用一个延时定值和控制字。7. 零序保护的配置及原理 7.1 CSC-103B 保护装置在全相运行时配置了四段零序方向保护和零序反时限保护，零序段自动带方向，其他各段都可由控制字选择经方向或不经方向元件闭锁。零序段由零序段压板控制投退，

29、其他段由零序其他段压板控制投退,零序反时限保护由零序反时限压板控制投退。非全相时设置了瞬时段，通常称为不灵敏段,固定带方向， 不灵敏段由零序段压板投退；另有带延时（T04500ms）的零序段（接线路TV 时固定不带方向，接母线TV 时经控制字控制投退）和零序反时限保护。突变量启动元件或零序辅助启动元件动作后，转入故障处理程序，全相运行时投入零序、段和零序反时限保护。零序、段动作后选相跳闸(、段动作也可永跳)，零序段动作后永跳或三跳，零序反时限动作后永跳或三跳。非全相运行时，闭锁零序、段，投入零序不灵敏段、短时限的零序段和零序反时限保护，动作后永跳或三跳出口。在持续一定的时间内，零序各段和零序辅

30、助启动元件均不动作，保护整组复归。7.2 零序反时限保护7.2.1零序反时限保护方向可经控制字投退。7.2.2非全相零序保护逻辑利用非全相运行中的不灵敏段和零序段（动作时间为T04-500ms）切除非全相运行中的再故障。注意，若TV 在线路侧时，非全相再故障零序电压量不是真正的故障零序电压，所以对于带延时（T04500ms，要大于单重时间）的零序段固定不带方向。7.2.3 手合及重合闸后加速装置零序保护如果判断为手合，投入不灵敏段、零序各段，除不灵敏段动作不带延时外，其他均带0.1s 延时，动作永跳。手合时不判方向。装置零序保护如果判断为重合闸动作时投入零序段和零序不灵敏段，通过整定控制字还可以实现：加速段，加速段，加速段，不灵敏段动作不帯延时，其他各段后加速时间固定为0.1s，动作永跳。手合和重合闸加速段带0.1s 延时，是为了躲开断路器三相不同期。8. 综合重合闸8.1重合闸方式 CSC-103B 型装置具有综合重合闸功能，该功能只负责合闸，不担当保护跳闸选相。装置利用背面端子接“切换开关”可以实现四种重合闸方式切换(硬压板)或软压板方式切换，只能投一种重合闸方式,若同时投入两种以上方式,则报“重合闸压板异常”。单重方式：单相故障单跳单合，多相故障进行三跳不