投零序保护优秀PPT.ppt
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1、RCS-931GRCS-931G系列微机系列微机线路爱护线路爱护继电爱护综合试验室2012.8试验目的:试验目的:了解和驾驭了解和驾驭了解和驾驭了解和驾驭220kV220kV及以上电压等级输电线路的主爱护和后及以上电压等级输电线路的主爱护和后及以上电压等级输电线路的主爱护和后及以上电压等级输电线路的主爱护和后备爱护的原理;备爱护的原理;备爱护的原理;备爱护的原理;了解和驾驭微机爱护的基本原理;了解和驾驭微机爱护的基本原理;了解和驾驭微机爱护的基本原理;了解和驾驭微机爱护的基本原理;了解由微机实现的数字式超高压线路快速爱护装置并驾驭了解由微机实现的数字式超高压线路快速爱护装置并驾驭了解由微机实现
2、的数字式超高压线路快速爱护装置并驾驭了解由微机实现的数字式超高压线路快速爱护装置并驾驭相关的调试方法;相关的调试方法;相关的调试方法;相关的调试方法;娴熟驾驭继电爱护测试仪的基本运用方法并协作爱护装置娴熟驾驭继电爱护测试仪的基本运用方法并协作爱护装置娴熟驾驭继电爱护测试仪的基本运用方法并协作爱护装置娴熟驾驭继电爱护测试仪的基本运用方法并协作爱护装置正确进行试验;正确进行试验;正确进行试验;正确进行试验;通过对试验中各种现象的视察,结合所学的理论学问,培通过对试验中各种现象的视察,结合所学的理论学问,培通过对试验中各种现象的视察,结合所学的理论学问,培通过对试验中各种现象的视察,结合所学的理论学
3、问,培育理论结合实际及分析问题的实力;育理论结合实际及分析问题的实力;育理论结合实际及分析问题的实力;育理论结合实际及分析问题的实力;对试验成果进行整理,并提交合格的试验报告。对试验成果进行整理,并提交合格的试验报告。对试验成果进行整理,并提交合格的试验报告。对试验成果进行整理,并提交合格的试验报告。装置面板布置图装置面板布置图指示灯说明指示灯说明“运行运行运行运行”灯为绿色,装置正常运行时点亮;灯为绿色,装置正常运行时点亮;灯为绿色,装置正常运行时点亮;灯为绿色,装置正常运行时点亮;“TV“TV“TV“TV断线断线断线断线”灯为黄色,当发生电压回路断线时点灯为黄色,当发生电压回路断线时点灯为
4、黄色,当发生电压回路断线时点灯为黄色,当发生电压回路断线时点亮;亮;亮;亮;“充电充电充电充电”灯为黄色,当重合充电完成时点亮;灯为黄色,当重合充电完成时点亮;灯为黄色,当重合充电完成时点亮;灯为黄色,当重合充电完成时点亮;“通道异样通道异样通道异样通道异样”灯为黄色,当通道故障时点亮;灯为黄色,当通道故障时点亮;灯为黄色,当通道故障时点亮;灯为黄色,当通道故障时点亮;“跳跳跳跳A”A”A”A”、“跳跳跳跳B”B”B”B”、“跳跳跳跳C”C”C”C”、“重合闸重合闸重合闸重合闸”灯为红灯为红灯为红灯为红色,当爱护动作出口点亮,在色,当爱护动作出口点亮,在色,当爱护动作出口点亮,在色,当爱护动作
5、出口点亮,在“信号复归信号复归信号复归信号复归”后熄后熄后熄后熄灭;灭;灭;灭;装置背视图装置背视图设计精细、牢靠的硬件方案设计精细、牢靠的硬件方案独立的数据采集系统独立的数据采集系统独立的数据采集系统独立的数据采集系统单片机(总起动元件)与单片机(总起动元件)与单片机(总起动元件)与单片机(总起动元件)与DSPDSP(爱护测量)的数(爱护测量)的数(爱护测量)的数(爱护测量)的数据采样系统在电子电路上完全独立,只有总起动据采样系统在电子电路上完全独立,只有总起动据采样系统在电子电路上完全独立,只有总起动据采样系统在电子电路上完全独立,只有总起动元件动作才能开放出口继电器正电源,从而真正元件动
6、作才能开放出口继电器正电源,从而真正元件动作才能开放出口继电器正电源,从而真正元件动作才能开放出口继电器正电源,从而真正保证了任一器件损坏不致于引起爱护误动保证了任一器件损坏不致于引起爱护误动保证了任一器件损坏不致于引起爱护误动保证了任一器件损坏不致于引起爱护误动.单片机还负责通信接口、事务记录、故障录波等单片机还负责通信接口、事务记录、故障录波等单片机还负责通信接口、事务记录、故障录波等单片机还负责通信接口、事务记录、故障录波等协助功能协助功能协助功能协助功能.单片机外接大容量存储器单片机外接大容量存储器单片机外接大容量存储器单片机外接大容量存储器FLASHFLASH(1MB1MB)、带掉电
7、保持)、带掉电保持)、带掉电保持)、带掉电保持RAMRAM(1MB1MB)、)、)、)、3030个定值区个定值区个定值区个定值区设计精细、牢靠的硬件方案设计精细、牢靠的硬件方案实时并行计算实时并行计算实时并行计算实时并行计算在较高的采样率(每周在较高的采样率(每周在较高的采样率(每周在较高的采样率(每周2424点)的前提下,装置保点)的前提下,装置保点)的前提下,装置保点)的前提下,装置保证在每个采样间隔内完成全部爱护运算和逻辑判证在每个采样间隔内完成全部爱护运算和逻辑判证在每个采样间隔内完成全部爱护运算和逻辑判证在每个采样间隔内完成全部爱护运算和逻辑判别,实现了对全部爱护继电器(主爱护与后备
8、爱别,实现了对全部爱护继电器(主爱护与后备爱别,实现了对全部爱护继电器(主爱护与后备爱别,实现了对全部爱护继电器(主爱护与后备爱护)实时并行计算,主要继电器接受全周傅氏算护)实时并行计算,主要继电器接受全周傅氏算护)实时并行计算,主要继电器接受全周傅氏算护)实时并行计算,主要继电器接受全周傅氏算法,具有很高的牢靠性及平安性。法,具有很高的牢靠性及平安性。法,具有很高的牢靠性及平安性。法,具有很高的牢靠性及平安性。由于先进由于先进由于先进由于先进DSPDSP的选用,在实现实时并行计算的条的选用,在实现实时并行计算的条的选用,在实现实时并行计算的条的选用,在实现实时并行计算的条件下,时间仍有较大的
9、冗余。件下,时间仍有较大的冗余。件下,时间仍有较大的冗余。件下,时间仍有较大的冗余。硬件模块图硬件模块图光耦回路光耦回路当开关量合上时,光耦发光二极当开关量合上时,光耦发光二极管发光,光敏三极管导通,引脚为管发光,光敏三极管导通,引脚为低电平。反之,当开关量断开,三低电平。反之,当开关量断开,三级管截止,引脚为高电平。级管截止,引脚为高电平。沟通输入变换插件与系统接线图沟通输入变换插件与系统接线图 低通滤波原理图低通滤波原理图 RCS-931RCS-931压板压板投主爱护(差动爱护)投主爱护(差动爱护)投主爱护(差动爱护)投主爱护(差动爱护)投距离爱护投距离爱护投距离爱护投距离爱护投零序爱护投
10、零序爱护投零序爱护投零序爱护投闭重投闭重投闭重投闭重 (勾三压板)(勾三压板)(勾三压板)(勾三压板)出口压板有:跳出口压板有:跳出口压板有:跳出口压板有:跳A A、跳、跳、跳、跳B B、跳、跳、跳、跳C C、重合闸、一般还、重合闸、一般还、重合闸、一般还、重合闸、一般还有启动失灵、至重合闸等有启动失灵、至重合闸等有启动失灵、至重合闸等有启动失灵、至重合闸等(给本线路其它爱护用给本线路其它爱护用给本线路其它爱护用给本线路其它爱护用.一般不接一般不接一般不接一般不接.缘由是各套爱护尽量保持相对独立缘由是各套爱护尽量保持相对独立缘由是各套爱护尽量保持相对独立缘由是各套爱护尽量保持相对独立).).R
11、CS-931RCS-931压板定值压板定值V3.0V3.0定定 值值 名名 称称定定 值值 范范 围围注注投投投投A A A A通道差动通道差动通道差动通道差动0,10,1与外部压板与关系与外部压板与关系投投投投B B B B通道差动通道差动通道差动通道差动0,10,1与外部压板与关系与外部压板与关系投距离保护投距离保护投距离保护投距离保护0,10,1与外部压板与关系与外部压板与关系投零序保护投零序保护投零序保护投零序保护0,10,1与外部压板与关系与外部压板与关系投闭重三跳压板投闭重三跳压板投闭重三跳压板投闭重三跳压板0,10,1与外部压板或关系与外部压板或关系装置起动元件装置起动元件装置总
12、启动元件装置总启动元件 启动元件的主体以反应相间工频变更启动元件的主体以反应相间工频变更量的过流继电器实现,同时又配以反应全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相互补充。反应工电流的零序过流继电器相互补充。反应工频变更量的启动元件接受浮动门坎,正常频变更量的启动元件接受浮动门坎,正常运行及系统振荡时变更量的不平衡输出均运行及系统振荡时变更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略高于不平衡输出。在正常运行时由于不平衡重量很小,装置有很高的灵敏度,当平衡重量很小,装置有很高的灵敏度,当系统振荡
13、时,自动抬高浮动门坎而降低灵系统振荡时,自动抬高浮动门坎而降低灵敏度,不须要设置特地的振荡闭锁回路。敏度,不须要设置特地的振荡闭锁回路。因此,启动元件有很高的灵敏度而又不会因此,启动元件有很高的灵敏度而又不会频繁启动,装置有很高的平安性。频繁启动,装置有很高的平安性。电流变更量起动电流变更量起动电流变更量起动电流变更量起动 是相间电流的半波积分的最大值;是相间电流的半波积分的最大值;是相间电流的半波积分的最大值;是相间电流的半波积分的最大值;为可整定的固定门坎;为可整定的固定门坎;为可整定的固定门坎;为可整定的固定门坎;为浮动门坎,随着变更量的变更而自动调整,为浮动门坎,随着变更量的变更而自动
14、调整,为浮动门坎,随着变更量的变更而自动调整,为浮动门坎,随着变更量的变更而自动调整,取取取取1.251.25倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。倍可保证门坎始终略高于不平衡输出。该元件动作并展宽该元件动作并展宽该元件动作并展宽该元件动作并展宽7 7秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。零序过流元件起动零序过流元件起动零序过流元件起动零序过流元件起动 当外接和自产零序电流均大于整定值时,零序当外接和自产零序电流均大于整定值时,零序当外接和自产零序电流均大于
15、整定值时,零序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起动元件动作并展宽起动元件动作并展宽起动元件动作并展宽7 7秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。秒,去开放出口继电器正电源。电流差动爱护电流差动爱护 规定规定TATA的正极性端指向母线侧,的正极性端指向母线侧,电流的参考方向以母线流向线路为正电流的参考方向以母线流向线路为正方向。方向。区内故障示意图区内故障示意图如图示:区内故障时,两侧实际短如图示:区内故障时,两侧实际短路电流都是由母线流向线路,和参路电流都是由母线流向线路,和参考方向一样,都是正值,差动电流考方向一样,都是
16、正值,差动电流就很大,满足差动方程,差流元件就很大,满足差动方程,差流元件动作。动作。区外故障示意图区外故障示意图区外故障时,一侧电流由母线流向区外故障时,一侧电流由母线流向线路,为正值,另一侧电流由线路线路,为正值,另一侧电流由线路流向母线,为负值,两电流大小相流向母线,为负值,两电流大小相同,方向相反,所以差动电流为零,同,方向相反,所以差动电流为零,差流元件不动作。差流元件不动作。光纤电流纵差爱护原理光纤电流纵差爱护原理 动作电流动作电流动作电流动作电流(差动电流差动电流差动电流差动电流)为:为:为:为:制动电流为:制动电流为:制动电流为:制动电流为:差流元件动作方程:差流元件动作方程:
17、差流元件动作方程:差流元件动作方程:稳态稳态I I段差动继电器段差动继电器动作方程:动作方程:动作方程:动作方程:为为为为1.51.51.51.5倍差动动作电流和倍差动动作电流和倍差动动作电流和倍差动动作电流和1.51.51.51.5倍实测电容电流的大值;倍实测电容电流的大值;倍实测电容电流的大值;倍实测电容电流的大值;实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得。实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得。实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得。实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得。对于瞬时动作的差动爱护其起动值的取值对于瞬时动作的差动爱护其起动值的取值要比理论计算的和正常运行时实侧
18、的电容电流要比理论计算的和正常运行时实侧的电容电流值大若干倍,以保证空载合闸和区外短路切除值大若干倍,以保证空载合闸和区外短路切除时爱护不会误动。但起动电流定值的提高必将时爱护不会误动。但起动电流定值的提高必将影响内部高阻接地短路的灵敏度,所以一般的影响内部高阻接地短路的灵敏度,所以一般的做法是设高、低两个定值的差动爱护。做法是设高、低两个定值的差动爱护。高定值的瞬时动作,定值躲空载合闸和高定值的瞬时动作,定值躲空载合闸和区外短路切除时的电容电流。低定值的差动爱区外短路切除时的电容电流。低定值的差动爱护带一短延时,其定值只躲正常运行时的电容护带一短延时,其定值只躲正常运行时的电容电流,因为经过
19、短延时后高频的暂态重量电容电流,因为经过短延时后高频的暂态重量电容电流已衰减。电流已衰减。稳态稳态IIII段差动继电器段差动继电器动作方程:动作方程:动作方程:动作方程:为差动动作电流和实测电容电流的大值;为差动动作电流和实测电容电流的大值;稳态稳态段相差动继电器经段相差动继电器经40ms40ms延时动作。延时动作。零序差动继电器零序差动继电器 对于经高过渡电阻接地故障,接受零序差动继电器具对于经高过渡电阻接地故障,接受零序差动继电器具对于经高过渡电阻接地故障,接受零序差动继电器具对于经高过渡电阻接地故障,接受零序差动继电器具有较高的灵敏度,由零序差动继电器,通过低比率制动系有较高的灵敏度,由
20、零序差动继电器,通过低比率制动系有较高的灵敏度,由零序差动继电器,通过低比率制动系有较高的灵敏度,由零序差动继电器,通过低比率制动系数的稳态相差动元件选相,构成零序数的稳态相差动元件选相,构成零序数的稳态相差动元件选相,构成零序数的稳态相差动元件选相,构成零序段差动继电器,经段差动继电器,经段差动继电器,经段差动继电器,经100ms100ms100ms100ms延时动作。延时动作。延时动作。延时动作。动作方程:动作方程:选相元件:选相元件:为零序差动电流,即为两侧零序电流矢量和的幅值;为零序差动电流,即为两侧零序电流矢量和的幅值;为零序差动电流,即为两侧零序电流矢量和的幅值;为零序差动电流,即
21、为两侧零序电流矢量和的幅值;为零序制动电流;即为两侧零序电流矢量差的幅值;为零序制动电流;即为两侧零序电流矢量差的幅值;为零序制动电流;即为两侧零序电流矢量差的幅值;为零序制动电流;即为两侧零序电流矢量差的幅值;零序启动电流定值;零序启动电流定值;零序启动电流定值;零序启动电流定值;经电容电流补偿后的;经电容电流补偿后的;经电容电流补偿后的;经电容电流补偿后的;相制动电流相制动电流相制动电流相制动电流 为为为为 、0.60.60.60.6倍实测电容电流和倍实测电容电流和倍实测电容电流和倍实测电容电流和 的大值的大值的大值的大值工频变更量的物理说明工频变更量的物理说明 工频变更量距离继电器工频变
22、更量距离继电器电力系统发生短路故障时,其短路电流、电压可分解为故电力系统发生短路故障时,其短路电流、电压可分解为故电力系统发生短路故障时,其短路电流、电压可分解为故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重量和故障重量,反应工频变更障前负荷状态的电流电压重量和故障重量,反应工频变更障前负荷状态的电流电压重量和故障重量,反应工频变更障前负荷状态的电流电压重量和故障重量,反应工频变更量的继电器只考虑故障重量,不受负荷状态的影响。量的继电器只考虑故障重量,不受负荷状态的影响。量的继电器只考虑故障重量,不受负荷状态的影响。量的继电器只考虑故障重量,不受负荷状态的影响。工
23、频变更量距离继电器测量工作电压的工频变更量的幅值,工频变更量距离继电器测量工作电压的工频变更量的幅值,工频变更量距离继电器测量工作电压的工频变更量的幅值,工频变更量距离继电器测量工作电压的工频变更量的幅值,其动作方程为:其动作方程为:其动作方程为:其动作方程为:对相间故障:对相间故障:对相间故障:对相间故障:对接地故障:对接地故障:对接地故障:对接地故障:为整定阻抗,一般取为整定阻抗,一般取为整定阻抗,一般取为整定阻抗,一般取0.80.80.850.85倍线路阻抗;倍线路阻抗;倍线路阻抗;倍线路阻抗;为动作门坎,取故障前工作电压的记忆量。为动作门坎,取故障前工作电压的记忆量。为动作门坎,取故障
24、前工作电压的记忆量。为动作门坎,取故障前工作电压的记忆量。正、反方向故障时,工频变更量距离继电器动作特性如下正、反方向故障时,工频变更量距离继电器动作特性如下正、反方向故障时,工频变更量距离继电器动作特性如下正、反方向故障时,工频变更量距离继电器动作特性如下图:图:图:图:正方向短路动作特性正方向短路动作特性 反方向短路动作特性反方向短路动作特性正方向故障时,测量阻抗正方向故障时,测量阻抗正方向故障时,测量阻抗正方向故障时,测量阻抗 在阻抗复数平面上的在阻抗复数平面上的在阻抗复数平面上的在阻抗复数平面上的动作特性是以矢量动作特性是以矢量动作特性是以矢量动作特性是以矢量 为圆心,以为圆心,以为圆
25、心,以为圆心,以 为半径的为半径的为半径的为半径的圆,如上左图所示,当圆,如上左图所示,当圆,如上左图所示,当圆,如上左图所示,当 矢量末端落于圆内时动矢量末端落于圆内时动矢量末端落于圆内时动矢量末端落于圆内时动作,可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻实作,可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻实作,可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻实作,可见这种阻抗继电器有大的允许过渡电阻实力。当过渡电阻受对侧电源助增时,由于力。当过渡电阻受对侧电源助增时,由于力。当过渡电阻受对侧电源助增时,由于力。当过渡电阻受对侧电源助增时,由于 一般一般一般一般与与与与 是同相位,过渡电阻上的压降始终与是同相位,过渡电
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