線路差動(dòng)保護(hù)保護(hù)配置和基本原理

1、云南電力研究院云南電力研究院2021年9月 功果橋云南電力研究院云南電力研究院2021年9月 昆明一、保護(hù)用光纖通道的連接形式二、保護(hù)與通道的接口三、2M速率與64K速率的區(qū)別一、保護(hù)用光纖通道的連接形式 保護(hù)用光纖通道按連接形式可分為專用通道和復(fù)用通道，專用通道指光纖保護(hù)裝置單獨(dú)占用光纜的兩根纖芯，而復(fù)用通道指保護(hù)信息按G.703同向接口形式，以64Kbit/s的速率復(fù)接到PCM交換機(jī)，和其它信息復(fù)用后一起傳輸，或單獨(dú)以2M/s的速率復(fù)接到SDH的E1口，傳送保護(hù)數(shù)據(jù)。RCS-931RCS-931保護(hù)機(jī)房保護(hù)機(jī)房光纜光纜的一根纖芯RCS-931MUX-64BP C M交換機(jī)RCS-931MU

2、X-64BP C M交換機(jī)保護(hù)機(jī)房通信機(jī)房通信機(jī)房保護(hù)機(jī)房SDH網(wǎng)二、保護(hù)與通道的接口 專用通道：保護(hù)的尾纖與光纜的保護(hù)專用芯直接融接或通過光纖分配屏連接（方便旁代線路）。 復(fù)用通道：保護(hù)的尾纖直接與各種接口裝置連接，通過接口裝置轉(zhuǎn)換為電信號與PCM機(jī)或E1接口連接，與PCM連接使用屏蔽雙絞線，與E1接口采用同軸電纜連接。常用的接口設(shè)備有： MUX-64B：用于64Kbit/S傳輸速率的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置與PCM機(jī)復(fù)接 MUX-2M：用于2Mbit/S傳輸速率的光纖差動(dòng)保護(hù)裝置與SDH設(shè)備的E1接口復(fù)接 FOX40F/ FOX41A ：用于縱聯(lián)距離或方向保護(hù)設(shè)備利用光纖通道傳輸信號，還能與以上兩

3、種設(shè)備與通訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)復(fù)接RCS-901F O X -40FF O X -40FRCS-901 保護(hù)機(jī)房保護(hù)機(jī)房MUX-64BPCM交換機(jī)R C S -901FOX-40FMUX-64BPCM交換機(jī)R C S -901FOX-40F保護(hù)機(jī)房通信機(jī)房三、2M速率與64K速率的區(qū)別 1. 2M速率省去兩側(cè)PCM交換機(jī)設(shè)備，通信鏈路上減少了中間環(huán)節(jié)，減少了傳輸時(shí)延。 2 2. 2M速率增加了傳輸帶寬，可以傳輸更多保護(hù)信息。同后備保護(hù)一樣，差動(dòng)保護(hù)也采用24點(diǎn)計(jì)算，動(dòng)作速度快且安全穩(wěn)定由于在傳輸采樣值的同時(shí)也傳輸了相量值，通道誤碼時(shí)穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)不受數(shù)據(jù)窗的影響，動(dòng)作速度幾乎不受影響 功率功率譜密度帶寬，帶

4、寬越寬，噪聲功率越大，2M速率接收靈敏度較低，因此傳輸距離較短 實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的幾個(gè)關(guān)鍵問題誤碼與滑碼 準(zhǔn)確、迅速、不失真地傳輸信號是繼電保護(hù)裝置對通訊系統(tǒng)的最高要求，除誤碼率水平要保持在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃酵猓瑢νㄓ嵪到y(tǒng)的時(shí)鐘也要有合理的設(shè)計(jì)，這樣才能避免滑碼的產(chǎn)生。 滑碼實(shí)際上是發(fā)送時(shí)鐘與接收時(shí)鐘不同步產(chǎn)生的。 電流差動(dòng)保護(hù)在算法上要求參加比較的各端電流量必須同步采樣或采樣同步化處理得到，這是實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)的關(guān)鍵所在。目前常見的同步方法主要有三類： 1.基于數(shù)據(jù)通道的同步方法 2.基于參考向量的同步方法 3.基于GPS的同步方法基于數(shù)據(jù)通道的同步方法主要有： 1. 采樣時(shí)刻調(diào)整法 2. 采樣數(shù)據(jù)修正

5、法 3. 時(shí)鐘校正法其共同特點(diǎn)是均假定兩個(gè)方向通道傳輸延時(shí)相等，若接收與發(fā)送的路由不同或通道切換造成兩個(gè)方向通道傳輸延時(shí)不相等時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致保護(hù)測量的延時(shí)與實(shí)際不符，影響差動(dòng)保護(hù)的正確動(dòng)作。 通道雙向延時(shí)相等是采樣同步的前提； 一側(cè)“主機(jī)方式” 為1，另一側(cè)必須為0，且“主機(jī)方式”設(shè)置同系統(tǒng)方式無關(guān)； 兩側(cè)裝置采樣同步與外接電氣量無關(guān)，只要兩側(cè)裝置通信正常，即能 保證采樣同步； 只有在裝置上電或失步后，才需要測通道延時(shí)，測定延時(shí)后，裝置不再需要傳輸時(shí)間信息； 從機(jī)時(shí)刻調(diào)整采樣間隔，保證兩側(cè)裝置采樣時(shí)刻在允許的誤差范圍內(nèi)；裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測采樣時(shí)刻誤差，若超出范圍，需退出差動(dòng)保護(hù)，重新進(jìn)行同步過程。對側(cè)

6、差動(dòng)允許信號 電流差動(dòng)保護(hù)必須收到對側(cè)的差動(dòng)允許信號才能動(dòng)作，這是防止TA斷線的措施。TA斷線時(shí)，斷線側(cè)的起動(dòng)元件和差動(dòng)繼電器可能動(dòng)作，但對側(cè)的起動(dòng)元件不會(huì)動(dòng)作，不會(huì)向本側(cè)發(fā)差動(dòng)允許信號，從而保證縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng)。什么情況下發(fā)對側(cè)差動(dòng)允許信號？ 1. 裝置起動(dòng)且有差流 2. 有TWJ開入且有差流 3. 低電壓且有差流（不能有PTDX）MNMINI 以母線流向被保護(hù)線路以母線流向被保護(hù)線路方向?yàn)檎较蚍较驗(yàn)檎较颉?動(dòng)作電流動(dòng)作電流(差動(dòng)電流差動(dòng)電流)為為： 制動(dòng)電流為制動(dòng)電流為： 動(dòng)作電流與制動(dòng)電流對動(dòng)作電流與制動(dòng)電流對應(yīng)的工作點(diǎn)位于比率制應(yīng)的工作點(diǎn)位于比率制動(dòng)特性曲線上方動(dòng)特性曲線上方，

7、繼電，繼電器動(dòng)作。器動(dòng)作。 NMCDIIINMRIIICDIRI75. 0cdqdIMINIKIMN線路內(nèi)部短路線路內(nèi)部短路 動(dòng)作電流動(dòng)作電流： 制動(dòng)電流制動(dòng)電流： 因?yàn)橐驗(yàn)?繼電器動(dòng)作。繼電器動(dòng)作。 凡是在線路內(nèi)部有流出的凡是在線路內(nèi)部有流出的電流電流，都成為動(dòng)作電流。，都成為動(dòng)作電流。 KNMCDIIIINMRIIIRCDIIMINIKIMN線路外部短路線路外部短路 動(dòng)作電流動(dòng)作電流： 制動(dòng)電流制動(dòng)電流： 因?yàn)橐驗(yàn)?繼電器不動(dòng)繼電器不動(dòng)。 凡是穿越性的電流不產(chǎn)生凡是穿越性的電流不產(chǎn)生動(dòng)作電流動(dòng)作電流，只產(chǎn)生制動(dòng)電，只產(chǎn)生制動(dòng)電流。流。0IIIIIKKNMCDKKKNMRI2IIIIIRCD

8、IIMINICIMN 電容電流的影響電容電流的影響 電容電流是從線路內(nèi)部流出的電容電流是從線路內(nèi)部流出的電流，因此它構(gòu)成動(dòng)作電流。電流，因此它構(gòu)成動(dòng)作電流。由于負(fù)荷電流是穿越性的電流，由于負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動(dòng)電流。所以在空它只產(chǎn)生制動(dòng)電流。所以在空載或輕載下電容電流最容易造載或輕載下電容電流最容易造成保護(hù)誤動(dòng)。成保護(hù)誤動(dòng)。 解決方法：解決方法： 用起動(dòng)電流定值躲本線路用起動(dòng)電流定值躲本線路 電容電流。電容電流。 起動(dòng)電流定值躲不了電容電起動(dòng)電流定值躲不了電容電流時(shí)，進(jìn)行電容電流補(bǔ)償。流時(shí)，進(jìn)行電容電流補(bǔ)償。MINIKIMN 重負(fù)荷情況下線路內(nèi)部經(jīng)高重負(fù)荷情況下線路內(nèi)部經(jīng)高電阻接

9、地短路，靈敏度可能不電阻接地短路，靈敏度可能不夠。夠。 負(fù)荷電流是穿越性的電流，負(fù)荷電流是穿越性的電流，它只產(chǎn)生制動(dòng)電流而不產(chǎn)生動(dòng)它只產(chǎn)生制動(dòng)電流而不產(chǎn)生動(dòng)作電流。作電流。 經(jīng)高電阻短路，短路電流經(jīng)高電阻短路，短路電流 很小，因此動(dòng)作電流很小很小，因此動(dòng)作電流很小 因而靈敏度可能不夠。因而靈敏度可能不夠。 解決方法：解決方法： 采用工頻變化量比率差動(dòng)繼采用工頻變化量比率差動(dòng)繼電器和零序差動(dòng)繼電器電器和零序差動(dòng)繼電器KI 電容電流補(bǔ)償主要應(yīng)用于零序差動(dòng)繼電器，有電容電流補(bǔ)償可以提高經(jīng)大過渡電阻故障時(shí)保護(hù)的靈敏度。 電容電流補(bǔ)償由下式計(jì)算得到： 0010012222CNCNNCMCMMCXUXUU

10、XUXUUI遠(yuǎn)跳、遠(yuǎn)傳1、遠(yuǎn)傳2 保護(hù)裝置采樣得到遠(yuǎn)跳開入為高電平時(shí)，經(jīng)過專門的互補(bǔ)校驗(yàn)處理，作為開關(guān)量，連同電流采樣數(shù)據(jù)及CRC校驗(yàn)碼等，打包為完整的一幀信息，通過數(shù)字通道，傳送給對側(cè)保護(hù)裝置。對側(cè)裝置每收到一幀信息，都要進(jìn)行CRC校驗(yàn)，經(jīng)過CRC校驗(yàn)后再單獨(dú)對開關(guān)量進(jìn)行互補(bǔ)校驗(yàn)。只有通過上述校驗(yàn)后，并且經(jīng)過連續(xù)三次確認(rèn)后，才認(rèn)為收到的遠(yuǎn)跳信號是可靠的。收到經(jīng)校驗(yàn)確認(rèn)的遠(yuǎn)跳信號后，若整定控制字“遠(yuǎn)跳受起動(dòng)控制”整定為“0”，則無條件置三跳出口，起動(dòng)A、B、C三相出口跳閘繼電器，同時(shí)閉鎖重合閘；若整定為“1”，則需本裝置起動(dòng)才出口。 差動(dòng)保護(hù)采用兩側(cè)差動(dòng)繼電器交換允許信號的方式，安全性高。裝置

11、異?；騎A斷線，本側(cè)的起動(dòng)元件和差動(dòng)繼電器可能動(dòng)作，但對側(cè)不會(huì)向本側(cè)發(fā)允許信號，從而保證差動(dòng)保護(hù)不會(huì)誤動(dòng) 變化量差動(dòng)繼電器，由于只反映故障分量，不反映負(fù)荷電流，因此靈敏度高，動(dòng)作速度快。 零差保護(hù)引入了低制動(dòng)系數(shù)、經(jīng)電容電流補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)態(tài)相差動(dòng)選相元件，靈敏度高，在長線經(jīng)高阻接地時(shí)也能選相跳閘； 所有差動(dòng)繼電器的制動(dòng)系數(shù)均為0.75，并采用了浮動(dòng)的制動(dòng)門檻，抗TA飽和能力強(qiáng) 裝置采用了經(jīng)差流開放的電壓起動(dòng)元件，負(fù)荷側(cè)裝置能正常起動(dòng) 差動(dòng)保護(hù)能自動(dòng)適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變 裝置能實(shí)測電容電流，根據(jù)差動(dòng)電流驗(yàn)證線路容抗整定是否合理 通訊通道在收發(fā)兩個(gè)方向上的傳輸延時(shí)應(yīng)保證一樣，同時(shí)單向通道延時(shí)不能超過1

12、5ms。 通道經(jīng)各環(huán)節(jié)后，保護(hù)裝置接收到的光信號要滿足保護(hù)裝置的最低接收靈敏度。1、通道狀態(tài)的查看2、如何檢查通道是否良好3、保護(hù)定值的整定與容抗的整定4、接口設(shè)備的注意事項(xiàng)5、運(yùn)行中的注意事項(xiàng) 通道延時(shí) 失步次數(shù) 誤碼總數(shù) 報(bào)文異常數(shù) 報(bào)文間超時(shí)通道狀態(tài)的監(jiān)視有以下幾個(gè)方面：主菜單中的保護(hù)狀態(tài)中的通道狀態(tài)菜單中有以上信息的顯示與差動(dòng)相關(guān)的幾個(gè)定值： TA變比系數(shù)：按電流一次額定值大的一側(cè)整定為1，小的一側(cè)整定為本側(cè)電流一次額定值與對側(cè)電流一次額定值的比值，與二次額定值沒有關(guān)系。 差動(dòng)電流高定值：按不小于4倍額定電容電流整定，一般不小于0.2In。與差動(dòng)相關(guān)的幾個(gè)定值： 差動(dòng)電流低定值：按不小于1.5倍額定電容電流整定，一般不小于0.1In ，要考慮大于最大可能過渡電阻情況下的短路電流。 TA斷線差流定值：當(dāng)TA斷線不閉鎖差動(dòng)時(shí)，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作值。與差動(dòng)相關(guān)的幾個(gè)定值： 線路正序容抗、線路零序容抗：按實(shí)測值