国网版CSC103A保护培训课程董爱兵ppt课件.pptx
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1、国网六统一线路保护CSC-103A介绍,四方公司标准化培训课程系列,董爱兵,目录CONTENTS,国网六统一版CSC103A,装置简介保护原理装置调试运行维护案例介绍,1,2,3,4,5,1,装置简介,装置简介 适用范围,1.1 适用范围,1,220KV及以上电压等级大电流接地系统的高压输电线路。,2,双母线、3/2接线、线/变组等接线方式都适用。,3,能适用于同塔并架线路。,1,装置简介 保护功能配置,1.2 保护功能配置,1,2,1,装置简介 保护功能配置,1.2 保护功能配置,1,CSC-103A-DA-G保护功能配置表如图:,装置简介 装置型号,1.3 装置型号介绍,1,CSC-103
2、A-DA-G-RPLDY。,1,1.4 题目(培训互动),1,选择题,(1)装置型号里“DG-G”表示()装置 A、常规采样常规跳闸;B、SV采样GOOSE跳闸;C、常规采样GOOSE跳闸;D、SV采样GOOSE跳闸前接线;,装置简介 题目,1,(2)依照智能变电站继电保护技术规范,关于220kV以上继电保护配置原则下述正确的有()。A、两套保护之间不应有任何电气联系,一套保护异常时不应影响另一套保护运行 B、两套保护的电压(电流)采样值应分别取自相互独立的MU C、双重化配置保护使用的GOOSE(SV)网络应遵循相互独立的原则 D、双重化配置的保护应使用主、后一体化的保护装置,2,保护原理,
3、保护原理,2,2.1 程序结构简介,软、硬件自检响应面板操作上送报告等,模拟量定时采样电流突变量启动判别,判别是否满足定值驱动TJ继电器,保护原理 保护启动元件,2.2 保护启动元件,判据:,其中:,或者,指相间电流。、分别为当前时刻、1周波前、2周波前的采样值。T 为采样周期,每周波24点采样。为零序电流突变量。为“变化量启动电流定值”。,1,电流突变量启动。,2,为3倍的零序电流。为“零序启动电流定值”。可防止大过渡电阻接地短路时突变量启动元件灵敏度不够的问题。整定“零序启动电流定值”时考虑有灵敏度:220kV考虑100,500kV考虑300。零序辅助启动元件带30ms延时。,判据:,其中
4、:,2,零序辅助启动。,保护原理 保护启动元件,2,3,静稳失稳启动。,保护原理 保护启动元件,为“振荡闭锁过流”定值。以上任一条件持续满足30ms后,保护判为静稳破坏,并且启动,程序进入振荡闭锁模块。此时的报文为:“保护启动”、“静稳失稳启动”(电流判据);“保护启动”、“阻抗元件启动”(阻抗判据)。,、电流突变量未启动 电流突变量未启动,判据:,其中:,或,2,4,差动弱馈启动。,保护原理 保护启动元件,判据:,当被保护的线路是弱电源侧或负荷侧时,区内发生短路时,弱馈侧流过的短路电流很小,电流启动元件无法启动时,若满足以上条件,弱馈侧保护也能启动,保证强电侧差动保护动作,同时差流满足定值时
5、,弱馈侧差动保护也能动作。弱馈侧启动的报文为:“差动弱馈启动”,收到对侧启动的信号,或,2,5,远方召唤启动。,保护原理 保护启动元件,判据:,如果被保护线路发生高阻接地时,近故障侧的保护能够可靠启动,但远故障侧的保护短路电流可能很小,导致保护无法启动,若满足以上条件时保护也能启动,保证两侧差动保护都能动作。报文为:“差动远方召唤启动”,或,收到对侧启动的信号,2,保护原理 光纤差动保护原理,2.3 光纤差动保护原理,1,基本原理。,2,保护原理 光纤差动保护原理,2,通道连接方式:,本对侧保护光纤通道收、发对接,两侧直接通过光缆连接,没有其它中间介质。,1)通道连接方式:专用光纤。,2,保护
6、原理 光纤差动保护原理,2,通道连接方式:,保护装置的光信号一般需要经过CSC186BN光电转换设备转换为电信号后,再与数字通信系统SDH(同步数字通信系统)或PDH(准同步数字通信系统)复接后,再传给对侧。,2)通道连接方式:复用通道。,2,保护原理 光纤差动保护原理,3,电流回路接线说明:,要求CT二次侧以靠近母线侧的一端为极性端。,1,CT要求“减极性”接线。(减极性:电流从一次侧极性端流入时,要求从二次侧的极性端流出)。,CT的极性端接保护的极性端(装置端子:IA、IB、IC为保护的极性端,IA、IB、IC为非极性端,但IN回路是反的,即IN为极性端、IN为非极性端。正常时必须把IAI
7、BICIN短接!),电流以母线流向线路为正方向(即保护的极性端流入),以线路流向母线为反方向(即保护的极性端流出)。,2,3,4,2,保护原理 光纤差动保护原理,4,分相差动保护的动作特性:,1)当“电流补偿”控制字置0时,2)当“电流补偿”控制字置1时,2,保护原理 光纤差动保护原理,5,零序差动保护的动作特性:,1)当“电流补偿”控制字置0时,2)当“电流补偿”控制字置1时,ID0=(MA+MB+MC)+(NA+NB+NC)IB0=(MA+MB+MC)(NA+NB+NC),ID0=(MA-MAC)+(MB-MBC)+(MC-MCC)+(NA-NAC)+(NB-NBC)+(NC-NCC)IB
8、0=(MA-MAC)+(MB-MBC)+(MC-MCC)(NA-NAC)+(NB-NBC)+(NC-NCC),2,保护原理 差动保护试验,2.4 差动保护试验,1,差动保护自环试验(装置自环)。,1)差动试验条件。,2,保护原理 差动保护试验,1,差动保护自环试验(装置自环)。,注意:定值单中“差动动作电流定值”,实际是零序差动保护定值(IDZ0)。分相差动低定值、分相差动高定值,分别按以下固定公式折算:,分相差动低定值:,分相差动高定值:,2)注意事项。,2,保护原理 差动保护试验,1,差动保护自环试验(装置自环)。,例如:CT变比为1200/5,差动动作电流定值=2A,按以上公式得:零序差
9、动定值=2A 分相差动低定值=3A 分相差动高定值=4A,用一根单模光纤跳线,将通道一或通道二的TX、RX短接。任一相加1.1A,故障时间持续150ms(零差有100ms延时),零序差动动作。任一相加1.6A,故障时间持续90ms(低定值有40ms延时),分相差动动作。任一相加2.1A,故障时间持续50ms,分相差动动作。此时差流为2倍的故障量,制动电流为0A。或者加定值的0.95倍,以验证差动保护可靠不动。,3)示例。,2,保护原理 差动保护试验,2,带CSC186BN自环试验。,1)CSC186BN设置。,“通道选择”拨码打到“2M”位置;“环回选择”拨码打到“运行”位置(注意:不要打“自
10、环”)。,分用一根同轴电缆将2M电口的“TX”、“RX”短接,或者在2M支路的配线架上环回。186BN与光差保护CSC103之间光纤正常连接。定值、控制字、压板设置:(同上);试验方法:(同上)。,2.4 差动保护试验,2,保护原理 差动保护试验,2,带CSC186BN自环试验。,2)CSC186BN设置注意事项。,注意:186BN投运时,必须打到“运行”位置,不能打到“自环”。正常工作时:“电源”灯:闪烁;“自环”灯:熄灭;“电路”灯:和电源灯一起闪烁;“光路”灯:和电源灯一起闪烁。,2,保护原理 差动保护试验,3,带通道试验。,这两种情况,差动电流等于制动电流,动作值在45斜线上,大于门槛
11、值即可动作。,2.4 差动保护试验,2,保护原理 差动保护试验,2.4 差动保护试验,4,制动曲线试验。,两侧按正常运行设置定值。用同一台测试仪的IA、IB,分别给本侧的两套差动保护的同相加电流。方向相反。例如低定值为2A,设制动电流IB5A,则差流ID50.63A,则:,联立以上两式解得:IAM=4A,IAN=1A。此点是边界上的点,若让差动保护可靠动作,ID可按稍大于3A的值计算。第二条折线的计算方法类似。以此方法做几个点,描出制动曲线。(当然也可用测试仪自动打点),3IAMIAN5IAMIAN,2,保护原理 差动保护试验,2.4 差动保护试验,5,带通道加电流。,3IAMIAN5IAMI
12、AN,两侧CT变比不一致时,本侧用测试仪加电流,对侧看到的值是多少?例如:本侧CT变比为:1200/5,对侧CT变比为:800/1。如果在本侧二次侧加5A的电流,对侧看到的值是多少?(菜单:【运行工况】【通道信息】【电流量】的INA、INB、INC查看)计算方法:把5A折算到一次值为:1200A,因为两侧的一次值相同。再按对侧的CT变比折算为二次值:1200/800=1.5A,所以对侧看到的值为1.5A。提问:此时两侧保护显示的差流值(二次值)相同吗?,答:不相同。本侧的差流值为:5A,对侧的差流值为:1.5A。所以差动保护的差动定值整定原则是:按一次差动定值相等,再按两侧的CT变比分别折算成
13、二次值整定。,2,保护原理 远方跳闸保护,2.5 远方跳闸保护(经就地判据),1,远方跳闸保护(经就地判据)。,1)就地判据的条件。,母差保护出口失灵保护出口 103A“远传1”(选配Y)开入(对侧)经就地判据跳闸高抗保护出口,2,保护原理 过电压保护,2.6 过电压保护,1,过电压保护。,1)过电压的概念。对于330KV及以上的远距离输电线路,由于线路长、又采用分裂导线,在“电容效应”的影响下,线路电压会升高很大,对电气设备造成严重危害。另外,当终端处断路器因故跳开,在电容效应的影响下,终端处会产生工频过电压。,2)限制过电压的措施。a)加装并联电抗器(高抗),用其感性电流来限制容性电流,降
14、低电容效应;b)配置过电压保护,当本侧过电压后跳本断路器,同时向对端发“远方跳闸”信号,对端收到远跳信号后经其“就地判据”满足后再跳对端断路器。,2,保护原理 过电压保护,2.6 过电压保护,1,过电压保护。,3)过电压的基本逻辑。对于330KV及以上的远距离输电线路,由于线路长、又采用分裂导线,在“电容效应”的影响下,线路电压会升高很大,对电气设备造成严重危害。另外,当终端处断路器因故跳开,在电容效应的影响下,终端处会产生工频过电压。,本侧保护判为过电压-内部给“远传1”(选配过电压)对侧-经就地判据-跳闸。,注:A)当“过电压保护跳本侧”控制字置1时,过电压保护出口跳本侧,同时不经跳位闭锁
15、直接向对侧发过电压远跳信号;B)当“过电压保护跳本侧”控制字置0时,过电压保护不跳本侧,仅向对侧发过电压远跳信号。但是否经本侧跳位闭锁发信,由“过电压远跳经跳位闭锁”控制字整定。,2,保护原理 其它保护动作,2.7 其它保护动作(收信直跳对侧),1,其它保护动作。,母差保护出口失灵保护出口-103A“其它保护动作”开入 对侧-可以经高抗保护出口启动元件闭锁-跳闸。说明:当然,用“远方跳闸保护”也可以实现远跳功能,只是它多了就地判据。,2,保护原理 距离保护,1,距离保护多边形。,2.8 距离保护,1)第一象限的60 负荷限制电阻定值R DZ的整定原则:按躲最小事故过负荷阻抗整定。可靠系数K一般
16、取0.60.8(例K=0.7),则:,2,保护原理 距离保护,1,距离保护多边形。,2.8 距离保护,2)第一象限的7 躲双电源供电时的过渡电阻短路。,由于 与 之间有角度差,所以产生了电抗分量,如果 超前 则保护1为送电侧,过渡电阻呈容性,则保护1易误动,保护3易拒动。,2,保护原理 距离保护,2,距离保护小四边形。,1)小矩形动作区的X、R取值见下表:能够保证金属性短路时,保护可靠动作。因为金属性短路时故障阻抗的电抗分量较大,但电阻分量很小,甚至由于CT、PT的传变误差,导致保护测量的电阻分量为负值。,2,保护原理 距离保护,2,距离保护小四边形。,2.8 距离保护,2)第四象限的15。这
17、部分的设置与第一象限7的设置本质上是一样的。它可以保证本线出口处经过渡电阻短路时能可靠动作。因此说多边形特性具有一定的躲过渡电阻和带过渡电阻的能力。,2,保护原理 距离保护,3,小矩形的功能。,1)开关在分位时。当手合或重合到故障时(此时记忆电压已失效),为了保证可靠切除出口处电压死区的故障,各段小矩形均不带方向。手合时固定加速出口;重合时根据控制字是否加速。,2)开关在合位时。各段小矩形均带方向,但对于距离III段的小矩形,三相故障,由于考虑到III段是远后备保护,只要进入III段小矩形范围之内,保护就按III段延时出口,而不带方向。,基于以上两点,保护屏的PT小空开如果没有合上,当有一定的
18、负荷电流时,小矩形的III段可能会动作!,2,保护原理 距离保护,4,距离保护的方向元件。,2.8 距离保护,1)记忆电压判方向。为了防止出口处三相短路电压死区问题,用记忆电压与故障后的电流比相来判方向。对应的阻抗正、反方向如图:,2,保护原理 距离保护,4,距离保护的方向元件。,2.8 距离保护,2)负序方向元件。,负序正方向元件的动作区:18arg(/)180负序反方向元件的动作区:162arg(/)0,最大灵敏角:100,用于不对称故障开放距离保护的方向判别。,2,保护原理 距离保护,5,距离保护试验。,2.8 距离保护,1)电抗定值内部折算。,六统一之前的版本:距离I、II、III段按
19、电抗定值整定。距离I/II/III段可按90验证。六统一及以后版本:距离I、II、III段按阻抗定值整定。距离I/II/III段按最大灵敏角验证。,2,保护原理 距离保护,5,距离保护试验。,2)电阻定值取值范围。为防止电阻定值整定过大,则接地距离I段和相间距离I段动作时会适当缩小取值范围,保护分别按以下公式自动取值:,2,保护原理 距离保护,5,距离保护试验。,3)电阻定值校验。做电阻定值精度试验时,建议测试仪选择“系统阻抗ZS恒定”,并且ZS的阻抗角设定为大于0、小于162之间(如果是II、III段,只要非反方向就可以动作,因此II、III段的动作范围是:-18 180),不要选择“电流恒
20、定”,因为距离保护要求负序满足正方向的条件,选择“电流恒定”时测试仪输出的故障量不能满足此条件。,2,保护原理 距离保护,5,距离保护试验。,4)接地距离的零序补偿问题。A)接地距离的计算公式为:,则,零序补偿系数 与、之间的关系,可用以下公式推导:,得到(其中 是线路正序阻抗角):,2,保护原理 距离保护,5,距离保护试验。,4)接地距离的零序补偿问题。B)零序补偿系数的设置:,对于不同的测试仪,KL有以下几种表达方式:a)实部(Re)=,虚部(Im)=;b)复数形式:KL=+j;c)KL幅值=、角度=;d)零序电阻补偿系数Kr=、零序电抗补偿系数Kx=。,2,保护原理 距离保护,6,振荡闭
21、锁开放元件。,2.8 距离保护,1)进入振荡闭锁程序的条件:在电流突变量启动后的150ms之内,系统不会出现振荡,此时所有距离元件全部投入,不经闭锁;150ms之后或经静稳失稳启动后,为防止振荡发生使距离保护误动,此时距离元件需经开放元件开放。,2)不对称故障的开放元件:利用振荡时和故障时零序和负序电流不同的特征来区分。开放判据:|I 0|m1*|I 1|或|I 2|m2*|I 1|振荡时I 0、I 2接近于零,上式不满足;振荡并区内故障时,I 0、I 2将有较大数值,上式能满足,即能开放距离元件。,3)三相故障的开放元件:经实践及计算分析发现,短路时的电阻变化率远小于振荡时的电阻变化率,利用
22、这一特点可区分是振荡还是三相短路。,2,保护原理 零序过流保护,1,零序过流保护。,2.9 零序过流保护,零序II段固定带方向,零序III段的方向可由控制字投退。PT断线时,保留零序III段,并自动退出其方向。,1)零序方向元件 零序正方向元件的动作区:18arg(/)180零序反方向元件的动作区:162arg(/)0,最大灵敏角:100,此方向元件用于接地故障时零序保护判别方向。,2,保护原理 重合闸,1,重合闸。,2.10 重合闸,1)重合闸方式:单重、三重、禁止、停用。A)单重:单相故障,单跳单合;相间故障,三跳不重合。B)三重:任意相故障,三跳三合。C)禁止:本装置不发重合令。不沟通三
23、跳,允许选相跳闸。有闭重开入时,沟通三跳。对于单重情况,如需一套重合闸停运、一套重合闸投运,则停运重合闸的保护控制字应置“禁止重合闸”,或置“单相重合闸”且断开重合闸出口压板;对于三重情况,如需一套重合闸停运、一套重合闸投运,则停运重合闸的保护控制字应置“禁止重合闸”,或置“三相重合闸”且断开重合闸出口压板。,D)停用:本装置不重合,并沟通三跳,任意相故障三跳不重合。当本线路不使用重合闸时,应置“停用重合闸”方式。投入“停用重合闸”控制字或软压板,均起作用。,2,保护原理 重合闸,1,重合闸。,2.10 重合闸,2)重合闸电压检定方式:A)检无压:检任一侧无电压即重合,若两侧均有压,则自动转为
24、检同期重合。“无压”门槛值为:低于0.3Un;“有压”门槛值为:高于0.7Un。B)检同期:线路侧电压和母线侧电压均有压,且满足同期条件进行同期重合。C)不检定:检同期方式和检无压方式均不投入时,无论线路侧和母线侧电压如何,都重合。,3)重合闸充电条件:装置检测到开关在合位、没有闭锁重合闸的开入、延时达15s,装置的充电灯点亮。4)沟通三跳接点闭合的条件:重合闸为三重、停用、重合闸未充电、装置失电等情况下沟通三跳触点闭合。,2,保护原理 PT断线检测,1,PT断线检测。,2.11 PT断线检测,1)TV断线检测是自动投入的,不需要控制字投退。2)仅在启动元件不启动式投入。3)动作判据:,7V(
25、有效值),判为一相或两相断线;,PT在母线侧,若 Ua、Ub、Uc 任一电压小于8V,判为PT断线;PT在线路侧,在任一相电流大于0.04IN或断路器在合位时,若Ua、Ub、Uc任一相电压小于8V,判为PT断线告警。,4)对保护的影响:TV断线后退出所有的距离元件、负序方向元件、零序方向元件。零序III段过流自动退出方向闭锁。,2,保护原理 题目,2.12 题目(培训互动),2,1,选择题,(1)继电保护装置的“六统一”原则不包括()。(A)功能配置统一;(B)保护定值统一;(C)端子排布置统一;(D)端子编号统一;,(2)智能站保护装置需要设置()硬压板(A)保护检修状态(B)保护功能投退(
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