发电厂安全稳定控制系统及应用.ppt

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1、一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,什么是三道防线？,为了分析的方便，我们把电力系统运行状态分为：正常状态，警戒状态，紧急状态，失步状态，恢复状态。见下页图。对应相应的状态，我们设置三道防线。第一道防线：快速可靠的继电保护、有效的预防性控制措施，确保电网在发生常见的单一故障时保持电网稳定运行和电网的正常供电；第二道防线：采用稳定控制装置及切机、切负荷等紧急控制措施，确保电网在发生概率较低的严重故障时能继续保持稳定运行；第三道防线：设置失步解列、频率及电压紧急控制装置，当电网遇到概率很低的多重严重事故而稳定破坏时，依靠这些装置防止事故扩大、防止大

2、面积停电。,图 电力系统状态转换及三道防线,RCS系列安全稳定控制装置,区域稳定控制装置RCS-992主机RCS-990从机MUX-22等复接设备：光纤复接、光电转换RCS-991A、B 稳定控制装置RCS-993A、B失步解列装置RCS-993C 低频振荡检测装置RCS-994E、B频率电压紧急控制装置RCS-993D、E失步解列与频率电压紧急控制装置RCS-9009 稳定控制在线预决策系统NRSC电力系统机电暂态分析软件包（适用于BPA、PSASP模型）,一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,定义：电网安全稳定控制装置是为保证电力系统在遇到电

3、力系统安全稳定导则规定的第二级安全稳定标准的大扰动时的稳定性而在电厂或变电站内装设的控制设备，实现切机、切负荷、快速减出力、直流功率紧急提升或回降等功能，是确保电力系统安全稳定运行的第二道防线的重要设施（简称为稳控装置）。,二、RCS992区域稳定控制系统,RCS992区域稳定控制系统由安装在各个厂站的RCS-992型分布式安全稳定控制装置通过通道互联构成。该装置既可用于单个厂站的安全稳定控制，又可用于区域电网及大区互联电网的安全稳定控制。该装置包含有6项国家技术发明专利。阻抗循序判别式失步继电器：国家发明奖二等奖RCS-992分布式电力系统稳定控制装置：2005年度中国电力科学技术奖二等奖直

4、流多馈入交直流并联电网安全稳定控制技术研究与实施：2005年度中国电力科学技术奖二等奖基于BPA算法的可扩展的省级电网在线稳定控制系统：2006年度国家电网公司科学技术进步奖二等奖其中“基于ucos的电力系统失步检测判别方法”专利还获得“2007年度中国专利优秀奖”和“2007年度江苏省专利金奖”。,二、RCS992区域稳定控制系统,6项技术发明专利,其中“基于ucos的电力系统失步检测判别方法”专利还获得“2007年度江苏省专利金奖”和“2007年度中国专利优秀奖”。,可靠的软硬件平台与完善的系统功能,2.1 硬件平台2.2 软件平台2.3 通信,先进的硬件核心,高速数字信号处理器DSP主机

5、采用双DSP结构：DSP1负责控制策略的处理，DSP2负责站内和站间的通信，通过双口RAM交换数据从机采用双CPU系统：1、从低通滤波回路AD采样回路采样与逻辑计算CPU全部双重化；2、起动CPU作用于起动继电器，逻辑CPU负责故障判别并作用于跳闸矩阵；3、启动一致性，CPU1和CPU2的启动元件相同，保护才出口 4、任一CPU板故障，闭锁装置并发报警信号MUX-22采用DSP高速信号处理器，保证了全系统间快速而可靠的通信,2.1 硬件平台,一台主机提供8个光纤通信接口，其中最多4个用于与从机的连接。剩余4个接口用于站间通信。,提供13个弱电开入。除了常用的“通道投入”、“复归”等开入，剩下基

6、本用于运行方式的开入。主机不提供出口接点。,每台从机能采集6个单元的三相电流和三相电压，共36路模拟量。提供25个弱电开入或20个强电开入。,每台从机能提供13组独立出口，每组2副接点。在某些功能中可通过组态整定控制接点的输出。,一台主机最多配置四台从机，每台从机通过逻辑CPU上的多模光纤口与主机通信。,屏内2M光纤,屏内2M光纤,稳控站装置配置图,装置构成及功能,RCS-992主机主要功能,与从机通信，获取本站状态量和故障判别结果；控制策略表处理；命令输出至从机跳闸；站间通信，获取系统状态量和运行方式，命令输出至子站跳闸；事件记录与故障录波；后台、远方通信，可在线刷新策略表；,模拟量（36个

7、）、开入量采样（25个）；检测接入装置的线路、主变、发电机、母线的运行状态，判别故障类型；与主机通信，上送本站状态量；本地功能（频率电压紧急控制等）；接收主机命令输出跳闸；,RCS-990从机主要功能,RCS992装置图示,装置硬件配置及原理（992）,主机的插件包括：电源插件（DC）、信号插件（SIG）、24V光耦插件（OPT）、通信插件（COM）、CPU插件（CPU）、光电转换插件（EO、MSO）、显示面板（LCD）。,装置硬件配置及原理（992）,主机硬件模块图,RCS990装置图示,装置硬件配置及原理（990）,从机的插件包括：电源插件（DC）、交流插件（AC）、低通滤波器（LPF）、

8、CPU插件（CPU1、CPU2）、24V光耦插件（OPT）、信号输出插件（SIG）、接点输出插件（OUT）。,装置硬件配置及原理（990）,从机硬件模块图,装置硬件配置及原理（MUX22）,复接设备的插件包括：电源插件（DC）、CPU插件（CPU）、通信接口插件（COM）。其功能是将主机的2M数据接口分解成22个低速数据接口（64K/s或1200bit/s）。低速数据接口的选择因工程而异。,通信装置MUX64,其功能是将主机的64K数据（光信号）接口转换成64K数据（电信号）接口,通信装置MUX2M,其功能是将主机的64K数据（光信号）接口转换成2M高速数据接口（电信号）。,2.2 软件平台,

9、通用的、标准化的软件模块，最大限度减少工程软件的开发量，大大降低二次开发出错的概率。并行实时计算 故障全过程对所有策略进行实时计算。即在每一个采样间隔内（0.833ms）对所有策略完成计算，并留有裕度。因此，装置中各策略功能的计算互不影响，均能正确反应。多种启动元件 不同的功能均有对应的启动元件，所有故障元件都必须在相应启动元件动作后开始逻辑判断和出口。,从机故障判别,无故障跳闸判据突变量启动P-0.2SPs1（事故前有功功率应大于定值Ps1）PtPs2（事故时有功功率应小于定值Ps2）有三相电流 IIs1（电流应小于投运电流）电流变化量满足tts1（确认满足上述判据的延时）,从机故障判别,单

10、相瞬时接地故障突变量启动；有一相电流增加；有一相电压降低；查到有一相跳闸信号，且在5ms之内查不到其它相跳闸信号。同时满足上述条件则判为单相瞬时接地故障。,从机故障判别,单相永久故障突变量启动；已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电压降低；在大于重合闸时间后查到有两相跳闸信号。同时满足以上条件即判为单相永久故障。,从机故障判别,相间故障突变量启动；至少有两相电流增加；至少有两相电压降低；查到有两相跳闸信号，且两相跳闸信号间隔小于5ms。同时满足以上条件则判为相间故障。,从机故障判别,单相转相间故障突变量启动；已判出单相瞬时故障或有一相电流增加、一相电压降低；在小于重合闸时间内查到有两相跳闸

11、信号。满足以上条件则判为单相转相间故障。,从机故障判别,母线相间故障突变量启动；查到有母差保护动作信号正序电压小于50%UN同时满足以上条件则判为母线故障。,2.3 通信,RCS-992稳控装置具有配置灵活、功能强大的通信功能 支持多种介质、多种协议的通信方式 复用光纤（2Mbps、64kbps）专用光纤（2Mbps、64kbps）载波 音频MODEM方式 异步串口 强大的可扩充能力：通信扩展装置MUX-22 主机可以配套通信扩展装置MUX-22，该装置通过2M光纤与主机通信，可将主机内1路通信通道内2Mbps的数据流扩展为22路各种不同通信协议和介质的数据通道。扩展后1台主机可最多同时与29

12、个站点进行数据交换。所有通信装置和通信插件全部自主研发，大大保证的设备的可靠性。,区域稳定控制系统的结构,主从式单层结构复合式多层结构,区域稳控系统结构图,主从式单层结构配置图,区域稳控系统结构图,复合式多层结构配置图,常规系统通信连接方式,站间通讯连接方式示意图,1,2,3,4,站间通信方式,问题,当电厂侧稳控与主站通信异常时，应怎样排查故障？,同步通信帧格式,稳控系统对通信通道的要求,误码足够少满足G703规约装置利用通道传送稳定控制信息。装置能保证以下两点：1.通道正常时稳定可靠运行；2.通道异常时不误动，通道一旦恢复正常，装置能及时恢复所有相关功能。目前安稳装置实时监视通道运行工况，一

13、旦有连续1秒收不到正确报文，报对应通道异常。通道恢复后，报警信号、节点自动复归。,误码误帧对稳控装置的影响,1、误码：指通不过CRC校验的报文数；2、误帧：指结构遭到破坏的报文数。3、处理方法：对于安稳装置，不管是误码还是误帧，没有采取任何纠错措施，都直接将报文丢弃。因此，从使用的角度来看，两者是没有区别的。同样，两者形成的原因也基本相同。基于上述两点，今后拟将两个统计数字都归并为“误帧数”。为了统计通道中断对运行的影响，拟加入“丢帧数”作为运行监视项。,通信格式说明,采用光纤通道传输信息的安全稳定控制装置，通常采用HDLC同步通信，按固定间隔发送报文。如上图所示，报文头、报文内容、CRC校验

14、值和报文尾构成完整的一帧通信报文。其中报文头和报文尾为固定的值为“01111110”的8比特序列。发送端报文内容连续5个1后自动插入1个0，区别于报文头和报文尾；相应地，接收端连续收到5个1后自动删除后面插入的那个0。发送端将报文内容除以约定的多项式，得到的余数作为CRC校验值内容构成报文的一部分；同样地，接收端将报文内容除以相同的多项式，得到的余数与收到的CRC校验值相比较，如果两者相等，认为报文没有误码，否则认为报文通不过CRC校验。两个报文之间的空闲位可以是高电平，也可以是多个“01111110”序列。,通信格式说明,通道误码对报文的影响主要体现为三个方面：误码使得报文内容或者CRC校验

15、值的某一位值发生错误，导致报文通不过CRC校验；误码使得报文头或报文尾的某一位值发生错误，导致报文完整性遭到破坏，通信控制芯片报报文出错；去掉报文内容中连续5个1后插入的1个0，报文的长度应该是8的整数倍，通道滑码可能造成位的增加或者缺失，导致报文长度不是8的整数倍，通信控制芯片报非完整报文。,通信,我们还自主研发了专用的通道录波装置，实时记录通道上出现的任何异常数据报文和事故后的正常命令报文，在系统正常运行时及时提醒运行人员，在事故发生后帮助技术人员分析事故。通过便利的分析软件，使原本不可视的通道信息变得易于掌控。,工程应用与业绩,RCS-992区域稳定控制装置。截止2011年12月，已有1

16、200余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。RCS-992区域稳定控制装置自投运以来，正确动作多次，作为电力系统第二道防线，为电网安全稳定运行起到了重要的作用。,工程应用与业绩,以下列举近年来的一些重要工程：1、南方电网公司稳控工程2、四川电网安全稳定控制系统3、云南电网稳控工程4、贵州电网稳控工程5、华北电网稳控工程6、福建电网在线稳定控制系统,工程应用与业绩,以下列举近年来的一些重要工程：7、山东威海稳控系统8、河南禹州外送稳控工程（7个站）9、湖北宜昌白家冲变、咸宁、蒲圻电厂、蒲圻变稳控工程；10、河北电网区域稳控工程11、华东电网500kV肥西变、西梁山稳控工程12、

17、华东电网宜-岷（抽水蓄能）稳控工程,工程应用与业绩,以下列举近年来的一些重要工程：13、山东电网稳控工程14、浙江过载联切工程15、浙江舟山安稳系统16、内蒙古德岭变、呼伦贝尔变17、西藏电网青藏铁路稳控工程,工程应用与业绩,以下列举近年来的一些重要工程：18、广东电网深圳地区稳定控制系统19、广东电网中山地区稳控工程20、华北山东电网联网稳控21、华北山西500kV雁同变、500kV神头一电厂稳控工程22、国调黄渡白鹤（直流）稳控工程23、广西祥周变、百色电厂、百色变、北海电厂、北海变、古顶水变、融安变稳控工程,工程应用与业绩,以下列举近年来的一些重要工程：24、海南稳控工程25、东北电网鲁

18、北输变电工程稳控系统26、新疆电网稳定控制系统,一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,定义：失步解列装置是当电力系统失去同步发生异步运行时，在预先安排的适当地点有计划地自动将电力系统解开，或将电厂与连带的适当负荷自动与主系统断开，以防止事故扩大的自动装置。,三、RCS-993电力系统失步解列装置,电力系统失去同步（或称稳定破坏）时，如不及时处理，将引起灾难性后果。失步解列作为保证电力系统安全运行的重要措施，是保证整个电网不致完全崩溃的最后一道防线之一。判定电网失步时将系统解列为两个部分或在送端大电厂采取切除足够数量的机组是防止事故扩大、电网崩溃的

19、最有效措施。RCS-993A、B型失步解列装置作为电力系统失步时的紧急控制装置，当电力系统失步时，做出相应的控制：解列、切机、切负荷或启动其它使系统再同期的控制措施。可对两回线路进行独立的失步判别。,三、RCS-993电力系统失步解列装置,问题,失步解列装置属于电力系统第几道防线？,RCS-993A型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制；RCS-993B型装置则利用Ucos判别原理进行判别，以装置安装处测量电压最小值确定动作区域。RCS-993D、E失步解列与频率电压紧急控制装置,三、RCS-993电力系统失步解列装置,RCS-993A的基本原理及关键技术,起动继电器失步继电

20、器区域继电器故障闭锁,RCS-993A的基本原理及关键技术,电力系统失步时，一般可以将所有机组分为两个机群，用两机等值系统分析其特性。如图所示两机等值系统接线图和电势向量图,起动方程式：其中：,起动继电器（RCS-993A）,失步继电器（RCS-993A）,失步继电器的比相方程式：,其中：,失步继电器（RCS-993A）,x共分6级，一般的从68度开始，每级间隔18度。到最后一级为158度，在阻抗平面上表现为6级阻抗圆，如图所示,x穿过180度装置判别为失步。,区域继电器（RCS-993A）,该区域继电器的动作判据为：(一般取),区域继电器（RCS-993A）,区域继电器（RCS-993A）,

21、采用这种区域组件的好处首先是这种继电器只有在振荡时及BC相间故障和三相故障时才动作。因此，不失步状况下动作的机会极少，与失步继电器、起动继电器一起，可对出口回路可靠地构成三重化，保证了在装置运行过程中不会由于个别器件的损坏而误跳闸。采用区域继电器与失步继电器配合，可以改善失步继电器的性能，一般失步继电器定值总是大于区域组件，其边界特性可以不考虑。,故障闭锁,当系统出现下列情况时闭锁失步解列功能：1）TV断线2）TA断线3）零序电压超过门坎值4）零序电流超过门坎值,RCS-993A型装置基于阻抗循序判别方式原理进行失步判别和保护区域限制，其主要性能如下：1）失步继电器的快跳段可以测量200毫秒以

22、上的失步周期，在测量到失步后的第一个周期出口跳闸，快跳段继电器必须6个区域逐级动作时才输出跳闸，这是一个十分严格精确的条件，较同类继电器有更高的安全性，在任何故障转换过程中不会误动。2）失步继电器的慢跳段可以测量100毫秒以上的失步周期，慢跳段可以整定在失步后2到15个周期后出口跳闸。,RCS-993A的主要性能和特点,RCS-993A的主要性能和特点,3）装置设有专门的区域测量组件，用以整定解列装置的动作区。其作用是：与相邻的解列装置或其它稳定控制措施相配合，使解列范围明确；与本装置失步继电器配合，有了区域继电器后，失步继电器可按系统结构整定，一般与等值系统相适应，整定范围大于区域继电器。这

23、样失步继电器的动作性能得以改善，其边界动作特性无实际意义。,问题,RCS-993A快跳段动作时，必须穿越_ _级阻抗圆。,RCS-993B的基本原理及关键技术,起动继电器失步继电器区域继电器故障闭锁,RCS-993B（ucos原理）,如图所示两机等值系统接线图和电势向量图,失步继电器（RCS-993B）,RCS-993B（ucos原理）,两系统功角为由上图可知，振荡中心电压U为：,取EN为参考向量，使其相位角为0度，幅值为1；M侧系统等值电势EM的初始相角为(即系统正常运行的功角为)，则可得：,RCS-993B（ucos原理）,当系统同步运行时，振荡中心电压不变，即：当系统失步运行时，振荡中心

24、电压呈周期性变化，振荡周期为180，即：,RCS-993B（ucos原理）,若大于0，即加速失步，的变化趋势为0o360o(0o)360o，振荡中心电压U的变化曲线如图(a)所示；若小于0，即减速失步，的变化趋势为360o0o(360o)0o,振荡中心电压U的变化曲线如图(b)所示,问题,对上述双机等值系统，若基准侧频率Fn=50Hz,对侧Fm=51Hz,则装置判别为加速失步还是减速失步？,RCS-993B（ucos原理）,由前面的分析可以看出，振荡中心电压与功角之间存在确定的函数，因此可以利用振荡中心电压 的变化反应功角的变化。作为状态量的功角是连续变化的，因此在失步振荡时振荡中心的电压也是

25、连续变化的，且过零；在短路故障及故障切除时振荡中心电压是不连续变化且有突变的；在同步振荡时，振荡中心电压是连续变化的，但不过零。因此可以通过振荡中心的电压变化来区分失步振荡、短路故障和同步振荡。,起动继电器（RCS-993B）,起动条件：（其中：为起动门坎值）满足上述条件装置起动，开放出口正电源。,失步继电器（RCS-993B）,在振荡中心电压 的变化平面上，可将的变化范围分为7个区，如图所示：根据前面的分析可得出振荡中心电压在失步振荡时的变化规律：01234560或 06543210。,失步继电器（RCS-993B）,失步继电器快跳段可以测量180毫秒以上的失步周期，慢跳段可以测量120毫秒

26、以上的周期，并且可以整定在失步后N个周期后出口跳闸，N的取值范围为(115)。,系统失步振荡时安装点及振荡中心电压相量图,区域继电器（RCS-993B）,失步振荡时安装点及振荡中心电压随功角周期变化轨迹图,区域继电器（RCS-993B）,该区域继电器的动作判据为：即在一个振荡周期中，装置所在母线电压的最小值小于整定值时，区域继电器动作,问题,情况1：动作范围低电压定值 0.7UN情况2：动作范围低电压定值 0.6UN哪一种整定方式保护范围更严格？,故障闭锁,当系统出现下列情况时闭锁失步解列功能：1）TV断线2）TA断线3）零序电压超过门坎值4）零序电流超过门坎值,RCS-993B的主要性能和特

27、点,1）本判据反应的是系统振荡中心电压的变化规律，物理概念清晰、明确。2）本判据自动适应系统结构和运行方式的变化，即与系统运行方式、电网结构无关，只反应测量线路所在断面的失步状态。3）本判据不需要用户提供判断失步的定值，给用户的使用提供了极大的方便。,失步录波打印图,失步解列动作波形,失步录波图,新疆某站RCS-993B失步解列动作报告,故障原因：小区域电网一台130MW机组跳闸，潮流转移引起的振荡。区域继电器电压定值：0.85Un振荡次数定值：3 振荡中心距离装置安装处较远，前2个振荡周期区域继电器没有动作，但失步继电器已经先动作计周期，当振荡中心进入保护区域时，装置立即跳闸使慢跳段及时动作

28、。装置动作正确！,RCS-993于2003年11月通过鉴定，鉴定结论为国际先进。鉴定委员会一致认为，RCS-993型电力系统失步解列装置设计合理，原理先进，性能优越，调试维护方便，可适用于电力系统的失步解列。装置的基于ucos的失步判别原理属国内外首创 装置的主要技术性能指针在同类装置中处于国际先进水平，在装置的构成原理等方面处于国际领先水平。“基于ucos的电力系统失步检测判别方法”专利(专利申请号02138334.0)还获得“2007年度中国专利优秀奖”和“2007年度江苏省专利金奖”。,鉴定与运行,RCS-993系列失步解列装置目前已经成为国内失步解列装置的主流产品。截止2011年12月

29、，已有300余套装置在全国各大电网、电厂成功投入运行，运行情况良好。,鉴定与运行,一、概述二、区域稳定控制装置三、电力系统失步解列装置四、电力系统频率电压紧急控制装置,定义：低频减负荷装置是在电力系统发生事故出现功率缺额引起频率急剧大幅度下降时，自动切除部分用电负荷使频率迅速恢复到允许范围内，以避免频率崩溃的自动装置。低压减负荷装置是为防止事故后或负荷上涨超过预测值，引发电压崩溃事故，自动切除部分负荷使运行电压恢复到允许范围内的自动装置。,四、RCS-994频率电压紧急控制装置,定义：高周切机及高周高压解列装置是在电力系统发生事故出现功率过剩引起频率(电压)急剧大幅度上升时，自动切除部分机组或

30、解列线路，使频率(电压)迅速恢复到允许范围内，满足电网安全稳定运行的要求，以避免事故扩大的自动装置。,四、RCS-994频率电压紧急控制装置,概述,电力系统频率反映了系统中有功功率的供需平衡，它不仅是电力系统运行的重要质量指标，也是影响电力系统安全稳定运行的重要因素。我国明确规定低频减载是防止系统崩溃的最后一道防线。,概述,保持电力系统的电压处于规定水平，不仅是为了保证供电的质量指标，也是保持电力系统安全稳定运行的重要内容。由于电压严重异常可引起设备损坏、电压稳定破坏或电压崩溃，所以电压异常及其控制措施，近年来受到高度重视。如上所述，我们开发了RCS-994系列频率电压紧急控制装置来实现相应措

31、施。,概述,RCS-994系列频率电压紧急控制装置主要分3种型号：RCS-994A、RCS-994B、RCS-994C。RCS-994A主要用于低频低压减载或低频低压解列、低频自启动水轮发电机组。低频与低压减载各设4轮基本轮、2轮特殊轮；RCS-994B除了具有低频、低压控制功能以外，还具有过频切机，过频或过压解列。,低频和低压控制各设3轮基本轮、1轮特殊轮，过频控制设3轮基本轮，过压解列设1轮。RCS-994C型频率电压紧急控制装置主要用于母线分列运行方式下的低频低压减载，亦可用于并列运行方式下的低频低压减载。该装置同时测量不同系统的两段母线电压，分别对电压和频率进行分析计算；低频与低压减载

32、各设8轮。基本配置可直接切除22回负荷线路。,功能简介,电厂应用较多的装置主要分2种型号：RCS-994E、RCS-994B。RCS-994E主要用于低频低压减载或低频低压解列、低频自启动水轮发电机组。低频与低压减载各设5轮基本轮、2轮特殊轮；RCS-994B除了具有低频、低压控制功能以外，还具有过频切机，过频或过压解列。一般情况下，低频和低压控制各设3轮基本轮、1轮特殊轮，过频控制设3轮基本轮，过压解列设1轮。对于机组配置比较多的电厂，过频控制基本轮可根据配置6轮以上。,主要技术指标1.电气量测量精度电压测量误差 0.5%（0.21.2UN）频率测量误差 0.01Hz（4555Hz）2.输出

33、接点数量 基本配置可以切除线路45回，能满足一个厂站的切机、切负荷要求。装置36组跳闸出口可通过组态整定的方式灵活地设定到相应的轮次。,概述,主要技术指标3.通信接口2个RS-485通信接口(可选光纤或双绞线连接)，或1个RS-48524个以太网接口，通信规约可选择为电力行业标准DL/T667-1999(idt IEC60870-5-103)规约或LFP规约，通信速率可整定；一个用于GPS对时的RS-485双绞线接口；一个打印接口，可选RS-485或RS-232方式，通信速率可整定；一个用于调试的RS-232接口（前面板）。,装置的总体方案及关键技术,设计精细、可靠的硬件方案RCS-994的基

34、本原理辅助功能,设计精细、可靠的硬件方案,装置采用与RCS-900系列线路保护一样的硬件结构采用了大容量内存的高速DSP，硬件设计更加精细、简洁、可靠，冗余度高。装置采用整体面板、全封闭机箱，取消传统背板配线方式，强弱电完全分开，电磁兼容能力强；,设计精细、可靠的硬件方案,事件报告实时整理 事件报告的整理与逻辑计算同一点完成，避免了在某些特殊情况下，多个CPU插件由于起动不同时造成报告的报文错位或丢失。,装置的总体方案及关键技术,设计精细、可靠的硬件方案RCS-994的基本原理辅助功能,装置的总体方案及关键技术,RCS-994的基本原理低频减载工作原理 低压减载工作原理过频控制工作原理（994

35、B）过压控制工作原理（994B）,装置工作原理,电压（U）、频率（f）的测量方法装置对输入的两段母线三相交流电压Ua、Ub、Uc进行采样，采样周期为0.833ms，即一个工频周期采样24点。电压幅值计算采用全波傅氏算法。频率值采用软件算法，分别对两组正序电压进行计算。,起动元件,装置具有独立的起动元件，起动元件动作后开放出口继电器回路的正电源。1 低频起动起动条件:f 49.5Hzt 0.05s2 低压起动起动条件:U UL1+0.03Un t 0.05s上式中，U为正序电压，UL1为低压第一轮定值。,低频控制工作原理,问题,RCS-994A接入的单母电压A相断线，B、C相正常时，系统发生低频

36、、低压时，装置低频功能可否动作 独立动作与序列动作的区别？,低频控制的判别式,f49.5Hz，t0.05s低频起动 fF1，tTf1低频第一轮动作 若Df1 dfdtDf3，tTfa2 切第一轮，加速切第二轮 若Df2 dfdtDf3，tTfa23 切第一轮，加速切第二、三轮fF2，tTf2低频第二轮动作fF3，tTf3低频第三轮动作fF4，tTf4低频第四轮动作 fF5，tTf5低频第五轮动作 以上五轮基本轮按箭头顺序动作。,低频控制的判别式,三轮特殊轮的判别式为：f49.5Hz，t0.05s低频起动 fFs1，tTfs1低频特殊第一轮动作 fFs2，tTfs2低频特殊第二轮动作 fFs3，

37、tTfs3低频特殊第三轮动作,问题,设置特殊轮的目的是？,防止低频过切负荷的措施,在低频减载动作过程中，可能会出现前一轮动作后系统的有功功率已经不再缺额，频率开始回升，但频率回升的拐点可能在下轮动作范围之内，如后图所示，第一轮切负荷（t1时刻）后频率开始上升，但在第二轮频率定值以下的时间超过了第二轮的延时定值Tf2，则第二轮动作（t3时刻），不必要的多切了负荷，导致频率上升超过了正常值（图中虚线所示）。,低频第二轮过切示意图,防止低频过切负荷的措施,低频过切的现象在地区小电网容易发生。为此，在每一基本轮动作的判据中增加“dfdt0”的闭锁判据，可以有效防止过切现象发生，即每一基本轮同时满足以下

38、三个条件时才能动作出口：（1）f Fn；（2）dfdt 0；（3）t Tfn 式中n表示第n轮，N14。,防止由频率波动引起的低频误切负荷的措施,在地区电网孤立运行时，为了防止由频率波动引起的误切负荷，本装置在每一基本轮动作条件中增加频率变化率不灵敏区定值,其它闭锁措施,防止负荷反馈、高次谐波、电压回路接触不良等异常情况下引起装置误动作的闭锁措施（1）低电压闭锁 当正序电压0.15Un 时，不进行低频判断，闭锁出口。（2）dfdt闭锁 当dfdtDf3时,不进行低频判断,闭锁出口。dfdt闭锁后直到频率再恢复至启动频率值以上时才自动解除闭锁。（3）频率值异常闭锁 当f33Hz或f65Hz时，认

39、为测量频率值异常。当装置检测到一段母线的频率异常或电压消失时将低频元件输入电压自动切换到另一段母线电压。,低压减载工作原理,问题,RCS-994A接入的单母电压A相断线，B、C相正常时，系统发生低频、低压时，装置的低压功能能否动作？RCS-994A装置电压变化率闭锁定值DU3作用是？,低压控制的判别式,UU1+0.03Un，t0.05s低压起动UU1，tTu1低压第一轮动作若Du1 dudtDu3，tTua2 切第一轮，加速切第二轮若Du2 dudtDu3，tTua23 切第一轮，加速切第二、三轮UU2，tTu2低压第二轮动作UU3，tTu3低压第三轮动作UU4，tTu4低压第四轮动作UU5，

40、tTu5 低压第五轮动作 以上五轮基本轮按箭头顺序动作,低压控制的判别式,三轮特殊轮的判别式为：UU1+0.03Un，t0.05s 低压起动UUs1，tTus1 低压特殊第一轮动作UUs2，tTus2 低压特殊第二轮动作UUs3，tTus3 低压特殊第三轮动作,短路故障闭锁,当系统发生短路故障时，母线电压突然降低，此时本装置能立即闭锁，不再进行低电压判断。而当保护动作切除故障元件后，装置安装处的电压迅速回升，如果恢复不到正常的数值，但大于K1（故障切除后电压恢复定值），则装置立即解除闭锁，允许装置快速切除相应数量的负荷，使电压恢复。,短路故障闭锁,图1,图2,图3,其他闭锁措施,防止负荷反馈、

41、TV断线、电压回路接触不良等电压异常情况引起装置误动作的闭锁措施（1）电压过低闭锁 当正序电压0.15Un时，不进行低压判断，闭锁出口。（2）电压突变闭锁 当dudtDu3时，不进行低压判断，闭锁出口。电压突变闭锁后，当电压恢复至起动电压值以上时自动解除闭锁。（3）TV断线闭锁 当装置检测到一段母线TV断线时将低压元件输入电压自动切换到另一段母线电压，若装置判断出两段母线TV回路均断线，则不进行低压判断，并立即闭锁出口。,TV断线判据,当正序电压0.15Un，或负序电压0.15Un，则判为TV回路断线，延时5秒发TV断线异常告警信号。异常消失后，延时5秒自动返回。,过频控制工作原理,过压控制工

42、作原理,过频切机逻辑重点说明,1)对于频率上升速度df/dt 闭锁，在df/dt上升速度高于闭锁值时闭锁出口，一旦检测到df/dt 值低于闭锁值，立即开放出口，允许装置进行判断。2)高周判断频率上限至75Hz，检测到频率超过75Hz，则闭锁高周判断，直到频率值降低到高周启动值以下时，才允许重新开放判断。3)安控装置各轮次的动作频率和时间可设置为独立判断，如同时满足几个轮次的动作条件，允许同时动作。,过频切机逻辑重点说明,4)每轮高周动作时只切除一台机组。第一轮高周动作时切除允许切机机组中序号较小的一台，第二轮高周动作时切除剩余允许切机机组中序号较小的一台，以此类推。若某几轮高周定值频率和时限设

43、置相同，装置动作时这几个轮次均应能动作并各切除一台机组。,过频切机逻辑重点说明,当送电联络线跳闸时，送端电网因功率过剩而使发电机加速，电网频率升高，如果频率过高则会危机电网的安全。过频切机是防止频率升高的基本措施。过频切机应根据电网具体情况设置23轮，动作级差0.2Hz，延时0.2秒。例如50.6Hz、50.8Hz、51.0Hz。应考虑全网电源的分布情况，合理地配置过频切机装置和协调这些装置的动作值。过频切机后不应引起低频事故而导致低频减载动作。当系统功率突然过剩太大（例如过剩达20）时，应装设联络线跳闸联切发电机组的措施，可有效制止频率的大幅度上升。,装置的总体方案及关键技术,设计精细、可靠

44、的硬件方案RCS-994的基本原理RCS-994C的特殊说明辅助功能,特殊说明,母线运行方式分为分列运行和并列运行，方式的判别由硬压板“分列运行”压板来控制，压板投入装置运行在母线分列运行的方式下，不投入装置运行在母线并列运行方式下。两母线频率和电压动作逻辑采用一套动作定值，出口矩阵和功能投退控制字完全独立整定。,分列运行,母线分列运行时：两段母线的频率电压事故判别、出口等功能完全独立，各自切除对应的负荷线路，当一段母线满足动作条件装置动作后，动作报文显示母线动作。当装置检测到一段母线电压消失或TV断线时，闭锁该母线低压和过压功能，当频率异常后闭锁该母线低频过频功能；而另一段母线功能不受影响；

45、,并列运行,母线并列运行时：装置动作控制字及硬压板均采用一母的控制字和硬压板，二母动作控制字及硬压板不再起作用；当两段母线电压频率都正常时，只有两段母线都满足频率和电压的动作条件后装置才能动作出口；出口时按出口矩阵的整定将负荷线路切除。当一段母线电压消失或TV断线或频率异常时，自动选用正常母线电压进行低压过压低频过频判别，出口时也按出口矩阵的整定负荷线路切除。,实例,举例如下：（1）分列运行方式下一母二母低压硬压板和低压一轮控制字投入，一母低压一轮出口组态为0001，二母低压一轮出口组态为0002；当一母低压一轮动作时驱动TJ1；二母低压一轮动作时驱动TJ2；（2）并列运行方式下一母低压硬压板

46、和低压一轮控制字投入，一母低压一轮出口组态为0001，二母低压一轮出口组态为0002；当一母低压一轮动作，二母低压一轮不动作，装置不出口；当一母二母低压一轮都动作时驱动TJ1和TJ2；当一回母线电压异常时，另外一回母线低压一轮动作后同时驱动TJ1和TJ2；,装置的总体方案及关键技术,设计精细、可靠的硬件方案RCS-994的基本原理RCS-994C的特殊说明辅助功能,完善的事件报文处理可保存最新128次动作报告，保存最新24次故障录波报告，可自动锁存最新8次跳闸报告故障录波报告包括系统扰动时的波形、开关量和保护定值录波格式与COMTRADE格式兼容,辅助功能,装置配有两个RS-485通信接口(可

47、选双绞线、光纤)或以太网。支持电力行业标准DL/T667-1999(等同于 IEC60870-5-103)通信规约GPS总线和接点对时配合无人值班站，采用软压板功能强大的调试分析软件，操作、调试方便,辅助功能,低频减载动作波形,低频减载动作波形,低压减载动作波形,低频减载动作波形,低压减载动作波形,RCS-994系列频率电压紧急控制装置,定值内容及整定说明装置定值包括装置参数、保护定值和出口组态。,装置参数及整定说明,1.定值区号：保护定值有30套可供切换，装置参数不分区，只有一套。2.装置地址：指后台通信管理机与本装置通信的地址。3.RS485串口波特率、打印波特率、调试波特率：只可在所列波

48、特率数值中选其一数值整定。41段电压一次额定值、1段电压二次额定值、2段电压一次额定值、2段电压二次额定值，为实际系统电压互感器参数。5.厂站名称：可整定汉字区位码（12位），或ASCII码（后6位），装置将自动识别，此定值仅用于报文打印。6.自动打印：保护动作后需要自动打印动作报告时置为“1”，否则置为“0”。7.网络打印：需要使用共享打印机时置为“1”，否则置为“0”。使用共享打印机指的是多套保护装置共用一台打印机打印输出，这时打印口应设置为RS-485方式（参见4.5.5通信插件说明）,经专用的打印控制器接入打印机；而使用本地打印机时，应设置为RS-232方式，直接接至打印机的串口。8.

49、规约类型：当采用IEC60870-5-103规约置为“0”，采用LFP规约置为“1”。9.分脉冲对时：当采用分脉冲对时置为“1”，秒脉冲对时置为“0”。10.远方修改定值：允许远方修改定值时置为“1”，否则置为“0”。11103规约有INF：103规约有信息号，该定值必须整定为“1”。,保护定值及整定说明,出口组态,本装置共提供14组跳闸出口，可灵活组态到8轮低频减载和8轮低压减载出口上。其中跳闸出口8跳闸出口12中每组具有2付接点；跳闸出口13具有3付接点；其它8组中每组具有4付接点。组态整定值中各位（bit）的定义如下表所示：,组态定值,第14BIT 第13BIT 第12BIT 第11BI

50、T 第10BIT 第9BIT 第8BIT 第7BIT 第6 BIT 第5BIT 第4BIT 第3BIT 第2 BIT 第1BIT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 F F F 低频1轮跳线路1整定示意：0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 低频2轮跳线路2、3 整定示意：二进制：0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0十六进制：(装置整定值）0 0 0 6 低频3轮跳线路4、5 整定示意：二进制：0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0十六进制：(装置