ABB保護(hù)載波機(jī)+teleprotection培訓(xùn)

1、遠(yuǎn)方保護(hù)的傳輸通道PLCETLPLCETL電力線載波繼電保護(hù)繼電保護(hù)音頻或數(shù)字信號音頻或數(shù)字信號租用電話線等Port 1Port 2Port 3Port 4Port 6Port 5Port 1Port 2Port 3Port 4Port 6Port 5光纖TPS:保護(hù)接口保護(hù)接口設(shè)備設(shè)備TPS:保護(hù)接口保護(hù)接口設(shè)備設(shè)備繼電保護(hù)繼電保護(hù)傳輸通道傳輸通道音頻或數(shù)字信號音頻或數(shù)字信號微波電力系統(tǒng)通信的主要方式電力系統(tǒng)通信的主要方式: :n光纖通信光纖通信超大容量、設(shè)備運(yùn)行可靠，但通道較易受損，無中繼距離有限。n微波通信微波通信大容量，設(shè)備運(yùn)行可靠，但基建及維護(hù)成本極高，易受地形及信號衰落影響。n無線

2、高頻通信無線高頻通信大容量、靈活方便，但易受地形及干擾影響。n電力線載波通信電力線載波通信(PLC)n電力線載波通信的特點(diǎn)電力線載波通信的特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)用電力線作傳輸介質(zhì)，堅(jiān)固可靠。所需投資較少，長距離電路上有明顯的優(yōu)勢。信道的走向與遠(yuǎn)方保護(hù)的通道完全一致。在電力系統(tǒng)中傳輸各種信息的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并被證實(shí)是非常成功和有效的。n缺點(diǎn)缺點(diǎn)是一種窄帶設(shè)備，傳輸容量很小。使用的頻譜受到限制。下限受耦合效率的限制，上限受無線電廣播頻率的限制。對電力線上的各種噪聲干擾比較敏感。為提高傳輸信號的信噪比，必須提高發(fā)信機(jī)的發(fā)信功率。傳輸遠(yuǎn)方保護(hù)命令信號與系統(tǒng)故障幾乎同時(shí)發(fā)生，為此對設(shè)備有一些特殊且嚴(yán)格的技術(shù)

3、要求。PLC電路的組成A站高壓輸電線電能的傳輸B站 數(shù)據(jù)、話音和保護(hù)信號的傳輸電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)線路阻波器線路阻波器耦合電容器/CVT耦合電容器/CVT結(jié)合濾波器結(jié)合濾波器PLC 的耦合設(shè)備線路阻波器 - DLTC結(jié)合濾波器 MCD80電力線載波 - ETL541下層為AMX500相地耦合和相相耦合方式電力線母線耦合電容器TxRx結(jié)合濾波器阻波器差接網(wǎng)絡(luò)電力線載波機(jī)Elements:相相耦合要增加一個(gè)高頻差接網(wǎng)絡(luò)所需設(shè)備:高頻電纜電力線載波通信中的音頻信號、中頻信電力線載波通信中的音頻信號、中頻信號和高頻信號號和高頻信號n音頻信號音頻信號(Audio Frequency -AF) 0 -

4、 4000Hz為了隔離相鄰的音頻頻帶及濾除工頻信號的干擾，有效帶寬一般為300 4000Hzn中頻信號中頻信號(Intermediate Frequency -IF)音頻信號變換成高頻信號的中間過程n高頻信號高頻信號(Radio Frequency -RF)線路信號，一般為調(diào)幅和調(diào)頻信號音頻頻帶內(nèi)各種信號的頻率分配音頻頻帶內(nèi)各種信號的頻率分配 n音頻音頻 (Audio) 頻帶的分段頻帶的分段: 話音話音 (Speech) 頻帶：頻帶：一般占用音頻頻帶中的 3002000Hz 上音頻上音頻 (Speech Plus) 頻帶：頻帶：話音頻帶以上的部分n音頻音頻 (Audio) 頻帶的信號頻帶的信號

5、: 電話電話 (Telephone) 信號信號 FSK遠(yuǎn)動(dòng)遠(yuǎn)動(dòng) (Teleoperation) 信號信號600Bd及以下：一般占用上音頻頻帶(2000-3600Hz)1200Bd：一般占用全頻帶(300-3600Hz)。如果選用NSK5，可以只占用上音頻。2400Bd：必須選用NSK5，用全頻帶傳送。 遠(yuǎn)方保護(hù)遠(yuǎn)方保護(hù) (Teleprotection) 信號信號可在電話頻帶內(nèi)傳輸：節(jié)省頻譜，傳輸命令時(shí)切斷話音也可在上音頻頻帶內(nèi)傳輸：增加命令數(shù)量時(shí)可考慮采用電力線載波機(jī)的調(diào)制方式電力線載波機(jī)的調(diào)制方式n傳統(tǒng)的方式傳統(tǒng)的方式單邊帶載頻抑制二次調(diào)制方式單邊帶載頻抑制二次調(diào)制方式n新型的調(diào)制方式新型的

6、調(diào)制方式 DDS - Direct Digital Synthesis (直接數(shù)字合成直接數(shù)字合成) Tx：模擬音頻信號數(shù)字信號（DSP技術(shù))模擬高頻信號 Rx：模擬高頻信號數(shù)字信號（DSP技術(shù))模擬音頻信號呈現(xiàn)的外部特性，與單邊帶載頻抑制二次調(diào)制方式一樣 DDS方式的優(yōu)點(diǎn)方式的優(yōu)點(diǎn)電路簡單，但更可靠。功能大大增強(qiáng)，高度的靈活性?？梢耘c計(jì)算機(jī)連接，用專用的軟件工具對其進(jìn)行設(shè)置，管理和維護(hù)。電力系統(tǒng)的噪聲干擾電力系統(tǒng)的噪聲干擾n電暈噪聲電暈噪聲與電壓等級、線路長度、導(dǎo)線情況 (粗細(xì)、光潔度、臟污、分裂數(shù))、天氣情況、海拔高度等因素有關(guān)。n刀閘和斷路器動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲刀閘和斷路器動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲刀閘動(dòng)

7、作時(shí)間較長，所以其影響遠(yuǎn)大于斷路器動(dòng)作的影響。n絕緣子瓷瓶放電、絕緣子間隙放電等產(chǎn)生的噪聲絕緣子瓷瓶放電、絕緣子間隙放電等產(chǎn)生的噪聲絕緣子的間隙放電通常是對電力線載波通信影響最大的一種噪聲，其特點(diǎn)是強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間長，一般出現(xiàn)在新線路上，一旦產(chǎn)生，不會(huì)自動(dòng)消失。n雷電等自然因素產(chǎn)生的噪聲雷電等自然因素產(chǎn)生的噪聲n受干擾的信號可能會(huì)引起保護(hù)裝置誤動(dòng)。電暈噪聲的參考值電暈噪聲的參考值4KHz帶寬內(nèi)電暈噪聲的平均水平（帶寬內(nèi)電暈噪聲的平均水平（CIGRE推薦值）推薦值）電壓等級一般天氣惡劣天氣66-110KV-45dBm-30dBm132-150KV-40dBm-25dBm220-230KV-35d

8、Bm-20dBm270-300KV-30dBm-15dBm380-400KV-25dBm-10dBm500-525KV-20-25dBm-5-10dBm765-800KV-15-20dBm0-5dBm信噪比信噪比n信噪比信噪比 (SNR或或S/N)SNR 有用信號電平有用信號電平 噪聲電平噪聲電平 (dB)nITU-T對對SNR的要求的要求話音：不小于25dB遠(yuǎn)動(dòng)：不小于15dB遠(yuǎn)方保護(hù)：根據(jù)可依賴性指標(biāo)確定，一般不小于6dBn通道噪聲電平的大小與帶寬的關(guān)系通道噪聲電平的大小與帶寬的關(guān)系在一個(gè)確定的通信系統(tǒng)中，接收某信號的濾波器的頻帶越寬，其接收的噪音電平也越高。頻帶寬度與噪音電平之間的關(guān)系是

9、：L Nf2 = L Nf1 10 lg ( f 1 / f 2 )式中： L Nf1、L Nf2 分別是帶寬為 f 1 和 f 2 頻帶內(nèi)的噪音電平保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成A站站高壓線高壓線B站站物理物理 通道通道遠(yuǎn)方保護(hù)通道遠(yuǎn)方保護(hù)通道遠(yuǎn)方保護(hù)遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備信號設(shè)備遠(yuǎn)方保護(hù)遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備信號設(shè)備遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)遠(yuǎn)方保護(hù)系統(tǒng)繼電保護(hù)繼電保護(hù)繼電保護(hù)繼電保護(hù)繼電保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)遠(yuǎn)方保護(hù)簡介遠(yuǎn)方保護(hù)簡介q遠(yuǎn)方保護(hù)的基本概念遠(yuǎn)方保護(hù)的基本概念n 什么是遠(yuǎn)方保護(hù)什么是遠(yuǎn)方保護(hù) ?- Tele Communication + Protection Signalling利用通信通道傳輸保

10、護(hù)命令信號國內(nèi)一般稱為縱聯(lián)保護(hù)或高頻保護(hù)n 電力線載波遠(yuǎn)方保護(hù)通道的基本組成電力線載波遠(yuǎn)方保護(hù)通道的基本組成繼電保護(hù)裝置電力線載波機(jī)保護(hù)接口設(shè)備高頻通道n 它用在什么地方它用在什么地方 ?- 主要用在高壓和超高壓系統(tǒng)。n 為什么要用遠(yuǎn)方保護(hù)為什么要用遠(yuǎn)方保護(hù) ?- 在盡可能短的時(shí)間內(nèi)切除故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備n什么是遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備什么是遠(yuǎn)方保護(hù)信號設(shè)備 ?TPSTeleProtection Signalling (Equipment)- 或稱保護(hù)信號傳輸設(shè)備，保護(hù)接口設(shè)備，音頻接口設(shè)備，Tone Equipment, TPE等等)TPS 標(biāo)準(zhǔn)和出版物IEC

11、 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn):IEC 60834-1電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備 性能和試驗(yàn)性能和試驗(yàn) 第第1部分：窄帶系統(tǒng)部分：窄帶系統(tǒng) (第第1版版, 1988)第第1部分：命令系統(tǒng)部分：命令系統(tǒng) (第第2版版, 1999)IEC 60834-2電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)設(shè)備 性能和試驗(yàn)性能和試驗(yàn) 第第2部分：模擬比較系統(tǒng)部分：模擬比較系統(tǒng) (第第1版版, 1993)CIGRE（國際大電網(wǎng)會(huì)議）國際大電網(wǎng)會(huì)議） 出版物出版物:“遠(yuǎn)方保護(hù)導(dǎo)則遠(yuǎn)方保護(hù)導(dǎo)則”, 學(xué)術(shù)委員會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì) 34 + 35, 遠(yuǎn)方保護(hù)聯(lián)合工作組遠(yuǎn)方保護(hù)聯(lián)合工作組, 1969;“保護(hù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)通道保護(hù)系統(tǒng)

12、的遠(yuǎn)方保護(hù)通道”修訂本修訂本, 1985“保護(hù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)通道保護(hù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)方保護(hù)通道”修訂本修訂本, 2000遠(yuǎn)方保護(hù)通道的信號變換遠(yuǎn)方保護(hù)通道的信號變換遠(yuǎn)方保護(hù)通道繼保裝置TPSPLCPLCTPS高頻通道繼保裝置遠(yuǎn)方判據(jù)本地判據(jù)跳閘遠(yuǎn)方保護(hù)信號的傳輸過程遠(yuǎn)方保護(hù)信號的傳輸過程 n信號變換信號變換v發(fā)信：接點(diǎn)信號音頻信號（或數(shù)字信號）高頻信號v收信：高頻信號音頻信號（或數(shù)字信號） 接點(diǎn)信號n音頻信號的控制方式音頻信號的控制方式 ON/OFF（單頻鍵控）方式 FSK（移頻鍵控）方式保護(hù)命令信號的傳輸過程保護(hù)命令信號的傳輸過程 1234A站1B站41 繼保發(fā)信接點(diǎn)2 保護(hù)接口設(shè)備的輸入回路(繼電

13、器或光耦器件)3 保護(hù)接口設(shè)備的輸出回路(固態(tài)繼電器或電磁型繼電器)4 繼保收信回路高頻通道繼保保護(hù)裝置保護(hù)接口設(shè)備繼保保護(hù)裝置保護(hù)接口設(shè)備A站B站同一站內(nèi)保護(hù)屏與通信屏之間同一站內(nèi)保護(hù)屏與通信屏之間命令信號的連接命令信號的連接 光電轉(zhuǎn)換裝置 （接點(diǎn)信號光信號）繼電保護(hù)裝置繼保機(jī)房繼保機(jī)房繼電保護(hù)裝置通信機(jī)房傳輸設(shè)備（如載波機(jī)）保護(hù)接口設(shè)備及保護(hù)接口設(shè)備及光電轉(zhuǎn)換裝置 （光信號接點(diǎn)信號）傳輸設(shè)備（如載波機(jī)）通信機(jī)房命令傳輸方向控制電纜光纜高頻通道高頻通道保護(hù)命令啟動(dòng)電壓的選擇保護(hù)命令啟動(dòng)電壓的選擇n由保護(hù)接口設(shè)備提供啟動(dòng)電壓由保護(hù)接口設(shè)備提供啟動(dòng)電壓優(yōu)點(diǎn)：接線簡單優(yōu)點(diǎn)：接線簡單缺點(diǎn)：啟動(dòng)電壓太

14、低，控制電纜受到干擾時(shí)，很容易使保護(hù)接口設(shè)備缺點(diǎn)：啟動(dòng)電壓太低，控制電纜受到干擾時(shí)，很容易使保護(hù)接口設(shè)備誤發(fā)命令信號誤發(fā)命令信號應(yīng)用場合：控制電纜極短（幾米）且應(yīng)用環(huán)境屏蔽良好應(yīng)用場合：控制電纜極短（幾米）且應(yīng)用環(huán)境屏蔽良好n由保護(hù)裝置或外部提供啟動(dòng)電壓由保護(hù)裝置或外部提供啟動(dòng)電壓優(yōu)點(diǎn)：控制電纜受到干擾時(shí)，具有較好的抗干擾能力優(yōu)點(diǎn)：控制電纜受到干擾時(shí)，具有較好的抗干擾能力缺點(diǎn)：接線稍復(fù)雜缺點(diǎn)：接線稍復(fù)雜應(yīng)用場合：絕大部分應(yīng)用場合應(yīng)用場合：絕大部分應(yīng)用場合n啟動(dòng)電壓的選擇啟動(dòng)電壓的選擇保護(hù)接口設(shè)備提供的啟動(dòng)電壓：一般為保護(hù)接口設(shè)備提供的啟動(dòng)電壓：一般為24VDC或或48VDC保護(hù)裝置或外部提供的

15、啟動(dòng)電壓：一般為保護(hù)裝置或外部提供的啟動(dòng)電壓：一般為110VDC或或220VDC電壓選擇原則：電壓越高越好電壓選擇原則：電壓越高越好保護(hù)通道的兩個(gè)判據(jù)保護(hù)通道的兩個(gè)判據(jù) : 跳頻信號和監(jiān)頻信號跳頻信號和監(jiān)頻信號n跳頻信號（跳頻信號（Trip）n監(jiān)頻信號（監(jiān)頻信號（Guard)用載波機(jī)的導(dǎo)頻信號：用載波機(jī)的導(dǎo)頻信號：不占用額外頻帶，節(jié)省發(fā)信功率用保護(hù)接口設(shè)備的獨(dú)立監(jiān)頻信號：用保護(hù)接口設(shè)備的獨(dú)立監(jiān)頻信號：發(fā)送命令時(shí)不影響收信AGC電路的工作狀態(tài)n雙判據(jù)的工作狀態(tài)雙判據(jù)的工作狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行狀態(tài)常發(fā)監(jiān)頻信號，不發(fā)跳頻信號命令發(fā)送狀態(tài)命令發(fā)送狀態(tài)停發(fā)監(jiān)頻信號，改發(fā)跳頻信號目的目的提高命令傳輸?shù)?/p>

16、安全性電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求電力系統(tǒng)對繼電保護(hù)的基本要求n四大指標(biāo)：四大指標(biāo)：可靠性可靠性選擇性選擇性快速性快速性靈敏性靈敏性電力系統(tǒng)對保護(hù)通道的基本要求電力系統(tǒng)對保護(hù)通道的基本要求n可靠性可靠性 (Reliability) 的組成的組成 可依賴性可依賴性 (Dependability) 安全性安全性 (Security)n快速性快速性 對通道的傳輸時(shí)間對通道的傳輸時(shí)間 (T0) 有嚴(yán)格要求有嚴(yán)格要求遠(yuǎn)方保護(hù)通道的可依賴性遠(yuǎn)方保護(hù)通道的可依賴性nDependability - 可依賴性可依賴性從一般的概念上來說，我們希望一個(gè)系統(tǒng)的可依賴性越高越好。但是從量化的角度來說，表述一個(gè)系統(tǒng)的可依

17、賴性的值卻是越低越好。它被稱作丟失命令的概率Pmc。 所有可依賴性的測量都按IEC 60834-1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。n可依賴性測量可依賴性測量Pmc = ( NT NR ) / NTPmc = 丟失命令的概率NT = 發(fā)送的命令數(shù)NR = 接收的命令數(shù)NSD550可依賴性指標(biāo)曲線之一可依賴性指標(biāo)曲線之一Command A, B, A+B: Tev2, non-coded, increased dependability,T02=14ms, mode 1 (2+2), ETL-pilot 3840Hz1.00E-041.00E-031.00E-021.00E-011.00E+00-6-4-202468

18、10SNRPmc1.0T0 1.3T0 1.5T0 2.0T0 3.0T0遠(yuǎn)方保護(hù)通道的安全性遠(yuǎn)方保護(hù)通道的安全性nSecurity - 安全性安全性從一般的概念上來說，我們希望一個(gè)系統(tǒng)的安全性越高越好。但是從量化的角度來說，表述一個(gè)系統(tǒng)的安全性的值卻是越低越好。它被稱作虛假命令的概率Puc。所有安全性的測量都按IEC 60834-1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。n安全性測量安全性測量n虛假命令的概率按下式計(jì)算虛假命令的概率按下式計(jì)算Puc = Nuc / NB Puc = 虛假命令的概率 Nuc = 接收端的虛假命令數(shù) NB = 注入的噪聲脈沖數(shù)遠(yuǎn)方保護(hù)命令的傳輸遠(yuǎn)方保護(hù)命令的傳輸傳輸時(shí)間傳輸時(shí)間命令輸入命令

19、輸入(本地本地)命令輸出命令輸出(遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端)真正的命令真正的命令干擾，異常干擾，異常命令丟失命令丟失 可依賴性可依賴性誤收命令誤收命令安全性安全性遠(yuǎn)方保護(hù)通道的傳輸時(shí)間遠(yuǎn)方保護(hù)通道的傳輸時(shí)間nTransmission time - 傳輸時(shí)間傳輸時(shí)間保護(hù)命令傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間n標(biāo)稱傳輸時(shí)間標(biāo)稱傳輸時(shí)間T0 T0是從一端載波機(jī)的遠(yuǎn)方保護(hù)接口的命令輸入端信號狀態(tài)改變時(shí)刻起，到另一端載波機(jī)的遠(yuǎn)方保護(hù)接口的命令輸出端信號狀態(tài)相應(yīng)改變時(shí)刻止所經(jīng)歷的時(shí)間。在不考慮高頻通道部分的傳輸時(shí)間，也就是系統(tǒng)在背靠背試驗(yàn)時(shí)測得的傳輸時(shí)間稱作標(biāo)稱傳輸時(shí)間T0。 T0是在無噪聲的傳輸條件下測得的。n實(shí)際傳輸時(shí)間實(shí)際傳輸時(shí)間T

20、ac系統(tǒng)接上有噪聲的高頻通道后實(shí)際測得的傳輸時(shí)間稱作實(shí)際傳輸時(shí)間Tac。Tac總是大于標(biāo)稱傳輸時(shí)間T0。切除故障所需的總時(shí)間切除故障所需的總時(shí)間n 即從故障開始至線路跳閘所經(jīng)歷的時(shí)間即從故障開始至線路跳閘所經(jīng)歷的時(shí)間 n 切除故障所需的時(shí)間由下列各部分組成：切除故障所需的時(shí)間由下列各部分組成： 繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間 (故障檢測) TREL 命令信號的傳輸時(shí)間 TAC 線路開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間 TBRn 典型值典型值:TTotal = TREL +TAC +TBR75 ms =20 ms +15 ms +40 ms要求在最惡劣的條件下: TTotal = 小于100 ms = 最多4.5至 5 工頻周期

21、 (50 Hz)遠(yuǎn)方保護(hù)的傳輸時(shí)間一覽圖遠(yuǎn)方保護(hù)的傳輸時(shí)間一覽圖 保護(hù)系統(tǒng)故障切除時(shí)間 Tc42 210ms保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 T 12130ms遠(yuǎn)方保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 T 270ms在一定的可靠性和信噪比或BER的條件下，受干擾通道的最大實(shí)際傳輸時(shí)間收信選擇和評估時(shí)間在一定的可靠性和信噪比或BER的條件下，受干擾通道的最大實(shí)際保護(hù)動(dòng)作05ms動(dòng)作時(shí)間)1030ms時(shí)間(不包括通道時(shí)間)標(biāo)稱傳輸時(shí)間To = 245 ms(不包括通道時(shí)間）(不包括通道時(shí)間)15msTac = 2-65 msTpac = 12-125 ms11040ms 3)保護(hù)裝置故障識別時(shí)間故障開始保護(hù)接口設(shè)備發(fā)信啟動(dòng)時(shí)間的發(fā)信電路(a

22、)通信系統(tǒng)(鏈路、網(wǎng)絡(luò)等)通道傳輸時(shí)間(包括出口2)1)通道時(shí)間(b)(b)B 01030ms020ms3080ms4)動(dòng)作時(shí)間(包括燃弧保護(hù)接口設(shè)備的收信電路因干擾而引起的附加延時(shí)保護(hù)裝置保護(hù)判斷時(shí)間時(shí)間)(a)斷路器故障切除遠(yuǎn)方保護(hù)通道的傳輸時(shí)間分配遠(yuǎn)方保護(hù)通道的傳輸時(shí)間分配 (不包括保護(hù)裝置不包括保護(hù)裝置) n發(fā)信繼電器的動(dòng)作時(shí)間：光耦約幾十微秒，繼電器約23毫秒n發(fā)信啟動(dòng)時(shí)間（保護(hù)接口設(shè)備）：鍵控、編碼等n通道時(shí)間：輸電線中約每毫秒200公里n設(shè)備的電路延時(shí)：時(shí)間元件，如濾波器、均衡器等n收信選擇時(shí)間：選頻、解碼等n收信評估（判斷）時(shí)間：判斷接收信號是噪聲還是命令，是什么命令。此時(shí)間的

23、長短對接收命令信號的質(zhì)量是最至關(guān)重要的n收信繼電器的動(dòng)作時(shí)間；固態(tài)繼電器約幾十微秒，普通繼電器約58毫秒快速保護(hù)通道和慢速保護(hù)通道快速保護(hù)通道和慢速保護(hù)通道n快速保護(hù)通道：快速保護(hù)通道：傳輸時(shí)間一般要求小于15ms。用于主保護(hù)n慢速保護(hù)通道：慢速保護(hù)通道：傳輸時(shí)間一般要求小于30ms。用于后備保護(hù)n傳輸時(shí)間的選擇原則：傳輸時(shí)間的選擇原則：不大于保護(hù)對通道傳輸時(shí)間的要求值。最接近保護(hù)對通道傳輸時(shí)間的要求值。理由是，使保護(hù)接口設(shè)備的收信電路有足夠的命令評估時(shí)間。帶寬和數(shù)據(jù)速率帶寬和數(shù)據(jù)速率各參數(shù)之間的依賴關(guān)系傳輸時(shí)間傳輸時(shí)間遠(yuǎn)方保護(hù)的性能參數(shù)及其關(guān)系遠(yuǎn)方保護(hù)的性能參數(shù)及其關(guān)系可依賴性可依賴性丟失命

24、令的概率安全性安全性誤收命令的概率不同保護(hù)方式下的一般參數(shù)不同保護(hù)方式下的一般參數(shù) n允許式線路保護(hù):傳輸時(shí)間 T0 = 10 . 20 ms可依賴性 Plost command 10-2 . 10-3安全性 Pfalse command 10-3 . 10-4n閉鎖式距離保護(hù):傳輸時(shí)間 T0 = 6 . 15 ms可依賴性 Plost command 10-3 安全性 Pfalse command 10-2n直接跳閘 (例如變壓器保護(hù)):傳輸時(shí)間 T0 = 20 . 50 ms可依賴性 Plost command 10-3 . 10-4安全性 Pfalse command 10-5 . 10

25、-6命令系統(tǒng)的典型時(shí)間要求命令系統(tǒng)的典型時(shí)間要求n 閉鎖式閉鎖式很短的傳輸時(shí)間Tac 15 ms 10 ms中等的安全性Puc 1E-2 1E-6較高的可依賴性Pmc 1E-3 1E-3n 允許式允許式中等的傳輸時(shí)間Tac 20 ms 10 ms中偏高的安全性Puc 1E-3 .1E-4 1E-6中偏高的可依賴性Pmc 1E-2 .1E-3 1E-3n 直跳式直跳式中等的傳輸時(shí)間Tac 40 ms 10 ms極高的安全性Puc 1E-5 . 1E-6 1E-9很高的可依賴性Pmc 1E-3 1E-3音頻設(shè)備音頻設(shè)備 數(shù)字設(shè)備數(shù)字設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)本地信息各采集點(diǎn)的信息不需要傳輸信號需要傳輸信

26、號不帶選擇帶選擇有延時(shí)無延時(shí)有條件地選擇保護(hù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)的基本特點(diǎn):常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯 n按保護(hù)對象分類按保護(hù)對象分類主設(shè)備保護(hù)：發(fā)電機(jī)，變壓器，電抗器，斷路器等電網(wǎng)保護(hù)：母線，線路等安全自動(dòng)裝置：切機(jī)，切負(fù)荷，減頻減載等常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯 n按保護(hù)邏輯分類按保護(hù)邏輯分類 P（Permissive）方式：允許式。 POTT（Permissive Overreaching Transfer Trip: 超范圍允許式）：跳閘的必要條件 PUTT（ Permissive Underreaching Transfer Trip: 欠

27、范圍允許式）：加速跳閘的必要條件 B（Blocking）方式：閉鎖式 D（Direct）方式：直跳式，也稱DTT U（Unblocking）方式：解除閉鎖式，是P方式的補(bǔ)充 n注：注：Transfer Trip：通過信道傳輸保護(hù)命令的工作方式三相保護(hù)和分相保護(hù)三相保護(hù)和分相保護(hù) n三相保護(hù)三相保護(hù)保護(hù)動(dòng)作時(shí)跳開三相開關(guān)保護(hù)動(dòng)作時(shí)跳開三相開關(guān)n分相保護(hù)分相保護(hù)線路發(fā)生單相故障時(shí)，保護(hù)跳開該故障相開線路發(fā)生單相故障時(shí)，保護(hù)跳開該故障相開關(guān)，然后自動(dòng)重合閘一次。重合閘如果成功，關(guān)，然后自動(dòng)重合閘一次。重合閘如果成功，線路恢復(fù)正常運(yùn)行；重合閘如果失敗，保護(hù)線路恢復(fù)正常運(yùn)行；重合閘如果失敗，保護(hù)跳開三相

28、開關(guān)。跳開三相開關(guān)。距離保護(hù)的分時(shí)段特性距離保護(hù)的分時(shí)段特性BA, B, C變電站RA,RB, RC 繼電保護(hù)TA1, TA2, TA3 保護(hù)A的動(dòng)作時(shí)間TB1, TB2, TB3 保護(hù)B的動(dòng)作時(shí)間典型的分段距離/時(shí)間特性圖RARBRCAC距離動(dòng)作時(shí)間1段2段3段TA2TA1TB2TB1TA3故障方向故障方向從母線指向本段被保護(hù)線路的方向?yàn)檎较?，從母線背向本段被保護(hù)線路的方向?yàn)榉捶较?，高頻距離保護(hù)高頻距離保護(hù)允許信號允許信號只有當(dāng)本地保護(hù)判斷為故障，且收到對方送來的允許信號后才能動(dòng)作跳閘出口。允許信號的發(fā)送允許信號的發(fā)送當(dāng)本地保護(hù)判斷為正向保護(hù)范圍內(nèi)的故障，就向?qū)?cè)保護(hù)裝置發(fā)送一個(gè)允許信號。

29、 A站和D站是否發(fā)允許信號取決于它們的測量范圍。超范圍允許式超范圍允許式只有當(dāng)本地保護(hù)判斷為故障，且收到對方送來的允許信號后才能動(dòng)作跳閘出口。線路距離保護(hù)線路距離保護(hù)允許式超范圍距離保護(hù)邏輯原理圖 欠范圍允許式欠范圍允許式只有當(dāng)本地保護(hù)判斷為故障，且收到對方送來的允許信號后才能動(dòng)作跳閘出口。線路距離保護(hù)線路距離保護(hù)允許式欠范圍距離保護(hù)邏輯原理圖 閉鎖信號閉鎖信號只有當(dāng)本地保護(hù)判斷為故障，且收不到對方送來的閉鎖信號時(shí)才能動(dòng)作跳閘出口。閉鎖信號的發(fā)送閉鎖信號的發(fā)送當(dāng)本地保護(hù)判斷為反向保護(hù)范圍內(nèi)的故障，就向?qū)?cè)保護(hù)裝置發(fā)送一個(gè)閉鎖信號。線路距離保護(hù)線路距離保護(hù)閉鎖式超范圍距離保護(hù)邏輯原理圖 跳閘信號

30、（跳閘信號（1）國外的遠(yuǎn)方跳閘大都采用本方式。當(dāng)本地保護(hù)判斷為故障，或收到對方送來的跳閘信號時(shí)動(dòng)作跳閘出口。跳閘信號（跳閘信號（2）國內(nèi)的遠(yuǎn)方跳閘大都采用本方式。當(dāng)收到對方送來的跳閘信號，且本地保護(hù)也判斷為故障時(shí)，才能動(dòng)作跳閘出口。直跳式應(yīng)用的例子：變壓器保護(hù)直跳式應(yīng)用的例子：變壓器保護(hù)LBCPPLC或光纜通道或光纜通道L高壓輸電線高壓輸電線TPSTPSP遠(yuǎn)方跳閘的二取二工作方式遠(yuǎn)方跳閘的二取二工作方式 I回線II回線保護(hù)接口設(shè)備及電力線載波機(jī)電力線載波機(jī)及保護(hù)接口設(shè)備保護(hù)接口設(shè)備及電力線載波機(jī)保護(hù)接口設(shè)備及電力線載波機(jī)遠(yuǎn)方跳閘的二取二工作方式I回線II回線遠(yuǎn)方跳閘收信遠(yuǎn)方跳閘收信遠(yuǎn)方跳閘發(fā)信

31、遠(yuǎn)方跳閘發(fā)信II回線I回線常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯常見的保護(hù)方式和保護(hù)邏輯 P+U邏輯邏輯 01通信側(cè)110t1t2跳頻信號監(jiān)頻信號101001保護(hù)側(cè)本側(cè)保護(hù)元件(相間故障)“U”信號003本側(cè)保護(hù)元件“P”信號0(各種故障)0200跳閘出口12U U邏輯的特點(diǎn)和應(yīng)用原則邏輯的特點(diǎn)和應(yīng)用原則n采用U方式可以提高載波保護(hù)通道的可依賴性，但是它是以降低安全性為代價(jià)的。所以在考慮是否采用U方式時(shí)，應(yīng)慎重地進(jìn)行權(quán)衡比較。 nU信號反映了通道信號接收的實(shí)際狀態(tài)，它由本側(cè)保護(hù)接口設(shè)備產(chǎn)生，送往本側(cè)保護(hù)裝置。nU方式只在信號消失的開始時(shí)動(dòng)作一次，防止因開放時(shí)間太長，降低保護(hù)的安全性。nU方式是載波保護(hù)通道應(yīng)

32、用允許式保護(hù)時(shí)的一種補(bǔ)充方式，可提高保護(hù)通道的可依賴性。nU方式應(yīng)與相間保護(hù)配合，提高工作安全性。盡量避免與單相保護(hù)配合。如果保護(hù)裝置無法區(qū)分單相故障和相間故障，為安全起見，建議不要采用U方式。n同桿雙回線保護(hù)應(yīng)慎用解除閉鎖方式。因當(dāng)其中一回線檢修或操作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生干擾信號而影響另一回線的U邏輯回路。n合理選擇啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間和啟動(dòng)門限電平。n如果通道存在較大的噪音，首先應(yīng)找出產(chǎn)生噪音的原因并消除它，而不僅僅是被動(dòng)地在設(shè)備上想辦法?！?U ” 信號的時(shí)間圖信號的時(shí)間圖 “ U ” 信號時(shí)間值的選擇信號時(shí)間值的選擇 n啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間t1對保護(hù)的影響啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間太短，U信號電路對通道噪聲太敏感。啟動(dòng)延時(shí)時(shí)

33、間太長，U信號電路啟動(dòng)太慢，延長保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。nNSD550啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間t1的選擇（用（用MMI500設(shè)置）設(shè)置）固態(tài)繼電器輸出：按保護(hù)要求減去約7ms。例如保護(hù)允許最長啟動(dòng)時(shí)間為25ms，可設(shè)置為18ms。電磁型繼電器輸出：按保護(hù)要求減去約11ms。例如保護(hù)允許最長啟動(dòng)時(shí)間為25ms，可設(shè)置為14ms。延長U信號的啟動(dòng)延遲時(shí)間后，可以大大降低在通道受干擾情況下U信號的動(dòng)作次數(shù)，但在較強(qiáng)干擾或干擾時(shí)間較長的情況下，仍會(huì)有U信號動(dòng)作輸出。這是由U邏輯本身的特點(diǎn)所決定的。n輸出時(shí)間的選擇繼電保護(hù)的U窗口時(shí)間約100ms保護(hù)接口設(shè)備的輸出時(shí)間應(yīng)為100200ms命令信號的展寬時(shí)間命令信號的展寬時(shí)間

34、 展寬時(shí)間的定義展寬時(shí)間的定義t0tp對側(cè)發(fā)送命令本側(cè)命令輸出命令收信持續(xù)時(shí)間命令發(fā)送持續(xù)時(shí)間t0: 傳輸時(shí)間tp: 展寬時(shí)間潮流反轉(zhuǎn)潮流反轉(zhuǎn)命令展寬時(shí)間對允許式保護(hù)的影響 正確選擇命令信號的展寬時(shí)間正確選擇命令信號的展寬時(shí)間 n展寬時(shí)間的用途展寬時(shí)間的用途用于補(bǔ)償收信電路對接收命令進(jìn)行評估的時(shí)間損失。對某些類型的保護(hù)提供足夠的工作配合時(shí)間。當(dāng)命令信號在通道中傳輸時(shí)，會(huì)受到通道雜音的干擾。防止命令信號有可能出現(xiàn)的缺口。n不同的保護(hù)對展寬時(shí)間的要求不同的保護(hù)對展寬時(shí)間的要求允許式跳閘：0ms，不超過20ms閉鎖式跳閘：0ms直接跳閘式： 1. 用于設(shè)備保護(hù)：至少100ms (不適合于穩(wěn)態(tài)信號)

35、2. 用于線路保護(hù)：20msn展寬時(shí)間太長對保護(hù)的影響展寬時(shí)間太長對保護(hù)的影響展寬時(shí)間太長時(shí)，會(huì)越級對下級保護(hù)開放，引起誤動(dòng)。多命令的發(fā)送方式多命令的發(fā)送方式n多跳頻發(fā)送方式多跳頻發(fā)送方式每個(gè)命令用一個(gè)跳頻發(fā)送。缺點(diǎn)：每個(gè)命令占用一部分功率，降低命令信號傳輸?shù)男旁氡热秉c(diǎn)：每個(gè)命令占用一部分功率，降低命令信號傳輸?shù)男旁氡劝l(fā)送頻率數(shù)每個(gè)頻率發(fā)送電平2個(gè)降低6dB3個(gè)降低9.5dB4個(gè)降低12dB命令發(fā)送的信噪比明顯降低，一般命令信號的信噪比每降低12dB，命令傳輸?shù)目梢蕾囆跃徒档?0倍以上。n單跳頻發(fā)送方式單跳頻發(fā)送方式不管同時(shí)發(fā)幾個(gè)命令，某一時(shí)刻只發(fā)一個(gè)跳頻信號(包括音頻編碼方式)，所以不會(huì)降低

36、命令信號傳輸?shù)男旁氡?。?yōu)點(diǎn)：多命令同時(shí)發(fā)送時(shí)，不會(huì)降低命令傳輸?shù)目梢蕾囆?。?yōu)點(diǎn)：多命令同時(shí)發(fā)送時(shí)，不會(huì)降低命令傳輸?shù)目梢蕾囆?。多命令同時(shí)發(fā)送時(shí)的處理方法及比較多命令同時(shí)發(fā)送時(shí)的處理方法及比較1、多個(gè)保護(hù)命令信號同時(shí)發(fā)送的方式：此種方式的主要問題是對每一個(gè)保護(hù)命令信號來說功率很小。例如，2個(gè)保護(hù)命令信號同時(shí)發(fā)送時(shí)，每個(gè)保護(hù)信號只有原載波機(jī)功率的1/4(功率電平降低6dB)，這勢必大大降低可依賴性及安全性。2、多個(gè)保護(hù)命令信號同時(shí)到達(dá)時(shí)按優(yōu)先級發(fā)送命令的方式：此種方式克服了第一種方式保護(hù)信號功率太小的缺陷，可以以滿功率方式發(fā)送保護(hù)信號，但是級別較低的保護(hù)命令因延時(shí)可能造成命令失效，而降低可依賴性。

37、3、用另一個(gè)(或一組)頻率代替幾個(gè)同時(shí)發(fā)送的保護(hù)命令信號：此種方式既不存在功率分配問題(滿功率發(fā)送)，也不存在命令延時(shí)而失效的問題。例如，命令1(fT1)、命令2(fT2)同時(shí)到來時(shí)，改發(fā)頻率fT3信號代替命令1和命令2 (fT1+ fT2)。命令信號的編碼傳輸命令信號的編碼傳輸n編碼傳輸?shù)哪康木幋a傳輸?shù)哪康奶岣呙顐鬏數(shù)陌踩?。提高命令傳輸?shù)陌踩?。n編碼工作方式編碼工作方式適用于跳頻信號的模擬階段。每個(gè)命令用兩個(gè)或多個(gè)跳頻發(fā)送。同一瞬間只有一個(gè)跳頻。同一瞬間只有一個(gè)跳頻。兩個(gè)跳頻信號按照一定的規(guī)則編碼傳輸。兩個(gè)跳頻信號按照一定的規(guī)則編碼傳輸。n編碼方式的特點(diǎn)編碼方式的特點(diǎn)很強(qiáng)的抗干擾能力。

38、很強(qiáng)的抗干擾能力。增加了傳輸時(shí)間。增加了傳輸時(shí)間。適用于慢速保護(hù)，例如傳輸遠(yuǎn)方跳閘信號。適用于慢速保護(hù)，例如傳輸遠(yuǎn)方跳閘信號。命令信號編碼傳輸?shù)奶攸c(diǎn)分析命令信號編碼傳輸?shù)奶攸c(diǎn)分析n電力載波通道是在一個(gè)高雜音、強(qiáng)干擾環(huán)境下運(yùn)行，尤其是一次開關(guān)刀閘操作、打雷、污閃及電力線路故障時(shí)，載波復(fù)用保護(hù)通道均要承受強(qiáng)白噪音干擾。而白噪音的頻率成份覆蓋了整個(gè)載波頻帶，既有保護(hù)信號的監(jiān)頻成分，又有保護(hù)信號的跳頻成分。n采用簡單移頻方式：采用簡單移頻方式：當(dāng)與監(jiān)頻頻率相同的白噪音頻率成份，其相位相同時(shí)其相位相同時(shí)，監(jiān)頻信號加強(qiáng)，雖然有干擾的跳頻存在，但由于監(jiān)頻也存在，不會(huì)引起誤動(dòng)。當(dāng)與監(jiān)頻頻率相同的白噪音頻率成份，其相位相反時(shí)其相位相反時(shí)，監(jiān)頻信號削弱或抵消，即監(jiān)頻被切斷，由于有干擾的跳頻成在，此時(shí)相當(dāng)于發(fā)命令狀態(tài)，從而引起保護(hù)誤動(dòng)。此概率較高。n采用編碼移頻方式：采用編碼移頻方式：當(dāng)與監(jiān)頻頻率相同的白噪音頻率成份，其相位相同時(shí)其相位相同時(shí)，監(jiān)頻信號加強(qiáng)，雖然有干擾的跳頻成在，但由于監(jiān)頻也在，不會(huì)引起誤動(dòng)。當(dāng)與監(jiān)