PRS-753S線路保護培訓資料-張寧

PRS-753S高壓線路成套保護裝置保護原理及操作指南3/20/20240裝置簡介PRS-753S應用范圍PRS-753S裝置為全數(shù)字式的超高壓線路保護，主要適用于220kV及以上電壓等級、需選相跳閘的輸電線路保護。PRS-753S裝置以分相電流差動元件為全線速動的主保護，并配有零序電流差動元件的后備差動段。裝置還集成了全套的距離及零序保護作后備保護。后備保護包括三段式相間距離、三段式接地距離保護、兩段零序電流保護、一段零序反時限保護、三相不一致保護等，并配有靈活的自動重合閘功能。PRS-753S裝置內帶有內置光通信板，以光接口的方式對外通信，傳輸保護用電流數(shù)據(jù)及開關量信息；同時，裝置還可通過獨立的外置光通信轉換裝置與電站PCM設備的復接，實現(xiàn)長距離線路的縱差保護。3/20/20241裝置簡介——保護配置PRS-753S差動保護配置相關電流差動保護突變量電流比率差動保護穩(wěn)態(tài)量電流比率差動保護零序電流比率差動保護3/20/20242裝置簡介——保護配置后備保護配置三段式接地距離保護三段式相間距離保護零序電流保護及反時限零序保護非全相運行狀態(tài)保護一次重合閘功能合閘于故障保護緊急狀態(tài)保護(TV斷線時投入)3/20/20243裝置簡介——保護配置保護的輔助功能TV斷線告警電容電流補償(僅差動)差流及零序差流越限告警(僅差動)TA斷線告警及閉鎖差動保護(僅差動)TA飽和檢測(僅差動)遠傳和遠跳功能(光纖通道)3/20/20244裝置簡介——硬件結構3/20/20245裝置簡介——硬件結構3/20/20246裝置簡介——硬件結構裝置采用了三CPU插件：MCPU〔管理板〕、BCPU〔主保護板〕、PCPU〔后備保護板〕，其中MCPU板采用32位RISC微處理器，BCPU和PCPU板采用32位浮點DSP處理器。BCPU和PCPU插件的數(shù)據(jù)采集回路完全獨立，通過串行通信與MCPU交換信息，通信不影響保護行為。MCPU帶有320×240點陣漢字液晶顯示屏，用作人機對話的接口，裝置的整定、調試等操作以及工況查看、保護動作和自診斷信息顯示等，均通過串行通信由MCPU完成。3/20/20247裝置簡介——硬件結構3/20/20248裝置簡介——硬件結構裝置對外接口三個TCP/IP以太網(wǎng)口三個485口一個串行打印口一個差分校時口一個空接點校時輸入口支持秒脈沖、分脈沖和IRIG校時方式，三種校時方式自適應3/20/20249裝置簡介透明化分析裝置保護透明化分析功能，可以詳細記錄保護起動、出口、返回前后錄波時段內每一步邏輯流程走向，通過保護工程師站可以對保護邏輯流程動態(tài)再現(xiàn)，配合錄波數(shù)據(jù)進行分析，能夠客觀真實的反映保護內部動作過程，使保護動作過程實現(xiàn)真正意義上的透明化。

3/20/202410第三局部：保護原理起動元件距離保護原理差動保護原理重合閘3/20/202411起動元件起動元件的作用

保護計算的前提

只有起動元件動作，保護才開始計算，進入故障處理程序。3/20/202412起動元件起動元件的作用 翻開起動繼電器

對分立的主、后備保護板配置相同的起動元件，其動作分別用于開放對方板出口繼電器的正電源。對方板起動元件和本板保護元件動作的出口組成“與”邏輯，它們共同動作決定本板保護繼電器的出口跳閘3/20/202413起動元件起動元件的組成電流突變量起動該元件測量相電流工頻變化量的幅值，具體判據(jù)為3/20/202414起動元件起動元件的組成相過流起動相過流起動元件的動作判據(jù)為如果負荷緩慢增加，三相電流始終保持對稱，那么元件可能不起動，此時當滿足式(3-2)后延時20ms起動。3/20/202415起動元件起動元件的組成零序過流起動零序過流起動元件的動作判據(jù)為該式滿足并持續(xù)30ms后，起動元件動作。

3/20/202416起動元件起動元件的組成電壓輔助差流起動〔僅縱差保護〕為保證在弱饋線路的弱饋側和高阻接地故障的遠故障側，差動保護能可靠起動，設置差流起動元件。差流起動的元件包括兩個部分。第一局部是差流到達穩(wěn)態(tài)量差動的門檻值，且本側低電壓判據(jù)滿足，置差流起動。低電壓判據(jù)的條件是任何一個相電壓低于90％的額定電壓；第二局部是差流到達穩(wěn)態(tài)量差動的門檻值，且對側零序電壓大于“TA斷線零序電壓門檻”，置差流起動。3/20/202417距離保護原理距離保護配置獨立快速跳閘段〔突變量距離繼電器)三段式相間距離保護三段式接地距離保護四段零序方向過流保護TV斷線后過流保護非全相運行狀態(tài)合閘于故障保護3/20/202418距離保護原理距離保護選相元件突變量選相

在故障開始后的第一周波投入各突變量距離繼電器進行全面的選相測量。穩(wěn)態(tài)量選相

故障一周波后使用穩(wěn)態(tài)量選相。3/20/202419距離保護原理距離保護選相元件穩(wěn)態(tài)量選相邏輯1、判斷是否接地：假設3U0>Uoset且3I0>Ioset時，判為接地故障，反之為不接地故障。2、接地故障選相：利用I0和I2的相位關系，初步確定可能的故障類型；再根據(jù)電壓的關系，確定是單相接地還是兩相接地。3、不接地故障選相：利用I2<0.5I1區(qū)分三相對稱故障，并通過對線電壓大小的排序確定兩相故障的故障相。3/20/202420距離保護原理突變量距離繼電器突變量接地距離繼電器突變量相間距離繼電器3/20/202421距離保護原理相間距離繼電器帶記憶特性的姆歐繼電器動作特性兩相故障相間距離繼電器3/20/202422距離保護原理三相距離繼電器3/20/202423距離保護原理接地距離繼電器3/20/202424距離保護原理零序過流保護PRS-753S配置了如下的零序電流保護：兩段定時限零序過流保護〔零序過流II段、零序過流III段〕，其中零序過流II段保護固定帶方向，零序過流III段保護的方向元件可由控制字“零序過流III段經(jīng)方向”投退；一段零序反時限過流保護，固定經(jīng)方向元件；3/20/202425距離保護原理零序過流保護零序方向元件3/20/202426距離保護原理振蕩閉鎖瞬時開放保護元件不對稱故障開放元件對稱故障開放元件3/20/202427距離保護原理TV斷線和緊急狀態(tài)保護單相或兩相斷線檢查：保護不起動，3U0>8V，延時1.3s報TV斷線。三相失壓檢查。三相失壓區(qū)分TV是接在線路側還是母線側。當TV接母線側時，只要3U1<18V，延時1.3s報TV斷線。當TV接線路側時，只有開關在合位或任一相有流時且3U1<18V，延時1.3s報TV斷線。3/20/202428距離保護原理TV斷線和緊急狀態(tài)保護當檢測到電壓斷線后立即發(fā)出斷線信號，差動保護一直投入，后備保護轉為“緊急狀態(tài)保護”。在TV斷線情況下，將距離保護、零序保護退出，可選擇投入緊急狀態(tài)保護，同時繼續(xù)監(jiān)視TV電壓，當電壓恢復后，延時自動解除閉鎖。緊急狀態(tài)保護包括：TV斷線相過流保護：無方向性的一段相過電流保護；TV斷線零序過流保護：無方向性的一段零序過流保護。3/20/202429距離保護原理合閘于故障保護投入時間：在手合或重合閘動作后、斷路器由跳位變?yōu)楹衔坏拈_始200ms時間內投入。距離局部后加速零序過流加速段3/20/202430距離保護原理非全相運行非全相運行狀態(tài)確實定某相跳閘動作，且其對應相有流元件不動作，判該相已跳開；某相TWJ動作，且其對應相有流元件不動作，判該相已跳開。3/20/202431距離保護原理重合閘

重合閘方式：單相重合閘三相重合閘綜合重合閘停用重合閘3/20/202432距離保護原理重合閘重合閘放電條件：重合閘處于“停用”方式重合閘處于“單重”方式時，斷路器處于“三跳”位置重合閘未起動時“合閘壓力低”有開入〔且持續(xù)200ms〕“閉鎖重合閘”有開入檢無壓或檢同期投入時，抽取電壓TV斷線保護用工作電壓TV斷線邏輯設定的放電條件〔如：多相故障閉重等〕3/20/202433距離保護原理重合閘重合閘充電條件：不滿足重合閘放電條件跳位繼電器返回〔TWJ=0〕時保護未啟動3/20/202434距離保護原理重合閘

重合閘起動條件：重合閘已“充電”斷路器出現(xiàn)不對應狀態(tài)或保護發(fā)出跳閘命令跳開相無流3/20/202435差動保護原理差動保護配置相關電流差動保護突變量電流比率差動保護穩(wěn)態(tài)量電流比率差動保護零序電流比率差動保護3/20/202436差動保護原理差動保護原理基爾霍夫電流定律:對于任一集中參數(shù)電路中的任一閉合面，在任一時刻，通過該閉合面的所有支路電流的代數(shù)和等于零。

集中參數(shù)電路I1I2...In3/20/202437差動保護原理差動保護根本要素差動保護的根本要素：差動電流Id、制動電流Ir差動保護相關的定值：差動保護動作門檻Idset、制動系數(shù)k一般的差動判據(jù)：Id>IdsetId>k*Ir3/20/202438差動保護原理線路差動保護需要解決的問題TA斷線TA飽和數(shù)據(jù)傳輸與同步電容電流3/20/202439差動保護原理穩(wěn)態(tài)量電流比率差動保護3/20/202440差動保護原理動作電流：制動電流：所有流入故障點電流都成為差動電流；穿越性電流為制動電流。差動電流大于制動電流，差動保護動作。3/20/202441差動保護原理動作電流：制動電流：穿越性電流不差生差流，只產(chǎn)生制動電流。差動電流遠小于制動電流，差動保護不動作。3/20/202442差動保護原理穩(wěn)態(tài)量電流比率差動保護動作特性3/20/202443差動保護原理突變量電流比率差動保護判據(jù)：3/20/202444差動保護原理突變量電流比率差動保護特點突變量的計算采用當前計算值對其兩周波前的計算結果的差分。因而突變量差動只在故障初始的40ms內有效。3/20/202445差動保護原理突變量電流比率差動保護特點突變量差動采用的是故障分量，不受負荷電流的影響。保護的差動量和制動量之比由系統(tǒng)阻抗和故障點的位置決定。3/20/202446差動保護原理突變量電流比率差動保護特點突變量差動區(qū)內故障和區(qū)外故障存在明顯的間隔區(qū)間，內部故障時，差動量和制動量之比大于1，外部故障時遠遠小于1，動作邊界明確。3/20/202447差動保護原理相關差動保護判據(jù)：3/20/202448差動保護原理相關差動保護的優(yōu)點具有反時限的動作特性。內、外部故障的選擇性好。具有天然的抵抗電容電流能力，內部故障時無需進行電容電流補償。用故障分量，不受負荷電流的影響?；谙嚓P差動保護原理，不受系統(tǒng)振蕩的影響。在TA斷線及TA飽和的情況下不會誤動，不需閉鎖。3/20/202449差動保護原理相關差動保護的缺陷不能反映空投故障。單端電源及弱饋線故障等情況不能適用。3/20/202450差動保護原理零序電流比率差動保護判據(jù)：選相：差流最大相為故障相3/20/202451差動保護原理零序電流比率差動保護的特點采用零序比率差動判據(jù)主要是為了反映重負荷下的高阻接地故障。由于零序電流是故障分量，因此具有較高的靈敏度。對于外部故障和系統(tǒng)振蕩，由于流過被保護線路的零序電流是穿越性的，故不會誤動作。3/20/202452差動保護原理零序電流比率差動保護的特點零序比率差動動作延時整定值動作，主要是考慮躲過三相合閘不同時及TA暫態(tài)過程等因素的影響。

3/20/202453差動保護原理分時分段的差動保護多判據(jù)的差動保護不同的差動判據(jù)在不同的時段調用3/20/202454差動保護原理相關差動只在保護啟動元件動作后0~20ms內投入；故障分量比率差動在保護啟動元件動作后0~40ms內投入；穩(wěn)態(tài)量比率差動和零序電流差動在保護啟動元件動作后一直投入。3/20/202455差動保護原理差動保護起動時間相關差動突變量差動穩(wěn)態(tài)量差動零序差動0~20ms√√√√20~40ms√√√40ms以后√√3/20/202456差動保護原理PRS-753S裝置采用了多判據(jù)的差動保護，不同的差動判據(jù)在不同的時段調用，以發(fā)揮最優(yōu)的差動性能。整套差動保護的配置能夠很好地滿足保護快速性、靈敏性及選擇性的要求。

3/20/202457差動保護原理分時分段差動保護的優(yōu)點相關差動保護判據(jù)不受線路電容電流、負荷電流及TA飽和等的影響；無需進行電容電流補償，無需進行TA飽和和TA斷線閉鎖判別；動作靈敏快速；故障分量比率差動不受負荷電流的影響，是差動的靈敏段3/20/202458差動保護原理分時分段差動保護的優(yōu)點穩(wěn)態(tài)量比率差動作為全線路差動保護的總后備；帶延時的零序電流差動保護用于反映線路上較為常見的高阻接地故障。3/20/202459差動保護原理TA飽和采用時差法判TA飽和。采用波形識別技術，保證區(qū)外故障引起飽和后轉為區(qū)內故障能快速動作。3/20/202460差動保護原理TA斷線判據(jù)：3/20/202461差動保護原理TA斷線對差動保護的影響TA斷線不閉鎖相關差動TA斷線始終閉鎖突變比差當“CT斷線閉鎖差動”＝1時，TA斷線始終閉鎖穩(wěn)態(tài)量比差和零序比差當“CT斷線閉鎖差動”＝0時，TA斷線不閉鎖穩(wěn)態(tài)量比差和零序比差3/20/202462差動保護原理差動動作標記各相差動繼電器動作，或者本側跳閘固定動作及斷路器斷開〔TWJ=1，HWJ=0且該相無流〕本側差動保護繼電器的出口那么需以收到“對側差動繼電器動作標志”為必要條件。3/20/202463差動保護原理3/20/202464差動保護原理本側開關位置對差動保護的影響本側開關故障相已經(jīng)跳開，不再發(fā)跳閘令本側開關三相跳開，直接發(fā)允許標志，允許對側在差流滿足條件的情況下跳閘。3/20/202465主保護與通道僅反響線路一側的電氣量不可能區(qū)分本線路末端和對側母線或相鄰線始端的故障，主保護要有選擇地切除全線故障，只有反映線路兩側的電氣量即需要將線路一側的電氣量信息傳送到對側?？v聯(lián)保護〔包括高頻縱聯(lián)、光纖差動〕是用某種通信通道將輸電線路兩端的保護裝置縱向聯(lián)結起來，將本端的電氣量信息狀態(tài)傳送到對端進行比較，以判斷故障在本線路范圍內還是在線路范圍之外，從而實現(xiàn)全線速動切除區(qū)內故障。第四局部：通道方式3/20/202466電流差動保護接線差動元件直接比較兩側電氣量判斷故障通過通道交換兩側電流量的波形〔采樣點〕和相量，通道將兩側交流回路聯(lián)系起來PRS-753交流量I、U等光端機光端機PRS-7533/20/2024673.用光纖連接（直連或經(jīng)過復接）PCM設備EOC-700光端機CCITT-G703PRS-701(2)PRS-753

直連<60km波長:1310nm波特率:2M/64kbpsSDH設備1.高頻專用通道PRS-701(2)收發(fā)信機2.接點轉光纖信號PRS-701(2)EOC-701保護的通道類型3/20/202468裝置提供了兩路獨立的全雙工數(shù)字通信通道。兩路通道工作方式靈活，通過硬件配置可實現(xiàn)三種工作方式：單通道工作〔另一停用〕、一主一熱備、兩獨立通道。裝置具備通信誤碼檢測以及通道自動監(jiān)測功能。通道故障自動閉鎖，通道恢復時延時恢復保護。裝置之間傳遞采樣值，并時刻檢測兩側采樣的同步狀態(tài)。提供公務。公務局部由手柄、通道指示燈、呼叫開關〔各2組〕和蜂鳴器組成。光纖通道方式3/20/202469光纖的連接方式3/20/202470線路碼速率：

2MHz線路碼型： CMI光接頭： FC/PC光模塊收發(fā)模式：單模，1310nm發(fā)送功率： ≥-9dBm接收靈敏度：≤-40dBm飽和光功率：-3dBm允許最大時延：15ms光纖的連接方式——接口特性3/20/202471專用光芯直接連接復用SDH設備連接光纖的連接方式——連接方式3/20/202472直接光纖連接光纖的連接方式——專用通道3/20/202473光纖的連接方式——專用通道光纖直接連接方式直接連接是指采用專用的光纖通道連接線路兩端的保護裝置，是一種可靠性非常高的連接方式。連接方式簡單，只需將兩側裝置的收發(fā)交換連接即可。3/20/202474光纖的連接方式——專用通道光纖直接連接方式

光纖直接連接長度受光收發(fā)器件的發(fā)送功率Ps、接收靈敏度Pr以及固定波長的光信號在光纖中傳輸?shù)乃ズ穆师藳Q定?？珊唵蔚挠孟率接嬎?/20/202475光纖的連接方式——專用通道光纖直接連接方式按照以上公式，可結算出配置標準的光模塊,裝置最長直連距離為77km3/20/202476光纖的連接方式——專用通道解決長距離光纖直連的方法增大發(fā)光功率。如果線路長度在90km以內可以考慮這種方式。更換波長，采用1550nm的波長。該類型的光在光纖中的衰耗在0.25dB左右，遠低于1310的衰耗。但是存在一定的色散。3/20/202477光纖的連接方式——專用通道計算光纖直連距離需考慮的問題光纜鋪設的終端熔接在ODF架上，熔接頭有衰耗。裝置透過跳線與ODF連接，這個過程中，接頭之間有衰耗。綜合考慮這兩方面的問題，PRS-753裝置推薦直連距離不超過70km。對直連距離超過70km的線路，需要通過更換特殊的光模塊來解決。這可通過訂貨記錄中做特殊說明。3/20/202478光纖的連接方式——復用通道經(jīng)復接設備連接〔2M復用〕3/20/202479光纖的連接方式——復用通道經(jīng)復接設備連接〔64K復用〕3/20/202480光纖的連接方式——復用通道經(jīng)復接設備連接的方式主要應用長線路無法進行直接連接的線路。復用光纖通道可采用64kbit/s或2Mbit/s連接方式復用光纖通道要求通道的收發(fā)必須在同一路徑?！脖ＷC收發(fā)路徑的延時是相同的?！惩ǖ赖膯蜗騻鬏敃r間小于15ms。建議通道通道誤碼率小于10-7。3/20/202481光纖的連接方式——復用通道EOC-700通過2M電口與SDH設備連接，連接的媒質采用同軸電纜，建議同軸電纜的長度不超過50m。3/20/202482光纖的連接方式——復用通道光纖通信的時鐘設置內時鐘：利用WB680上自身晶振產(chǎn)生的時鐘信號。外時鐘：從光接口信號碼流中提取高穩(wěn)定度的時鐘。

3/20/202483光纖的連接方式——復用通道光纖通信的時鐘設置采用專用光纖方式時，線路兩側的PRS-753裝置通過光纖通道直接相連，此時，裝置采用2M/s數(shù)據(jù)速率和同步通信方式，時鐘方式為至少一側為內時鐘，可選擇的方式為：內時鐘一內時鐘方式或者內時鐘－外時鐘方式。如無特殊說明，現(xiàn)場一律使用內－內方式，便于管理。采用PDH/SDH傳輸通道時，裝置通過2.048Mbit/s接口進行傳輸，時鐘一般由SDH提供，因而保護裝置的時鐘方式為大多為都設置為外時鐘方式。3/20/202484光纖的連接方式——通道監(jiān)視通道狀態(tài)的分類通道中斷通道異?！舱`碼率高〕通道正常通道誤接3/20/202485光纖的連接方式——通道監(jiān)視通道誤碼的分類硬件CRC檢測幀代碼和檢測控制字互補校驗3/20/202486光纖的連接方式——通道監(jiān)視通道監(jiān)視功能誤碼個數(shù)統(tǒng)計程序記錄48小時內以及自裝置上電來的誤碼個數(shù)，可通過通訊狀態(tài)查看。記錄差動保護瞬時閉鎖的時間通過光纖記錄查看。程序記錄保護瞬時閉鎖差動開始的時刻和開放差動保護的時刻，可記錄菜單中的光纖記錄查看。光纖通道自檢信息“光纖通道中斷”以及“光纖通道異?！毙盘枱粢约爸醒胄盘?/20/202487光纖連接方式——通道誤接解決通道誤接方案裝置定值中有“本側識別碼”和“對側識別碼”兩個定值。在程序中通過比照從對側傳過來的這兩個地址信息來校驗通訊是否正確。裝置定值的“本側識別碼”和“對側識別碼”兩個定值在運行過程中不能相同，否那么認為是自環(huán)。3/20/202488第五局部：使用指南3/20/202489第五局部：使用指南模擬量輸入三相電流零序電流三相電壓抽取電壓

3/20/202490第五局部：使用指南裝置出口分相跳閘：12組，每組分相TZA、TZB、TZC各1副接點〔共用公共端〕。閉鎖重合閘：3組，各1副接點。合閘：4組，各1副接點。遠傳1、遠傳2各提供2組輸出。光纖通道故障：3組，常閉接點。不一致出口：4組，各一副接點3/20/202491第五局部：使用指南裝置信號回路

一組自保持，兩組瞬動動作類信號告警類信號3/20/202492第五局部：使用指南3/20/202493使用指南——信號燈裝置的信號燈分為三類1、運行類2、告警類3、動作類裝置面板信號燈的說明見“附錄A裝置使用”之“A.1.2光字牌信號燈說明”3/20/202494使用指南——信號燈運行類信號燈〔綠色〕:1、管理運行正常運行時常亮2、主保護運行正常運行時常亮3、后備保護運行正常運行時常亮4、重合允許亮:重合閘已充電，閃爍:正在充電，滅:放電或退出5、1TV局部地區(qū)無此信號燈6、2TV3/20/202495使用指南——信號燈告警類信號燈〔黃色〕:1、總告警正常運行時不亮，不保持2、TV斷線正常運行時不亮，自保持3、通道故障正常運行時不亮，不保持4、TA斷線正常運行時不亮，自保持3/20/202496使用指南——信號燈動作類信號燈〔紅色〕:1、TA2、TB3、TC4、重合閘5、主保護動作6、后備保護動作3/20/202497使用指南——鍵盤鍵盤布局3/20/202498使用指南——鍵盤鍵盤布局

1、確認：裝置上電后，彩屏顯示主界面，按“確認”鍵進入一級菜單界面，此時再按“確認”鍵可進入二級菜單界面。

2、返回：此時，按“返回”鍵退回一級菜單界面，再按“返回”鍵退至主界面。3/20/202499使用指南——鍵盤鍵盤布局

“F1”和“F2”鍵在巡檢狀態(tài)下同時按下“F1”和“F2”鍵，進入“定值組別切換”界面；在巡檢狀態(tài)下按“F2”鍵，可以復歸事件記錄和信號燈，但不能復歸自檢記錄；定值“