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光差保护介绍-PPT_图文

CSC-103线路保护介绍
李岩军 2015年7月2日

公司概况
北京四方继保自动化股 份有限公司成立于1994年4月, 是从事电力系统继电保护及 自动化的研究、开发、生产 和销售,并为电力系统及相 关行业(例如石化、铁路、 煤炭、冶金等)服务的高新 技术企业。

不断创新 * 全国第一套微机保护装置----1984华北电力大学

*全国第一套分布式综合自动化系统----1994大庆
*全国第一套就地安装保护装置----1995CSL200A * 全国第一套220kv综合自动化变电站----1996珠海南屏 * 全国第一套全下放式220kv综合自动化变电站----2000丹东 * 全国第一套全国产500kv综合自动化变电站----2000南昌

不断创新
? 我公司是中国第一台微机继电保护装置诞生的地方

李鹏同志在第一届全国微机应用展 览会上视察WXB-01型微机保护装置

WXB-01型微机保护装置荣 获国家科技进步二等奖

主营产品

?

CSC 2000 变电站综合自动化系统

在我国各级电网中,已有我公司设计生产的1800多个110kV-500kV分 布式变电站综合自动化系统成功运行,其中500kV变电站30座, 220kV变 电站300座,110kV及以下变电站1400余座。
2000年9月,采用CSC 2000系统的三峡电力送出工 程的第一个500kV变电站— —南昌站成功投运。它是完 全的综合自动化系统,完全 的分布式系统,保护与控制 设备完全下放至开关场。代 表着我国变电站综合自动化 技术的发展方向。

主营产品 ?CSC2000变电站综合自动化系统获2002年度国家科学进步二等 奖

南昌站500KV保护小间
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南昌站220KV保护小间
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主营产品

?

CSC 2000 变电站综合自动化系统

在我国各级电网中,已有我公司设计生产的1800多个110kV-500kV分 布式变电站综合自动化系统成功运行。
丹东新兴 220kV 变电站 2000 年 11 月 19日正式投入电网运行。

该站是国内首次将保护和自动化设
备按间隔下放于户外箱的 220kV 及 以上等级综合自动化变电站,也是 国内首次在该电压等级采用光纤以 太网进行监控和远动控制的变电站。 该站自动化设备的软、硬件技术均 处于国际先进水平。

220千伏丹东新兴变电站220千伏开关场小室

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辽宁丹东变66KV户外保护柜

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CSC系列产品的特点 1. 高性能、高可靠性的通用硬件平台
DSP 双口 RAM MCU

DSP DSP
通讯

+
SOC

MCU MCU

DSP
程序灌装

MCU

CSC系列产品的特点 1. 高性能、高可靠性的通用硬件平台 1)采用MCU 与DSP合一的32位单片机,保持总 线不出芯片的优点,程序完全在片内运行。 2)大容量内存,内部Flash:1M字节; 内部RAM: 64k字节。 3)5级流水线处理,包括浮点乘法在内的绝大多 数指令在一个指令周期(12.5ns)执行完成。

CSC系列产品的特点 抗干扰性能优良
CSC系列产品的装置在武高所通过了EMC试验。 全部满足电力系统典型应用的试验等级要求。其 中,有 9 项通过了最严酷等级的试验,比电力系统典 型应用高 1 个试验等级。 满足750kV保护的要求。

CSC系列产品的特点
2、装置内部网络化设计,有利于 提高硬件的可靠性、灵活性

和可扩展性,显著简化硬件设计,实现 “积木式” 结构。
显示、人机对话 管理、通信 通信 网络总线

CPU A/D

CPU A/D

智能 DI 模块

智能 DO 模块

变换器

运行条件 等

跳闸、信号 等

CSC系列产品的特点
3、全面、实时的自检

增加了: 1)双A/D和互检,提高了数据采集系统的可靠性; 2)监测装置电源的全部输出电压; 3)开入量自检; 4)对于全部开出量,在线自检到继电器线圈。

极大提高了装置的可靠性和自检功能,越来越趋 向于做到:“只要不报警,装置就是完好的”。

CSC系列产品的特点
3、全面、实时的自检

双A/D采集、互检
CPU A/D

数据交换

CPU A/D

u

A

CSC系列产品的特点
3、全面、实时的自检 开入可靠性、自检 (已申请专利)
脉冲

K

+5V

K反

K正

CSC系列产品的特点 4、记录任何内部元件的

中间过程和计算值
将保护内部的测量元件、动作行为和逻辑 过程完整地记录下来,使动作过程“透明化”, 十分有利于事故的分析,克服了原有微机保护 只能知道模拟量和最终动作结果的弊端。

CSC系列产品的特点 5、前插拔组合结构机箱设计(专利)
结合了前插拔和后插拔的优点,强弱电分离,维护方便。

CSC系列产品的特点 6、用户界面人性化、通信接口多样化
汉化操作菜单简单易用,并提供四个快捷键,可以实 现“一键操作”功能,如:按一个键即可打印报告。

CSC-100系列 超高压线路保护介绍

CSC-100数字式高压线路保护
CSC-101、CSC-102、CSC-103

CSC-100数字式高压线路保护

1、产品适用范围和主要功能
CSC-100系列数字式超高压线路保护装置适 用于220kV及以上电压等级的电网。

装置作为CSL-101、102和103数字式超高压 线路保护装置的升级产品,吸取了CSL-100系列 数字式线路保护装置的优点和成功经验,在此 基础上,进行了改进、完善和提高。

CSC-100数字式高压线路保护

1、产品适用范围和主要功能
装置主要功能包括:主保护和后备保护、重合闸 等功能,并具有录波功能。
根据全线速动保护原理的不同,分为:

1)CSC-101:纵联距离、零序保护; 2)CSC-102:纵联方向保护; 3)CSC-103:纵联电流差动保护。

CSC-100数字式高压线路保护

一、按原理分类 ? CSC-101 纵联距离保护 ? CSC-102 纵联方向保护 ? CSC-103 纵联差动保护

CSC-100数字式高压线路保护

二、按有无重合闸分类 ? CSC-100A 无重合闸功能 ? CSC-100B有重合闸功能 ? CSC-101(3)C无重合闸功能 ? CSC-101(3)D有重合闸功能

CSC-100系列保护型号
三、适用于数字通道的纵联保护 ? CSC-101(2)AS ? CSC-101(2)BS ? 直接利用数字通道的纵联保护

CSC-100系列保护型号
四、适用于同杆并架双回线的纵联保护 ? CSC-101C ? CSC-101D ? 分相传输允许信号 ? CSC-103C ? CSC-103D

CSC-100A系列装置功能配置
装置 型号 保 纵联 距离 √ √ √ 纵联方 向 护 纵联差 动 功 三段式 距离保 护 √ √ √ 能 零序保 护 √ √ √

CSC101A(S)/C CSC-102A(S) CSC-103A/C

CSC-100B系列装置功能配置
保护 型号 保护功能 纵联 纵联 距离 方向 √ 纵联 差动 三段式 距离保 护 √ 零序保护 重合 闸 √

CSC101B(S)/D



CSC102B(S)
CSC103B/D













CSC-100数字式高压线路保护

1、产品适用范围和主要功能
后备保护功能完全相同,具备: 1)相间和接地距离保护; 2)零序电流保护; 3)TV断线后的电流保护。

CSC-100数字式高压线路保护

2、CSC-100系列还具有以下特点:
1)按相补偿的快速距离一段。 采用“按相补偿”方法,自动具备较好的 选相功能。

CSC-100数字式高压线路保护
按相补偿接线:
? U ? ? ? m ? K ? 3I ? I ? ? 0 ?I ? (m? ? , ? ? A、B、C ) ?I MAX

IA

?

Zm ?

?I ?、?I MAX ? max{ ?I A , ?I B , ?I C }均为故障分 量,与负荷分量无关。
IC I B
? ?

CSC-100数字式高压线路保护
(1) 以K A 为例

IA

?

A)

Z1A ?

? U A ? ?I A ? IA ?? ? ?I ? A
? U B ?I B ? ?? ? I B ? ?I ? A ? ? ? ? ? K ? 3I 0 ?

? ? ? ? K ? 3 I 0 ? ?

?

? U A ? ? K ? 3I ? I A 0

,不影响测量

B)

Z1B ?

?

? U B ? ?I B ? ? ?I ? A ? ? ? ? ? K ? 3I 0 ?

?

C)

Z1C ?

? U C ?I C ? ?? ? I C ? ?I ? A ? ? ? ? ? K ? 3I 0 ?

?

? U C ? ?I C ? ? ?I ? A ? ? ? ? ? K ? 3I 0 ?

?

IC I B

?

?

CSC-100数字式高压线路保护 CSC-100的特点: 2)综合使用多种判据,每种判据均在充分条 件下才投入使用。 如选相:按相补偿 突变量选相 对称分量选相 阻抗选相 电压选相(弱馈)

CSC-100数字式高压线路保护 3)振荡闭锁开放元件 a.不对称故障开放元件:利用零序和负序电流特征可区 分是发生了故障还是振荡。其开放判据为: |I0|>m1|I 1| 、 |I 2|>m2|I 1| 保护经短延时确认动作。 b.三相故障开放元件

CSC-100数字式高压线路保护 3)振荡闭锁开放元件-三相故障开放元件
Rm(t) 1 Rf 2 jX

0

t
0

Zm R

Tz (b)

(a)

图 振荡时测量电阻的轨迹 (a)Rm随时间变化; (b)R-X平面轨迹

CSC-100数字式高压线路保护 3)振荡闭锁开放元件-三相故障开放元件
Rm(t) Rf Rk
?Rmin
Rm
TZMAX的振荡轨迹

? =180°

O t1 t2 t3

t
t

? /2



故障前后测量电阻随时间变化的轨迹

?

测量电阻变化最小的情况

CSC-100数字式高压线路保护

CSC-100功能设计 ? 基本上继承了CSL-100的功能配置
– 仍旧采用纵联距离、纵联零序、纵联负序等元 件优化配置 – 原CSL-100具有的功能仍旧保留,并有所加强

CSC-100数字式高压线路保护

CSC-100功能加强
– 选相功能:多种判据综合使用,各种故障情况 均能正确选相跳闸 – 弱电源保护功能:加强弱馈保护 – 振荡闭锁开放:振荡闭锁中可以开放距离元件

CSC-120系列装置型号

? ? ? ? ?

CSC-121A CSC-122A CSC-122B CSC-123A CSC-125A

CSI-121A CSI-101A CSI-101C CSI-123B CSI-125A

线路分相电流纵联差动保护 及其通信接口

一、电流差动保护原理

? 电流差动保护原理特点
1) 电流差动保护原理具有灵敏度高,简单可靠 和动作速度快等优点。 2) 差动电流中完全消除了非故障状态下的电流 分量(不计线路分布电容电流时),因此, 电流差动保护能适应电力系统的振荡、非全 相等各种复杂的故障运行状态,可反应各种 类型的故障。 3) 还适用于同杆并架线路、多端线路等场合。 4) 电流差动保护所需的电气量最少,可以不受 PT断线的影响。

一、电流差动保护原理 ? 比例制动特性判据
采用比率制动特性,判据有多种形式,最常用的判据为: 动作方程: ID>ISET ID>K1*IB --- 0<ID<3 ISET ID>K2*IB- ISET --- ID>=3 ISET 式中: ID=│?M+ ? N│,为差动电流, IB=│?M- ? N│, 为制动电流, ISET 为差动定值。

二、电流差动保护实现的关键技术
? 电流采样同步算法
? 通信接口方案 ? 通道冗余措施

? 通信时钟同步、通道监视和误码检测
? CT饱和的对策及CT断线闭锁 ? 长线路电容电流补偿

二、电流差动保护实现的关键技术
? 电流采样同步算法-采样时刻调整法
主机

从机

两侧的采样速率相同,采样间隔均为Ts,由各自的晶振实现。 为保证两侧保护采样同步,设定为采样同步端的一侧发一帧同 步请求命令,其中包括采样标号,采样参考端在收到同步端发 来的命令后返回一帧数据,其中包括参考端的采样标号及该采 样相相应的时间等信息,同步端收到参考端的相应数据报文后, 可计算出通信传输延时和两侧采样时间差,同步端根据这个采 样时刻的偏差,确定调整次数,经过保护对采样时间的数次微 调,直到两侧采样时间差为0,两侧装置的采样完全同步。

二、电流差动保护实现的关键技术
对于采样时刻调整法,其优点在于采样同步后 的差动保护算法处理较为简单,运算中与通道延迟参 数Td无直接的关系。在整个通信处理中,采样同步 处理与电流数据的处理是分开的。由于产生采样时刻 的晶振一般都稳定性好,精度高,只要采样同步完成 之后,在正常的情况下,这一同步完全凭惯性,也能 保持一段较长的时间,这就给测量通道延迟参数Td 带来充分的时间。保护装置用于采样同步的通信处理 时间也较少,有利于通信传送电流数据的效率的提高。

二、电流差动保护实现的关键技术
? 通信接口方案

高压输电线路纵差保护所采用的通信媒介形式实 际上是两种: 短距离的专用光纤通道和复用通道,复 用通道采用脉冲编码调制(PCM)方式64kbits/s或2M 的数据通道 。 考虑到我国变电站中,运行在继电保护室的差 动保护装置与安装在通信室的通信设备之间的距离一 般较远,而通信中所传送的电流数据等信息,直接影 响到差动保护装置动作的正确性和快速性。为了保证 差动保护装置的可靠性,这之间的通信媒介宜采用光 纤。这样做的另一个好处就是,还可以使差动保护装 置的通信接口方式更为简化统一,不管是采用PCM复 用通道,还是采用专用通道,差动保护装置的通信接 口均是光传输方式,而不再使用种类较多的电气接口。

二、电流差动保护实现的关键技术
? 通道冗余措施 考虑到通信通道有可能被损坏或短时间的阻塞, 而为了保证输电线路的安全运行,必须要求作为主保 护的电流纵差保护,通信通道故障时最好能够不受影 响能够正常运行,因此,实际的运行之中,应考虑同 一套纵差保护装置通信通道冗余配置。 目前常用的通道冗余方案包括: 1.利用光纤自愈环网,通道故障时采用迂回路由 2.配置两路通道由保护装置进行切换 3.保护配置两套完整的通道以及数据收发模块由 保护装置进行数据切换。

二、电流差动保护实现的关键技术
? 通信时钟同步、通道监视和误码检测 由于电流差动保护采用串行同步通信,所以必须 保证通信两端的时钟严格同步,否则,易出现“滑 码”,可能引起差动保护误动。 通道由于各种原因发生误码都对差动保护产生影 响,所以必须对通道数据进行实时监视,一旦发生误 码,应能够立即检测到和及时处理。

二、电流差动保护实现的关键技术
? CT饱和的对策及CT断线闭锁 发生区外故障时CT出现饱和的情况下,或者发生 CT断线时,差动保护可能会误动。 CT饱和的判别常采用波形识别法。

二、电流差动保护实现的关键技术
? 长线路电容电流补偿

对于长线路必须考虑电容电流的影响,应进行电容电流补偿。

三、CSC103保护装置具体 介绍

电流差动保护原理

■ 电流差动保护主要功能
1)电流差动保护配有分相式电流差动保护和零序 电流差动保护,用于快速切除各种类型故障。 2)具有电容电流补偿功能。利用线路两侧电压对 电容电流进行精确补偿,可提高差动保护的灵 敏度。 3)具有CT断线闭锁功能,可选择CT断线后闭锁 或不闭锁保护。 4)具有CT饱和检测功能。 5)保护中具有CT变比补偿功能,线路两侧保护 可以使用变比不同的CT。 6)具有2M高速通信口,可采用专用通道(2M) ,可复用2M(E1)接口,也可复接PCM(64K)同 向接口。

7 )具有双通道冗余功能 , 两个通道同时收发数据, 可以实现无延时数据切换,两个通道可分别采 用专用/复用、64K/2M任意组合。 8)可适用于T接线路的三端系统。 9)经由保护的通信通道可传送“远跳”命令和“远 传”命令。 10 )具有通道监视和误码检测功能;保护间的数据 通信采用32位CRC校验, 具有超强抗误码能力。 11)具有远方环回测试功能。

电流差动保护主要原理
? 数字电流差动保护系统的构成
M
CB TA TA CB

N

IM

A、B、C

CSC-103
IN
A、B、C

数字 通信 终端 设备

微波或光 纤通道

数字 通信 终端 设备

IM

A、B、C

CSC-103
IN
A、B、C

数字式电流差动保护系统构成示意图 上图中保护与通信终端设备间采用光缆连接。保护侧光端机装在 保护装置的背板上。通信终端设备侧由本公司配套提供光接口盒 CSC186A。

M侧

N侧

保 护 C P U

A通道收 发数据缓 冲区 B通道收 发数据缓 冲区

TXA RXA TXB RXB

RXA TXA RXB

A通道收 发数据缓 冲区 B通道收 发数据缓 冲区

保 护 C P U

TXB

M侧CSC103差动保护

N侧CSC103差动保护

? 三端T接线
TXA RXA TXA RXB RXB M侧保护装置 TXB N侧

CSC系列 电流差 动保护

RXA TXB

CSC系列 电流差动 保护
N侧保护装置

RXB TXB

TXA RXA

CSC系列 电流差 动保护
T侧 T侧保护装置

?差动保护原理 ? 1. 相电流突变量差动保护:
动作方程: Δ ID>IH Δ ID>0.6Δ IB --- 0<Δ ID<3IH Δ ID>0.8Δ IB-IH --- Δ ID>=3IH

式中: Δ ID=│Δ ? M+Δ ? N│,为经电容电流补偿后的突变量差动电流。 Δ IB=│Δ ? M-Δ ? N│, 为经电容电流补偿后的突变量制动电流。 IH=MAX(IDZH,2IC),为高定值,IDZH 为“分相差动高定 值”,按大于2倍电容电流整定;IC 为正常运行时的实测电 容电流。

2. 高定值分相电流差动保护:
动作方程: ID>IH ID>0.6IB --- 0<ID<3IH ID>0.8IB-IH --- ID>=3IH

式中: ID=│(?M-? MC)+( ? N-? NC)│,为经电容电流补偿后的差动电流。 IB=│(?M-? MC)-( ? N-? NC)│, 为经电容电流补偿后的制动电流。 IH=MAX(IDZH,2IC),为高定值,IDZH 为“分相差动高定 值”,按大于2倍电容电流整定;IC 为正常运行时的实测电 容电流。

差动保护的制动特性:
I差动 k=0.8 3IDZ IDZ k=0.6 5IDZ I制动

3. 低定值分相电流差动保护:
动作方程: ID>IL ID>0.6IB --- 0<ID<3IL ID>0.8IB-IL --- ID>=3IL

式中: ID=│(?M-? MC)+( ? N-? NC)│,为经电容电流补偿后的差动电流。 IB=│(?M-? MC)-( ? N-? NC)│, 为经电容电流补偿后的制动电流。

IL=MAX(IDZL,1.5IC), 其中IDZL 为“分相差动低定值”,按 大于1.5倍电容电流整定;IC 为正常运行时的实测电容电流。 低定值分相电流差动保护经40ms延时动作。

4. 零序电流差动保护:
动作方程: ID0>I0Z ID0>0.75IB0

式中: ID0=│[(?MA-? MAC)+ (? MB-? MBC) + (? MC-? MCC)] +[( ? NA-? NAC)+ ( ? NB-? NBC) + ( ? NC-? NCC)]│, 为经电容电流补偿后的零序差动电流。 IB0=│[(?MA-? MAC)+ (? MB-? MBC) + (? MC-? MCC)] -[( ? NA-? NAC)+ ( ? NB-? NBC) + ( ? NC-? NCC)]│, 为经电容电流补偿后的零序制动电流。 其中I0Z为“零序差动整定值”,按内部高阻接地故障 有灵敏度整定; 零序电流差动保护经TI0延时动作,TI0可整定。

零序差动保护的制动特性:
ID0

动作区
0.75 I0Z IB0

? 差动保护的起动元件
1. 采用相电流差突变量起动元件 2. 零序电流(3i )突变量起动元件 0 3. 零序辅助起动元件 当两侧差动保护起动元件均起动时,才 允许分相电流差动和零序电流差动保护动作 跳闸。

?

弱馈启动功能(差流+低电压启动)
如果被保护线路的一侧为弱电源或无电源,弱电 源侧保护正方向发生线路故障时,流过弱电源侧保 护的电流可能很小,装置无法启动,由于两侧启动 元件相互闭锁,可能造成无法跳闸出口。为差动保 护设有弱馈功能(差流+低电压启动) : 弱馈侧收到对侧启动信号后,满足以下所有条件 时,弱馈侧保护被拉入故障处理程序,允许强电源 侧保护出口,本侧也能跳闸。 1)收到对侧启动信号 2) 至少有一相差流大于动作值 3) 对应的相电压或相间电压低于0.6 Un

? 远方召唤启动功能

(差流+电压突变

启动)
如果被保护线路发生高阻接地时,近故 障侧保护能够可靠启动,远故障侧保护的 电流可能很小,装置无法启动,为此,装 置设有远方召唤启动功能: 1) 收到对侧启动信号 2) 任一相差动电流大于动作值: ID ф > IDZ 或者零序差动电流大于动作值:ID0 > I0Z 3) 本侧(或对侧)Δ Uф >8v 或Δ U0 >1v

? 电容电流补偿方案
1. 正常运行时(启动前),计算| ?M +?N |= IC 作为实测电容电流。 2. 在保护启动后,将IC 作为浮动门槛。 3. 利用故障后的线路两侧电压对电容电流进行 精确补偿,即半补偿方案:在线路两侧各补偿 电容电流的一半。对于三端系统,每侧各补偿 电容电流的三分之一。

线路正序、负序、零序Л型等值电路
线路正序π型等值电路

线路负序π型等值电路

线路零序π型等值电路

电容电流的计算
以A相为基准,M侧的各序电容电流分别为:
?MC1 =?M1/ -j2XC1 ?MC2 =?M2/ -j2XC2 ?MC0 =?M0/-j2XC0

M侧的各相电容电流为:设 XC1 =XC2
?MAC =?MC1 +?MC2 + ?MC0 = (?M1+?M2+?M0-?M0)/-j 2XC1 + ?M0/-j2XC0 =(?MA-?M0)/-j 2XC1 + ?M0/-j2XC0 ?MBC =α ^2*?MC1 +α *?MC2 + ?MC0 =(α ^2*?M1+α *?M2+?M0-?M0)/ -j2XC1+?M0/-j2XC0 =( ?MB-?M0 )/ -j2XC1 + ?M0/-j2XC0

?MCC =α *?MC1 +α ^2 *?MC2 + ?MC0 = (α *?M1+α ^2 *?M2+?M0-?M0)/-j 2XC1 + ?M0/-j2XC0 =(?MC-?M0)/ -j2XC1 + ?M0/-j2XC0

同理,N侧的各相电容电流为: ?NAC =(?NA-?N0)/-j 2XC1 + ?N0/-j2XC0 ?NBC =(?NB-?N0)/ -j2XC1 + ?N0/-j2XC0 ?NCC =(?NC-?N0)/-j 2XC1 + ?N0/-j2XC0

? 线路两端CT变比补偿
当线路两端 CT 变比不一样时,可根据整定 的CT变比调整系数,使两侧的二次电流一致。
TA变比补偿系数:TA一次额定电流大的装置,补 偿系数整定为1; 其它装置的补偿系数整定为本侧 TA一次额定电流 除以一次额定电流的最大值。

? CT断线检测 1. 断线侧的零序电流连续 12秒大于I04 定值而断线相电流小于 0.06In(In为二次 侧额定电流)。 2. 计算出正常两侧的差电流连续 12 秒 大于0.2In而断线相电流小于0.06In 。 3.判出TA断线后,可选择闭锁差动保护 或不闭锁差动保护。

? CT饱和检测

采用模糊识别法对CT饱和进行检测,当 判别出CT饱和后,自动抬高制动系数。

? 远传命令 CSC103保护装置设有两个经光电隔离 的远传命令开入端子,本装置籍助数字 通道,利用每帧数据中的控制字向对侧 传送,对侧保护收到远传命令后不是直 接跳闸、而是输出两付空接点,供用户 灵活选择使用。

?

远方跳闸
为使母线故障及断路器与电流互感器之间故 障时对侧保护快速跳闸,本保护装置设有一个 远方跳闸开入端子,用于传送母差、失灵等保 护的动作信号。 本保护在启动状态时感受到该开入,向对 侧传送,对侧保护收到此信号后驱动永跳(可 通过控制字选择经启动元件闭锁或者经方向元 件闭锁)。

? 差动保护的压板

? 差动保护只有在两侧压板都处于投入 状态时才能动作,两侧压板互为闭锁
? 若不一致,有差动压板不一致告警

装置自环试验
将装置 “通道环回实验”控制位置1,定值设 为“主机方式”、 “内时钟”,将装置的RX和 TX用尾纤对接,即可单装置自环,模拟A、B、C 相区内故障。 “通道环回实验”控制位投入10分钟后,装置 告警“通道环回长期投入”,提示用户装置在 “通道环回实验”状态,此时仍然可以作装置 自环试验。正常运行时,必须退出该功能。

通道环回实验功能
为方便用户进行带通道整组试验,装置提供带通 道远方环回试验功能。 正常运行时,必须退出 该功能。 将两端装置的差动定值按照实际运行情况整 定好后,将M侧装置“通道环回实验”控制位置 1,M侧投入检修状态压板,就可在M侧进行模拟 区内短路试验。此时 N 侧装置收到 M 侧的采样报 文后再回传给M侧。

?CSC 103电流差动保护的通信

1) 通道方式和双通道冗余 以64Kbps速率复接PCM同向接口 以2Mbps速率复接2M(E1)接口 以2Mbps速率采用专用光纤通道

复用连接方式示意图:

CSC-186

CSC-186 64Kb接口 或2M(E1)接口

CSC 系列纵联 差动保护
通信接口

光信号或 微波信号

64Kb接口 或2M(E1)接口
通信接口

CSC 系列纵联 差动保护

数字传输设备

数字传输设备

M侧保护装置

N侧保护装置

64k通道实现方案
CSC103差动保护 通信接口 电/光 光纤 CSC186接口装置 光/电 64k接口 双绞线X2 PDH /SDH 2M(HDB3, G.703)

PCM

64k,G.703 64K

2M通道方式
? 专用光纤方式 ? 2M复接方式
– E1接口

2M通道专用光纤实现方案(1)
2M(曼彻斯特编码) CSC103差动保护 通信接口 电/光 光纤 光/电 CSC103差动保护 通信接口

2M通道复接实现方案
CSC103差动保护
通信接口 电/光 光纤 CSC186接口装置 光/电 2M接口 同轴电缆 或双绞线

PDH 或SDH

2M

2M(HDB3, G.703)

SDH复用过程示意图

STM-1速 率 155M
E1

2) 通信时钟的同步方式

CSC-103装置的通过定值设置时钟方式:
? ? 主时钟 从时钟

2) 通信时钟的同步方式 采用专用光纤通道时,两侧的电流 差动保护装置的同步通信时钟,采用 “内-内”时钟方式。即两侧保护均采用 内部时钟。
TX TXCLK CSC103 RXCLK RX CSC103

通道

2) 通信时钟的同步方式 ? 在保护复用 2Mbps (E1) 接口时,两侧 装置定值均应设为“内时钟”

2) 通信时钟的同步方式 ? 在保护复用 64kbpsPCM 接口时,两侧装 置定值均应设为“外时钟”

通信速率
? 可以通过定值设置通道A/B为“64kbps”、 “2Mbps” ? 专用光纤通信建议2Mbps ? 复用方式根据复接系统情况整定

3) 采样同步
M
同步端
RELAY

参考端
RELAY

N

tm1
m端发数据

tn1

tp1 tm2 td tn3 tp2 tn4
n端发数据

tn2 tn*

tm3 tn3* tm4 tm* tm5

采样同步原理图

tn5

每个装置可设置成主机方式或从机方式。 为保证两侧保护采样同步,从机发一帧同步 请求命令,其中包括采样标号,主机在收到从机 发来的命令后返回一帧数据,其中包括主机的采 样标号及该采样相应的时间等信息,从机收到主 机的相应数据报文后,可计算出通信传输延时和 两侧采样时间差 ?t ,从机根据这个采样时刻的偏 差,确定调整次数,经过保护对采样时间的数次 微调,直到 ?t ? 0 ,两侧装置的采样完全同步。

这种同步方法的优点是两侧装置采样同步后,完成 差动保护算法时,仅需对齐两侧装置的采样标号即可保 证算法的正确性,无需为通信的延时进行额外的补偿计 算。这不仅简单,更为可贵的是,在完成差动保护算法 的计算过程中,与通信传输延时无关。这就意味着用这 种方法实现采样同步的差动保护装置可适应通信路由发 生变化的通信系统。本保护装置可适应于由于通信路由 发生变化而造成传输延迟达18ms之多,其同步误差不超 过1?。 需要注意:不论通信通道采用的是专用光纤通道还是 复用数字通信通道,两侧的电流差动保护必须一侧设为 参考端,另一侧设为同步端(对于三端系统, 必须一侧 设为参考端,另两侧设为同步端)。

4) 数据通信的帧格式
控制 字
1字节 采样 标号 1字节 IA相量 4字节 IB相量 4字节 IC相量 4字节 开关 量 2字节 CRC 4字节

其中控制字包含帧性质及保护起动元件逻辑状态、数据窗 选择、三跳位置等开关量信息;采样标号是一个二进制8位 数,每采样一次加 1;三相电流向量每相各4字节,前2字节 为向量虚部,后2字节为向量实部;开关量中包括远方跳闸 开入、远传命令开入、CT断线、CT饱和等信息;CRC冗余 校验码按通信规约形成,收信侧保护接收到一帧数据后利用 CRC冗余循环检验码对收信数据检验,当CRC检出一帧收信 数据有错,舍弃该帧数据,舍弃一帧数据相当于保护延时动 作3ms,收信数据CRC检验无误时,该帧数据有效,在保护 计算中可以使用。

保护的其他模块
三段距离;

四段零序保护; 零序反时限保护;
重合闸

CSC-103装置的调试
? 插件图
CSC-103A 数字式线路保护装置插件布置图
1
AC1

2

3

4
MASTER

5
I1

6
O1

7
O2

8
O3

9
POWER

CPU1 CPU2

交流
X1

管理
X3

开入
X4

开出 1 开出 开出 2 3

电源

X6、X7

X8

X9

X10

2TE

9TE

3TE

5TE

5TE

2TE

8TE

4TE

4TE

8TE

4TE

4TE

4TE

4TE

4TE

4TE

4TE

5TE

2TE

插件图
CSC-103B 数字式线路保护装置插件布置图
1
交流

2

3

4
管理

5

6

7

8

9

10
电源

CPU1 CPU2

开入1开入2

开出1开出2开出3

X1

X3

X4

X5

X7

X8

X9

X10

2TE

9TE

3TE

5TE

5TE

2TE

8TE

4TE

4TE

4TE

4TE

4TE

4TE

20TE

5TE

2TE

装置自环试验

将装置 “通道环回实验”控制位置 1,定值设为“主机方式”、 “内时钟”, 将装置的RX和TX用尾纤对接,即可单装置 自环,模拟A、B、C相区内故障。 “通道环回实验”控制位投入 10 分钟后, 装置告警“通道环回长期投入”,提示用 户装置在“通道环回实验”状态,此时仍 然可以作装置自环试验。正常运行时,必 须退出该功能。

通道远方环回实验功能
为方便用户进行带通道整组试验,装置提 供带通道远方环回试验功能。 正常运行时,必 须退出该功能。 将两端装置的差动定值按照实际运行情况整 定好后,将M侧装置“通道环回实验”控制位置 1,M侧投入检修状态压板,就可在M侧进行模拟 区内短路试验。此时 N 侧装置收到 M 侧的采样报 文后再回传给M侧。 N 侧装置报告“通道 A 远方环回”,试验结 束时报告“通道A结束环回”。

带通道试验
? 两侧装置的主机、从机、时钟方式整定好后试 验。 ? 1) N侧接入三相跳位,M侧突加满足定值条件 的电流,M侧差动可以出口 ? 2) N侧接入三相对称低电压(比如10v),M侧 突加满足定值条件的电流,M侧差动可以出口

远方跳闸开入试验
? N侧的控制字设为:“远方跳闸不受启动 元件控制”;“远方跳闸不受方向元件 控制”。 ? M侧突然加入电流,装置启动,在整组复 归前,加入远方跳闸开入。 ? N侧装置应动作永跳。

远传命令开入
? M侧分别加入远传命令1开入、远传命令2 开入。 ? N 侧装置应驱动远传命令 1 开出、远传命 令2开出。

告警信息
? 严重告警(告警I ),闭锁装置出口电源, 装置告警灯闪亮。 ? 普通告警(告警II ),装置告警灯常亮, 相关的模块受影响。

严重告警(告警I )
? ? ? ? ? 模拟量采集错 装置参数错 ROM和校验错 定值错 定值区指针错

?开出不响应
?开出击穿 ?压板模式未确认 ?软压板错

?开出E2PROM出错

普通告警(告警II )
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 开入E2PROM出错 ? 开入通信中断 开出通信中断 传动状态未复归 开入击穿 开入输入不正常 开入自检回路出 错 TV断线告警 过负荷告警 TA断线告警 跳位A/B/C开入异常 重合闸压板异常 检同期电压异常 本/对侧TA断线 长期有差流

普通告警(告警II )
? ? ? ? 同步方式设置出错 通道A(B)环回错 通道A(B)通信中断 通道 A ( B )无采样报 文 ? 远方跳闸开入异常 ? 三相相序不对应
? ? ? ? ? ? ? ? ? 模拟通道异常 外接3I0接反 永跳失败 3次谐波过量告警 通道环回长期投入 重合闸控制字错 差动压板不一致 SRAM自检异常 FLASH自检异常

通道信息
? 装置循环显示有通道A、B的通断状态

? 装置菜单运行工况-通道信息中可以查 看对侧的电流信息、通道误码等信息

快捷键介绍
? 《F1》键:按一下后提示是否打印最近一次动作报告? 是 否 ? 选是提示 录波打印格式?图形 数据 可选择图形格式或数据 格式打印; ? 在定值菜单下可以向下翻页。 ? 《F2》键:按一下后提示是否打印当前定值区定值? ? 在定值菜单下可以向上翻页。 ? 《F3》键:按一下后提示是否打印采样值? ? 《F4》键:按一下后提示是否打印装置信息和运行工况? ? 《+》键:功能键,使定值区加1。按一下后提示选择要切换到的 定值区号: ? 当前定值区号:xx;切换到定值区:xx。 ? 《-》键:功能键,使定值区减1。按一下后提示选择要切换到的 定值区号: ? 当前定值区号:xx;切换到定值区:xx。

装置通信参数设定
当前定 值区 装置地 址 串口波 特率 间隔名 称 103 功 能类型 B2H 00~31 可用面板上《+》、 《-》键修改当前定值 区号 装置设定 — 通信地址 — Lon网及485地址菜单 当前使用的定值区号 10 ~ ABH 9600 地址范围:10~ABH。 可 设 置 为 9600 , 19200,38400 可用微机分析调试软件 (CSPC 软件 ) 按实际线路 名称设置 装 置 设 定 —103 功 能 类 型 菜 单 , 可 设 置 IEC60870-5-103功能码 线路名称不能超过 15 个汉字 长度 CSC-101(2) 功 能 类 型 码为B2H

装置通信参数设定
对时方式 网络对时 方式:分 脉冲对时, 秒脉冲对 时 装置设定—对时方式 可选择网络对时方式、GPS分脉 冲对时方式或GPS秒脉冲对时方 式

规约类型

通信规约 V1.20 通信规约 V1.10 手 动 复 归; 自动复归

装置设定—规约选择

LON网,以太网选择CSC-2000规 约 的 版 本 。 装 置 从 485 输 出 IEC60870-5-103 规约信息,可 不处理该项 可选手动复归(收到复归命令 复归SOE)或自动复归(10s复归 SOE)
不能设为0

SOE 复 归 选择

装置设定—SOE复归选择

以太1网 地址 以太2网 地址

***.***. ***.*** ***.***. ***.***

装置设定 — 通信地址 — 以太 1 网 地址 装置设定 — 通信地址 — 以太 2 网 地址

不能设为 0 ,若和 CSN 规约转换 盒连接扩展485口,需设置以太 2网地址为:10.10.6.124

2M光接口, 接保护装置

CSC-186A/B

DC-48V

64k电接口, 接PCM 2M电接口, 接SDH/PDH

1、复用基群设备连接方式
光发
保护装置 或 远方信号 传输装置

光收 光缆 光发 4Mbps
CSC-186A

双绞线 同向接口 PCM设备

光收

64kbps

1、复用基群设备连接方式
? 装置完成ITU-T建议G.703 1.2.1规定的 64kbps同向接口数据编码4~5步,并完成 相应的光电/电光变换。当保护装置、安 全自动装置、远跳装置等通过64kbps同 向接口复接PCM微波、光纤通信设备时, 需在通信机房内加装CSC-186A/B专用数 字接口设备。

2M/E1接口连接方式
同轴电缆

光发
保护装置 或 远方信号 传输装置

光收 光缆 光发 4Mbps
CSC-186A

E1接口 二次群 复接设备

光收

2048kbps

2M/E1接口连接方式
? 装置完成 4MHz 曼彻斯特解码为 2MHz 的 NRZ码,直接复接至2M/E1接口设备,并 完成相应的光电 /电光变换。当保护装置、 安全自动装置、远跳装置等通过2M/E1接 口复接数字通信网时,需在通信机房内 加装 CSC-186A/B 专用数字接口设备,系 统接线见图2。

面板布置

? 1)电源:48V工作电源指示灯,正常运行时常 亮。 ? 2 )自环:通道环回指示灯,环回时常亮;与 系统通信时熄灭(注意:装置正常运行时,此 灯必须熄灭)。 ? 3) 电路:指示从2M接口或PCM设备接收、发 送数据是否正确,正常应和光路灯一齐闪烁。 ? 4 )光路:指示接收、发送的光信号是否正确, 正常应和电路灯一齐闪烁。

背板布置

? a)通信接口部分:
? 1 ) 64K 接口通过 8 针端子经两对屏蔽双绞线与 PCM 设 备相连, TX+ 、 TX- 向 PCM 发送数据, RX+ 、 RX- 从 PCM接收数据(图5所示); ? 2) 2M/E1接口采用一个四孔同轴接线器,有2个同轴 接线对,TX向2M/E1接口发送数据, RX从2M/E1接口 接收数据(注:正常接线使用上面的同轴接线对,下 面的同轴接线对为备用); ? 3 )光发送和光接收是装置光接口部分,可选 ST 、 FC 等型号。

? b)功能选择部分: ? 1)通道选择拨码开关:打到2M位置时,装置 通过 2M/E1 接口与系统通信;打到 64K 位置时, 装置通过 64K同向数据接口经 PCM 设备与系统 通信; ? 2 )环回选择拨码开关:打到自环位置时,为 测试状态,数据经装置环回,不复接数字通信 网络;打到运行位置时,装置与系统正常通信 (注意:设备投运后必须打到运行位置,不可 随意更改)。

通信接口的调试及排错
? 检查电源是否正常 – 电源指示灯(常亮) ? 本地发-收短接 – 检查光路指示灯是否闪烁 ? 外部接线检查 – 光纤连接 – 电信号连接
CSC-186A 或 CSC-186B 自环测试: 时钟方式应设置为主

CSC-103

SDH/PDH PCM

自环试验

旁路带线路连接方式示意图

线路1保护装置

线路8保护装置

旁路

CSC-186M/1
B8

CSC-186M/2
B1 B2 A

CSC-186M/2
B1 B2 A

B1 A

至线路1通道

至线路8通道

欢迎各位领导与专家到四方公司参观 指导!


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