1、1/292022-7-28Xian University of Science and Technology主要内容u7.1 超高压线路成套保护装置超高压线路成套保护装置u7.2 微机母线保护装置微机母线保护装置u7.3 ARM处理器处理器+DSP构架的微机馈线保护构架的微机馈线保护u7.4 基于基于DSP和单片机双和单片机双CPU结构的电动机保护结构的电动机保护u7.5 数字式变压器保护原理数字式变压器保护原理2/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.1 7.1 超高压线路成套保护装置超高压线路成套保护装置7.1.1 装置
2、概述装置概述超高压线路超高压线路成套保护成套保护快速主保护快速主保护全套后备保护全套后备保护纵联变化量方向纵联变化量方向零序方向元件零序方向元件三段式相间保护三段式相间保护接地距离保护接地距离保护过反时限零序方向流保护过反时限零序方向流保护多个时段保护多个时段保护3/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.1 7.1 超高压线路成套保护装置超高压线路成套保护装置7.1.2 硬件原理硬件原理 成套保护插件：成套保护插件：电源插件电源插件(DC)交流插件交流插件(AC)低通滤波器低通滤波器(LPF)CPU插件插件(CPU)通信插件
3、通信插件(COM)24V光耦插件光耦插件(OPT1)高压光耦插件高压光耦插件(OPT2)信号插件信号插件(SIG)跳闸出口插件跳闸出口插件(OUT1、OUT2)显示面板显示面板(LCD)由低通滤波插件来电源液晶显示由低通滤波插件来A/DDSPCPLD光隔出口继电器A/DCPU打印串口外部开入QDJ+E图7-1 超高压线路成套保护硬件模块图4/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.1 7.1 超高压线路成套保护装置超高压线路成套保护装置 1.交流输入变换插件交流输入变换插件(AC)AI5/292022-7-28Xian Uni
4、versity of Science and Technology7.1 7.1 超高压线路成套保护装置超高压线路成套保护装置 主要作用：主要作用：p 滤除高频信号滤除高频信号p 电平调整电平调整p 为利用试验仪测试创造条件为利用试验仪测试创造条件2.低通滤波插件低通滤波插件(LPF)加法器低通滤波起动CPU测量加法器低通滤波保护DSP测量从交流插件来从试验仪来图7-3 低通滤波原理图6/292022-7-28Xian University of Science and Technology3.CPU插件插件(CPU)后台通信后台通信完成逻辑功能完成逻辑功能CPU插件包括插件包括单片机和数字信
5、号处理器单片机和数字信号处理器单片机功能：单片机功能：装置的总启动装置的总启动人机界面人机界面DSP功能：功能：完成保护算法完成保护算法7/292022-7-28Xian University of Science and Technology功能：完成与监控计算功能：完成与监控计算机或机或RTU的连接。的连接。接口均支持接口均支持IEC60870-5-103规约。规约。以太网插件支持以太网插件支持IEC61850规约。规约。对时的对时的RS485接口只接口只接收接收GPS发送的秒脉发送的秒脉冲信号。冲信号。用于打印的用于打印的RS485或或RS232接口接口4.通信插件通信插件(COM)以太
6、网接口1以太网接口2以太网接口3以太网接口4123456789RS-485-ARS-485-BRS-485-地对时485A对时485B对时485地打印收打印发打印地至控制系统光纤接口至控制系统光纤接口至控制系统光纤接口至控制系统至控制系统至GPS至打印机或打印控制器图7-4 通信插件背板端子及外部接线图8/292022-7-28Xian University of Science and Technology5.24V光耦插件光耦插件(OPT1)601对时输入对时输入602打印输入打印输入603投检修态输入投检修态输入604信号复归输入信号复归输入608、609重合闸选择重合闸选择输输入入61
7、0闭重三跳输入闭重三跳输入611起动通道试验输入起动通道试验输入619收发信机告警输入收发信机告警输入622、623、624三相的分相跳三相的分相跳闸位置继电器接点闸位置继电器接点625压力闭锁重合闸输入压力闭锁重合闸输入626629纵联保护收信输入纵联保护收信输入10410561461560160260360460560660760860961061161261761861962062162262362462562662762824V光耦+（输出）24V光耦-（输出）24V光耦+（输入）24V光耦-（输入）对时打印投检状态信号复归投主保护投距离保护投零序保护重合方式1重合方式2投闭重通道试验
8、其他保护停讯单跳起动重合三跳起动重合3dB告警开入备用1开入备用2TWJATWJBTWJC合闸压力闭锁收讯A收讯B收讯C629UNBLOCKING图7-5 光耦插件背板端子及外部接线图9/292022-7-28Xian University of Science and Technology 有些开入从较远处引有些开入从较远处引入，如收信接点从通入，如收信接点从通信机房的载波机接至信机房的载波机接至控制室的保护屏。控制室的保护屏。某些情况下从断路器某些情况下从断路器处引位置接点至保护处引位置接点至保护屏，这时不宜采用屏，这时不宜采用24V光耦，本装置设光耦，本装置设置了一个置了一个220V/1
9、10V的光耦插件。的光耦插件。6.高压光耦插件高压光耦插件(OPT2)701703705707709711717719721723725727+220V/+110VTWJATWJBTWJC合闸压力闭锁-220V/-110V+220V/+110V收讯A收讯B收讯CUNBLOCKING-220V/-110V开入公共1+开入公共2+开入公共1-开入公共2-图7-7 高压光耦插件背板定义10/292022-7-28Xian University of Science and Technologyu本插件无外部连线。本插件无外部连线。u该板主要是将该板主要是将5V5V的动作信号经三极管转的动作信号经三极
10、管转换为换为24V24V信号，从而驱动继电器。信号，从而驱动继电器。u正常运行时，装置会对所有三极管的出正常运行时，装置会对所有三极管的出口进行检查，若有错则告警并闭锁保护。口进行检查，若有错则告警并闭锁保护。u本板设置了总起动继电器，当本板设置了总起动继电器，当CUPCUP满足满足起动条件，则该继电器动作，接点闭合，起动条件，则该继电器动作，接点闭合，开放出口继电器的正电源。开放出口继电器的正电源。7.信号继电器插件信号继电器插件(SIG)11/292022-7-28Xian University of Science and Technology8.继电器出口插件继电器出口插件(OUT1和
11、和OUT2)BSJ为装置故障告警继电器BJJ为装置异常告警继电器XTJ、XHJ分别为跳闸和重合闸信号磁保持继电器。FXJ继电器为发信继电器FB、FC继电器分别为发B相、发C相允许信号TJ继电器为保护跳闸时动作BCJ继电器为闭锁重合闸继电器RST为复归收发信机继电器12/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.1.3 软件工作原理1.装置起动元件装置起动元件（1）电流变化量起动）电流变化量起动:相间电流的半波积分的最大值相间电流的半波积分的最大值 整定的固定门坎整定的固定门坎 浮动门坎浮动门坎取取1.25倍保证门坎略高于不平衡输
12、出。该元件倍保证门坎略高于不平衡输出。该元件动作并展宽动作并展宽7秒，开放出口继电器正电源。秒，开放出口继电器正电源。（2）零序过流元件起动）零序过流元件起动 当外接和自产零序电流大于整定值时，零序起当外接和自产零序电流大于整定值时，零序起动元件动作并展宽动元件动作并展宽7秒，开放出口继电器正电源。秒，开放出口继电器正电源。1.25MAXTZDIIIMAXITIZDI13/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.1.3 软件工作原理（3）位置不对应起动）位置不对应起动 这一部分的起动由用户选择投入，条件满足总这一部分的起动由用
13、户选择投入，条件满足总起动元件动作并展宽起动元件动作并展宽15秒，去开放出口继电器正电秒，去开放出口继电器正电源。源。（4）远跳起动）远跳起动 为实现远跳功能，特增设远跳起动元件，当本为实现远跳功能，特增设远跳起动元件，当本侧收到对侧的远跳信号且定值控制字中侧收到对侧的远跳信号且定值控制字中“远跳经本远跳经本侧起动控制侧起动控制”置置“0”时，去开放出口继电器正电源时，去开放出口继电器正电源7S。14/292022-7-28Xian University of Science and Technology2.工频变化量距离继电器工频变化量距离继电器 短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的故障分
14、量，反应短路电流、电压可分解为故障前负荷状态的故障分量，反应工频变化量的继电器只考虑故障分量。工频变化量的继电器只考虑故障分量。测量工作电压的工频变化量的幅值，起动作方程为：测量工作电压的工频变化量的幅值，起动作方程为：对相间故障：对相间故障：其中：其中：对接地故障：对接地故障：其中：其中：;为整定阻抗，一般为整定阻抗，一般0.8 0.85倍线路阻抗；倍线路阻抗；为动作门坎，去故障前工作电压的记忆量。为动作门坎，去故障前工作电压的记忆量。OPZUUOPZDUUIZ,AB BC CA03OPZDUUIKIZ,A B CZDZZU15/292022-7-28Xian University of S
15、cience and Technology正方向故障时正方向故障时，当，当 矢矢量末端落于圆内时动作。阻量末端落于圆内时动作。阻抗继电器有大的过渡电阻能抗继电器有大的过渡电阻能力。力。当过渡电阻受对侧电源助当过渡电阻受对侧电源助增时，由于增时，由于 一般与一般与 是同是同相位，过渡电阻上的压降始相位，过渡电阻上的压降始终与终与 同相位，过渡电阻始同相位，过渡电阻始终呈电阻性，与终呈电阻性，与R轴平行，轴平行，不存在由于对侧电流助增所不存在由于对侧电流助增所引起的超越问题。引起的超越问题。KZNIII对反方向短路对反方向短路，动作圆，动作圆在第一象限，总是在第三象在第一象限，总是在第三象限，因此
16、，阻抗元件有明确限，因此，阻抗元件有明确的方向性。的方向性。（a）正方向短路 （b）反方向短路图7-9 继电器动作特性jXRZDZKZZDKZZ+SZ-jXRSZ-ZDZKZ-16/292022-7-28Xian University of Science and Technology3.工频变化量方向继电器工频变化量方向继电器工频变化量方向和零序功率方向继电器，经通道交换信工频变化量方向和零序功率方向继电器，经通道交换信号构成全线路快速跳闸的方向保护，即装置的纵联保护。号构成全线路快速跳闸的方向保护，即装置的纵联保护。正方向测量相角为：正方向测量相角为：反方向测量相角为：反方向测量相角为：其
17、中：其中：、为电压、电流变化量的正负序综合分量；为电压、电流变化量的正负序综合分量；为模拟阻抗；为模拟阻抗；为补偿阻抗，当最大运行方式时系统为补偿阻抗，当最大运行方式时系统阻抗比阻抗比 时，时，否则，否则 取取“工频变化工频变化量阻抗量阻抗”一半。一半。121212COMDUIZArgIZ 1212DUArgIZ 12U12IDZCOMZ/0.5SLZZ 0COMZCOMZ正方向故障时，接近180，正方向元件可靠动作，而 接近0，反方向元件不可能动作。反方向故障时，接近0，正方向元件不可能动作，而 接近180,反方向元件可靠动作。17/292022-7-28Xian University of
18、 Science and Technologyu在正方向元件中引入补偿电压在正方向元件中引入补偿电压 不会引起不会引起方向元件误动，可以改善继电器的灵敏度。方向元件误动，可以改善继电器的灵敏度。u有优越的方向性，有很高的灵敏度，可测量大过渡有优越的方向性，有很高的灵敏度，可测量大过渡电阻，不受串补电容的影响。电阻，不受串补电容的影响。u工频变化量方向继电器受浮动门坎的限制。工频变化量方向继电器受浮动门坎的限制。u当保护投退控制字当保护投退控制字弱电源侧弱电源侧=1时，装置自动引时，装置自动引入超范围变化量阻抗继电器。入超范围变化量阻抗继电器。12COMIZ18/292022-7-28Xian
19、University of Science and Technology4.零序方向继电器零序方向继电器零序正反方向元件（零序正反方向元件（、）由零序功率）由零序功率 决定，决定，由由 和和 的乘积获得（的乘积获得（、为自产零序电压电流，为自产零序电压电流，是幅值为是幅值为1 1相角为相角为7878的相量），的相量），时时 动作；动作；伏安（伏安（）或）或 伏安（伏安（）时）时 动作。纵动作。纵联的零序保护的正方向的元件是由零序方向比较过流元件联的零序保护的正方向的元件是由零序方向比较过流元件和和 的与门输出，而纵联零序保护的反方向元件由零序起的与门输出，而纵联零序保护的反方向元件由零序起动过
20、流元件和动过流元件和 的与门输出。的与门输出。0F0F0P0P03U03DIZ03U03IDZ00P 0F5NIA00.2P 1NIA0F0F0F19/292022-7-28Xian University of Science and Technology本装置设有三阶段式相间和接地距离继电器，继本装置设有三阶段式相间和接地距离继电器，继电器由正序电压极化，有较大的测量故障过渡电阻电器由正序电压极化，有较大的测量故障过渡电阻的能力；设有零序电抗特性，可防止接地故障时继的能力；设有零序电抗特性，可防止接地故障时继电器超越。电器超越。正序极化电压较高时，由正序电压极化的距离继正序极化电压较高时，由
21、正序电压极化的距离继电器有很好的方向性；电器有很好的方向性；当用于长距离重负荷线路，有效地防止了重负荷当用于长距离重负荷线路，有效地防止了重负荷时测量阻抗进入距离继电器而引起的误动。时测量阻抗进入距离继电器而引起的误动。5.距离继电器距离继电器20/292022-7-28Xian University of Science and Technology当正序电压小于当正序电压小于15%时，进入低压距离程序，此时时，进入低压距离程序，此时只可能有三相短路和系统振荡二种情况只可能有三相短路和系统振荡二种情况低压距离继电器比较工作电压低压距离继电器比较工作电压 ；极化电压的相位极化电压的相位 ；其中
22、：；其中：；为为工作电压；工作电压；为极化电压；为极化电压；为整定阻抗；为整定阻抗；为记忆为记忆故障前正序电压。故障前正序电压。继电器的比相方程为：继电器的比相方程为：（1）低压距离继电器）低压距离继电器OPZDUUIZ1PMUU,A B C OPUPUZDZ1 MU9090OPPUArgU21/292022-7-28Xian University of Science and TechnologySZSZ测量阻抗 在复数平面上的动作特性是以 至 连线为直径的圆，动作特性包含原点表明正向出口经或不经过渡电阻故障时都能正确动作，并不表示反方向故障时会误动作；反方向故障事实的动作特性必须以反方向故
23、障为前提导出。KZZDZSZ测量阻抗 在阻抗复数平面上的动作特性是以 与 连线为直径的圆，当 在圆内时动作，可见，继电器有明确的方向性，不可能误判方向。KZZDZSZ由于动作特性经过原点，因此母线和出口故障时，继电器处于动作边界；为了保证母线故障，特别是经弧光电阻三相故障时不会误动作，因此，对、段距离继电器设置了门坎电压，起幅值取最大弧光压降。22/292022-7-28Xian University of Science and Technology（2）接地距离继电器）接地距离继电器ZDZjXSZR15130101A图7-13 正方向故障时继电器特性正序电压极化的方向阻抗继电器工正序电压极
24、化的方向阻抗继电器工作电压作电压 ；极化电压极化电压 。、段段极化电压引入移相角极化电压引入移相角 ，将方向阻抗，将方向阻抗特性向第特性向第象限偏移，扩大允许故障象限偏移，扩大允许故障过渡电阻的能力。过渡电阻的能力。03OPZDUUIKIZ11jPUUe 1零序电抗特性对过渡电阻有自适应零序电抗特性对过渡电阻有自适应的特性。该距离继电器有很好的方向的特性。该距离继电器有很好的方向性，能测量很大的故障过渡电阻且不性，能测量很大的故障过渡电阻且不会超越。会超越。23/292022-7-28Xian University of Science and Technology正序电压极化时工作电压正序电
25、压极化时工作电压 极极化电压化电压 。这里，极化电压与接地距。这里，极化电压与接地距离离、段一样，较段一样，较段增加了一个偏移角段增加了一个偏移角 ，其作，其作用也同样是为了在短线路使用时增加允许过渡电阻的用也同样是为了在短线路使用时增加允许过渡电阻的能力。能力。的整定可按的整定可按 、三挡选择。三挡选择。当当 阻抗角为阻抗角为 时，该继电器为与时，该继电器为与R R轴平行的电轴平行的电抗继电器特性，实际的抗继电器特性，实际的 阻抗角为阻抗角为 ，因此，该电，因此，该电抗特性下倾抗特性下倾 ，使送电端的保护受对侧助增过渡电阻，使送电端的保护受对侧助增过渡电阻呈容性时不致超越。以上方向阻抗与电抗
26、继电器二部呈容性时不致超越。以上方向阻抗与电抗继电器二部分结合，增强了在短线上使用时允许过渡电阻的能力。分结合，增强了在短线上使用时允许过渡电阻的能力。（3）相间距离继电器）相间距离继电器OPZDUUIZ21jPUUe 110 15 30DZ7812DZ9024/292022-7-28Xian University of Science and Technology为保证距离继电器躲开为保证距离继电器躲开负荷测量阻抗，本装置设置负荷测量阻抗，本装置设置了接地、相间负荷限制继电了接地、相间负荷限制继电器。继电器两边的斜率与正器。继电器两边的斜率与正序灵敏角序灵敏角一致，一致，为负荷为负荷限制定值
27、，直线限制定值，直线A和直线和直线B之间为动作区。当用于短线之间为动作区。当用于短线路不需要负荷限制继电器时，路不需要负荷限制继电器时，用户可将控制字用户可将控制字“投负荷限投负荷限制距离制距离”置置“0”。（4）负荷限制继电器）负荷限制继电器ZDZjXZDRZDRF图7-14 负荷限制继电器特性ZDR25/292022-7-28Xian University of Science and Technology装置的振荡闭锁分四个部分：装置的振荡闭锁分四个部分：包括起动开放元件包括起动开放元件 不对称故障开放元件不对称故障开放元件 对称故障开放元件对称故障开放元件 非全相运行时的振荡闭锁判据非
28、全相运行时的振荡闭锁判据（5）振荡闭锁）振荡闭锁26/292022-7-28Xian University of Science and Technology（6）选相元件选相元件 相电流差变化量选相元件相电流差变化量选相元件两相电流之差的工频变化量两相电流之差的工频变化量 、的幅值。的幅值。表中，表中，“+”+”为动作，为动作，“-”-”为不动作。为不动作。相电流差变化量继电器的测量判据是：相电流差变化量继电器的测量判据是：ABIBCICAI1.250.2TMAXNIImII27/292022-7-28Xian University of Science and Technology选相程序
29、首先根据选相程序首先根据 与与 之间的之间的相位关系，确定三个选相之一。相位关系，确定三个选相之一。当当 时选时选A区区当当 时选时选B区区当当 时选时选C区区 与与 比相的选相元件比相的选相元件0I2AIA区C区B区60-o60o图7-15 选相区域AI2180o0I2AI026060AIArgI0260180AIArgI02180300AIArgI0I2I 单相接地时，故障相的单相接地时，故障相的 与与 同相位同相位二相接地时，二相接地时，与与 同相位，同相位，BCBC相间相间接地故障时，接地故障时，与与 同相。同相。0I2I0I2AI28/292022-7-28Xian Universi
30、ty of Science and Technology（7）非全相运行）非全相运行非全相运行流程包括非全相状态和合闸与故障非全相运行流程包括非全相状态和合闸与故障保护，跳闸固定动作或跳闸位置继电器保护，跳闸固定动作或跳闸位置继电器TWJ动作动作且无流，经且无流，经50ms延时置非全相状态。单相跳开可延时置非全相状态。单相跳开可能形成的非全相状态；三相跳开也可能形成的非能形成的非全相状态；三相跳开也可能形成的非全相状态。全相状态。p 非全相运行状态下，相关保护的投退。非全相运行状态下，相关保护的投退。p 合闸与故障线段保护。合闸与故障线段保护。p 单相运行时切除运行相。单相运行时切除运行相。2
31、9/292022-7-28Xian University of Science and Technology（8）重合闸）重合闸本装置重合闸为一次重合闸方式，可实现单相重本装置重合闸为一次重合闸方式，可实现单相重合闸、三相重合闸或综合重合闸；可根据故障的严合闸、三相重合闸或综合重合闸；可根据故障的严重程度引入闭锁重合闸的方式。重合闸的起动方式重程度引入闭锁重合闸的方式。重合闸的起动方式可以有保护动作起动或开关位置不对应启动方式。可以有保护动作起动或开关位置不对应启动方式。三相重合时，可采用检线路无压重合闸或检同期三相重合时，可采用检线路无压重合闸或检同期重合闸，也可采用快速直接重合闸方式，检无
32、压时，重合闸，也可采用快速直接重合闸方式，检无压时，检查线路电压或母线电压小于检查线路电压或母线电压小于30V30V；检同期时，检查；检同期时，检查线路电压和母线电压大于线路电压和母线电压大于40V40V，且线路和母线电压间，且线路和母线电压间相位差在整定范围内。相位差在整定范围内。30/292022-7-28Xian University of Science and Technology（9）正常运行程序）正常运行程序 检查开关位置状态检查开关位置状态 三相无电流，同时三相无电流，同时TWJ动作，则线路不再运行，开放准备动作，则线路不再运行，开放准备手合于故障手合于故障400ms；线路有电
33、流单；线路有电流单TWJ动作或三相动作或三相TWJ不一致，不一致，经经10秒延时报秒延时报TWJ异常。异常。交流电压断线交流电压断线三相电压向量和大于三相电压向量和大于8V，保护不起动，延时，保护不起动，延时1.25s发发TV断线断线异常信号；三相电压向量和小于异常信号；三相电压向量和小于8伏，单正序电压小于伏，单正序电压小于33.3伏时，伏时，若采用母线若采用母线TV则延时则延时1.25s发发TV断线异常信号；若采用线路断线异常信号；若采用线路TV，则当任一相有流原件动作或则当任一相有流原件动作或TWJ不动作时，延时不动作时，延时1.25s发发TV断断线异常信号。装置通过整定控制字来确定是采
34、用母线线异常信号。装置通过整定控制字来确定是采用母线TV还是线还是线路路TV。31/292022-7-28Xian University of Science and Technology 交流电流断线交流电流断线自产零序电流小于自产零序电流小于0.750.75倍的外接零序电流，延时倍的外接零序电流，延时200ms200ms发发TATA断线异常信号。断线异常信号。工频变化量距离继电器的门坎电压形成工频变化量距离继电器的门坎电压形成工频变化距离继电器的门坎电压取正常运行时工作电压的工频变化距离继电器的门坎电压取正常运行时工作电压的半波积分值。半波积分值。线路电压断线线路电压断线当重合闸投入且处于
35、三重或综重方式，如果装置整定为重当重合闸投入且处于三重或综重方式，如果装置整定为重合闸检同期或检无压，则要用到线路电压，开关在合闸位置合闸检同期或检无压，则要用到线路电压，开关在合闸位置时检查输入的线路电压小于时检查输入的线路电压小于40V40V经经10s10s延时报线路延时报线路TVTV断线。断线。32/292022-7-28Xian University of Science and Technology（10）通信时钟）通信时钟功能：传送主保护功能：传送主保护方向元件及开关量信方向元件及开关量信息的串行通信控制器息的串行通信控制器(SCC)收发的收发的NRZI码码变换成变换成64Kb/s
36、同向接口同向接口的线路码型，经光电的线路码型，经光电转换后，由光纤通道转换后，由光纤通道来传输。来传输。码型变换光纤发（主）时钟提取DPLL码型变换光纤接收（主）内部时钟64kHz晶振光纤光纤发时钟数据发送64Kb/s 去SCC图7-16 通信接口框图数据发送64Kb/s 从SCC来保护通过数字通道交换两侧方向元件信息及远跳远传等开保护通过数字通道交换两侧方向元件信息及远跳远传等开关信息，本装置中数据采用关信息，本装置中数据采用64Kb/s或或2048Kb/s高速数据通道、高速数据通道、同步通信方式。同步通信方式。33/292022-7-28Xian University of Science
37、 and Technology内部时钟发时钟纵联方向保护收时钟内部时钟发时钟收时钟64kb/s图7-17 内时钟（主-主）方式纵联方向保护收时钟64kb/s64kb/sPCM设备64kb/s（主侧）发收图7-18 外时钟（从-从）方式内部时钟发时钟纵联方向保护（从侧）发收收时钟内部时钟发时钟纵联方向保护PCM设备光发光收纵联方向保护光收光发纵联方向保护光纤64kb/s图7-19 专用光纤方式由于装置是采用64Kb/s同向数据通信方式，就存在同步时钟提取问题，若通道是采用专用光纤通道，装置的时钟应采用内时钟方式，即两侧的装置发送时钟工作在“主-主”方式，见图7-17，数据发送采用本机的内部时钟，
38、接受时钟从接收数据码流中提取。若通过64Kb/s同向接口复接PCM通信设备，见图7-18，必须采用外部时钟方式，即两侧装置的发送时钟工作在“从-从”方式。数据发送时钟和接收时钟为同一时钟源，均是从接收数据码流中提取，否则会产生周期性的滑码现象。采用专用光纤光缆时，线路两侧的装置通过光纤通道直接连接34/292022-7-28Xian University of Science and Technology保护装置利用数字通道，传输开关量信息，实现一些保护装置利用数字通道，传输开关量信息，实现一些辅助功能，其中包括远跳及远传。辅助功能，其中包括远跳及远传。远跳远跳保护装置采样得到远跳开入为高电平
39、时，经过专门的保护装置采样得到远跳开入为高电平时，经过专门的互补校验处理，作为开关量，连同方向元件的判别数据互补校验处理，作为开关量，连同方向元件的判别数据及及CRC校验码等，打包为完整的一帧信息，通过数学通校验码等，打包为完整的一帧信息，通过数学通道，传送给对侧保护装置。道，传送给对侧保护装置。（11）远跳、远传）远跳、远传35/292022-7-28Xian University of Science and Technology同远跳一样，装置也借助数字通道分别传送远传同远跳一样，装置也借助数字通道分别传送远传1和远传和远传2。区别只是在于接收侧收到远传信号后，并不。区别只是在于接收侧收
40、到远传信号后，并不作用于本装置的跳闸出口，而只是如实的将对侧装置作用于本装置的跳闸出口，而只是如实的将对侧装置的开入接点状态反映到对应的开出接点上。的开入接点状态反映到对应的开出接点上。远传远传36/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.2 微机母线保护装置微机母线保护装置本节提到的微机母线保护装置是本节提到的微机母线保护装置是RCS-915AB型，该型，该微机母线保护装置适用于各种电压等级的单母线、单母微机母线保护装置适用于各种电压等级的单母线、单母线分段、双母线等各种主接线方式，母线上允许的线路线分段、双母线等各种主接线
41、方式，母线上允许的线路与元件数最多为与元件数最多为21个（包括母联），并可满足有母联兼个（包括母联），并可满足有母联兼旁路运行方式主接线系统得要求。旁路运行方式主接线系统得要求。保护装置设有：母线差动保护，母联充电保护，母保护装置设有：母线差动保护，母联充电保护，母联死区保护，母联失灵保护，母联过流保护，母联非全联死区保护，母联失灵保护，母联过流保护，母联非全相保护，短路器失灵保护等功能。相保护，短路器失灵保护等功能。7.2.1 保护概述保护概述37/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.2.2装置硬件配置装置硬件配置装置核
42、心部分采用Mortorola公司的32位单片微处理器MC68332，主要完成保护的出口逻辑及后台功能，保护运算采用AD公司的高速数字信号处理（DSP）芯片，使保护装置的数据处理能力大大增强。输入电流、电压首先经隔离互感器传变至二次侧，成为小电压信号分别进入CPU板和管理板。CPU板主要完成保护的逻辑及跳闸出口功能，同时完成事件记录及打印、保护部分的后台通讯及与面板CPU的通讯；管理板内设总起动元件，起动后开放出口继电器的正电源，另外，管理板还具有完整的故障录波功能，录波格式与COMTRADE格式兼容，录波数据可单独串口输出或打印输出。38/292022-7-28Xian University
43、of Science and Technology装置保护板和管理板对每种保护功能都设有起动装置保护板和管理板对每种保护功能都设有起动元件，管理板起动后开放出口正电源。元件，管理板起动后开放出口正电源。7.2.3 装置起动元件装置起动元件7.2.4 母线差动保护母线差动保护母线差动保护由分相式比率差动元件构成。主接母线差动保护由分相式比率差动元件构成。主接线示意如图线示意如图7-22，TA极性要求支路极性要求支路TA同名端在母线同名端在母线侧，母联侧，母联TA同名端在母线同名端在母线1（即（即母）侧。母）侧。*母线1（I）母线2（I I）母联图7-22 母线差保接线 39/292022-7-2
44、8Xian University of Science and Technology电压工频变化量元件。当两端母线任一相电压工频变化电压工频变化量元件。当两端母线任一相电压工频变化量大于门坎量大于门坎(由浮动门坎和固定门坎构成由浮动门坎和固定门坎构成)时，电压工频变化时，电压工频变化量元件动作，其判据为量元件动作，其判据为:差流元件。当任一相差动电流大于差流起动值时差流元差流元件。当任一相差动电流大于差流起动值时差流元件动作，其判据为：件动作，其判据为：其中：其中：为大差动相电流；为大差动相电流；为差动电流起动定值。为差动电流起动定值。母线差动保护电压工频变化量元件或差流元件起动后展母线差动保
45、护电压工频变化量元件或差流元件起动后展宽宽500ms。（1）起动元件）起动元件0.05TNuUU dcdzdIIdIcdzdI40/292022-7-28Xian University of Science and Technology常规比率差动元常规比率差动元件动作判据为：件动作判据为：（2）比率差动元件）比率差动元件动作区jIjjIjIjjIKIcdzdI图 7-23 比例差动元件动作特性曲线cdzdmjjII11mjcdzdjII11mmjjjjIKI为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障为防止在母联开关断开的情况下，弱电源侧母线发生故障时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差
46、比率差动元件的比时大差比率差动元件的灵敏度不够，大差比率差动元件的比率制动系数有高低两个定值。率制动系数有高低两个定值。41/292022-7-28Xian University of Science and Technology工频变化量比率差动元件工频变化量比率差动元件为提高保护抗过度电阻能力，减少保护性能受故障前为提高保护抗过度电阻能力，减少保护性能受故障前系统功角关系的影响，本保护除采用由差流构成的常规比系统功角关系的影响，本保护除采用由差流构成的常规比率差动元件外，还采用工频变化量电流构成了工频变化量率差动元件外，还采用工频变化量电流构成了工频变化量比率差动元件，与制动系数固定值为比
47、率差动元件，与制动系数固定值为0.20.2的常规比率差动的常规比率差动元件配合构成快速差动保护。元件配合构成快速差动保护。其动作判据为：其动作判据为：1mjTcdzdjIDIDI 11mmjjjjIKI42/292022-7-28Xian University of Science and Technology差动保护根据母线上所有连接元件电流采样值计差动保护根据母线上所有连接元件电流采样值计算出大差电流，构成大差比率差动元件，作为差动保算出大差电流，构成大差比率差动元件，作为差动保护的区内故障判别元件。对于分段母线或双母线连接护的区内故障判别元件。对于分段母线或双母线连接方式，根据各连接元件
48、的刀闸位置开入计算出两条母方式，根据各连接元件的刀闸位置开入计算出两条母线的小差电流，构成小差比率差动元件，作为故障母线的小差电流，构成小差比率差动元件，作为故障母线选择元件。线选择元件。另外，装置在比率差动连续动作另外，装置在比率差动连续动作500ms后将退出所后将退出所有的抗饱和措施，仅保留比率差动元件，若其动作仍有的抗饱和措施，仅保留比率差动元件，若其动作仍不返回则跳相应母线。不返回则跳相应母线。（3）故障母线选择元件）故障母线选择元件43/292022-7-28Xian University of Science and Technology TA饱和检测元件一饱和检测元件一采用新型的
49、自适应阻抗加权抗饱和与方法，即利采用新型的自适应阻抗加权抗饱和与方法，即利用电压工频变化量起动元件自适应开放加权算法。用电压工频变化量起动元件自适应开放加权算法。TA饱和检测元件二饱和检测元件二由谐波制动原理构成的由谐波制动原理构成的TA饱和检测元件。这种原饱和检测元件。这种原理利用了理利用了TA饱和时差流波形畸变和每周波存在线性饱和时差流波形畸变和每周波存在线性传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测传变区等特点，根据差流中谐波分量的波形特征检测TA是否发生饱和。是否发生饱和。（4）TA饱和检测元件饱和检测元件44/292022-7-28Xian University of Scien
50、ce and Technology（5）电压闭锁元件）电压闭锁元件其判据为：bsUU003BSUU22bsUU45/292022-7-28Xian University of Science and Technology7.2.5 母联充电保护母联充电保护&0 3001SW2111&1&10 100SW1YB跳母联BSMC母联TWJ两母线均有电压母联IA0.04In母联IB0.04In母联IC0.04In母联IAIchg母联IBIchg母联ICIchgIchg:母联充电保护定值CDBS:母联充电闭锁母 差保护控制字投入SW1:母联充电保护投退控制字SW2:投外部闭锁母差保护控制字YB :母联充
