RCS-901、931、951線路保護介紹中國·南京·南瑞繼保內容介紹裝置硬件介紹保護配置工頻變化量阻抗繼電器以正序電壓作為極化量的阻抗繼電器和電抗繼電器構成的距離保護TV斷線原理振蕩閉鎖原理縱聯方向、縱聯距離保護基本原理單側電源線路上發生短路防止縱聯方向、縱聯距離保護拒動的措施工頻變化量方向繼電器輸電線路電流縱差保護硬件部分硬件部分裝置硬件原理模塊圖硬件方案的特點單片機（總起動元件）與DSP（保護測量）的數據采樣系統在電子電路上完全獨立，只有總起動元件動作才能開放出口繼電器正電源，從而真正保證了任一器件損壞不致于引起保護誤動低通LPF插件工作原理通訊插件24V光耦插件（OPT1）

壓板和其它開入量說明603端子是投檢修態輸入，它的設置是為了防止在保護裝置進行試驗時，有關報告經IEC60870-5-103規約接口向監控系統發送相關信息，而干擾調度系統的正常運行，一般在屏上設置一投檢修態壓板，在裝置檢修時，將該壓板投上，在此期間進行試驗的動作報告不會通過通信口上送，但本地的顯示、打印不受影響；運行時應將該壓板退出。

LFP-901ARCS-901A壓板投主保護（縱聯高頻）投距離保護投零序保護投閉重（勾三壓板）出口壓板有：跳A、B、C、重合閘、一般還有啟動失靈、啟動重合閘等RCS-901A壓板定值

序號定值名稱定值范圍整定值

1

投主保護壓板0，1

2

投距離保護壓板0，1

3

投零序保護壓板0，1

4

投閉重三跳壓板0，1

壓板和其它開入量說明608、609端子是投三重、投縱重，為重合閘方式選擇開入，一般在屏上裝設重合閘的方式選擇切換開關。

注意：重合閘方式開關打在停用位置，僅表明本裝置的重合閘停用，保護仍是選相跳閘。本裝置的重合閘停用還可由整定控制字中“重合閘投入”置“0”實現。要實現線路重合閘停用，即任何故障三跳且不重，則應將“閉重三跳”（610端子）壓板投入。

壓板和其它開入量說明610端子是閉重三跳輸入，其意義是：（1）溝三跳，即單相故障保護也三跳；（2）閉鎖重合閘，如重合閘投入則放電

617、618端子分別為其它保護動作單跳起動重合閘、三跳起動重合閘輸入。這兩個接點要求是瞬動接點，即保護動作返回而返回，單跳起動重合閘可為三相跳閘的或門輸出，任一相跳閘即動作；而三跳起動重合閘則必須為三相跳閘的與門輸出。如果不用本裝置的重合閘或采用位置不對應起動重合閘，則不接這兩個輸入。壓板和其它開入量說明622、623、624端子分別為A、B、C三相的分相跳閘位置繼電器接點（TWJA、TWJB、TWJC）輸入，一般由操作箱提供。位置接點的作用是：（1）重合閘用，不對應起動重合閘，單重方式是否三相跳開；（2）判別線路是否處于非全相運行；（3）TV三相失壓且線路無流時，看開關是否在重合閘位置，若是則經1.25秒報TV斷線。

壓板和其它開入量說明625端子是壓力閉鎖重合閘輸入，僅作用于重合閘，不用本裝置的重合閘時，該端子可不接。

626端子定義為遠跳。627端子定義為遠傳1。628端子定義為遠傳2。

OPT2的開入量說明如果位置接點從操作箱引入，則用OPT1插件的開入，由622、623、624、625端子引入；如由斷路器引入，則分別由703、705、707、709端子引入，OPT1插件的相應端子不接，701端子為外接光耦電源的＋220V/＋110V，707端子為外接光耦電源的－220V/－110V。

OPT2的開入量說明719、721、723端子分別定義為遠跳、遠傳1、遠傳2,當用該插件的端子時相應的626、627、628端子不接。717端子為外接光耦電源的＋220V/＋110V，727端子為外接光耦電源的－220V/－110V。注意：OPT2插件上701端子與717端子、711端子與727端子在插件上不連，若采用其中一組光耦時，另一組光耦的正負電源必須同時接上，否則會報光耦失電而閉鎖保護，接到OPT2插件的開入，就不應再接OPT1插件相應定義的端子，反之亦然。

信號繼電器插件（SIG）

本插件無外部連線，該板主要是將5V的動作信號經三極管轉換為24V信號，從而驅動繼電器。正常運行時，裝置會對所有三極管的出口進行檢查，若有錯則告警并閉鎖保護。本板設置了總起動繼電器，當CPU滿足起動條件，則該繼電器動作，接點閉合，開放出口繼電器的正電源。

繼電器出口1插件（OUT1）

繼電器出口1插件（OUT1）BSJ為裝置故障告警繼電器，其輸出接點BSJ-1、BSJ-2、BSJ-3均為常閉接點，裝置退出運行如裝置失電、內部故障時均閉合。BJJ為裝置異常告警繼電器，其輸出接點BJJ-1、BJJ-2為常開接點，裝置異常如TV斷線、TWJ異常、CT斷線等，仍有保護在運行時，發告警信號，BJJ繼電器動作，接點閉合。XTJ、XHJ分別為跳閘和重合閘信號磁保持繼電器，保護跳閘時XTJ繼電器動作并保持，重合閘時XHJ繼電器動作并保持，需按信號復歸按鈕或由通信口發遠方信號復歸命令才返回。繼電器出口1插件（OUT1）FB、FC繼電器為遠傳繼電器。FB定義為遠傳1，FC定義為遠傳2，FA暫不定義。裝置給出兩組接點，可分別給兩套遠方起動跳閘裝置。TJ繼電器為保護跳閘時動作（單跳和三跳該繼電器均動作），保護動作返回時，該繼電器也返回，其接點可接至另一套裝置的單跳起動重合閘輸入。TJABC繼電器為保護發三跳命令時動作，保護動作返回該繼電器也返回，其接點可接至另一套裝置的三跳起動重合閘輸入。BCJ繼電器為閉鎖重合閘繼電器，當本保護動作跳閘同時滿足了設定的閉重條件時，BCJ繼電器動作，例如設置相間距離Ⅱ段閉重，則當相間距離Ⅱ段動作跳閘時，BCJ繼電器動作。BCJ繼電器一旦動作，則直至整組復歸返回。TJ、TJABC、BCJ繼電器各有三組接點輸出，供其它裝置使用。

繼電器出口2插件（OUT2）

繼電器出口2插件（OUT2）該插件輸出5組跳閘出口接點和3組重合閘出口接點，均為瞬動接點；用第一組跳閘和第一組合閘接點去接操作箱的跳合線圈，其它供作遠動信號、故障錄波起動、失靈用。如果需跳兩個開關，則用第二組跳閘接點去跳第二個開關。

一般而言，上述的跳合閘輸出接點是夠用的，如果不夠，則可在OUT2的右側插入與OUT2同樣的插件，則可擴展一倍的輸出接點。保護配置型號主要功能縱聯保護后備保護重合閘RCS-901工頻變化量方向和零序方向工頻變化量距離三段式相間和接地距離二段零序方向過流(A型)四段零序方向過流(B型)零序反時限過流（D型）單重三重綜重RCS-931光纖分相電流差動工頻變化量繼電器的理論基礎重疊原理的應用工頻變化量繼電器的基本關系式正向短路基本關系式工頻變化量繼電器的基本關系式反向短路基本關系式工頻變化量阻抗繼電器的構成用于構成快速的距離Ⅰ段其動作方程為：為保護范圍末端電壓,上式代表保護范圍末端電壓變化量大于時繼電器動作,否則不動作。對相間阻抗繼電器對接地阻抗繼電器為動作門檻，取故障前工作電壓的記憶量。工頻變化量阻抗繼電器工作原理正向短路正向區內短路正向區外短路工頻變化量阻抗繼電器工作原理工頻變化量阻抗繼電器動作方程為:用代替故動作方程為:工頻變化量方向繼電器(RCS-901)

工頻變化量方向繼電器測量電壓、電流故障分量的相位。正方向元件的測量相角為：反方向元件的測量相角為：動作方程為：工頻變化量方向繼電器特點⒈在RCS-901中構成縱聯方向保護。

⒉測量的角度與故障類型無關，與運行方式無關，只與故障方向有關。即使非全相運行，該性能也不變。在負荷端方向繼電器動作行為也正確。⒊測量的角度只與短路方向相反一側的電源等值阻抗的阻抗角有關。因而與過渡電阻大小無關。與負荷電流大小無關。⒋不反映系統振蕩，靈敏度高。因而用它構成的縱聯保護可始終投入，而不是僅投入20-30ms⒌正、反方向元件相配合，提高安全性⒍適用于串補線路⒎動作速度5～10ms三段式距離保護阻抗繼電器由正序電壓極化，因而對不對稱短路有較大的保護過渡電阻的能力；接地阻抗繼電器相間阻抗繼電器低壓距離當正序電壓下降至10%以下時，進入三相低壓程序，由正序電壓的記憶量極化三段式阻抗繼電器的構成用正序電壓作極化量

工作電壓：

極化電壓：動作方程：

相間阻抗繼電器：接地阻抗繼電器：

三段式阻抗繼電器動作特性

正向不對稱故障動作特性三段式阻抗繼電器動作特性

對稱故障穩態動作特性三段式阻抗繼電器動作特性

反向不對稱故障動作特性三段式阻抗繼電器當用于短線路時,為了進一步擴大保護過渡電阻的能力,還可將Ⅰ、Ⅱ段阻抗特性向+R方向偏移;為防止阻抗繼電器在區外短路時超越,再加一個電抗繼電器。兩個繼電器構成邏輯‘與’的關系。與接地阻抗繼電器配合的叫零序電抗繼電器,與相間阻抗繼電器配合的叫相間電抗繼電器。TV斷線對距離保護的影響由于電流起動元件未起動，保護不會誤動。將TV斷線檢測出來后

①發TV斷線信號②閉鎖距離保護以避免在TV斷線期間發生區外故障時保護誤動。RCS-900保護TV斷線閉鎖原理⑴

，且起動元件不動作，延時1.25秒發斷線信號。⑵，，且起動元件不動作，使用線路TV，TWJ不動或任一相電流滿足時，延時1.25秒發斷線信號。⑶，，且起動元件不動作，使用母線TV,延時1.25秒發斷線信號?？v聯方向保護基本原理高頻通道兩種連接方式光纖通道六種連接方式光纖通道的六種連接方式幾個原則1、先收訊后停訊的原則

區外故障，為防止起動元件(發訊)與正方向元件動作時間的不配合而誤動作，特別是遠端保護，需要近端的發訊信號閉鎖，總結了多年運行經驗，規定必須先收到信號10ms才允許正方向停訊2、遠方起動

在區外故障，由于某種原因，靠近故障側的起動元件萬一不能動作(如元器件損壞)，為了防止正方向誤動作，發信機除了由起動元件啟動外，還可由收信機的輸出來啟動。這樣在外部故障時即使只有一側的起動元件啟動，另一側接收到遠方傳來的信號后也可將發信機啟動起來，故稱為遠方啟動。發信機由收信機啟動形成閉環。帶來的問題是在單側電源線路發生內部故障時若受電側被遠方啟動可能不能停信，保護會拒動。

閉鎖式縱聯保護功率倒方向解決的辦法是啟動元件動作或收信機收信后經過一段時間（大于本保護的動作時間，小于相鄰線斷路器的跳閘時間）后尚未判為內部故障，就認為是外部故障，于是將保護閉鎖一段時間，以避開兩側方向元件可能都處于動作狀態的時間，見上圖。此方法的缺點是如果緊接著發生內部故障則保護的動作稍有延遲，不過延時很短，是可容忍的。單側電源線路上發生短路縱聯方向、縱聯距離保護拒動的原因(以閉鎖式為例)如果負荷側起動元件未起動,則將由遠方起信起動發信,閉鎖了電源側的縱聯保護如果負荷側起動元件起動的話,則由于方向元件或阻抗元件不動作而不能停信。閉鎖了電源側的縱聯保護光纖電流縱差保護原理以母線流向被保護線路方向為正方向動作電流(差動電流)為:制動電流為:動作電流與制動電流對應的工作點位于比率制動特性曲線上方，繼電器動作。

輸電線路電流縱差保護原理線路內部短路動作電流:

制動電流:因為繼電器動作。凡是在線路內部有流出的電流，都成為動作電流。

輸電線路電流縱差保護原理線路外部短路

動作電流:制動電流:因為繼電器不動。凡是穿越性的電流不產生動作電流，只產生制動電流。輸電線路電流縱差保護的主要問題⑴電容電流的影響電容電流是從線路內部流出的電流，因此它構成動作電流。由于負荷電流是穿越性的電流，它只產生制動電流。所以線路投運空載合閘和區外故障切除時，由于高頻分量電容電流與工頻電容電流疊加使電容電流增大很多，最容易造成保護誤動?？蛰d運行時，負荷電流是零只有動作電流（電容電流），也要防止保護誤動。解決方法：①提高起動電流定值但這將降低內部短路的靈敏度。②必要時進行電容電流補償。③在軟、硬件設計中濾除高頻分量電流。輸電線路電流縱差保護的主要問題⑵重負荷情況下線路內部經高電阻接地短路，靈敏度可能不夠。負荷電流是穿越性的電流，它只產生制動電流而不產生動作電流。經高電阻短路，短路電流很小，因此動作電流很小因而靈敏度可能不夠。解決方法：采用工頻變化量比率差動繼電器和零序差動繼電器輸電線路電流縱差保護的主要問題⑶TA斷線，差動保護會誤動。為了在單側電源線路內部短路時電流縱差保護能夠動作，因此差動繼電器在動作電流等于制動電流時應能保證動作。這樣在一側TA斷線時差動保護會誤動。解決方法：采取措施防止TA斷線時差動繼電器誤動。輸電線路電流縱差保護的主要問題

⑷

由于兩側TA暫態特性和飽和程度的差異、二次回路時間常數的差異在區外故障或區外故障切除時出現差動電流（動作電流），容易造成差動繼電器誤動。解決方法：提高比率制動特性的起動電流和制動系數。在制動量上增加浮動門檻。輸電線路電流縱差保護的主要問題⑸兩側采樣不同步，造成不平衡電流的加大。線路縱差保護與主設備保護中用的縱差保護不同，線路縱差保護兩側電流是由不同裝置采樣的。兩側電流采樣時間不一致，使動作電流不是同一時刻的兩側電流的相量和，最大的誤差是相隔一個采樣周期（931保護是0.833ms,折合工頻電角度為）。這將加大區外故障時的不平衡電流。

931保護中差動繼電器的種類和特點工頻變化量分相差動繼電器的構成動作電流:制動電流:取為定值單中‘差動電流高定值’、4倍實測電容電流和中的最大值。由于大于電容電流,依靠定值躲電容電流影響.

931保護中差動繼電器的種類和特點工頻變化量差動繼電器的特點不受負荷電流的影響。因此負荷電流不會產生制動電流。受過渡電阻的影響也較小。在單側電源線路上發生短路，只要短路前有負荷電流，短路后無電源側的工頻變化量電流也會形成動作電流。由于上述原因該繼電器很靈敏。提高了重負荷線路上發生經高電阻短路時的靈敏度。931保護中差動繼電器的種類和特點穩態Ⅰ段分相差動繼電器的構成動作電流:

制動電流:

取為定值單中‘差動電流高定值’、4倍實測電容電流和中的最大值。依靠定值躲電容電流。931保護中差動繼電器的種類和特點穩態Ⅱ段分相差動繼電器的構成動作電流:

制動電流:

取為定值單中‘差動電流低定值’、1.5倍實測電容電流和中的最大值。依靠定值躲電容電流。經40ms延時動作。931保護中差動繼電器的種類和特點零序差動繼電器的構成動作電流:

制動電流:

為定值單中‘零序起動電流定值’。經100ms延時動作。

零序差動繼電器本身無選相功能，所以再另外用穩態分相差動繼電器選相。兩者構成‘與’門。

931保護中差動繼電器的種類和特點

零序差動繼電器的特點由于不反應負荷電流，所以負荷電流不產生制動電流。受過渡電阻的影響較小。因此在重負荷線路上發生經高電阻短路時靈敏度較高。931保護中差動繼電器的種類和特點與零序差動繼電器配合使用作為選相用的穩態分相差動繼電器的構成動作電流為經過電容電流補償后的差動電流。制動電流

為、0.6倍實測電容電流和中的最大值。制動系數僅取為0.15。931保護中差動繼電器的種類和特點選相用穩態分相差動繼電器特點由于值和制動系數值都取得很小，所以該繼電器很靈敏。不會影響零序差動繼電器的靈敏度。由于比電容電流小，故動作電流要經電容電流補償。三種連接方式 在64kb/s通信接口的條件下，實現了每周12點采樣數據的傳輸，而其他差動保護每周僅傳輸4～6點。每周12點的采樣數據保證了差動繼電器工作的正確性和工頻變化量差動繼電器的實現。 在2Mb/s通信接口的條件下，實現了每周24點采樣數據的傳輸及差動計算。采樣數據的傳輸防止TA斷線誤動的措施差動保護部分的計算，包括:差動繼電器的計算、邏輯程序和出口程序都在‘故障計算程序’中進行。也可以說只有起動元件起動后才投入差動保護。起動元件如果不起動，在正常運行程序中差動保護根本沒有計算，相當于差動保護沒有投入。防止TA斷線誤動的措施防止TA斷線誤動的措施是：只有在兩側起動元件均起動，兩側差動繼電器都動作的條件下才能發出跳閘命令。為此，每一側差動繼電器動作后都要向對側發一個允許信號。差動保護要發跳閘命令必須滿足如下條件:①本側起動元件起動②本側差動繼電器動作③收到對側‘差動動作’的允許信號這樣當一側TA斷線，由于電流有突變或者有‘零序電流’，起動元件可能起動，差動繼電器也可能動作。但對側沒有斷線，起動元件沒有起動。差動繼電器沒有進行計算，不能向本側發‘差動動作’的允許信號。所以本側不誤動。

系統圖

斷線側

非斷線側

‘長期有差流’的裝置異常信號在TA斷線時應發‘長期有差流’的裝置異常信號。為此在

主程序中加一個有壓差流元件。該差流元件就用選相用的穩態分相差動繼電器，該繼電器十分靈敏?？捎行У貦z測出出現差電流的異常情況。有壓差流元件的動作條件:①差流元件動作②差流元件的動作相或動作相間電壓、上兩條件‘與’門經10秒延時發‘長期有差流’信號。第一個條件說明有差電流，第二個條件說明系統無故障，滿足這兩個條件說明可能是TA斷線，也可能是電流的數據采集通道有故障。

‘長期有差流’的裝置異常信號在TA斷線側，在主程序中有壓差流元件動作，10秒后發‘長期有差流’信號。在TA未斷線側，在主程序中10秒后也可發出‘長期有差流’信號。‘長期有差流’的裝置異常信號

裝置發了‘長期有差流’的信號后如果‘TA斷線閉鎖差動’控制字則閉鎖差動保護。以防止TA斷線期間其它線路短路時誤動。如果‘TA斷線閉鎖差動’控制字則不閉鎖差動保護。但是將差動繼電器的定值抬高到‘TA斷線差流定值’。該定值應按躲相鄰線路短路時流過本線路的最大短路電流整定。RCS-951RCS-951包括完整的三段相間距離保護、四段可選相間低電壓和/或方向閉鎖的過流保護、低周保護；裝置配有三相一次重合閘功能、過負荷告警功能、頻率跟蹤采樣功能；裝置還帶有跳合閘操作回路以及交流電壓切換回路。此外，B型還包括以縱聯相間距離為主體的快速主保護；G型還配有兩段接地距離保護和一點接地告警功能，接地距離保護、過流Ⅰ、Ⅱ段保護可分別通過控制字“接地Z兩相跳閘”“流ⅠⅡ兩相跳閘”選擇2/3幾率跳閘方式。

接地距離繼電器（只用于G型保護裝置）

Ip>0.5Ipmax

否則300ms跳閘

接地距離Ⅰ、Ⅱ段均經零序電流閉鎖

“接地Z兩相跳閘”置“1”，即接地距離采用2/3幾率跳閘方式

輻射型網絡保護配置不對稱相繼速動保護

當線路末端不對稱故障時，N側Ⅰ段動作快速切除故障，由于三相跳閘，非故障相電流同時被切除，M側保護測量到任一相負荷電流突然消失，而Ⅱ段距離元件連續動作不返回時，將M側開關不經Ⅱ段延時即跳閘，將故障切除。雙回線相繼速動保護

兩條線路中的Ⅲ段相間距離元件動作或其它保護跳閘時，輸出FXJ信號分別閉鎖另一回線Ⅱ段相繼速跳元件,

相間距離Ⅱ段繼電器動作，且收到鄰線來的FXJ信號，其后FXJ信號消失，Ⅱ段相間距離繼電器經短延時跳閘。對于這種情況，本保護中設置了“負荷側”控制字置“1”時，若滿足：相間距離Ⅱ段繼電器動作且收不到鄰線來的FXJ信號；在起動后50～250ms內的最大相電流大于起動25ms時的最大相電流的4倍；同時相鄰線有電流，則Ⅱ段相間距離繼電器經延時跳閘。

低周保護

當三相均有流，系統頻率低于整定值，且無低電壓閉鎖和滑差閉鎖時，經整定延時，低周保護動作，低電壓以相間電壓為判據。光纖通道的調試詳盡的打印報告一次完整的動作報告包括以下內容動作事件報告。裝置起動時的開入量。裝置起動過程中自檢和開入