RCS-991过负荷联切装置介绍.ppt

南京南瑞继保电气有限公司南京南瑞继保电气有限公司20112011年年0101月月 青海青海 西宁西宁RCS-991RCS-991过负荷联切装置介绍过负荷联切装置介绍设备过负荷及其控制设备过负荷及其控制Ø线路或变压器等设备允许长时间流过的电流值称为安全电流，如果设线路或变压器等设备允许长时间流过的电流值称为安全电流，如果设备实际流过的电流超过其安全电流则出现过负荷现象设备的过负荷备实际流过的电流超过其安全电流则出现过负荷现象设备的过负荷属于热稳定问题一般来说，电力设备都有一定过负荷能力，设备允属于热稳定问题一般来说，电力设备都有一定过负荷能力，设备允许过负荷的时间与过载的倍数、环境温度、风速、日照等因素有关，许过负荷的时间与过载的倍数、环境温度、风速、日照等因素有关，过载倍数小允许时间较长，过载倍数越大，允许的时间越短，具有反过载倍数小允许时间较长，过载倍数越大，允许的时间越短，具有反时限特性输电回路中串接多种设备时限特性输电回路中串接多种设备( (导线、金具、阻波器、电流互导线、金具、阻波器、电流互感器、开关、刀闸等）感器、开关、刀闸等），，输送电流受允许电流最小设备的限制。

输送电流受允许电流最小设备的限制Ø设备过负荷如果处理不及时则可能导致严重后果：设备过负荷如果处理不及时则可能导致严重后果：（（1 1）设备因过热而损坏，导线变形，弛度增加，甚至线路烧断、变压器）设备因过热而损坏，导线变形，弛度增加，甚至线路烧断、变压器烧毁2 2）线路因弧垂增加与下方物体（线路、树木）发生短路，导致线路跳）线路因弧垂增加与下方物体（线路、树木）发生短路，导致线路跳闸，引起与之平行的线路更严重的过载闸，引起与之平行的线路更严重的过载3 3）引发电力系统连锁反应，出现大面积停电事故从）引发电力系统连锁反应，出现大面积停电事故从19651965年年1111月美国月美国东北部大停电到东北部大停电到20052005年莫斯科大停电，很多次事故都是由于线路过负年莫斯科大停电，很多次事故都是由于线路过负荷引起的荷引起的设备过负荷的原因设备过负荷的原因线路与主变过负荷分为两类：突然过负荷与缓慢过负荷缓慢过负线路与主变过负荷分为两类：突然过负荷与缓慢过负荷缓慢过负荷是由负荷的增长引起的荷是由负荷的增长引起的Ø引起线路突然过负荷的原因有：引起线路突然过负荷的原因有：（（1 1）平行线中一回线突然跳闸；）平行线中一回线突然跳闸；（（2 2）电磁环网高压侧线跳闸潮流向低压侧转移；环网系统在不平衡）电磁环网高压侧线跳闸潮流向低压侧转移；环网系统在不平衡点解开；点解开；（（3 3）突然失去大电源，引起潮流重新分布；）突然失去大电源，引起潮流重新分布；（（4 4）线路突然跳闸后潮流重新分布引起某些线路过负荷。

线路突然跳闸后潮流重新分布引起某些线路过负荷Ø 引起变压器突然过负荷的原因有：引起变压器突然过负荷的原因有：（（1 1）并联变压器一台跳闸，引起另一台过负荷；）并联变压器一台跳闸，引起另一台过负荷；（（2 2）电磁环网高压侧线路跳闸潮流向低压侧转移电磁环网高压侧线路跳闸潮流向低压侧转移 缓慢过负荷因过载倍数低、允许时间长，可通过调度员调整系统状缓慢过负荷因过载倍数低、允许时间长，可通过调度员调整系统状态予以消除（一般态予以消除（一般1515分钟以上）；突然过负荷一般过载倍数大，允分钟以上）；突然过负荷一般过载倍数大，允许时间短，需要采取过负荷控制来解决许时间短，需要采取过负荷控制来解决影响导线载流量的边界条件影响导线载流量的边界条件分为外界环境条件分为外界环境条件（如风速、日照强度、环境温（如风速、日照强度、环境温度等，这是由输电线路所处的自然条件有关）及度等，这是由输电线路所处的自然条件有关）及与导与导线本身有关的条件线本身有关的条件（如导线的吸热系数、辐射系数、（如导线的吸热系数、辐射系数、导线允许温度、导线直径等）导线的吸热、辐射系导线允许温度、导线直径等）导线的吸热、辐射系数综合影响载流量是不大的，当导线直径（截面）一数综合影响载流量是不大的，当导线直径（截面）一定时，导线允许温度和边境条件的取值就成为影响载定时，导线允许温度和边境条件的取值就成为影响载流量的主要因素。

流量的主要因素 ØRCS-991ARCS-991A（带旁路）（带旁路）ØRCS-991ARCS-991A（不带旁路）（不带旁路）ØRCS-991ERCS-991E（带旁路）（带旁路）ØRCS-991ERCS-991E（不带旁路）（不带旁路）等等型号众多，是一个开放的平台等等型号众多，是一个开放的平台RCS-991RCS-991主要型号主要型号RCS-991RCS-991系列硬件系列硬件RCS-991RCS-991系列硬件系列硬件RCS-991RCS-991系列硬件系列硬件RCS-991RCS-991系列硬件系列硬件RCS-991RCS-991系列硬件系列硬件交流输入变换插件（交流输入变换插件（ACAC））Ua1Ua1、、Ub1Ub1、、Uc1Uc1分别为分别为1 1段母线三相电压输入，二次额定电压为段母线三相电压输入，二次额定电压为57.74V57.74VUa2Ua2、、Ub2Ub2、、Uc2Uc2分别为分别为2 2段母线三相电压输入，二次额定电压为段母线三相电压输入，二次额定电压为57.74V57.74VIa1Ia1、、Ic1Ic1，分别为主变，分别为主变1 1两相电流输入。

两相电流输入Ia2Ia2、、Ic2 Ic2 ，分别为主变，分别为主变2 2两相电流输入两相电流输入Ia3Ia3、、Ic3 Ic3 ，分别为主变，分别为主变3 3两相电流输入两相电流输入RCS-991装置交流量输入装置交流量输入电气量的测量方法电气量的测量方法: : 装置对输入的交流电压、电流进行采样，采样周期为装置对输入的交流电压、电流进行采样，采样周期为0.833ms0.833ms，即一个工频，即一个工频周期采样周期采样2424点装置分别采用以下算法计算出电压有效值、电流有效值、三相点装置分别采用以下算法计算出电压有效值、电流有效值、三相有功功率值、频率值有功功率值、频率值 （（1 1）电压、电流有效值采用全波付氏算）电压、电流有效值采用全波付氏算 （（2 2）三相有功功率的算法为）三相有功功率的算法为 MWMW 装置测量计算出的三相有功功率为一次值（单位：装置测量计算出的三相有功功率为一次值（单位：MWMW）。

说明：说明： Ø功率方向以母线流向线路为正对于主变以高压侧母线流向变压器为正功率方向以母线流向线路为正对于主变以高压侧母线流向变压器为正方向 Ø当装置检测到一段母线当装置检测到一段母线TVTV断线时将功率计算元件输入电压自动切换到另断线时将功率计算元件输入电压自动切换到另一段母线电压一段母线电压 RCS-991RCS-991装置交流量计算装置交流量计算Ø灵活的出口组态灵活的出口组态 RCS-991RCS-991装置一般配置装置一般配置1414组跳闸出口，其中组跳闸出口，其中8 8组中每组组中每组具有具有4 4付接点；其它付接点；其它6 6组中每组具有组中每组具有2 2付接点一般配置可付接点一般配置可切除切除2222条负荷线路条负荷线路 RCS-991ERCS-991E装置一般配置装置一般配置3636组跳闸出口，其中组跳闸出口，其中7 7组中每组中每组具有组具有4 4付接点；一组具有付接点；一组具有6 6付接点；其它付接点；其它2828组中每组具组中每组具有有2 2付接点一般配置可切除付接点一般配置可切除4545条负荷线路条负荷线路 装置的跳闸出口可通过软件灵活地设定到各个控制元装置的跳闸出口可通过软件灵活地设定到各个控制元件的相应轮次。

件的相应轮次 RCS-991装置出口继电器输出装置出口继电器输出出口组态示意图出口组态示意图RCS-991ARCS-991A基本原理基本原理过载报警元件过载报警元件: 装置设计了装置设计了3个独立的过载报警元件：个独立的过载报警元件： Imaxi ≥ Ibjzdi t ≥ Tbjzdiü对于每个报警元件，同时满足以上对于每个报警元件，同时满足以上2式则元件动作式则元件动作ü上式中，上式中，i取取1、、2、、3üImaxi为每台变压器为每台变压器A、、C相电流中的最大值，相电流中的最大值，Ibjzdi 为为过载报警电流整定值过载报警电流整定值üt为时间计数器为时间计数器ü电流低于整定值后，报警元件延时电流低于整定值后，报警元件延时Tbjzdi自动返回自动返回 RCS-991ARCS-991A基本原理基本原理起动元件起动元件 :针对针对3台变压器，装置设计了台变压器，装置设计了3个独立的起动元件个独立的起动元件: Imaxi ≥ Iqdzdi Pi ≥ Pzdi t ≥ 50msü 对于每个起动元件，同时满足以上对于每个起动元件，同时满足以上3式则起动元件动作。

式则起动元件动作ü 上式中，上式中，i取取1、、2、、3ü Imaxi为每台变压器为每台变压器A、、C相电流中的最大值，相电流中的最大值，Iqdzdi 为为起动电流值，取起动电流值，取5级过载电流整定值中的最小值的级过载电流整定值中的最小值的0.97倍ü Pi为实时有功功率，为实时有功功率，Pzdi为功率起动整定值为功率起动整定值t为时间计为时间计数器RCS-991ARCS-991A基本原理基本原理过载联切工作原理过载联切工作原理: 在充分保证变压器安全运行的前提下，为了将负荷损在充分保证变压器安全运行的前提下，为了将负荷损失控制到最小的范围，将过负荷联切的动作分为失控制到最小的范围，将过负荷联切的动作分为5级，级，总共驱动总共驱动8轮出口继电器任一级过负荷联切动作后轮出口继电器任一级过负荷联切动作后都可以顺序从第都可以顺序从第1轮到第轮到第8轮驱动出口继电器，直至本轮驱动出口继电器，直至本级电流返回，这样能够保证切除的负荷量最少各轮级电流返回，这样能够保证切除的负荷量最少各轮之间的间隔时间可以灵活整定之间的间隔时间可以灵活整定RCS-991ARCS-991A基本原理基本原理 3台主变的台主变的5级过载联切元件的动作电流和动作级过载联切元件的动作电流和动作延时可灵活整定。

动作延时最长可整定为延时可灵活整定动作延时最长可整定为3000分分（（50小时）装置设计了装置设计了3台主变的过载联切投退压板开入，每台主台主变的过载联切投退压板开入，每台主变的各级过载联切元件也可通过整定控制字分别投退变的各级过载联切元件也可通过整定控制字分别投退RCS-991ERCS-991E装置（装置（3 3台主变工程）台主变工程） RCS-991ERCS-991E装置（装置（3 3台主变工程）台主变工程）过载报警条件：过载报警条件：装置设计了装置设计了3 3个独立的过载报警元件：个独立的过载报警元件： ImaxiImaxi ≥ ≥ IbjzdiIbjzdi t ≥ t ≥ TbjzdiTbjzdi对于每个报警元件，同时满足以上对于每个报警元件，同时满足以上2 2式则元件动作式则元件动作上式中，上式中，i i取取1 1、、2 2、、3 3ImaxiImaxi为每台变压器为每台变压器A A、、C C相电流中的最大值，相电流中的最大值，IbjzdiIbjzdi 为过载报警电流整定值为过载报警电流整定值t t为时间计数器电流低于整定值后，报警延时为时间计数器。

电流低于整定值后，报警延时TbjzdiTbjzdi自动返回自动返回注：若不需要过载报警功能，则可将电流整定值整定至最大值注：若不需要过载报警功能，则可将电流整定值整定至最大值（（30000A30000A） RCS-991ERCS-991E装置（装置（3 3台主变工程）台主变工程）起动条件：起动条件：针对针对3 3台变压器，装置设计了台变压器，装置设计了3 3个独立的起动元件个独立的起动元件: : ImaxiImaxi ≥ ≥ IqdzdiIqdzdi Pi ≥ Pi ≥ PzdiPzdi t ≥ 50ms t ≥ 50msü对于每个起动元件，同时满足以上对于每个起动元件，同时满足以上3 3式则起动元件动作式则起动元件动作ü上式中，上式中，I I取取1 1、、2 2、、3 3üImaxiImaxi为每台变压器为每台变压器A A、、C C相电流中的最大值，相电流中的最大值，IqdzdiIqdzdi 为起动电流值，为起动电流值，取取4 4级过载电流整定值中的最小值的级过载电流整定值中的最小值的0.90.9倍üPiPi为实时有功功为实时有功功 率，率，PzdiPzdi为功率起动整定值。

为功率起动整定值t t为时间计数器为时间计数器 注：注：PiPi为实时有功功率，若不用功率判据请将功率启动定值整定为为实时有功功率，若不用功率判据请将功率启动定值整定为0 0即可即可RCS-991ERCS-991E装置（装置（3 3台主变工程）台主变工程）Ø在充分保证变压器安全运行的前提下，为了将负荷损失在充分保证变压器安全运行的前提下，为了将负荷损失控制到最小的范围，将过负荷联切的动作分为控制到最小的范围，将过负荷联切的动作分为4 4级，总级，总共可驱动共可驱动1515轮出口继电器各轮之间的间隔时间可以灵轮出口继电器各轮之间的间隔时间可以灵活整定Ø3 3台主变的台主变的4 4级过载联切元件的动作电流和动作延时可灵级过载联切元件的动作电流和动作延时可灵活整定动作延时最长可整定为活整定动作延时最长可整定为30003000分（分（5050小时）Ø装置设计了装置设计了3 3台主变的过载联切投退压板开入，每台主台主变的过载联切投退压板开入，每台主变的各级过载联切元件也可通过整定控制字分别投退变的各级过载联切元件也可通过整定控制字分别投退RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案 Ø三个母联开关位置按照现场情况选接；三个母联开关位置按照现场情况选接；Ø过载按单元考虑每单元分独立五轮过载按单元考虑每单元分独立五轮1 1单元轮次单元轮次2 2单元轮次单元轮次3 3单元轮次单元轮次第一轮第一轮1 1第一轮第一轮2 2第一轮第一轮3 3第二轮第二轮1 1第二轮第二轮2 2第二轮第二轮3 3第三轮第三轮1 1第三轮第三轮2 2第三轮第三轮3 3第四轮第四轮1 1第四轮第四轮2 2第四轮第四轮3 3第五轮第五轮1 1第五轮第五轮2 2第五轮第五轮3 3RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案（（1 1）假设三台主变低压侧）假设三台主变低压侧母联或分段开关位置在分位时母联或分段开关位置在分位时Ø单元单元1 1过载时切负荷顺序为：过载时切负荷顺序为：““第一轮第一轮1→1→第二轮第二轮1→1→第三轮第三轮1→1→第四轮第四轮1→1→第五轮第五轮1”1”Ø单元单元2 2过载时切负荷顺序为：过载时切负荷顺序为：““第一轮第一轮2→2→第二轮第二轮2→2→第三轮第三轮2→2→第四轮第四轮2→2→第五轮第五轮2”2”Ø单元单元3 3过载时切负荷顺序为：过载时切负荷顺序为：““第一轮第一轮3→3→第二轮第二轮3→3→第三轮第三轮3→3→第四轮第四轮3→3→第五轮第五轮3”3”RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案（（2 2）当仅有一个合位在时）当仅有一个合位在时当母联或分段开关位置当母联或分段开关位置TWJ13 /TWJ23TWJ13 /TWJ23都为都为1 1时，时，Ø单元单元1 1、、2 2过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为：““第一轮第一轮1→1→第一轮第一轮2→2→第二轮第二轮1→1→第二轮第二轮2→2→第三轮第三轮1→1→第三轮第三轮2→2→第四轮第四轮1→1→第四轮第四轮2→2→第五轮第五轮1→1→第五轮第五轮2”2”Ø单元单元3 3过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为：““第一轮第一轮3→3→第二轮第二轮3→3→第三轮第三轮3→3→第四轮第四轮3→3→第五轮第五轮3”3”RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案（（2 2）当仅有一个合位在时）当仅有一个合位在时当母联或分段开关位置当母联或分段开关位置TWJ12/TWJ13TWJ12/TWJ13都为都为1 1时，时，Ø单元单元2 2、、3 3过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为：““第一轮第一轮2→2→第一轮第一轮3→3→第二轮第二轮2→2→第二轮第二轮3→3→第三轮第三轮2→2→第三第三轮轮3→3→第四轮第四轮2→2→第四轮第四轮3→3→第五轮第五轮2→2→第五轮第五轮3”3”Ø单元单元1 1过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为：““第一轮第一轮1→1→第二轮第二轮1→1→第三轮第三轮1→1→第四轮第四轮1→1→第五轮第五轮1” 1” RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案（（2 2）当仅有一个合位在时）当仅有一个合位在时当母联或分段开关位置当母联或分段开关位置TWJ12/TWJ23TWJ12/TWJ23都为都为1 1时，时，Ø单元单元1 1、、3 3过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为：““第一轮第一轮1→1→第一轮第一轮3→3→第二轮第二轮1→1→第二轮第二轮3→3→第三轮第三轮1→1→第三第三轮轮3→3→第四轮第四轮1→1→第四轮第四轮3→3→第五轮第五轮1→1→第五轮第五轮3”3”Ø单元单元2 2过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为： “ “第一轮第一轮2→2→第二轮第二轮2→2→第三轮第三轮2→2→第四轮第四轮2→2→第五轮第五轮2” 2” RCS-991ERCS-991E（（3 3台主变工程）过载联切负荷方案台主变工程）过载联切负荷方案（（3 3）当仅有一个跳位为）当仅有一个跳位为1 1时时Ø单元单元1 1、、2 2、、3 3过载过载时切负荷顺序为：时切负荷顺序为： “ “第一轮第一轮1→1→第一轮第一轮2→2→第一轮第一轮3→3→第二轮第二轮1→1→第二轮第二轮2→2→第第二轮二轮3→3→第三轮第三轮1→1→第三轮第三轮2→2→第三轮第三轮3→3→第四轮第四轮1→1→第四轮第四轮2→2→第四轮第四轮3→3→第五轮第五轮1→1→第五轮第五轮2→2→第五轮第五轮3”3”Ø 为使装置在旁路代路或撤销旁路代路过程中过载联切功能依然有效，为使装置在旁路代路或撤销旁路代路过程中过载联切功能依然有效，在该过程中装置取相应和电流作为联切元件的输入量，直至过程结束，在该过程中装置取相应和电流作为联切元件的输入量，直至过程结束，装置再单取旁路电流或线路电流作为输入量。

为此装置设计了一个装置再单取旁路电流或线路电流作为输入量为此装置设计了一个““无流定值（无流定值（0.06In0.06In））””，以旁代线路，以旁代线路1 1过程为例，投入过程为例，投入““旁代线路旁代线路1”1”压板后装置开始取线路压板后装置开始取线路1 1电流＋旁路电流作为线路电流＋旁路电流作为线路1 1过载联切元件的输过载联切元件的输入量，若此后线路入量，若此后线路1 1电流降低至电流降低至““无流定值（无流定值（0.06In0.06In））””””以下，则以下，则认为线路认为线路1 1开关已分，过程结束，装置开始取旁路电流作为线路开关已分，过程结束，装置开始取旁路电流作为线路1 1过载过载联切元件的输入量其它过程与此类似联切元件的输入量其它过程与此类似Ø若用户若无需旁路代路或撤销旁路代路过程中过载联切功能依然有效，若用户若无需旁路代路或撤销旁路代路过程中过载联切功能依然有效，则可将则可将““无流定值无流定值””整定为最大值：整定为最大值：30000A30000A此时，一旦此时，一旦““旁代线路旁代线路1”1”投入，装置立即取旁路电流作为线路投入，装置立即取旁路电流作为线路1 1过载联切元件的输入量；一过载联切元件的输入量；一旦旦““旁代线路旁代线路1”1”退出，装置立即取线路退出，装置立即取线路1 1电流作为线路电流作为线路1 1过载联切元过载联切元件的输入量。

件的输入量RCS-991具备旁代功能版本具备旁代功能版本RCS-991RCS-991旁路代路过程及其对策旁路代路过程及其对策 Ø对于对于2 2条线路条线路+1+1条旁路模式，装置设计了条旁路模式，装置设计了““旁代线路旁代线路1”1”和和““旁代线路旁代线路2”2”压板开入压板开入 以旁代线路以旁代线路1 1为例：为例： 旁路代路过程应严格按以下步骤操作：旁路代路过程应严格按以下步骤操作： 投入投入““旁代线路旁代线路1”1”压板压板( (过程开始过程开始) →) →合旁路开关合旁路开关 → →分线路分线路1 1开关开关( (过过程结束程结束) )；； 撤销旁路代路应严格按以下步骤操作：撤销旁路代路应严格按以下步骤操作： 退出退出““旁代线路旁代线路1”1”压板压板( (过程开始过程开始) →) →合线路合线路1 1开关开关 → →分旁路开关分旁路开关( (过过程结束程结束) )RCS-991 TVRCS-991 TV断线判别断线判别 Ø当负序电压＞当负序电压＞0.15Un0.15Un，或正序电压＜，或正序电压＜0.15Un0.15Un且有且有流（至少有一相电流大于流（至少有一相电流大于0.06In0.06In），则判为），则判为TVTV回回路断线，延时路断线，延时5 5秒发秒发TVTV断线异常告警信号。

异常消断线异常告警信号异常消失后，延时失后，延时5 5秒自动返回秒自动返回RCS-991 TARCS-991 TA断线判别断线判别 由于本装置接入两相电流，因此由于本装置接入两相电流，因此TATA断线的判据断线的判据只能判别两相电流的不平衡设两相电流的大值只能判别两相电流的不平衡设两相电流的大值为为ImaxImax，小值为，小值为IminImin，若，若ImaxImax＞＞0.2In0.2In且且ImaxImax＞＞2Imin2Imin，则判为，则判为TATA回路断线，延时回路断线，延时5 5秒闭锁过载联秒闭锁过载联切，同时发切，同时发TATA断线异常告警信号异常消失后，断线异常告警信号异常消失后，延时延时5 5秒自动返回秒自动返回 总结总结RCSRCS－－991A991A变压器过负荷联切装置具有如下特点：变压器过负荷联切装置具有如下特点：Ø 装置的过负荷联切元件不仅测量主变电流，还测量装置的过负荷联切元件不仅测量主变电流，还测量主变功率，可有效地防止主变功率，可有效地防止变压器区外故障时过负荷联变压器区外故障时过负荷联切元件误动的可能切元件误动的可能Ø ““多级多轮多级多轮””联切负荷的解决方案解决了传统微机联切负荷的解决方案解决了传统微机型过负荷联切装置只能根据事先设定来切除负荷线路型过负荷联切装置只能根据事先设定来切除负荷线路的弊端，以单装置实现了精确切除负荷，具有一定的的弊端，以单装置实现了精确切除负荷，具有一定的智能性和通用性智能性和通用性。

Ø 装置的多组跳闸出口可装置的多组跳闸出口可通过组态整定的方式灵活地通过组态整定的方式灵活地设定到相应的轮次上设定到相应的轮次上 总结总结Ø除了检测主变或者线路过载功能外，除了检测主变或者线路过载功能外，RCS-991RCS-991平台还平台还可以实现其他简单的稳定控制功能，比如低频低压、可以实现其他简单的稳定控制功能，比如低频低压、故障解列、与故障解列、与RCS-992RCS-992通信接收下发的切负荷命令等通信接收下发的切负荷命令等等谢谢大家！谢谢大家！。