ABB保护载波机+teleprotection培训

远方保护的传输通道PLCETLPLCETL电力线载波继电保护音频或数字信号租用电话线等Port1Port2Port3Port4Port6Port5Port1Port2Port3Port4Port6Port5光纤TPS:保护接口设备TPS:保护接口设备继电保护传输通道音频或数字信号微波电力系统通信的主要方式:光纤通信–超大容量、设备运行可靠，但通道较易受损，无中继距离有限。微波通信–大容量，设备运行可靠，但基建及维护成本极高，易受地形及信号衰落影响。无线高频通信–大容量、灵活方便，但易受地形及干扰影响。电力线载波通信(PLC)……电力线载波通信的特点优点–用电力线作传输介质，坚固可靠。–所需投资较少，长距离电路上有明显的优势。–信道的走向与远方保护的通道完全一致。–在电力系统中传输各种信息的技术已经非常成熟，并被证实是非常成功和有效的。缺点–是一种窄带设备，传输容量很小。–使用的频谱受到限制。下限受耦合效率的限制，上限受无线电广播频率的限制。–对电力线上的各种噪声干扰比较敏感。为提高传输信号的信噪比，必须提高发信机的发信功率。–传输远方保护命令信号与系统故障几乎同时发生，为此对设备有一些特殊且严格的技术要求。PLC电路的组成A站高压输电线电能的传输B站数据、话音和保护信号的传输电力线载波机电力线载波机线路阻波器线路阻波器耦合电容器/CVT耦合电容器/CVT结合滤波器结合滤波器PLC的耦合设备线路阻波器-DLTC结合滤波器–MCD80电力线载波-ETL541下层为AMX500相地耦合和相相耦合方式电力线母线耦合电容器TxRx结合滤波器阻波器差接网络电力线载波机Elements:•相相耦合要增加一个高频差接网络所需设备:高频电缆电力线载波通信中的音频信号、中频信号和高频信号音频信号(AudioFrequency-AF)–0-4000Hz–为了隔离相邻的音频频带及滤除工频信号的干扰，有效带宽一般为300–4000Hz中频信号(IntermediateFrequency-IF)–音频信号变换成高频信号的中间过程高频信号(RadioFrequency-RF)–线路信号，一般为调幅和调频信号音频频带内各种信号的频率分配音频(Audio)频带的分段:–话音(Speech)频带：一般占用音频频带中的300～2000Hz–上音频(SpeechPlus)频带：话音频带以上的部分音频(Audio)频带的信号:–电话(Telephone)信号–FSK远动(Teleoperation)信号•600Bd及以下：一般占用上音频频带(2000-3600Hz)•1200Bd：一般占用全频带(300-3600Hz)。如果选用NSK5，可以只占用上音频。•2400Bd：必须选用NSK5，用全频带传送。–远方保护(Teleprotection)信号•可在电话频带内传输：节省频谱，传输命令时切断话音•也可在上音频频带内传输：增加命令数量时可考虑采用电力线载波机的调制方式传统的方式–单边带载频抑制二次调制方式新型的调制方式–DDS-DirectDigitalSynthesis(直接数字合成)•Tx：模拟音频信号－数字信号（DSP技术)－模拟高频信号•Rx：模拟高频信号－数字信号（DSP技术)－模拟音频信号•呈现的外部特性，与单边带载频抑制二次调制方式一样–DDS方式的优点•电路简单，但更可靠。•功能大大增强，高度的灵活性。•可以与计算机连接，用专用的软件工具对其进行设置，管理和维护。电力系统的噪声干扰电晕噪声–与电压等级、线路长度、导线情况(粗细、光洁度、脏污、分裂数)、天气情况、海拔高度等因素有关。刀闸和断路器动作产生的噪声–刀闸动作时间较长，所以其影响远大于断路器动作的影响。绝缘子瓷瓶放电、绝缘子间隙放电等产生的噪声–绝缘子的间隙放电通常是对电力线载波通信影响最大的一种噪声，其特点是强度大、持续时间长，一般出现在新线路上，一旦产生，不会自动消失。雷电等自然因素产生的噪声……受干扰的信号可能会引起保护装置误动。电晕噪声的参考值4KHz带宽内电晕噪声的平均水平（CIGRE推荐值）电压等级一般天气恶劣天气66-110KV-45dBm-30dBm132-150KV-40dBm-25dBm220-230KV-35dBm-20dBm270-300KV-30dBm-15dBm380-400KV-25dBm-10dBm500-525KV-20…-25dBm-5…-10dBm765-800KV-15…-20dBm0…-5dBm信噪比信噪比(SNR或S/N)SNR＝有用信号电平－噪声电平(dB)ITU-T对SNR的要求–话音：不小于25dB–远动：不小于15dB–远方保护：根据可依赖性指标确定，一般不小于6dB通道噪声电平的大小与带宽的关系在一个确定的通信系统中，接收某信号的滤波器的频带越宽，其接收的噪音电平也越高。频带宽度与噪音电平之间的关系是：LN△f2=LN△f1－10lg(△f1/△f2)式中：LN△f1、LN△f2分别是带宽为△f1和△f2频带内的噪音电平保护系统的构成A站高压线B站物理通道远方保护通道远方保护信号设备远方保护信号设备远方保护系统继电保护继电保护继电保护系统系统远方保护简介远方保护的基本概念什么是远方保护?-TeleCommunication+ProtectionSignalling–利用通信通道传输保护命令信号–国内一般称为纵联保护或高频保护电力线载波远方保护通道的基本组成–继电保护装置–电力线载波机–保护接口设备–高频通道它用在什么地方?-主要用在高压和超高压系统。为什么要用远方保护?-在尽可能短的时间内切除故障，保证系统的稳定运行。远方保护信号设备什么是远方保护信号设备?TPS－TeleProtectionSignalling(Equipment)-或称保护信号传输设备，保护接口设备，音频接口设备，ToneEquipment,TPE等)TPS标准和出版物IEC标准:IEC60834-1电力系统的远方保护设备–性能和试验第1部分：窄带系统(第1版,1988)第1部分：命令系统(第2版,1999)IEC60834-2电力系统的远方保护设备–性能和试验第2部分：模拟比较系统(第1版,1993)CIGRE（国际大电网会议）出版物:“远方保护导则”,学术委员会34+35,远方保护联合工作组,1969;“保护系统的远方保护通道”修订本,1985“保护系统的远方保护通道”修订本,2000远方保护通道的信号变换远方保护通道继保装置TPSPLCPLCTPS高频通道继保装置远方判据本地判据跳闸远方保护信号的传输过程信号变换发信：接点信号－音频信号（或数字信号）－高频信号收信：高频信号－音频信号（或数字信号）－接点信号音频信号的控制方式–ON/OFF（单频键控）方式–FSK（移频键控）方式保护命令信号的传输过程1234A站1B站41继保发信接点2保护接口设备的输入回路(继电器或光耦器件)3保护接口设备的输出回路(固态继电器或电磁型继电器)4继保收信回路高频通道继保保护装置保护接口设备继保保护装置保护接口设备A站B站同一站内保护屏与通信屏之间命令信号的连接光电转换装置（接点信号－光信号）继电保护装置继保机房继保机房继电保护装置通信机房传输设备（如载波机）保护接口设备及保护接口设备及光电转换装置（光信号－接点信号）传输设备（如载波机）通信机房命令传输方向控制电缆光缆高频通道高频通道保护命令启动电压的选择由保护接口设备提供启动电压优点：接线简单缺点：启动电压太低，控制电缆受到干扰时，很容易使保护接口设备误发命令信号应用场合：控制电缆极短（几米）且应用环境屏蔽良好由保护装置或外部提供启动电压优点：控制电缆受到干扰时，具有较好的抗干扰能力缺点：接线稍复杂应用场合：绝大部分应用场合启动电压的选择保护接口设备提供的启动电压：一般为24VDC或48VDC保护装置或外部提供的启动电压：一般为110VDC或220VDC电压选择原则：电压越高越好保护通道的两个判据:跳频信号和监频信号跳频信号（Trip）监频信号（Guard)用载波机的导频信号：–不占用额外频带，节省发信功率用保护接口设备的独立监频信号：–发送命令时不影响收信AGC电路的工作状态双判据的工作状态正常运行状态–常发监频信号，不发跳频信号命令发送状态–停发监频信号，改发跳频信号目的–提高命令传输的安全性电力系统对继电保护的基本要求四大指标：可靠性选择性快速性灵敏性电力系统对保护通道的基本要求可靠性(Reliability)的组成–可依赖性(Dependability)–安全性(Security)快速性–对通道的传输时间(T0)有严格要求远方保护通道的可依赖性Dependability-可依赖性–从一般的概念上来说，我们希望一个系统的可依赖性越高越好。–但是从量化的角度来说，表述一个系统的可依赖性的值却是越低越好。它被称作丢失命令的概率Pmc。–所有可依赖性的测量都按IEC60834-1的标准进行。可依赖性测量Pmc=(NT–NR)/NTPmc=丢失命令的概率NT=发送的命令数NR=接收的命令数NSD550可依赖性指标曲线之一CommandA,B,A+B:Tev2,non-coded,increaseddependability,T02=14ms,mode1(2+2),ETL-pilot3840Hz1.00E-041.00E-031.00E-021.00E-011.00E+00-6-4-20246810SNRPmc1.0T01.3T01.5T02.0T03.0T0远方保护通道的安全性Security-安全性–从一般的概念上来说，我们希望一个系统的安全性越高越好。–但是从量化的角度来说，表述一个系统的安全性的值却是越低越好。它被称作虚假命令的概率Puc。–所有安全性的测量都按IEC60834-1的标准进行。安全性测量虚假命令的概率按下式计算Puc=Nuc/NB–Puc=虚假命令的概率–Nuc=接收端的虚假命令数–NB=注入的噪声脉冲数远方保护命令的传输传输时间命令输入(本地)命令输出(远端)真正的命令干扰，异常命令丢失可依赖性误收命令安全性远方保护通道的传输时间Transmissiontime-传输时间–保护命令传输所经历的时间标称传输时间T0–T0是从一端载波机的远方保护接口的命令输入端信号状态改变时刻起，到另一端载波机的远方保护接口的命令输出端信号状态相应改变时刻止所经历的时间。–在不考虑高频通道部分的传输时间，也就是系统在背靠背试验时测得的传输时间称作标称传输时间T0。–T0是在无噪声的传输条件下测得的。实际传输时间Tac–系统接上有噪声的高频通道后实际测得的传输时间称作实际传输时间Tac。Tac总是大于标称传输时间T0。切除故障所需的总时间即从故障开始至线路跳闸所经历的时间切除故障所需的时间由下列各部分组成：–继电保护的动作时间(故障检测)TREL–命令信号的传输时间TAC–线路开关的动作时间TBR典型值:TTotal=TREL+TAC+TBR75ms=20ms+15ms+40ms要求在最恶劣的条件下:TTotal=小于100ms=最多4.5至5工频周期(50Hz)远方保护的传输时间一览图保护系统故障切除时间Tc＝42～210ms保护动作时间T＝12～130ms远方保护动作时间T＝2～70ms在一定的可靠性和信噪比或BER的条件下，受干扰通道的最大实际传输时间收信选择和评估时间在一定的可靠性和信噪比或BER的条件下，受干扰通道的最大实际保护动作0～5ms动作时间)10～30ms时间(不包括通道时间)标称传输时间To=2～45ms(不包括通道时间）(不包括通道时间)1～5msTac=2-65msTpac=12-125ms1～10～40ms3)保护装置故障识别时间故障开始保护接口设备发信启动时间的发信电路(a)通信系统(链路、网络等)通道传输时间(包括出口2