PCS-931G超高压线路成套保护装置调试大纲.doc

昂立电气目录一、线路保护概述：1二、试验接线与参数配置11、试验接线12、IEC61850参数设置13、系统参数设置6三、电压电流采样及信号测试7四、稳态差动81、保护原理82、保护定值与压板93、调试方法9五、距离保护151、保护原理162、保护定值与压板173、调试方法17六、零序过流保护191保护原理192保护定值与压板193调试方法203.1.零序过流动作值测试203.2.零序过流保护动作时间测试223.3.零序过流动作边界测试24附录A “IEC61850配置”页面参数说明28附录B保护测试仪常见问题汇总33PCS-931GD超高压线路成套保护装置调试大纲一、 线路保护概述：PCS-931系列为由微机实现的数字式超高压线路成套快速保护装置，可用作220KV及以上电压等级输电线路的主保护及后备保护。PCS-931包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速I段保护，由三段式相间和接地距离及多个零序方向过流构成的全套后备保护，PCS-931可分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合、三相重合和综合重合闸。设备系统参数定值：类别序号参数名称单位整定值基本参数定值区号无11被保护设备无保护设备CT2CT一次额定值A20003CT二次额定值A54PT一次额定值KV2205通道类型01、通道类型可选:“0：专用光纤”、 “1：复用光纤”、 “2：复用载波”、 “3：收发信机”二、 试验接线与参数配置1、 试验接线测试仪光网口A1接保护装置SV直采口，光网口B1接保护装置GOOSE直跳口，光网口B2接保护装置组网口。2、 IEC61850参数设置打开测试软件主界面，点击“光数字测试”模块，进入“IEC-61850配置（SMV-GOOSE）” 菜单：点击“SCL文件导入”，打开“ONLLY SCL文件导入”菜单，导入智能变电站SCD文件“dxb.scd”左框区域显示整站设备，找到“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置。选中“SMV输入”文件夹，勾选右上框SMV控制块，点击“添加至SMV”，注意规范选择“61850-9-2”。选中“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置目录下的“GOOSE输入”文件夹，右上框显示“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置所有的GOOSE输入控制块，右下框为控制块虚端子详细内容。选中右上框中GOOSE输入控制块，点击“添加至GOOSE OUT”。选中“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置目录下的“GOOSE输出”文件夹，右上框显示“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置的GOOSE输出控制块，右下框为控制块虚端子详细内容。选中右上框中GOOSE输出控制块，点击“添加至GOOSE IN”。导入SCD文件完成，关闭“ONLLY SCL文件导入”菜单。返回“IEC-61850配置”菜单，设置“SMV配置”页面。选中“3号进线合并单元A”控制块，根据试验接线选择测试仪“光口”，并且将测试仪电压电流a、b、c相与“3号进线合并单元A”电压电流a、b、c相对应映射。设置“GOOSE IN配置”页面。选中GOOSE控制块，根据试验接线选择测试仪“光网口B1”，并且将测试仪“开入节点A、B、C”与“跳开关1A相”、“跳开关1B相”、“跳开关1C相”对应映射。设置“GOOSE OUT配置”页面。选中“3号进线智能终端A”GOOSE控制块，根据试验接线选择测试仪“光网口B2”，将测试仪“开出节点1”、“开出节点2”、“开出节点3”分别与“断路器A相位置”、“断路器B相位置”、“断路器C相位置”映射，“开出节点4”、“开出节点5”分别与闭锁重合闸信号、低气压闭锁重合闸信号映射。选中“220KV母线保护A”GOOSE控制块，根据试验接线选择测试仪“光网口B2”，将测试仪“开出节点6”与“间隔8跳闸出口”映射。提示：保护装置接收的GOOSE虚端子可在“ONLLY SCL文件导入”菜单，“PCS-931GMM-D-3号进线保护A”装置目录下的“GOOSE输入”文件夹，界面右下框详细信息中看到。点击工具栏“下载配置”，输出窗口提示“启动MU及GOOSE成功”，关闭“IEC-61850配置”。3、 系统参数设置点击“通用测试”模块，打开“电压电流（手动测试）” 菜单根据“3号进线合并单元A”电压电流额定变比，设置PT、CT变比参数，Ua、Ua、Uc为母线电压，Ux为线路电压，Ia、Ib、Ic为线路电流。测试仪通道类型选择“数字量（9-1、9-2、FT3）”，保存退出。三、 电压电流采样及信号测试“电压电流（手动测试）” 菜单，模拟母线电压、线路电压及线路电流，查看保护装置采样值，模拟断路器位置、闭锁重合闸、低气压闭锁重合闸、母线间隔8跳闸出口，查看保护装置开入量信息。四、 稳态差动1、 保护原理动作方程： (式4-1)为差动电流，即为两侧电流矢量和的幅值；为制动电流，即为两侧电流矢量差的幅值；当电容电流补偿投入时，为“1.5倍差动电流定值”（整定值）和1.5倍实测电容电流的大值；当电容电流补偿不投入时，为“1.5倍差动电流定值”（整定值）和4倍实测电容电流的大值。实测电容电流由正常运行时未经补偿的差流获得。2、 保护定值与压板保护定值序号定值名称定值范围（Ie为额定电流）单位整定值1差动动作电流定值0.0430A12本侧识别码16553513对侧识别码16553514通道1差动保护0，115禁止重合闸0，11功能软压板序号压板名称压板方式压板状态1通道1差动保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；接收智能终端GOOSE接收软压板、接收母差保护GOOSE接收软压板置1；接收合并单元接收软压板置1；3、 调试方法整定计算：光纤通道自环时， ，差动电流；=1.5*1=1.5A，令，有，得出：0.75A测试仪设置：测试m=0.95倍故障点，=0.95*0.75=0.713A,差动保护I段动不动作，差动保护II段动作，动作时间40ms左右；“整组试验”菜单“故障设置”页面设置，模拟A相接地正向故障，故障电流为0.713A，故障限时为100Ms(大于差动保护动作限时)，其他参数默认。“触发方式”页面设置”触发方式为时间触发，故障时间为12S。“试验控制”页面设置：默认参数。“开入”页面设置:开入A、B、C分别对应跳A、B、C接点，开入R对应重合闸接点，其他参数默认。“开出”页面设置:开出接点起始状态开出1、开出2、开出3闭合，其他开出接点断开。控制方式为跟随跳合闸信号变化。“计算模型”页面设置：默认设置。“UI输出方式”页面设置：默认设置。测试结果：差动保护稳态II段动作，实测时间为41.9mS测试m=1.05倍故障点，=1.05*0.75=0.788A,差动保护I段动作；“整组试验”菜单页面设置，模拟A相接地正向故障，故障电流为0.788A，故障限时为100Ms(大于差动保护动作限时)。其他页面参数设置与m=0.95倍故障点测试设置相同。测试结果：差动保护稳态I段动作，实测时间为30.6mS测试m=1.2故障点，=1.2*0.75=0.9A,差动保护I段动作，动作时间20ms左右；“整组试验”菜单页面设置，模拟A相接地正向故障，故障电流为0.9A，故障限时为100Ms(大于差动保护动作限时)。其他页面参数设置与m=0.95倍故障点测试设置相同。测试结果：差动保护稳态I段动作，实测时间为23.0mS。五、 距离保护1、 保护原理距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置。其动作和选择性取决于本地测量参数（阻抗、电抗、方向）与设定的被保护区段参数的比较结果。而阻抗、电抗又与输电线的长度成正比，故名距离保护。距离保护是主要用于输电线的保护，一般是三段式或四段式。第一、二段带方向性，作本线路的主保护。其中第一段保护线路的80%90%，第二段保护余下的10%20%并作为相邻母线的后备保护。第三段带方向或不带方向，有的还设有不带方向的第四段，作本线及相邻线段的后备保护。整套距离保护包括故障启动、故障距离测量、相应的时间逻辑回路与电压回路断线闭锁，有的还配有振荡闭锁等基本环节以及对整套保护的连续监视等装置。有的接地距离保护还配备单独的选相元件。当阻抗元件用于反映相间短路故障时，通常采用相电压差和相电流差的接线方式，其测量阻抗Zm可表示为： (式5-1)式中保护安装处的相电压差，AB、BC、CA；保护安装处流向被保护线路的相电流差，AB、BC、CA。当阻抗元件用于反映接地短路故障时，通常采用相电压和带有零序电流补偿的相电流，其测量阻抗Zm可表示为 (式5-2)式中保护安装处的相电压差，A、B、C；保护安装处流向被保护线路的相电流差，A、B、C。保护安装处流向被保护线路的零序电流（3倍）； K 零序电流补偿系数在进行接地距离保护测试时，必须根据保护装置零序补偿系数的不同表达方式，对测试仪的零序补偿系数Kl进行相应的设置，具体装置的设置方法如下：1， RCS系列线路保护装置定值清单里提供的零序补偿系数为K（实数）。（式7-1）故在测试仪里，应选择Kl的设置方式为：Kl=（Z0-Z1）/3Z1，Kl幅值为零序补偿系数K，角度为0。2， WXB，CSL，PSL系列线路保护装置定值清单里提供的零序补偿系数相关定值为KR和KX。（式7-2）注意，KR，KX并不能代表零序补偿系数Kl的实部和虚部，由KR，KX到Kl的换算为故在测试仪里，应选择Kl的设置方式为：KR，KX。KR取零序电阻补偿系数，KX取零序电抗补偿系数。2、 保护定值与压板保护定值序号描述设置值量程步长单位1线路正序灵敏角7845 - 891deg2线路零序灵敏角7845 - 891deg3零序补偿系数KZ0.660.00 - 2.000.014接地距离段定值70.01 - 40.000.01ohm5相间距离段定值70.01 - 40.000.01ohm6距离保护段10 - 1其他控制字置0GOOSE发送软压板全部置1；接收智能终端GOOSE接收软压板、接收母差保护GOOSE接收软压板置1；接收合并单元接收软压板置1；3、 调试方法模拟A相接地故障设置个两状态，状态1为故障前状态，模拟空载状态，开出量1、2、3闭合（模拟三相合位），结束方式为时间触发12S。状态2为故障状态，故障电流设置为=1A-78，测试m=0.95倍故障点，由式5-2求得故障电压为：=11.086V0，开出量1、2、3闭合（模拟三相合位），结束方式为开入接点翻转触发：A，B，C(逻辑或)。“试验控制”页面：默认设置。测试结果：m=0.95倍测试点，距离保护I段动作，动作时间为40.4mS。同上，测试m=1.05倍故障点，距离保护I段不动作。六、 零序过流保护1 保护原理当中性点直接接地的电网（又称大接地电流系统）中发生接地短路时，将出现很大的零序电流，而在正常运行情况下它们是不存在的，因此利用零序电流来构成接地短路的保护就具有显著的优点。零序电流方向保护是反映线路发生接地故障时零序电流分量大小和方向的多段式电流方向保护，具有原理简单、动作可靠、设备投资小、运行维护方便、正确动作率高等一系列优点，所以在中性点直接接地的电网中，获得了广泛的应用。零序电流保护通常由多段组成，一般是四段式，并可根据运行需要而增减段数。其零序电压和零序电流可分别通过零序电压过滤器和零序电流过滤器获得，在微机保护中，也可根据输入的三相电压、三相电流分别计算出零序电压、零序电流。2 保护定值与压板保护定值序号描述设置值量程步长单位1线路零序灵敏角7845 - 891deg2零序过流段定值30.20 - 150.000.01A3零序过流段时间0.30.01 - 10.000.01s4零序电流保护00 - 11其他控制字置0GOOSE发送软压板全部置1；接收智能终端GOOSE接收软压板、接收母差保护GOOSE接收软压板置1；接收合并单元接收软压板置1；3 调试方法3.1. 零序过流动作值测试第一步：设置相幅值为变量，变化步长为0.1A；第二步：设置电压Ua=30V180，Ub=57.735V60，Uc=57.735V-60(使得U0方向为0)，A相电流2.5A、105。开始试验后，逐渐加大A相电流幅值。注意：每步等待时间需大于零序过流动作时间。第三步：当零序过流保护动作，停止试验，记录试验数据。3.2. 零序过流保护动作时间测试第一步：测试仪设置相幅值为变量，变化步长为4.8A（1.2倍整定值）；第二步：设置电压Ua=30V180，Ub=57.735V60，Uc=57.735V-60(使得U0方向为0)，A相电流0A、105。开始试验后， A相电流幅值增加到4.8A。第三步：当零序过流保护动作，停止试验，记录试验数据。3.3. 零序过流动作边界测试第一步：设置Ia角度为变量，变化步长为1，记录Ia角度第二步：设置电压Ua=30V180，Ub=57.735V60，Uc=57.735V-60(使得U0方向为0)， A相电流5A，200。开始试验后，调节变量使Ia角度减少。第三步：直至过流保护动作，记录动作边界第四步：继续减少Ia角度，直至过流保护返回提示：零序过流保护动作后，在不停止输出的情况下，直接修改Ia角度为20，再使用变量调节，可提高工作效率。第五步：，再增大Ia角度，直至过流保护再次动作，停止记录，记录边界测试结果：动作边界为16194附录A “IEC61850配置”页面参数说明“SMV配置”页面参数说明：通用配置：所有SMV的共用参数l 周波点数：设置额定频率下每周波的采样点数。默认值为80点。该值应与被测保护装置的设置相同。l 采样率：每秒钟的采样点数，程序不允许设置，其值跟随“周波点数”进行相应的改变。l Asdu数目:每一帧报文中包含的采样点的个数，该值应与被测保护装置的设置相同。默认值为1。专用配置：配置每一路SMV的专用参数l 目标MAC地址：SMV的目的地址。若采取组播方式，该值应与被测保护的组播地址相同；若为广播方式，则设为FF-FF-FF-FF-FF-FF。l 源MAC地址：SMV的源地址，一般该值可取默认值。l APPID:应用标识，该值应与被测保护装置的设置相同。l TCI Priority:用户优先级，一般默认值为4。l TCI VID:虚拟局域网标识，当测试仪的SMV报文发送端口接到交换机上时需要设置VlanTCI。l 光口:设置本路SMV输出的光口。可根据需要进行任意设置。l 描述:对本路SMV进行一定的描述。l 版本号:SMV的配置版本号，该值一般与被测保护装置的设置相同。l svID:SMV的采样控制块标识，该值应与被测保护装置的设置相同。l 通道数目:每一帧报文中包含的采样通道的数目。对于IEC61850-9-2协议，通道数目是可设的，其值应与被测保护装置的通道数目相同。l 同步设置SMV的同步标志位是否置1。表示置1，代表SMV同步；表示置0，代表SMV不同步。l 同步自适应设置SMV的同步标志位是否需要自适应。表示需要同步自适应，同步标志位将按MU设置，并真实反映MU同步状态，程序将根据装置收到的同步信号自动修改同步标志位。表示不需要同步自适应，同步标志位由用户自行设置。l CT Bit比例默认值1Bit对应1mA。l PT Bit比例默认值1Bit对应10mV。l 报文异常模拟默认为无测试。目前可进行序号偏差、丢帧、同步标志、品质、序号跳变、错值、飞点、检修、抖动等报文异常模拟。进行报文异常模拟时，可设置“测试起始帧/点”，默认值为0。限制次数即为测试次数，若不限制次数，则报文异常模拟一直持续。l 其他选项设置IEC61850-9-2的SMV报文中的可选项，包括0x81：DatSet，0x84：RefsTm，0x86：SmpRate。勾选即表示SMV报文中包含相应的设置参数，根据实际测试需求进行设置。默认为无。输出通道映射：根据被测保护装置的采样通道顺序，选择SMV的N路通道的数据源分别来自测试仪的哪路数字量通道。先双击“类型”单元格，在选项框中选择输出类型，如：电压、电流或时间。然后双击“输出通道映射”单元格，在选项框中选择SMV各通道对应的输出通道。品质位数据：设置本路SMV的品质位。双击单元格，弹出“设置品质位”对话框，根据被测保护装置的设置值，对品质位进行相应的设置。设置好后，点击“OK”确认。具体见图3-1-2。l 修改全部通道：勾选即表示所设置的品质位将应用于SMV的全部通道，否则只应用于本通道。图3-1-2 设置品质位数据“GOOSE IN配置”页面参数说明：选择GOOSE接收判据：GOOSE IN的配置过程也称为GOOSE 订阅。订阅GOOSE时，需进行GOOSE 接收判据的选择。GOOSE接收判据包括：“MAC”、“AppID”、“gocbRef”、“goID”、“DataSet”、“confRev”、“ndsCom”、“ TTL ”、“TEST”等。可根据实际需要进行勾选。专用配置：配置每一路GOOSE IN的专用参数l 目标MAC地址 GOOSE IN的目的地址。该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。l APPID 应用标识符。该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。GOOSE 的预留值范围是0x0000 至0x3fff。l 光网口 设置本路GOOSE IN接收的光网口。可根据需要进行设置。l 描述 对本路GOOSE IN进行一定的描述。l 通道数目 GOOSE IN控制块中虚端子数目。l 版本号 GOOSE IN的配置版本号，该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。l 测试标记 FALSE为未测试，TRUE为测试。定义由常规操作所引起，还是测试所引起的信息。默认值为False。l 发送间隔 GOOSE报文重传机制，T0、T1、T2和T3为报文重发间隔，其中T0为稳定条件(长时间无事件)下重传时间；T1为事件发生后最短的传输时间；T2, T3为直到获得稳定条件的重传时间。详见下图：l gocbRef GOOSE控制块索引。该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。l datSet 数据集。该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。l goID GOOSE 标识。该值应与被测装置输出的GOOSE OUT报文的设置值相同。l ndsCom 如果DatSet属性的值为NULL，ndsCom属性的值为TRUE，则表示GoCB需要进一步配置。默认值为False。开入量映射：把GOOSE IN中的某个虚端子映射为测试仪的某个开入节点，用来进行动作结果判断及记录。双击单元格，然后根据测试需要，在下拉框中选择需映射的开入节点。“GOOSE OUT配置”页面参数说明：专用配置：配置每一路GOOSE OUT的专用参数l 目标MAC地址：GOOSE OUT的目的地址。该值应与被测装置接收的GOOSE IN报文的设置值相同。l 源MAC地址：GOOSE OUT的源地址，一般该值可取默认值。l APPID 应用标识符。该值应与被测装置接收的GOOSE IN报文的设置值相同。l 光网口设置本路GOOSE OUT发送的光网口。可根据需要进行设置。l 描述 对本路GOOSE OUT进行一定的描述。l 通道数目 GOOSE OUT控制块中虚端子数目。l 版本号 GOOSE OUT的配置版本号，该值应与被测装置接收的GOOSE IN报文的设置值相同。l 测试标记 FALSE为未测试，TRUE为测试。定义由常规操作所引起，还是测试所引起的信息。默认值为False。l 发送间隔 GOOSE报文重传机制，T0、T1、T2和T3为报文重发间隔，其中T0为稳定条件(长时间无事件)下重传时间；T1为事件发生后最短的传输时间；T2, T3为直到获得稳定条件的重传时间。详见下图：