PCS-978G变压器成套保护装置调试大纲

昂立电气目录一、变压器保护概述 2二、试验接线与参数配置 21、 试验接线 22、 IEC61850参数设置 23、 系统参数设置 10三、 电压电流采样值测试 11四、 主保护测试 121、 保护原理 122、 纵差差动速断保护 132.1. 保护定值与压板 132.2. 各侧额定电流计算 142.3. 调试方法 143、 稳态比率差动保护 183.1. 保护定值与压板 183.2. 调试方法 194、 二次谐波制动 264.1. 保护定值与压板 264.2. 调试方法 27五、 复合电压闭锁方向过流 291、 保护原理 292、 保护定值与压板 303、 调试方法 303.1. 过流保护动作值测试 313.2. 过流保护动作时间测试 323.3. 低电压闭锁值测试 343.4. 负序电压闭锁值测试 373.5. 过流动作边界测试 40六、 零序过流保护 441、 保护原理 442、 保护定值与压板 453、 调试方法 453.1. 零序过流动作值测试 453.2. 零序过流保护动作时间测试 473.3. 零序过流动作边界测试 50附录A差动保护整定计算 541.比率差动 541.1装置中的平衡系数的计算 541.2差动各侧电流相位差的补偿 54附录C常见问题说明： 60

PCS-978GE-C-D变压器成套保护装置调试大纲变压器保护概述变压器的纵差动保护用于防御变压器绕组和引出线多相短路故障、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路故障及绕组匝间短路故障。目前国内的微机型差动保护，主要由分相差动元件和涌流判别元件两部分构成。对于用于大型变压器的差动保护，还有5次谐波制动元件，以防止变压器过激磁时差动保护误动。为防止在较高的短路电流水平时，由于电流互感器饱和时高次谐波量增加，产生极大的制动力矩而使差动元件据动，故在谐波制动的变压器差动保护中还设置了差动速断元件，当短路电流达到4～10倍额定电流时，速断元件快速动作出口。试验接线与参数配置试验接线继电保护测试仪模拟高、中、低压侧合并单元发送采样数据，及模拟高、中、低压侧智能终端监视保护装置出口动作信息。测试仪A1、A2、A3和A4光纤接口分别与保护装置高压侧、中压侧、低压侧和本体侧SV光纤接口相连接，B1和B2光纤接口与保护装置GOOSE直跳接口和GOOSE组网接口连接。注意测试仪侧光纤端口TX接保护装置侧光纤端口RX，测试仪侧光纤端口RX接保护装置侧光纤端口TX。测试仪光口指示灯常亮，表示光纤线收发接线正确；指示灯闪烁，表示通道数据交换。IEC61850参数设置第一步：打开测试软件主界面，点击“光数字测试”模块，打开“IEC-61850配置（SMV-GOOSE）”菜单：第二步：点击“SCL文件导入”，打开“ONLLYSCL文件导入”菜单，导入智能变电站SCD文件“dxb.scd”第三步：左框区域显示整站设备，找到“1号主变保护A”装置。选中“1号主变保护A”装置目录下的“SMV输入”文件夹，右上框显示“1号主变保护A”装置所有的SMV控制块，分别为“220KV侧采样”、“110KV侧采样”、“35KV侧采样”、“本体采样”。选中“220KV侧采样”、“110KV侧采样”、“35KV侧采样”、“本体采样”四个控制块，点击“添加至SMV”，注意报文规范选择“61850-9-2”。第四步：选中“1号主变保护A”装置目录下的“GOOSE输出”文件夹，右上框显示“1号主变保护A”装置所有的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GOOSEIN”。第五步：选中“1号主变保护A”装置目录下的“GOOSE输入”文件夹，右上框显示“1号主变保护A”装置所有的GOOSE输入控制块，右下框为控制块引用的虚端子详细内容。选中右上框中GOOSE输入控制块，点击“添加至GOOSEOUT”。导入SCD文件完成，关闭“ONLLYSCL文件导入”菜单。第六步：返回“IEC-61850配置”菜单，设置“SMV配置”页面。选中“1号主变220KV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相与保护装置220KV侧电压电流a、b、c相对应映射。注意：虚端子映射时，确认控制块为“1号主变220KV合并单元A”。第七步：110KV侧、35KV侧和本体侧设置方法参照220KV侧方法配置。注意110KV侧光口根据试验接线选择“光网口A2”，将测试仪电压电流x、y、z相与保护装置110KV侧电压电流a、b、c相对应映射。35KV侧光口根据试验接线选择“光网口A3”，将测试仪电压电流u、v、w相与保护装置35KV侧电压电流a、b、c相对应映射。本体根据试验接线选择“光网口A4”，将测试仪电压电流r、s相与保护装置高压侧零序电流、中压侧零序电流对应映射。第八步：设置“GOOSEIN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与跳高压侧开关1、跳中压侧开关、跳低压侧1分支对应映射。第九步：设置“GOOSEOUT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”，并且将测试仪开出节点1与间隔14跳闸出口主变3联跳出口映射。第十步：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”。系统参数设置打开“电压电流（手动测试）”菜单，点击工具栏“设置”，打开“系统配置”。根据1号主变高、中、低压侧及零序电流变比，设置系统参数。测试仪所有通道类型选择“数字量（9-1、9-2、FT3）”，保存退出。电压电流采样值测试打开“电压电流（手动测试）”菜单，输入高、中、低压侧电压电流及高、中压侧零序电流，查看保护装置采样值。检查保护装置有无链路中断告警信息，查看保护测量值是否正确主保护测试保护原理纵差比率差动保护由于变比和联接组的不同，电力变压器在运行时，各侧电流大小及相位也不同，在构成继电器前必须消除这些影响。现在的数字式变压器保护装置，都利用数字的方法对变比与相移进行补偿。以下的说明的前提均为已消除了变压器各侧幅值和相位的差异，消除幅值和相位差异的方法参见附录1。稳态比例差动保护用来区分差流是由于内部故障还是不平衡输出（特别是外部故障时）引起。PCS-978采用了如下的稳态比率差动动作方程：（4-1） （4-2） 其中为变压器额定电流，分别为变压器各侧电流，为稳态比率差动起动定值，为差动电流，为制动电流，为比率制动系数整定值,固定整定为。图3.2.1稳态比率差动保护的动作特性稳态比率差动保护按相判别，满足以上条件时动作。式4-1所描述的比率差动保护经过CT饱和判别，CT断线判别(可选择)，励磁涌流判别后出口。它可以保证灵敏度，同时由于CT饱和判据的引入，区外故障引起的CT饱和不会造成误动。式4-2所描述的比率差动保护只经过CT断线判别(可选择)，励磁涌流判别即可出口。它利用其比率制动特性抗区外故障时CT的暂态和稳态饱和，而在区内故障CT饱和时能可靠正确动作。纵差差动速断保护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）单位整定值差动速断电流定值（0.05～20）Ie无4控制字序号控制字名称整定方式整定值差动速断0，11其他控制字置0功能软压板序号压板名称压板方式压板状态差动保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；SV接收软压板投入“高压侧SV接收软压板”、“中压侧SV接收软压板”、“低压侧SV接收软压板”、“本体SV接收软压板”，其余SV接收软压板退出；各侧额定电流计算根据附录A差动保护整定计算，求得变压侧各侧额定电流：高压侧中低侧低压侧容量240MVA额定电压220KV110KV35KVCT变比2000/52000/54000/5额定二次电流1.5693.1454.944调试方法速断动作值测试以高压侧IA相为例，有：注：模拟三相故障时，测试仪加高压侧Ia相电流，其他相电流为零，当，求得:第一步：设置相幅值为变量，变化步长为0.01A；提示：“电压电流（手动试验）”菜单共有三个变量，可任意选择其中一个变量测试。第二步：设置相初始电流为9.30A，开始试验后，逐渐增大相幅值；第三步：当保护装置速断保护动作后，测试仪开入接点A、B、C点亮，停止试验。第四步：记录动作结果，差动速断动作电流为9.44A。跳闸时间测试一般地，加1.2倍整定值电流测试动作时间，即1.2*=1.2*9.41=11.29A第一步：设置相幅值为变量，变化步长为11.29A；第二步：设置初始状态Ia相电流为0A,开始试验后，调节Ia相电流至11.29A；第三步：当保护装置差动速断保护动作时，测试仪开入接点A、B、C点亮，停止试验。第四步：记录动作结果，差动速断动作时间为0.0250S稳态比率差动保护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纵差保护启动电流定值（0.05～5）Ie无0.5控制字序号控制字名称整定方式整定值1比例差动0，11其他控制字置0功能软压板序号压板名称压板方式压板状态1主保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；SV接收软压板投入“高压侧SV接收软压板”、“中压侧SV接收软压板”、“低压侧SV接收软压板”、“本体SV接收软压板”，其余SV接收软压板退出；调试方法方法一：“电压电流（手动试验）”菜单纵差启动电流定值校验：计算纵差保护启动电流定值有名值：0.5Ie=0.5*1.569=0.785A，根据稳态比率差动动作方程及注意：模拟三相故障时，得>1.31A第一步：设置相幅值为变量，变化步长为0.01A；第二步：设置相电流初始状态为1.20A，开始试验后，逐渐增大相电流；第三步：当保护装置差动保护动作时，测试仪开入接点A、B、C点亮，手动停止输出；第四步：记录测试结果，差动保护启动电流为1.32A。第二段曲线校验：第一步：设置Iab幅值为变量，变化步长为0.1A；第二步：高压侧、低压侧各加1倍额定电流：Ia=1.569A∠0°Iu=1*4.944*1.732=8.563A∠180°（三相差动Iu=1*4.944=4.944A）注意：由于PCS-978变压器保护装置采用变化调整差流平衡，高压侧应加入Ia、Ib两相电流，角度相反。开始试验后，保护装置显示差动电流为0，制动电流为1倍Ie。逐渐增大Ia、Ib相电流；第三步：当稳态差动保护动作，停止试验；第四步：高压侧、低压侧各加3倍额定电流：Ia=3*1.569A=4.707A∠0°Iu=3*4.944*1.732=25.689A∠180°（三相差动Iu=3*4.944=14.832A）开始试验后，保护装置显示差动电流为0，制动电流为3倍Ie。逐渐增大Ia、Ib相电流；第五步：，当稳态差动保护动作，停止试验；第六步:计算第二段曲线制动系数注意：试验过程中，,须满足方法二：“差动试验”菜单二次谐波制动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1二次谐波制动系数0.05～0.3无0.15控制字序号控制字名称整定方式整定值1比例差动0，112二次谐波制动0，11其他控制字置0功能软压板序号压板名称压板方式压板状态1主保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；SV接收软压板投入“高压侧SV接收软压板”、“中压侧SV接收软压板”、“低压侧SV接收软压板”、“本体SV接收软压板”，其余SV接收软压板退出；调试方法第一步：选择“谐波试验”菜单，设置Ia相二次谐波为变量，变化步长为0.01A，记录变量为Ia相二次谐波；第二步：加入2Ie差动电流，A，叠加20%两次谐波，开始试验后，逐渐减少Ia相二次谐波含量；第三步：当稳态差动保护动作，停止试验，记录动作结果。复合电压闭锁方向过流保护原理方向元件：方向元件采用正序电压，并带有记忆，近处三相短路时方向元件无死区。接线方式为零度接线方式。假设接入装置的TA正极性端在母线侧，当“过流方向指向”控制字为“1”时，表示方向指向变压器，灵敏角为45°；当“过流方向指向”控制字为“0”时，表示方向指向系统，灵敏角为225°。方向元件的动作特性曲线如下图所示，阴影区为动作区。同时装置分别设有控制字“过流经方向闭锁”来控制过流保护各段是否经方向闭锁。当“过流经方向闭锁”控制字为“1”时，表示本段过流保护经方向闭锁。a）方向指向变压器b）方向指向系统复合电压元件：复合电压指相间电压低或负序电压高。对于变压器某侧复合电压元件可经其它侧的电压作为闭锁电压，也可能只经本侧闭锁。保护定值与压板保护定值序号定值名称单位整定值1低电压定值V702负序电压定值V63复压闭锁过流I段定值A44复压闭锁过流I段1时限s1控制字序号控制字名称整定方式整定值1复压过流I段指向母线0，102复压闭锁过流I段1时限0，11其他控制字置0功能软压板序号压板名称压板方式压板状态1高压侧后备保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；SV接收软压板投入“高压侧SV接收软压板”、“中压侧SV接收软压板”、“低压侧SV接收软压板”、“本体SV接收软压板”，其余SV接收软压板退出；调试方法过流保护动作值测试第一步：设置相幅值为变量，变化步长为0.1A；第二步：设置三相正序电压30V，A相电流3A、-45°。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过流动作时间。第三步：当过流保护动作，停止试验，记录试验数据。过流保护动作时间测试第一步：设置相幅值为变量，变化步长为4.8A（1.2倍整定值）；第二步：设置三相正序电压30V，A相电流0A、-45°。开始试验后，A相电流幅值增加到4.8A。第三步：当过流保护动作，停止试验，记录试验数据。低电压闭锁值测试第一步：设置Ua、Ub、Uc幅值为变量，变化步长为0.2V，记录线电压Uab幅值第二步：设置试验前复归状态，复归时间为12S(大于PT断线复归时间)复归状态如下图所示:第三步：设置故障状态，额定电压、A相电流4.8A，-45度。开始试验，等待复归状态结束后，调节变量使Uab减少。提示:试验开始前，可在工具栏调出“线序分量”窗口，查看电压Uab幅值。第四步：过流保护动作，停止试验，记录数据负序电压闭锁值测试第一步：设置Ua幅值为变量，变化步长为0.2V，记录负序电压Ua2幅值第二步：设置试验前复归状态，复归时间为12S(大于PT断线复归时间)复归状态如下图所示:第三步：设置故障状态，额定电压、A相电流4.8A，-45度。开始试验，等待复归状态结束后，调节变量使Ua减少。提示:试验开始前，可在工具栏调出“线序分量”窗口，查看负序电压Ua2幅值。第四步：过流保护动作，停止试验，记录数据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：设置三相正序电压30V，A相电流4.8A，-140°。开始试验后，调节变量使Ia角度增大。第三步：直至过流保护动作，记录动作边界第四步：继续增加Ia角度，直至过流保护返回提示：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40°，再使用变量调节，可提高工作效率。第五步：，再减少Ia角度，直至过流保护再次动作，停止记录，记录边界第六步：试验结果，动作边界为-134≤≤44零序过流保护保护原理方向元件：当方向指向变压器，方向灵敏角为255°；当方向指向系统，方向灵敏角为75°。方向元件的动作特性如下图所示。保护装置分别设有“X段指向母线”控制字来控制零序过流各段的方向指向，整定为0时指向变压器，整定为1时指向母线。保护定值与压板保护定值序号定值名称单位整定值1零序过流I段定值A42零序过流I段1时限s1控制字序号控制字名称整定方式整定值1零序过流I段指向母线0，102零序过流I段1时限0，11其他控制字置0功能软压板序号压板名称压板方式压板状态1高压侧后备保护0，11退出其他软压板GOOSE发送软压板全部置1；SV接收软压板投入“高压侧SV接收软压板”、“中压侧SV接收软压板”、“低压侧SV接收软压板”、“本体SV接收软压板”，其余SV接收软压板退出；调试方法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Ua电压40V，A相电流3A、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。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Ua相电压40V，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。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Ua相电压40V，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：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，记录边界试验结果，动作边界为15≤≤195

附录A差动保护整定计算1.比率差动1.1装置中的平衡系数的计算计算变压器各侧一次额定电流：式中Sn为变压器最大额定容量，U1n为变压器计算侧额定电压。计算变压器各侧二次额定电流：式中I1n为变压器计算侧一次额定电流，nLH为变压器计算侧CT变比。计算变压器各侧平衡系数：,其中。式中I2n为变压器计算侧二次额定电流，I2n_min为变压器各侧二次额定电流值中最小值，I2n_max为变压器各侧二次额定电流值中最大值。平衡系数的计算方法即以变压器各侧中二次额定电流为最小的一侧为基准，其它侧依次放大。若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值大于2.95，则取放大倍数最大的一侧倍数为2.95，其它侧依次减小；若最大二次额定电流与最小二次额定电流的比值小于2.95，则取放大倍数最小的一侧倍数为1，其它侧依次放大。装置为了保证精度，所能接受的最小系数Kph为2.95/32，因此差动保护各侧电流平衡系数调整范围最大可达32倍。1.2差动各侧电流相位差的补偿 变压器各侧电流互感器的二次电流直接接入本装置。电流互感器各侧的极性参见前图，都以母线侧为极性端。 变压器各侧CT二次电流相位由软件调整，装置采用变化调整差流平衡，这样可明确区分涌流和故障的特征，大大加快保护的动作速度。对于Y0/Y0-10的接线，其校正方法如下：Y0侧：Y0-10侧： 、、为各侧原始电流，、、为各侧校正后的各相电流。

“SMV配置”页面参数说明：通用配置：所有SMV的共用参数周波点数：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。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。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。源MAC地址：SMV的源地址，一般该值可取默认值。APPID:应用标识，该值应与被测保护装置的设置相同。TCIPriority:用户优先级，一般默认值为4。TCIVID: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。光口:设置本路SMV输出的光口。可根据需要进行任意设置。描述:对本路SMV进行一定的描述。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。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。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。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。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。CTBit比例默认值1Bit对应1mA。PTBit比例默认值1Bit对应10mV。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。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。④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。⑤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。□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

“GOOSEIN配置”页面参数说明：①选择GOOSE接收判据：GOOSEIN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。②专用配置：配置每一路GOOSEIN的专用参数目标MAC地址GOOSEIN的目的地址。该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。APPID应用标识符。该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。GOOSE的预留值范围是0x0000至0x3fff。光网口设置本路GOOSEIN接收的光网口。可根据需要进行设置。描述对本路GOOSEIN进行一定的描述。通道数目GOOSEIN控制块中虚端子数目。版本号GOOSEIN的配置版本号，该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。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。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：gocbRefGOOSE控制块索引。该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。datSet数据集。该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。goIDGOOSE标识。该值应与被测装置输出的GOOSEOUT报文的设置值相同。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。③开入量映射：把GOOSEIN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