線路保護校驗方法

1、RCS-900系列線路保護測試一、RCS-901A型超高壓線路成套保護 RCS-901A配置： 主保護：縱聯(lián)變化量方向，縱聯(lián)零序，工頻變化量阻抗； 后備保護：兩段（四段）式零序，三段式接地/相間距離；1) 工頻變化量阻抗繼電器：l 保護原理： 故障后 F 點的電壓 Uf = 0，等價于兩個方向相反的電壓源串聯(lián)，如果不考慮故障瞬間的暫態(tài)分量，則根據(jù)疊加定律，有根據(jù)保護安裝處的電壓變化量和電流變化量，保護構(gòu)造出一個工作電壓來反映和，其定義為 ，物理意義如下圖所示 當故障點位于不同的位置時，工作電壓具有不同的特征正向故障： 區(qū)內(nèi) 區(qū)外 反向故障： 所以：根據(jù)工作電壓的和Uf的幅值比較就可以正確地區(qū)分

2、出區(qū)內(nèi)和區(qū)外故障，而且具有方向性。其中，根據(jù)前面的定義，Uf = 故障前的F點的運行電壓，一般可近似取系統(tǒng)額定電壓（或增加5%的電壓浮動裕度）。Ø 工頻變化量阻抗繼電器本質(zhì)上就是一個過電壓繼電器；Ø 工頻變化量阻抗繼電器并不是常規(guī)意義上的電壓繼電器，由于其工作電壓構(gòu)造的特殊性（能同時反映保護安裝處短路電壓和電流的變化），它具有和阻抗繼電器完全一致的動作特性，固而稱其為阻抗繼電器；l 動作特性分析：正向故障時：工作電壓 短路點處的電壓變化量（注意：的方向?。?所以：動作判據(jù) 等價于 ，結(jié)論：正向保護區(qū)是以（-Zs）為圓心，以 |Zset + Zs| 為半徑的圓。當測量到的短路

3、阻抗 Zf 位于圓內(nèi)（正向區(qū)內(nèi)）則動作，位于圓外（正向區(qū)外）不動；反向故障時：工作電壓 短路點處的電壓變化量（注意：的方向！） 所以：動作判據(jù) 等價于 ，結(jié)論：反向保護區(qū)是以 ZR 為圓心，以 |ZRZset|為半徑的圓。 測量到的短路阻抗（-Zf）永遠不可能進入位于第1象限內(nèi)的動作區(qū)，所以反向不會動作。l 測試要點：由于工頻變化量阻抗繼電器的阻抗特性邊界受電源側(cè)等值阻抗Zs的控制，所以不能用測試常規(guī)阻抗繼電器的方法進行測試，而應(yīng)結(jié)合其動作原理，將其視為由電流變化量構(gòu)成的過壓繼電器進行測試， m=1.1時，保護可靠動作；m=0.9時，保護可靠不動作； 測試模型：正向接地故障：正向相間故障： 反

4、向故障：Up, Upp = 0；測試菜單-專用測試：“工頻變化量阻抗繼電器定值校驗”；l 試驗舉例：保護定值：工頻變化量阻抗：3.2 正序靈敏角： 78° 零序補償系數(shù)： 0.4401. 投主保護壓板和距離保護壓板。2整定值控制字“投工頻變化量阻抗”置1， “投縱聯(lián)距離保護”置0。2測試儀參數(shù)設(shè)置：進入“專用測試”“工頻變化量阻抗繼電器定值校驗”菜單；Ø 設(shè)置整定阻抗“定值DZset”3.2，78°；“補償系數(shù)K”為0.44；“短路電流”為5.0A；“校驗點m”選擇1.1倍。Ø 設(shè)置故障類型，故障方向。Ø 選擇故障啟動方式：按鍵啟動，或自啟動（

5、故障前時間應(yīng)足夠保護復(fù)歸和重合閘充電）；4. 按下試驗按鈕后，試驗進入故障前狀態(tài)，等待保護復(fù)歸，重合閘充電，直至“充電”燈亮；5確認后，進入故障狀態(tài)，保護跳閘，裝置面板上相應(yīng)跳閘燈亮，液晶屏幕上顯示“縱聯(lián)變化量方向”，動作時間為15-30 ms； 重復(fù)以上步驟，模擬m=0.9倍和反方向故障，縱聯(lián)變化量方向不動作。2) 縱聯(lián)變化量方向：l 保護原理：縱聯(lián)方向保護利用通道將保護裝置對故障方向判別的結(jié)果傳送到對側(cè)，每側(cè)保護根據(jù)兩側(cè)保護裝置的動作過程邏輯來判斷和區(qū)分：區(qū)內(nèi)，或區(qū)外故障?？v聯(lián)變化量方向采用工頻變化量方向元件來判別方向，設(shè)有正向和反向兩個元件，其原理是比較綜合電壓變化量（正負序綜合分量）和

6、綜合電流變化量（正負序綜合分量）的相位，算法如下：正方向元件： 反方向元件： 式中 ZD 模擬阻抗，其阻抗角與線路阻抗角一致；ZCOM 補償阻抗；綜合電壓電流（正負序綜合分量）。正方向故障時：；反方向故障時：；l 測試要點：準確的短路計算模型，盡可能真實地模擬出短路故障中120序分量的變化情況； 測試菜單-單側(cè)調(diào)試：“整組試驗”； 兩側(cè)對調(diào)：“GPS同步對調(diào)”；l 試驗舉例：保護定值：電流變化量啟動值：0.2A1. 單側(cè)調(diào)試時：將收發(fā)訊機整定在“負載”位置，或?qū)⒈狙b置的發(fā)信輸出接至收信輸入構(gòu)成自發(fā)自收；2. 僅投主保護壓板，重合把手切在“綜重方式”；3. 整定保護定值控制字：“投縱聯(lián)距離保護”

7、置1、 “允許式通道”置0,“投重合閘”置1、 “投重合閘不檢”置1；4. 測試儀參數(shù)設(shè)置：進入“整組試驗”菜單，Ø 設(shè)置故障類型，故障方向，和短路電流（大于電流變化量啟動值）；Ø 選擇“直流分量？”為“疊加直流（非周期）分量”，“衰減時間”為“0.050S”。4. 按下試驗按鈕后，試驗進入故障前狀態(tài)，等待保護復(fù)歸，重合閘充電，直至“充電”燈亮；5確認后，進入故障狀態(tài)，保護跳閘，裝置面板上相應(yīng)跳閘燈亮，液晶屏幕上顯示“縱聯(lián)變化量方向”，動作時間為15-30 ms； 重復(fù)以上步驟，模擬反方向故障，縱聯(lián)變化量方向不動作。3) 高頻閉鎖零序（縱聯(lián)零序）l 保護原理：Ø

8、縱聯(lián)零序保護是在階段式零序保護的基礎(chǔ)上增加通信接口和必要的動作邏輯實現(xiàn)；Ø 當通道退出或運行中通道發(fā)生故障時縱聯(lián)零序就是完整的階段式零序保護；Ø 縱聯(lián)零序保護利用的遠方信號可以是閉鎖式也可以是允許式。 閉鎖式：由判斷為反向故障的一側(cè)負責發(fā)信，閉鎖兩端保護； 允許式：由判斷為正向故障的一側(cè)負責發(fā)信，允許兩端保護跳閘；以RCS系列保護為例，正方向元件：零序方向過流元件和元件相“與”輸出；反方向元件：零序啟動過流元件和元件相“與”輸出；若零序阻抗角為，則正方向接地故障： 超前為180°+，零序功率為負，元件動作；反方向接地故障：超前為，零序功率為正，元件動作。因此，動作

9、方程為： 動作方程為： l 測試要點：接地故障，故障電流中的零序分量應(yīng)大于定值（一般選單相故障，3I0 = If）； 短路阻抗不能太大，否則可能會導致3Uo相位反180度，導致判方向錯誤；測試菜單-單側(cè)調(diào)試：“整組試驗”； 兩側(cè)對調(diào)：“GPS同步對調(diào)”；l 試驗舉例：保護定值：零序啟動電流：0.5A零序方向過流定值：2A1. 單側(cè)調(diào)試時：將收發(fā)訊機整定在“負載”位置，或?qū)⒈狙b置的發(fā)信輸出接至收信輸入構(gòu)成自發(fā)自收；2投主保護壓板及零序壓板，重合把手切在“綜重方式”；3整定保護定值控制字：“投縱聯(lián)零序保護”置1、 “允許式通道”置0、“投重合閘”置1、 “投重合閘不檢”置1；4. 測試儀參數(shù)設(shè)置：

10、進入“整組試驗”菜單，Ø 設(shè)置整定阻抗：1歐，78度，1.0倍；Ø 選擇故障類型（A相接地），故障方向，和短路電流（大于零序方向過流定值）；Ø 選擇“直流分量？”為“疊加直流（非周期）分量”，“衰減時間”為“0.050S”。4. 按下試驗按鈕后，試驗進入故障前狀態(tài)，等待保護復(fù)歸，重合閘充電，直至“充電”燈亮；5確認后，進入故障狀態(tài)，保護跳閘，裝置面板上相應(yīng)跳閘燈亮，液晶屏幕上顯示“縱聯(lián)零序保護”，動作時間為15-30 ms； 重復(fù)以上步驟，模擬反方向故障，縱聯(lián)零序保護不動作。二、RCS-902A型超高壓線路成套保護 RCS-902配置： 主保護：高頻閉鎖距離，高頻

11、閉鎖零序，工頻變化量阻抗； 后備保護：兩段（四段）式零序，三段式接地/相間距離；1） 高頻閉鎖距離（縱聯(lián)距離）：l 保護原理：基本和縱聯(lián)零序保護相似；l 測試要點：帶收發(fā)信的距離保護，短路阻抗應(yīng)小于定值；測試菜單-單側(cè)調(diào)試：“整組試驗”； 兩側(cè)對調(diào)：“GPS同步對調(diào)”；l 試驗舉例：保護定值：縱聯(lián)距離阻抗定值：5，78°1將收發(fā)訊機整定在“負載”位置，或?qū)⒈狙b置的發(fā)信輸出接至收信輸入構(gòu)成自發(fā)自收；2僅投主保護壓板，重合把手切在“綜重方式”；3整定保護定值控制字：“投縱聯(lián)距離保護”置1、 “允許式通道”置0、“投重合閘”置1、 “投重合閘不檢”置1；4. 測試儀參數(shù)設(shè)置：進入“整組試驗

12、”菜單，Ø 設(shè)置“整定阻抗Zd”為5歐，78度； “短路點”0.95倍；Ø 選擇“故障類型”，“故障方向”為正向故障，“短路電流”5A。5. 按下試驗按鈕后，試驗進入故障前狀態(tài)，等待保護復(fù)歸，重合閘充電，直至“充電”燈亮；6確認后，進入故障狀態(tài)，保護跳閘，裝置面板上相應(yīng)跳閘燈亮，液晶屏幕上顯示“縱聯(lián)距離保護”，動作時間為15-30 ms； 重復(fù)以上步驟，模擬反方向故障，縱聯(lián)距離保護不動作。2） 高頻閉鎖零序（縱聯(lián)零序）：參見RCS-901；3） 工頻變化量阻抗：參見RCS-901；三、RCS-943型線路成套保護 RCS-943配置： 縱聯(lián)分相差動，四段式零序，三段式接地/

13、相間距離； 不對稱相繼速動，雙回線相繼速動；1） 光纖縱差：l 保護原理：線路差動保護； l 測試要點： l 試驗舉例：1. 將光端機(在CPU插件上)的接收“RX”和發(fā)送“TX”用尾纖短接，構(gòu)成自發(fā)自收方式；2. 僅投主保護壓板，重合把手切在“綜重方式”；3. 整定保護定值控制字：“投縱聯(lián)差動保護”、“專用光纖”， “通道自環(huán)”、“投重合閘”和“投重合閘不檢”均置1；4. 等保護充電，直至“充電”燈亮；2） 不對稱相繼速動保護試驗l 保護原理：如圖1所示，當線路末端不對稱故障時，N側(cè)I段動作快速（三跳）切除故障，由于三相跳閘，非故障相電流同時被切除，M側(cè)保護測量到任一相電流突然消失，且II段

14、距離元件已經(jīng)啟動，則M側(cè)開關(guān)不再經(jīng)II段延時而直接跳閘，將故障切除。 動作邏輯圖如上圖2所示。l 試驗舉例：狀態(tài)序列菜單Ø 投入“不對稱相繼速動”壓板和“距離保護”壓板；Ø 狀態(tài)1：故障前，三相均有負荷電流且連續(xù)時間超過20 ms；Ø 狀態(tài)2：模擬距離II段相間故障：0.95倍的相間II段阻抗（以BC 相相間故障為例），持續(xù)時間大于相間距離II段整定時限；Ø 狀態(tài)3：模擬對側(cè)I段動作跳閘：任意一相（以A相為例）電流突然消失；則不對稱相繼速動保護動作。3） 雙回線相繼速動l 保護原理：如圖4所示雙回線路，L2回路末端（F點）發(fā)生故障，對M側(cè)保護1，3，當L

15、2末端（F點）故障時，其段距離元件均啟動，分別輸出FXJ信號閉鎖另一回線段距離相繼速動保護。對于故障線路L2，保護4由距離I段跳開，保護1感受不到故障電流，距離繼電器返回，其發(fā)出的FXJ信號返回；保護3收不到FXJ信號，同時段距離繼電器等待一個短延時不返回，則不等段延時立即跳閘。對于非故障線路Ll，在保護3跳閘前，因為故障一直存在，保護3的距離繼電器一直動作，其發(fā)出的FXJ信號一直存在，足以閉鎖保護1的相繼速動繼電器。保護3的相繼速動繼電器跳閘后，故障線路L2從兩端切除故障，保護I的段繼電器返回。因此由以上分析可知，非故障線路的相繼速動繼電器絕不可能誤動。利用雙回線上的兩個繼電器的相互閉鎖回路

16、巧妙地實現(xiàn)了相繼速動功能，簡單可靠，性能良好，適用于各種故障。該相繼速動原理在雙側(cè)電源的并列雙回線上應(yīng)用良好，動作可靠。當其用于單側(cè)電源并列雙回線時，在系統(tǒng)側(cè)出口處三相短路時，故障由電源側(cè)保護I段瞬時切除后，已不存在故障電流，負荷側(cè)的距離段可能不啟動，負荷側(cè)由段保護而非相繼速動保護切除故障。l 試驗舉例：狀態(tài)序列菜單，針對保護3試驗Ø 狀態(tài)1：故障前；Ø 狀態(tài)2：故障，用開出量發(fā)閉鎖信號給保護3故障位置需設(shè)在保護3的II段；Ø 狀態(tài)3：保持故障，開出量返回，閉鎖信號消失；四、RCS-951型線路成套保護 RCS-951配置： 三段式相間距離，四段式過流； 低周保護

17、； 不對稱相繼速動，雙回線相繼速動；1） 低周保護l 保護原理：低周減載又稱自動按頻率減負荷。滿足下列任一情況低周減載閉鎖：（1）電壓互感器二次回路斷線；（2）保護安裝處的正序電壓U1低于閉鎖值。（3）保護安裝處的負序電壓U2>5V（說明是短路故障）（4）該線路三相電流均小于0.1倍額定電流（說明該線路負荷較小，即使全部切除對系統(tǒng)頻率回升也無多大作用）（5）系統(tǒng)頻率低于45Hz；（6）頻率滑差大于閉鎖值。頻率滑差元件動作后進行自保持，直到頻率恢復(fù)到低周減載整定頻率以上后復(fù)歸。l 試驗舉例：選擇“頻率/低壓解列”菜單國電南自PSL-641保護定值：頻率差定值：2Hz（即低周減載動作頻率為4

18、8Hz） 滑差定值：5Hz/S 時間定值：1.0S 閉鎖電壓定值：80V（線電壓） 閉鎖電流定值：1A動作值測試：（1）選擇“測試項目”為“動作值”，“變量選擇”為“頻率”。（2）設(shè)置電壓幅值為57.735V，三相對稱，電流幅值為2.0A，三相對稱。（3）設(shè)置“復(fù)歸值”為50.0Hz，“復(fù)歸時間”為1.0S，“滑差d/dt”為1.0Hz/S，“搜索起點”為49.5Hz，“終點”為47.0Hz，“步長”為0.1Hz；（4）開始試驗動作時間測試：（1）選擇“測試項目”為“動作時間/滑差閉鎖”，“變量選擇”為“頻率”。（2）設(shè)置電壓幅值為57.735V，三相對稱，電流幅值為2.0A，三相對稱。（3）

19、設(shè)置“變化起點”為50.0Hz，“復(fù)歸時間”為1.0S，“變化終點”為45.0Hz，“滑差d/dt”為1.0Hz/S，“計時啟動值”為“48.0Hz”；（4）開始試驗滑差閉鎖值測試：（1）選擇“測試項目”為“動作時間/滑差閉鎖”，“變量選擇”為“頻率”。（2）設(shè)置電壓幅值為57.735V，三相對稱，電流幅值為2.0A，三相對稱。（3）設(shè)置“變化起點”為50.0Hz，“復(fù)歸時間”為1.0S。設(shè)置“整定值”為5.0Hz/S，測試倍數(shù)為“0.95”（不閉鎖）；設(shè)置“整定值”為5.0Hz/S，測試倍數(shù)為“1.05”（滑差閉鎖）；兩段或四段零序保護一、保護原理零序電流保護反映中性點接地系統(tǒng)中發(fā)生接地短路

20、時的零序電流分量。保護安裝處的零序電流以母線流向被保護線路為正向，正方向發(fā)生接地故障時： 式中 ZM0 保護安裝處背后的零序阻抗 ZM0的阻抗角，一般70°85°。由式可見，保護正方向發(fā)生故障時，滯后的相角為110°95°；而且不受過渡電阻的影響。反方向發(fā)生接地故障時： 式中 保護安裝處正方向的等值零序阻抗 的阻抗角，一般70°80°。由式可見，保護反方向發(fā)生接地故障時，超前的相角為70°80°；而且不受過渡電阻的影響。二、測試方法保護型號南京南瑞繼保RCS-901A定值清單：零序過流II段定值：2.5A 零序過流

21、III段定值：2.0A 零序補償系數(shù)： 0.440 零序過流II段時間：0.3S 零序過流III段時間：1.5S1僅投零序保護壓板，重合把手切在“綜重方式”;2整定保護定值控制字中“零序III段經(jīng)方向”置1、“投重合閘”置1、“投重合閘不檢”置1；3等保護充電，直至“充電”燈亮；4測試儀參數(shù)設(shè)置（1）選擇“零序保護”菜單（2）在“定值”設(shè)置頁面，設(shè)置“零序II段3I0”為2.5A；“零序III段3I0”為2.0A；選擇“3I0輸出方式”為“測試儀故障相輸出”；設(shè)置“II段時間T2”為0.3S；“III段時間T3”為1.5S。（3）在“項目”設(shè)置頁面，分別選擇各段故障點1.05倍和0.95倍。由

22、于該保護沒有零序I段及IV段，則不選擇。（4）在“模型”頁面，設(shè)置“計算模型”為“電流恒定”； “短路阻抗 Zl”無效；“補償系數(shù)Kl”為0.44j0.0。（5）開始試驗三段接地和相間距離一、保護原理當阻抗元件用于反映相間短路故障時，通常采用相電壓差和相電流差的接線方式，其測量阻抗Zm可表示為： 式中 保護安裝處的相電壓差，AB、BC、CA； 保護安裝處流向被保護線路的相電流差，AB、BC、CA。當阻抗元件用于反映接地短路故障時，通常采用相電壓和帶有零序電流補償?shù)南嚯娏?，其測量阻抗Zm可表示為 式中 保護安裝處的相電壓差，A、B、C； 保護安裝處流向被保護線路的相電流差，A、B、C。 保護安裝處流向被保護線路的零序電流（3倍）； K 零序電流補償系數(shù)二、測試方法保護型號南京南瑞繼保RCS-901A定值清單：接地距離I段定值：3.2 相間距離I段定值：3.2 接地距離II段定值：5.0 相間距離II段定值：5.0 接地距離III段定值：8.0 相間距離III段定值：8.0 接地距離II段時間：0.5S 接地距離III段時間：0.5S 相間距離II段時間：1.5S 相間距離III段時間：1.5S 正序靈敏角：78° 零序靈敏角：78° 零序補償系數(shù)：0.441僅投距離