PCS-931G超高压线路成套保护装置调试大纲

目录

一、线路保护概述： (2)

二、试验接线与参数配置 (2)

1、试验接线 (2)

2、IEC61850参数设置 (2)

3、系统参数设置 (7)

三、电压电流采样及信号测试 (8)

四、稳态差动 (9)

1、保护原理 (9)

2、保护定值与压板 (10)

3、调试方法 (10)

五、距离保护 (17)

1、保护原理 (17)

2、保护定值与压板 (18)

3、调试方法 (18)

六、零序过流保护 (20)

1 保护原理 (20)

2 保护定值与压板 (20)

3 调试方法 (21)

3.1.零序过流动作值测试 (21)

3.2.零序过流保护动作时间测试 (23)

3.3.零序过流动作边界测试 (25)

附录A “IEC61850配置”页面参数说明 (29)

附录B保护测试仪常见问题汇总 (34)

PCS-931G–D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。

1、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：

????

?>?>ΦΦ

ΦI I I I H CD R CD 6.0 (式4-1) C B A ,,=Φ

I CD Φ

为差动电流，I

I

I N M CD ?

+

?

=Φ

Φ

Φ即为两侧电流矢量和的幅值；

I

R Φ

为制动电流，I

I

I N M R ?

-

?

=Φ

Φ

Φ即为两侧电流矢量差的幅值；

当电容电流补偿投入时，

I

H

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，

I

H

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

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，

I I

N M Φ

Φ

=

，差动电流I I

I

I M N M CD ΦΦ

Φ

Φ=?

+

?

=2；

I I

cdqd H

5.1==1.5*1=1.5A ，令I

I

H

CD >

Φ

，有I

I

H

M >

Φ

2

，

得出：

I

M Φ

>0.75A

测试仪设置： 测试m=0.95倍故障点，

I

M Φ

=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，I M =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，I M =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Z m 可表示为：

m U

Z I ????

= (式5-1)

式中U ??

——保护安装处的相电压差，??＝AB 、BC 、CA ； I ??

——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Z m 可表示为

3m U Z I K I ?

?=

+ (式5-2)

式中U ?

——保护安装处的相电压差，?＝A 、B 、C ； I ?

——保护安装处流向被保护线路的相电流差，??＝A 、B 、C 。 0

3I ——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）。

?∠=+=*-=

l l l l l l l K K j K Z Z Z K )Im()Re(31

1

0（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K R 和K X 。

010

1

11

,33l l l l R X l l R R X X K K R X --=

=**（式7-2） 注意，K R ，K X 并不能代表零序补偿系数Kl 的实部和虚部，由K R ，K X 到Kl 的

换算为

22

1122

11

**R X K R K X Kl R X +=+ 故在测试仪里，应选择Kl 的设置方式为：K R ，K X 。K R 取零序电阻补偿系数，K X 取零序电抗补偿系数。

2、 保护定值与压板

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I ?=1A ∠-78°，测试m=0.95倍故障点，由

式5-2求得故障电压为：U ? =11.086V ∠0°，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