线路保护校验方法..docx

1、RCS-900系列线路保护测试一、 RCS-901A型超高压线路成套保护RCS-901A配置：主保护：纵联变化量方向，纵联零序，工频变化量阻抗；后备保护：两段（四段）式零序，三段式接地/ 相间距离；1) 工频变化量阻抗继电器：保护原理：故障后 F点的电压 Uf = 0，等价于两个方向相反的电压源串联，如果不考虑故障瞬间的暂态分量，则根据叠加定律，有根据保护安装处的电压变化量U 和电流变化量I ，保护构造出一个工作电压U op 来反映 U 和 I ，其定义为U opU I Z set ，物理意义如下图所示当故障点位于不同的位置时，工作电压U op 具有不同的特征正向故障：区内U opU f区外U

2、 opU f反向故障：U opU f所以：根据工作电压U op 的和 Uf 的幅值比较就可以正确地区分出区内和区外故障，而且具有方向性。其中，根据前面的定义，Uf = 故障前的 F 点的运行电压，一般可近似取系统额定电压（或增加5%的电压浮动裕度） 。工频变化量阻抗继电器本质上就是一个过电压继电器；工频变化量阻抗继电器并不是常规意义上的电压继电器，由于其工作电压U op 构造的特殊性 （能同时反映保护安装处短路电压和电流的变化），它具有和阻抗继电器完全一致的动作特性，固而称其为阻抗继电器；动作特性分析：正向故障时：工作电压U opUIZsetIZsIZ setI( Z sZset)短路点处的电

3、压变化量（注意：U f的方向！）U fI ( Zs Z f )所以：动作判据U opU f等价于ZfZsZsetZs，结论：正向保护区是以（-Zs ）为圆心，以|Zset + Zs|为半径的圆。当测量到的短路阻抗Zf位于圆内（正向区内）则动作，位于圆外（正向区外）不动；反向故障时：工作电压U opUIZ setIZRI Z setI(Z RZset )短路点处的电压变化量（注意：U f 的方向！）U fI(Z RZ f )所以：动作判据U opU f等价于(Z f )Z RZ set Z R ，结论：反向保护区是以ZR为圆心，以 |ZR Zset| 为半径的圆。测量到的短路阻抗（-Zf ）永远

4、不可能进入位于第1 象限内的动作区，所以反向不会动作。测试要点： 由于工频变化量阻抗继电器的阻抗特性边界受电源侧等值阻抗Zs 的控制，所以不能用测试常规阻抗继电器的方法进行测试，而应结合其动作原理，将其视为由电流变化量I构成的过压继电器进行测试，U op1.05mU Nm=1.1 时，保护可靠动作；m=0.9 时，保护可靠不动作；测试模型：U opUIZ set(U pU N )I Z set正向接地故障： U p(1 K)I pZset(1 1.05m) * U N正向相间故障：U ppI pp * Zset(1 1.05m) *3U N反向故障： Up, Upp = 0；测试菜单 -专用测

5、试： “工频变化量阻抗继电器定值校验”；试验举例：保护定值：工频变化量阻抗：3.2 正序灵敏角：78零序补偿系数：0.4401. 投主保护压板和距离保护压板。2整定值控制字“投工频变化量阻抗”置1，“投纵联距离保护”置0。2测试仪参数设置：进入“专用测试”“工频变化量阻抗继电器定值校验”菜单；设置整定阻抗“定值DZset ” 3.2 ，78；“补偿系数K”为 0.44 ；“短路电流”为5.0A ；“校验点m”选择 1.1 倍。设置故障类型，故障方向。选择故障启动方式：按键启动，或自启动（故障前时间应足够保护复归和重合闸充电）；4. 按下试验按钮后， 试验进入故障前状态， 等待保护复归， 重合闸

6、充电， 直至“充电” 灯亮；5确认后，进入故障状态，保护跳闸，装置面板上相应跳闸灯亮，液晶屏幕上显示“纵联变化量方向”，动作时间为 15-30 ms ；重复以上步骤，模拟m=0.9 倍和反方向故障，纵联变化量方向不动作。2) 纵联变化量方向：保护原理：纵联方向保护利用通道将保护装置对故障方向判别的结果传送到对侧，每侧保护根据两侧保护装置的动作过程逻辑来判断和区分：区内，或区外故障。纵联变化量方向采用工频变化量方向元件来判别方向，设有正向和反向两个元件，其原理是比较综合电压变化量（正负序综合分量）和综合电流变化量（正负序综合分量）的相位，算法如下：正方向元件反方向元件FF：arg(U12I12

7、ZCOM )I12 ZD：arg(U12)I12ZD式中ZD模拟阻抗，其阻抗角与线路阻抗角一致；ZCOM补偿阻抗；U12, I12 综合电压电流（正负序综合分量）。正方向故障时：反方向故障时：180,00,180；测试要点：准确的短路计算模型，尽可能真实地模拟出短路故障中120 序分量的变化情况；测试菜单 -单侧调试：“整组试验” ；两侧对调：“GPS同步对调”；试验举例：保护定值：电流变化量启动值：0.2A1. 单侧调试时：将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收；2. 仅投主保护压板，重合把手切在“综重方式”；3. 整定保护定值控制字：“投纵联距离保护”置

8、1、“允许式通道”置0,“投重合闸”置1、“投重合闸不检”置1；4.测试仪参数设置：进入“整组试验”菜单，设置故障类型，故障方向，和短路电流（大于电流变化量启动值）；选择“直流分量？”为“叠加直流（非周期）分量”，“衰减时间 ”为“ 0.050S ”。4. 按下试验按钮后， 试验进入故障前状态， 等待保护复归， 重合闸充电， 直至“充电” 灯亮；5确认后，进入故障状态，保护跳闸，装置面板上相应跳闸灯亮，液晶屏幕上显示“纵联变化量方向”，动作时间为15-30 ms ；重复以上步骤，模拟反方向故障，纵联变化量方向不动作。3) 高频闭锁零序（纵联零序）保护原理：纵联零序保护是在阶段式零序保护的基础上

9、增加通信接口和必要的动作逻辑实现；当通道退出或运行中通道发生故障时纵联零序就是完整的阶段式零序保护；纵联零序保护利用的远方信号可以是闭锁式也可以是允许式。闭锁式：由判断为反向故障的一侧负责发信，闭锁两端保护；允许式：由判断为正向故障的一侧负责发信，允许两端保护跳闸；以 RCS系列保护为例，正方向元件：零序方向过流元件和F0 元件相“与”输出；反方向元件：零序启动过流元件和F0 元件相“与”输出；若零序阻抗角为0 ，则正方向接地故障：3U 0超前 3I0为 180 + 0 ，零序功率为负， F0元件动作；反方向接地故障：3U 0 超前 3I 0 为 0 ，零序功率为正， F0 元件动作。因此，F

10、0动作方程为：0903U0270arg03I 0F0动作方程为：0903U090arg03I 0测试要点：接地故障，故障电流中的零序分量应大于定值（一般选单相故障，3I0 = If ）；短路阻抗不能太大，否则可能会导致3Uo 相位反 180 度，导致判方向错误；测试菜单 -单侧调试：“整组试验” ；两侧对调：“GPS同步对调”；试验举例：保护定值：零序启动电流：0.5A零序方向过流定值：2A1. 单侧调试时：将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收；2投主保护压板及零序压板，重合把手切在“综重方式”；3整定保护定值控制字：“投纵联零序保护”置 1、“允许式通道

11、”置0、“投重合闸”置 1、“投重合闸不检”置1；4. 测试仪参数设置：进入“整组试验”菜单，设置整定阻抗：1 欧， 78 度， 1.0 倍；选择故障类型（A 相接地），故障方向，和短路电流（大于零序方向过流定值）；选择“直流分量？”为“叠加直流（非周期）分量”，“衰减时间 ”为“ 0.050S ”。4. 按下试验按钮后， 试验进入故障前状态， 等待保护复归， 重合闸充电， 直至“充电” 灯亮；5确认后，进入故障状态，保护跳闸，装置面板上相应跳闸灯亮，液晶屏幕上显示“纵联零序保护”，动作时间为15-30 ms ；重复以上步骤，模拟反方向故障，纵联零序保护不动作。二、 RCS-902A型超高压线

12、路成套保护RCS-902配置：主保护：高频闭锁距离，高频闭锁零序，工频变化量阻抗；后备保护：两段（四段）式零序，三段式接地/ 相间距离；1）高频闭锁距离（纵联距离）：保护原理：基本和纵联零序保护相似；测试要点：带收发信的距离保护，短路阻抗应小于定值；测试菜单 -单侧调试：“整组试验” ；两侧对调：“GPS同步对调”；试验举例：保护定值：纵联距离阻抗定值：5 ，781将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置的发信输出接至收信输入构成自发自收；2仅投主保护压板，重合把手切在“综重方式”；3整定保护定值控制字：“投纵联距离保护”置 1、“允许式通道”置0、“投重合闸”置 1、“投重合闸不检”置1；4

13、. 测试仪参数设置：进入“整组试验”菜单，设置“整定阻抗Zd”为 5 欧， 78 度；“短路点” 0.95 倍；选择“故障类型” ，“故障方向”为正向故障，“短路电流” 5A。5. 按下试验按钮后， 试验进入故障前状态， 等待保护复归， 重合闸充电， 直至“充电” 灯亮；6确认后，进入故障状态，保护跳闸，装置面板上相应跳闸灯亮，液晶屏幕上显示“纵联距离保护”，动作时间为 15-30 ms ；重复以上步骤，模拟反方向故障，纵联距离保护不动作。2）高频闭锁零序（纵联零序）：参见 RCS-901；3）工频变化量阻抗：参见RCS-901；三、 RCS-943型线路成套保护RCS-943配置：纵联分相差

14、动，四段式零序，三段式接地不对称相继速动，双回线相继速动；/ 相间距离；1） 光纤纵差：保护原理：线路差动保护；测试要点：试验举例：1. 将光端机 ( 在 CPU插件上 ) 的接收“ RX”和发送“ TX”用尾纤短接，构成自发自收方式；2. 仅投主保护压板，重合把手切在“综重方式”；3. 整定保护定值控制字：“投纵联差动保护” 、“专用光纤” ， “通道自环” 、“投重合闸”和“投重合闸不检”均置1；4. 等保护充电，直至“充电”灯亮；2） 不对称相继速动保护试验保护原理：如图1 所示，当线路末端不对称故障时，N 侧 I 段动作快速（三跳）切除故障，由于三相跳闸，非故障相电流同时被切除，M侧保

15、护测量到任一相电流突然消失，且II段距离元件已经启动，则M侧开关不再经II段延时而直接跳闸，将故障切除。动作逻辑图如上图2 所示。试验举例：状态序列菜单投入“不对称相继速动”压板和“距离保护”压板；状态 1：故障前，三相均有负荷电流且连续时间超过20 ms ；状态 2：模拟距离II段相间故障： 0.95 倍的相间II段阻抗（以BC相相间故障为例），持续时间大于相间距离II段整定时限；状态 3：模拟对侧I 段动作跳闸：任意一相（以A 相为例）电流突然消失；则不对称相继速动保护动作。3） 双回线相继速动保护原理：如图4 所示双回线路，L2 回路末端（ F 点）发生故障，对 M侧保护 1，3，当 L

16、2 末端（ F 点）故障时，其段距离元件均启动，分别输出FXJ 信号闭锁另一回线段距离相继速动保护。对于故障线路 L2，保护 4 由距离 I 段跳开，保护 1 感受不到故障电流，距离继电器返回，其发出的 FXJ 信号返回；保护 3 收不到 FXJ 信号，同时段距离继电器等待一个短延时不返回，则不等段延时立即跳闸。对于非故障线路Ll ，在保护 3 跳闸前，因为故障一直存在，保护3 的距离继电器一直动作，其发出的FXJ 信号一直存在，足以闭锁保护1 的相继速动继电器。保护3 的相继速动继电器跳闸后，故障线路L2 从两端切除故障，保护I 的段继电器返回。因此由以上分析可知，非故障线路的相继速动继电器

17、绝不可能误动。利用双回线上的两个继电器的相互闭锁回路巧妙地实现了相继速动功能，简单可靠，性能良好，适用于各种故障。该相继速动原理在双侧电源的并列双回线上应用良好，动作可靠。当其用于单侧电源并列双回线时，在系统侧出口处三相短路时，故障由电源侧保护I 段瞬时切除后，已不存在故障电流，负荷侧的距离段可能不启动，负荷侧由段保护而非相继速动保护切除故障。试验举例：状态序列菜单，针对保护3 试验状态 1：故障前；状态 2：故障，用开出量发闭锁信号给保护3故障位置需设在保护3 的II段；状态 3：保持故障，开出量返回，闭锁信号消失；四、 RCS-951型线路成套保护RCS-951配置：三段式相间距离，四段式

18、过流；低周保护；不对称相继速动，双回线相继速动；1） 低周保护保护原理：低周减载又称自动按频率减负荷。满足下列任一情况低周减载闭锁：（ 1）电压互感器二次回路断线；（ 2）保护安装处的正序电压 U1低于闭锁值。（ 3）保护安装处的负序电压 U25V（说明是短路故障）（ 4）该线路三相电流均小于 0.1 倍额定电流（说明该线路负荷较小，即使全部切除对系统频率回升也无多大作用）（ 5）系统频率低于 45Hz；（ 6）频率滑差大于闭锁值。频率滑差元件动作后进行自保持，直到频率恢复到低周减载整定频率以上后复归。试验举例：选择“频率/ 低压解列”菜单国电南自PSL-641保护定值：频率差定值：2Hz（即

19、低周减载动作频率为48Hz）滑差定值： 5Hz/S时间定值： 1.0S闭锁电压定值：80V（线电压）闭锁电流定值：1A动作值测试：（ 1）选择“测试项目”为“动作值” ，“变量选择”为“频率” 。（ 2）设置电压幅值为 57.735V ，三相对称，电流幅值为 2.0A ，三相对称。（ 3）设置“复归值”为50.0Hz ，“复归时间”为1.0S ，“滑差 d/dt ”为 1.0Hz/S ，“搜索起点”为49.5Hz ，“终点”为47.0Hz ，“步长”为0.1Hz ；（ 4）开始试验动作时间测试：（ 1）选择“测试项目”为“动作时间/ 滑差闭锁”，“变量选择”为“频率” 。（ 2）设置电压幅值为

20、 57.735V ，三相对称，电流幅值为 2.0A ，三相对称。（ 3）设置“变化起点”为 50.0Hz ，“复归时间”为 1.0S ，“变化终点”为45.0Hz ，“滑差 d/dt ”为 1.0Hz/S ，“计时启动值”为“48.0Hz ”；（ 4）开始试验滑差闭锁值测试：（ 1）选择“测试项目”为“动作时间/ 滑差闭锁”，“变量选择”为“频率” 。（ 2）设置电压幅值为 57.735V ，三相对称，电流幅值为 2.0A ，三相对称。（ 3）设置“变化起点”为 50.0Hz ，“复归时间”为 1.0S 。设置“整定值”为 5.0Hz/S ，测试倍数为“ 0.95 ”（不闭锁）；设置“整定值”

21、为 5.0Hz/S ，测试倍数为“ 1.05 ”（滑差闭锁） ；两段或四段零序保护一、保护原理零序电流保护反映中性点接地系统中发生接地短路时的零序电流分量。保护安装处的零序电流以母线流向被保护线路为正向，正方向发生接地故障时：3U 03I 0ZM 03U0arg( ZM 0 ) (180M 0 )arg3I 0式中Z M0保护安装处背后的零序阻抗M 0 ZM0的阻抗角，一般M 070 85。由式可见，保护正方向发生故障时，3U0 滞后3I 0 的相角为110 95；而且不受过渡电阻的影响。反方向发生接地故障时：3U 03I 0 ZM03U0argarg(ZM 0 )M 03I 0式中ZM 0

22、保护安装处正方向的等值零序阻抗M 0 ZM 0 的阻抗角，一般M 0 70 80。由式可见，保护反方向发生接地故障时，3U 0 超前 3I 0 的相角为 70 80；而且不受过渡电阻的影响。二、测试方法保护型号南京南瑞继保RCS-901A定值清单：零序过流 II段定值： 2.5A零序过流 III段定值： 2.0A零序补偿系数： 0.440零序过流 II段时间： 0.3S零序过流 III段时间： 1.5S1仅投零序保护压板，重合把手切在“综重方式”;2整定保护定值控制字中“零序III段经方向”置1、“投重合闸”置1、“投重合闸不检”置1；3等保护充电，直至“充电”灯亮；4测试仪参数设置（ 1）选

23、择“零序保护”菜单（ 2）在“定值” 设置页面， 设置 “零序 II段 3I0 ”为 2.5A ；“零序 III段 3I0 ”为 2.0A ；选择“ 3I0输出方式” 为“测试仪故障相输出” ；设置“ II段时间 T2”为 0.3S ；“III段时间 T3”为 1.5S 。（ 3）在“项目”设置页面，分别选择各段故障点1.05 倍和 0.95 倍。由于该保护没有零序I 段及IV 段，则不选择。（ 4）在“模型”页面，设置“计算模型”为“电流恒定” ； “短路阻抗 Zl ”无效；“补偿系数 Kl ”为 0.44 j0.0 。（ 5）开始试验三段接地和相间距离一、保护原理当阻抗元件用于反映相间短路

24、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：UZmI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 Zm可表示为ZmUIK 3I0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。3I 0保护安装处流向被保护线路的零序电流（3 倍）；K 零序电流补偿系数二、测试方法保护型号南京南瑞继保 RCS-901A定值清单：接地距离I段定值： 3.2 相间距离 I段定值： 3.2接地距离II段定值： 5.0 相间距离 II段定值： 5.0接地距离III段定值： 8.0 相间距离 III段定值： 8.0接地距离II段时间： 0.5S接地距离 III段时间： 0.5S相间距离II段时间： 1.5S相间距离 III段时间： 1.5S正序灵敏角：78零序灵敏角： 7