ZH606智能变电站继电保护测试仪使用说明书

1、ZH-606智能变电站继电保护测试仪使用说明书武汉中元华电科技股份有限公司Wuhan Zhongyuan Huadian Science & Technology Co., Ltd历史记录修改历史记录序号日期修改情况版本号签字012013.5.8创建0.1郭筱飞校阅历史记录序号日期校对情况签字批准历史记录序号日期批准情况签字目录1.概述11.1.简介11.2.产品外观11.3.性能和特点31.3.1.性能指标31.3.2.主要技术特点52.快速入门62.1.全局试验配置62.1.1.配置模拟量62.1.2.配置开关量82.1.3.端口配置102.2.测试项创建132.3.测试项参数配置152.

2、3.1.配置控制块152.3.2.设置测试项参数172.4.开始第一个试验192.4.1.开始试验192.4.2.停止试验202.5.连接配置212.5.1.装置连接212.5.2.装置IP配置212.5.3.PC机IP配置233.软件使用指南253.1.主界面介绍253.1.1.菜单栏253.1.2.工具栏263.1.3.解决方案列表273.1.4.试验参数窗口283.1.5.状态栏283.1.6.日志窗口323.2.解决方案管理333.2.1.解决方案目的333.2.2.创建解决方案333.2.3.保存解决方案333.2.4.打开解决方案343.3.全局试验配置353.3.1.打开全局配置

3、353.3.2.模拟量配置363.3.3.开关量配置403.3.4.端口配置403.4.公共功能413.4.1.开关量说明413.4.2.监视量433.4.3.试验前参数443.5.通用功能测试463.5.1.电压电流463.5.2.GOOSE延时523.5.3.状态序列533.5.4.递变563.5.5.滑差583.5.6.谐波603.6.专项功能测试623.6.1.整组623.6.2.自动重合闸663.6.3.工频变化量距离保护673.6.4.复压闭锁方向电流保护683.6.5.距离保护703.6.6.负序过流713.6.7.方向零序过流713.6.8.阻抗特性723.6.9.通用差动74

4、3.6.10.变压器差动753.6.11.同期并列763.6.12.振荡773.6.13.备自投783.6.14.时间特性793.6.15.低频减载803.6.16.低压减载813.7.保护装置定值读写工具834.技术支持844.1.随机出厂资料844.2.存储环境844.3.联系我们841. 概述1.1. 简介随着我国电力行业的发展及新技术的应用，智能变电站成为了未来变电站的发展趋势，并成为坚强智能电网的重要组成部分，同时，对新型继电保护装置和IED的测试提出了新的要求。基于DL/T 860标准的数字式继电保护测试仪的开发与应用对提高继电保护测试水平、防止继电保护及安全自动装置不正确动作和保

5、障电网安全运行有着重要的现实意义。“ZH-606智能变电站继电保护测试仪”是采用嵌入式实时操作系统vxWorks、高性能PowerPC、大规模FPGA等技术，结合电力现场情况和众多电力用户经验而自主研发的便携式新产品。ZH-606为符合IEC61850、IEC60044标准协议体系的数字化保护、自动化装置和仪器仪表提供了完整的测试方案，广泛适用于智能变电站、电科院、设备制造商及其他科研单位。1.2. 产品外观“ZH-606智能变电站继电保护测试仪”由上位机软件（以下简称PTP）和下位机系统两部分组成。图 1.2.1上位机软件可以在Windows、Linux系统上提供人机操作界面以实现试验配置、

6、试验流程控制、试验进度及状态显示、试验结果分析及试验报告生成等功能。图 1.2.2下位机系统由vxWorks、PowerPC、FPGA和各种外围接口组成，完成试验数据的实时计算和输入输出。上位机软件与下位机系统之间通过以太网接口通信。1.3. 性能和特点1.3.1. 性能指标1.3.1.1. 供电电源交流电源：v 电压：交流 220V，允许偏差：-20%15%；v 频率：50Hz，允许偏差-4%2%；v 波形：正弦，畸变因数不大于5%；直流电源：v 电压：直流110V/220V，允许偏差：-20%15%；v 纹波系数： 5%；1.3.1.2. 以太网通讯接口型号：10/100Base-Tx；端

7、口数量：2个；接口类型：RJ45；1.3.1.3. 光纤以太网接口型号：100Base-FX/1000Base-FX；端口数量：8对；接口类型：LC；1.3.1.4. FT3光纤串口采用标准：IEC60044-7/8；端口数量：6个发送口，1个接收口；接口类型：ST；1.3.1.5. 同步接口接口类型：ST；对时误差： 1s；1.3.1.6. 级联同步口接口数量：1路电B码，1路RS485 (为自适应主从模式，可输入、输出)；接口类型：凤凰端子；1.3.1.7. 开出量硬接点数量：4对；类型：空节点；输出容量：250V(AC/DC)/0.5A；继电器动作时间： 3ms；1.3.1.8. 开入量

8、硬接点数量：8对；类型：20250V(DC)或空节点；采样频率：10kHz；时间分辨率：100s；防抖动时间：025ms；计时误差：0.1ms(0.001s1s)，0.01%(1s1.5x105s) ；最大计时时间：1.5x105s；1.3.1.9. 模拟量小信号输入通道数量：12路；电压范围：10V；电压测量精度：0.1%；最大电流：1mA；允许输入频率：正弦信号 10250Hz，暂态信号 DC10.0kHz；频率测量精度：1mHz；频率测量分辨率：0.001Hz；相位测量精度： 0.1；状态指示：绿灯亮时表示有信号输出；接口类型：凤凰端子；1.3.1.10. 模拟量小信号输出通道数量：12

9、路；电压范围：10V；电压精度：0.1%；最大电流：1mA；频率：正弦信号 10250Hz，暂态信号 DC10.0kHz；频率精度 0.002%（工频下，误差1mHz），分辨率 0.001Hz；相位：相角范围0359.9，精度 终”、“始-终-始”。“始-终”为单程变化，只能测量动作值；“始-终-始”为双程变化，可同时测量动作值和返回值。l 试验方式设置试验方式，可设置为“自动”、“手动”，“自动”会根据每步持续时间进行变化；“手动”根据按键触发进行变化。l 每步持续时间每步输出的持续时间。l 触发后方式该参数决定了保护装置动作后变化终点的时刻，可以设置为2种方式：“当前步结束”、“变化至终值

10、”。设置为“当前步结束”时，则保护装置动作后仍需输出至当前步的终止时刻才能返回（双向变化时，下同）或停止（单向变化时，下同）；设置为“变化至终值”时，则保护装置动作后仍需输出至正向变化的终点时刻才能返回或停止。l 监视量参考公共功能监视量。l 试验前参数参考公共功能试验前参数。l 变化内容可选择变化量的幅值、相位、频率。l 变化量：可设置1个电压量和1个电流量。l 变化初值设置变化的起始值。l 变化末值设置变化的终止值。3.5.5. 滑差3.5.5.1. 概述滑差变化描述了一个按滑差变化的试验过程。测试流程可以概括为：l 试验过程同阶梯变化类似，也是分为许多步进行，每一步保持一定的时间，并输出

11、一定的状态。l 设置1个滑差变化量，其值在实验过程中发生改变。该滑差变化量在每一步当中其值不恒定，且具有下图所示的变化规律。在每一步中，变化量由每步起点值开始，保持设定的起点时间，然后该变化量按设定滑差d/dt线性变化至每步终点值，然后在每步终点值保持设定的终点时间后，该步结束。变化量的这种变化方式称为按滑差变化。图 3.5.14 滑差变化l 试验过程还需设置1个阶梯变化量，该阶梯变化量可被测试仪监视，试验过程中测试仪记录保护装置响应时刻被监测量的值及响应时间，并能与监测量的整定值做比较，以判断保护装置的性能。l 每一步的状态由所设置的变化量及其内容决定，其中跟变化量无关的电压电流为复归状态中

12、的电压电流（试验前状态值），跟变化量有关的电压电流由当前变化量的值经过一定计算后获得。3.5.5.2. 用户界面图 3.5.15 滑差3.5.5.3. 参数设置l 变化方式设置变化量的变化方式，“始”为变化范围的起点，“终”为终点。可设置为“始-终”、“始-终-始”。“始-终”为单程变化，只能测量动作值；“始-终-始”为双程变化，可同时测量动作值和返回值。l 试验方式设置试验方式，可设置为“自动”、“手动”，“自动”会根据每步终值时间进行变化；“手动”根据按键触发进行变化。l 变化总步数d/dt变化的总步数。l 触发后方式该参数决定了保护装置动作后变化终点的时刻，可以设置为2种方式：“当前步结

13、束”、 “变化至终值”。设置为“当前步结束”时，则保护装置动作后仍需输出至当前步的终止时刻才能返回（双向变化时，下同）或停止（单向变化时，下同）；设置为“变化至终值”时，则保护装置动作后仍需输出至正向变化的终点时刻才能返回或停止。 l 变化内容滑差变化内容，可选“幅值”、“相位”、“频率”。l 变化类型滑差变化类型，可选“电流变化”、“电压变化”。l 变化量滑差变化量，根据变化类型，可选电流量或电压量。l 试验前参数参考公共功能试验前参数。l 开关量参见公共功能开关量说明。3.5.6. 谐波3.5.6.1. 概述谐波实验模块可以输出含直流和谐波分量的电压、电流，用来测试被测装置对直流和谐波的反

14、应。测试的流程可以概括为以下几个方面：v 输出最多9路电压、9路电流，每路输出可设置063次谐波。v 设置2个变化量，可手动变化或者自动变化，自动变化时变化量按步长变化。3.5.6.2. 用户界面图 3.5.16 谐波3.5.6.3. 参数设置l 谐波叠加方式可设置“有名值叠加”、“百分比叠加”。l 变化量可设置1路电压变化量和1路电流变化量，在实验过程中被选中变化量按一定条件变化。变化量的变化方式由测试方式决定，有手动测试、自动测试两种。如果为手动测试，每点击一次递增或递减按钮，变化量增加或减少一个步长；如果为自动测试，那么变化量在测试开始时初始化为设定的变化终值，并且每隔设定的每步保持时间

15、增加一个步长，如果变化之后变化量的值超过设定的变化终值，则设定的变化终值输出。3.6. 专项功能测试3.6.1. 整组3.6.1.1. 概述整组实验是通过模拟故障过程测试保护装置的性能。一个完整的故障过程包括以下几种状态：正常-故障-断开-重合闸-永跳，如图所示图 3.6.1 整组试验流程模拟过程的起始时刻记为t0，测试仪开始输出正常状态；经过“故障前时间”在t1时刻故障发生，测试仪输出故障状态；在t2时刻，测试仪接收到来自保护装置的跳闸命令，部分相或三相断开，测试仪根据具体命令输出断开状态；t3时刻，测试仪接收到来自保护装置的重合闸响应，输出重合状态；t4时刻，测试仪再次接收到跳闸响应，并根

16、据具体命令输出永跳状态；之后，在t5时刻，测试仪设置的最大故障时间到，整个模拟过程结束。3.6.1.2. 用户界面图 3.6.2 整组3.6.1.3. 参数设置l 额定值v 额定电压：计算模型中电势源的相电压有效值。v 频率：计算模型中电势源的频率。v 负荷电流：正常状态下输出的电流的有效值。v 负荷相位：正常状态下输出电流的相位。l 传感器v PT位置：PT在线路侧，断开状态和永跳状态时断开相的电压为0；PT在母线侧，断开状态和永跳状态时断开相的电压为正常状态时的电压。v CT极性：正接时，按计算模型输出；反接时，按计算模型反相输出，即相位反180度。l 断路器模拟v 模拟断路器延时：选中有

17、效。v 合闸延时：测试仪收到保护装置的合闸命令时，不立即进入合闸状态，而是延时该设置时间之后再开始模拟合闸状态。v 分闸延时：同上面类似，测试仪收到保护装置的分闸命令时，经过该设置延时之后再开始模拟断开状态或永跳状态。l 时序特性v 触发方式：触发第一个故障过程的故障状态的条件，具体情况见后面章节。v 最大故障时间：从进入故障状态的时刻开始，经过该设置时间后，不论保护装置的响应与否，模拟该次故障过程的模拟结束，进入下一个故障过程或结束。v 故障前时间：如果触发方式为“时间触发”、“时间控制”时，则该选项可设置，该时间内输出正常状态。v 故障持续时间：触发方式为“时间控制”时有效。v 断开时间：

18、触发方式为“时间控制”时有效。v 重合时间：触发方式为“时间控制”时有效。l 重合闸方式v 提供停用、单重、三重、综重四种重合闸方式，重合闸方式影响断开状态时断路器的位置信息。v 故障性质：永久性故障，重合状态时的输出与故障状态一样；瞬时性故障，重合状态时的输出与正常状态一样。v 计算模型：Zs恒定、电压恒定、电流恒定，三种方式可选。l 辅助电压v Uz设置：中性点电压输出方式。v 同期电压：“Uz设置”为某些情况时可选。l 系统阻抗v 系统阻抗：计算模型的参数，在“计算模型”为“Zs恒定”时可设置，否则置。v 系统零序补偿系数：计算模型的参数，在“计算模型”为“Zs恒定”时可设置，否则置。l

19、 线路阻抗v 整定阻抗：保护装置的参数，用于输出电压、电流的计算，具体说明见后面章节。v 线路零序补偿系数：由模拟线路的决定的参数，用于输出电压、电流的计算。l 衰减直流v 衰减直流：是否叠加衰减直流分量，选中有效。v 时间常数：衰减直流的时间常数。l 合闸角v 合闸角方式：设置为“任意”时，测试仪收到切换至故障态信号时直接进入故障态；设置为“固定”时，测试仪接收到切换至故障态信号时需等待A相电压的相位等于合闸角时才进入故障态。v 合闸角：“合闸角方式”设置为“固定”时有效。l 故障转换v 转换性故障：故障性质是否发生转换。v 故障转换：计时器的起始时刻。设置为“故障后”时，起始时刻在进入故障

20、状态的时间，即图中所示的t1；设置为“重合后”时，起始时刻在进入重合状态的时间，即图中所示的t3。v 转换时刻：计时器的动作时间，此时故障类型发生变化，测试仪根据具体情况改变相应的输出。v 故障类型：转换后的故障的类型。v 故障方向：正向故障或者反向故障。v 短路电压（短路电流）：计算模型为“电压恒定”时，显示为“短路电压”；计算模型为“电流恒定”时，显示为“短路电流”；计算模型为“Zs恒定”时，该参数不可设置。v 短路阻抗：可设定为基本参数里“整定阻抗”的倍数，也可以设定为任意值。l 故障设置和转换性故障设置v 故障类型：故障和转换后的故障的类型。v 故障方向：正向故障或者反向故障。v 短路电压（短路电流）：计算模型为“电压恒定”时，显示为“短路电压”；计算模型为“电流恒定”时，显示为“短路电流”；计算模型为“Zs恒定”时，该参数不可设置。v 电流类型：计算模型为“电流恒定”时可设置，支持3种：相电流、负序电流、零序电流。最终计算时需要的是相电流，当类型为负序电流、零序电流时，通过对称分量法计算相应的相电流。负序电流、零序电流仅在部分故障时可设置。v 短路阻抗：提供一个“任意”选项，不选该项，则设定为基本参数里“整定阻抗”的倍数；勾选“任意”选项，则可以设定为任意值。默认