- 智能变电站二次设备调试实用技术
- 宋福海 邱碧丹
- 4731字
- 2020-11-28 22:40:00
2.2 PCS931线路保护调试方法
2.2.1 概述
1.PCS931装置功能说明
PCS931系列保护装置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（本节将介绍一个半开关接线931线路保护应用）。PCS931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，PCS931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。PCS931系列是根据Q/GDW 1161—2014《线路保护及辅助装置标准化设计规范》要求开发的纵联差动保护装置。
2.装置背板端子说明（见图2-4和图2-5）
图2-4 PCS 931线路保护装置插件布置图
图2-5 PCS 931线路保护装置插件说明图
本节主要对与单体调试相关度比较高的交流输入变换插件（NR1403）以及以太网DSP插件（NR1136）做一个简单介绍。Ia、Ib、Ic和I0分别为三相电流和零序电流输入，01、03、05和07为极性端，规定线路CT的极性端在线路侧。注意，虽然保护中零序方向、零序过电流元件均采用自产的零序电流计算，但是零序电流启动元件仍由外部的输入零序电流计算，因此如果零序电流不接，则所有与零序电流相关的保护均不能动作。Ua、Ub和Uc为用于保护计算的三相电压输入，Us为同期电压，可以是相电压或相间电压。如不适用同期相关功能，则同期电压输入可以不接。以太网DSP插件（NR1136）由高性能的数字信号处理器、2～8个百兆光纤以太网接口和可选的IRIG-B对时接口组成。插件支持GOOSE功能，完成保护发送GOOSE命令给智能操作箱等功能。该插件支持IEEE1588网络对时，可选E2E或P2P方式。
3.装置虚端子及软压板配置
装置虚端子联系情况如图2-6所示。
图2-6 装置虚端子整体配置图
PCS 931线路保护装置虚端子开入及相关虚端子连线和软压板见表2-13。
表2-13 PCS 931线路保护虚端子开入表
PCS 931线路保护装置虚端子开出及相关虚端子连线和软压板情况见表2-14。
表2-14 PCS 931线路保护装置虚端子开出
2.2.2 试验调试方法
1.测试仪器接线及配置
1）将保护通道插件光纤自环。
2）测试仪光纤接线：用3对尾纤分别将测试仪的光口1与线路保护组网口连接，光口2与线路保护直跳GOOSE口1连接，光口3与直跳GOOSE口2连接。
3）测试仪配置。
Goose订阅：订阅本线路保护GOOSE输出，并将保护的跳A、跳B、跳C、闭锁重合闸出口分别映射到测试仪的GOOSE开入A、B、C、D，接收光口选择“光口2”。
GOOSE发布：订阅发布本线路保护对应智能终端GOOSE输出，并映射到光口2，将相应的开关A相位置、B相位置、C相位置、另一套智能终端闭锁重合闸分别映射到仪器的开出1-4。
2.纵联差动保护检验
（1）纵联差动保护低定值检验（稳态Ⅱ段）
1）相关定值。差动动作定值Icd：1.20A，差动保护时间定值默认为0s[差动保护（稳态Ⅱ段）实际动作时间为40ms左右]。
2）试验条件。
①软压板设置。
a）保护功能软压板：投入主保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
②控制字设置：“通道一差动保护”置“1”、“多相故障闭重”置1、“三相跳闸方式”置“0”。
③开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
④开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
调试方法见表2-15。
表2-15 纵联差动保护低定值检验
（续）
注：1.计算公式：I=mIcdK，m为系数，K在通道自环时取0.5。
2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。
（2）纵联差动保护高定值检验（稳态Ⅰ段）
1）相关定值。差动动作定值Icd：1.20A，差动保护默认为0s[差动保护（稳态Ⅰ段）实际动作时间为25ms]。
2）试验条件。
①软压板设置。
a）保护功能软压板：投入主保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
②控制字设置：“通道一差动保护”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。
③开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
④开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
3）调试方法见表2-16。
表2-16 纵联差动保护高定值检验
（续）
注：1.计算公式：I=m1.5IcdK，K在通道自环时取0.5。
2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。
（3）纵联零序差动保护定值检验
1）相关定值。差动动作定值Icd：1.20A，差动保护时间定值默认为0s（零序差动保护实际动作时间为60ms左右）。
2）试验条件。
①软压板设置。
a）保护功能软压板：投入主保护软压板，投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
②控制字设置：“通道一差动保护”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。
③开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
④开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C位相跳位0，闭锁重合闸为0。
调试方法见表2-17
表2-17 纵联零序差动保护定值检验
（续）
注：1.计算公式：电容电流Ic=0.9IcdK，故障电流I=1.35Ic。m为系数，K在通道自环时取0.5
2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。
（4）CT断线时纵联差动保护定值检验——区内、区外检验
1）相关定值。差动动作电流定值Icd：1.20A，CT断线差流定值：0.6A，动作时间装置固有（t＜25ms）。
2）试验条件。
①软压板设置。
a）保护功能软压板：投入主保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
②控制字设置：“通道一差动保护”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”，CT断线闭锁差动置“0”。
③开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
④开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
3）调试方法见表2-18。
表2-18 CT断线时纵联差动保护定值检验
（续）
注：1.计算公式：I=m1.5I（max[Icdzd，Icd.dx]）K（差动电流定值1.2A，CT断线差动定值0.6A）m为系数，K在通道自环时取0.5。
2.故障试验仪器设置以B相断线B相故障为例，A、C相故障类同。
3.CT断线闭锁差动置1时，分相闭锁差动。
2.2.3 距离保护试验
1.接地距离Ⅰ段保护检验
（1）相关定值 接地距离Ⅰ段保护定值ZsetⅠ：3.40Ω，动作时间装置固有（t＜35ms），零序补偿系数KZ：0.58，正序灵敏角ϕ1：82.30°，零序灵敏角ϕ0：74.50°。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入距离保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“距离保护Ⅰ段”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。
3）开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
（3）调试方法（见表2-19）
表2-19 接地距离Ⅰ段保护检验
（续）
注：1.计算公式：UΦ=m（1+Kz）IΦZsetⅠ.p，m=0.7测试时间。
2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。
2.相间距离Ⅰ段保护检验
（1）相关定值 相间距离Ⅰ段保护定值ZsetⅠ：3.40Ω、动作时间装置固有（t＜35ms）；正序灵敏角ϕ1：82.30°。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入距离保护软压板，投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“距离保护Ⅰ段”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。
3）开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
（3）调试方法（见表2-20）
表2-20 相间距离Ⅰ段保护检验
（续）
注：1.计算公式：UΦΦ=m2IΦΦZsetⅠ.pp；
2.故障试验仪器设置以BC相故障为例，AB、CA相故障类同。
3.工频变化量阻抗保护试验
（1）相关定值 工频变化量阻抗保护定值ΔZset：3.40Ω，动作时间装置固有（t＜20ms），正序灵敏角ϕ1：82.30°。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入距离保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“工频变化量距离”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。
3）开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
（3）调试方法（见表2-21）
表2-21 工频变化量阻抗保护检验
（续）
注：1.单相故障UΦ=（1+K）IΔZset+（1-1.05m）Un；相间故障Uϕϕ=2IΔZset+（1-1.05m）3Un。
2.故障试验仪器设置以BC相故障为例，AB、CA相故障类同。
2.2.4 零序电流保护检验
1.零序电流保护检验
（1）相关定值 零序电流Ⅱ段保护定值I0Ⅱ：1.60A，动作时间t0Ⅱ：0.70s，零序灵敏角ϕ0：74.50°。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入零序保护软压板，投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“零序电流保护”置“1”，“多相故障闭重”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”；
3）开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
调试方法见表2-22。
表2-22 零序电流保护检验
（续）
注：1.计算公式：I=mI0Ⅱ，m为系数，一般取m=1.2。
2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。
2.零序方向动作区、灵敏角检验、零序最小动作电压检验
其相关定值、试验条件与零序电流保护检验相同。调试方法见表2-23。
表2-23 零序方向动作区、灵敏角检验、零序最小动作电压检验
（续）
注：由于试验人员操作试验仪器有差别，测试出的动作区、灵敏角及最小动作电压会有略微出入。
2.2.5 手合加速试验
手合加速距离Ⅲ段（手合加速零序）检验如下：
（1）相关定值 零序加速段定值：0.75A，距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入零序保护软压板、投入距离保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“零序电流保护”置“1”，距离Ⅱ、Ⅲ段置1，“多相故障闭重”置1，“三相跳闸方式”置“0”。
3）开关状态：分掉开关（一个半开关接线需分掉两个开关才行，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为1，B相跳位为1，C相跳位为1，闭锁重合闸为0。
（3）调试方法见表2-24。
表2-24 手合加速试验
2.2.6 重合闸后加速试验
重合闸后加速试验如下：
（1）相关定值 零序加速段定值：0.75A，距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值。
（2）试验条件
1）软压板设置。
a）保护功能软压板：投入零序保护软压板、投入距离保护软压板、投入停用重合闸软压板。
b）GOOSE发送软压板：投入“GOOSE跳闸出口”软压板，投入“GOOSE启动失灵”软压板，投入“GOOSE闭锁重合闸出口”软压板。
2）控制字设置：“零序电流保护”置“1”，距离Ⅱ、Ⅲ段置1，“多相故障闭重”置1、“三相跳闸方式”置“0”。
3）开关状态：合上开关（一个半开关接线只需合上一个开关即可，也可以通过GOOSE发布）。
4）开入量检查：A相跳位为0，B相跳位为0，C相跳位为0，闭锁重合闸为0。
（3）调试方法见表2-25。