第2章 智能变电站的线路保护调试

2.1 CSC 103A调试方法

2.1.1 概述

1.CSC 103A装置功能说明

CSC 103A线路保护装置适用于智能化变电站220kV及以上电压等级输电线路的主、后备保护。满足双母线、一个半断路器等各种接线形式。装置主保护为纵联电流差动保护，后备保护为三段式距离保护、两段式零序方向保护。本实验室装置的具体型号为CSC 103A-DG-G（-DG-G表示国网智能化装置，常规采样、GOOSE跳闸）。装置支持面向通用对象的变电站事件（GOOSE）功能，满足数字化变电站需求。

2.装置背板端子说明

CSC 103A-DG-G线路保护装置插件布置如图2-1所示，下面主要对与单体调试相关度比较高的X1/X2-CPU插件以及X5-交流插件进行介绍。

图2-1 CSC 103A-DG-G线路保护装置插件布置图

CPU插件1包括保护CPU部分、GOOSE和光纤接口装置GOOSE提供3组光以太网与交换机（或其他智能终端）相连，接收和发送数字信号。以单网方式组网时，应使用第一个网口；以双网方式组网时，应使用第一和第二网口；点对点时，可以使用任意一个网口。纵联保护可配置光纤2M双通道。

交流插件中模拟量端子的含义及具体的接法如图2-2所示。

图2-2 CSC 103A-DG-G交流插件模拟量端子含义图

3.装置虚端子及软压板配置

装置虚端子联系情况如图2-3所示。

图2-3 装置虚端子整体配置图

CSC 103A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2-1。

表2-1 CSC 103A线路保护虚端子开入表

CSC 103A线路保护装置虚端子开出及相关虚端子连线和软压板见表2-2。

表2-2 CSC 103A线路保护虚端子开入表

（续）

2.1.2 试验调试方法

测试仪器接线及配置如下：

1）将线路保护CPU插件上光纤通道1的RX与TX用单模光纤自环。

2）光纤接线：用3对尾纤分别将测试仪的“光口1”与线路保护的组网口（1口）连接，“光口2”与线路保护中断路器直跳GOOSE口（2口）连接，“光口3”与线路保护边断路器直跳GOOSE口（3口）连接。

3）测试仪配置如下：

系统参数：因本装置为常规采样、GOOSE跳闸模式，交流采样试验接线与常规变电站检验方式一样，调试仪器无须另外设置。

GOOSE订阅：设置本线路保护GOOSE输出（以跳中断路器、边断路器为例），将保护的“边断路器跳A、跳B、跳C、永跳”，“中断路器跳A、跳B、跳C、永跳”分别映射到测试仪的GOOSE开入“A、B、C、D”，“E、F、G、H”，订阅接收口设置选择“光口1”。

GOOSE发布：设置发布本线路保护对应智能终端、断路器保护GOOSE输出，并将边断路器智能终端映射到光口2，将相应的边断路器A相位置、B相位置、C相位置分别映射到开出Out1_DBPOS、Out2_DBPOS、Out3_DBPOS；将中断路器智能终端映射到光口3，将相应的边断路器A相位置、B相位置、C相位置映射到开出Out4_DBPOS、Out5_DBPOS、Out6_DBPOS；将边断路器保护映射到光口1，将相应的失灵联跳6映射到开出Out7；将中断路器保护映射到光口1，将相应的失灵联跳6映射到开出Out8。开入模式需选择正确，即开关位置选择“双位置接点”，失灵联跳开出选择“单位置接点”。单纯从调试的角度而言，可以只关联单个开关的位置状态。

2.1.3 纵联保护检验

1.纵联零序差动保护定值检验——区外、区内检验

（1）相关定值 保护定值栏中设置如下：“变化量启动电流定值”：0.1A，“零序启动电流定值”：0.1A，“差动动作电流定值”：0.3A，本侧识别码：0001，对侧识别码：0001。

参数定值：PT电压比：500/0.1，CT电流比2000/1。

（2）试验条件

1）软压板设置如下：

a）保护功能软压板：投入“纵联差动保护”软压板，投入“光纤通道一”软压板；

b）GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板、投入“启动边断路器失灵”软压板、投入“边断路器永跳”软压板、投入“跳中断路器”软压板、投入“启动中断路器失灵”软压板、投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“纵联差动保护”置“1”，“通道环回试验”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：开，分相跳闸位置TWJb：开，分相跳闸位置TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-3）

表2-3 纵联零序差动保护校验

注：1.计算公式：I=mKI_dz（m为系数，K在通道自环时取0.5）。

2.定值单中的“差动动作电流定值”I_CDSet即为零序差动整定值，应大于一次240A。固定延时100ms。

2.纵联分相差动保护定值检验——区外、区内检验（以分相差动低值为例）

（1）相关定值 保护定值栏中：“变化量启动电流定值”：0.1A，“零序启动电流定值”：0.1A，“差动动作电流定值”：0.3A，本侧识别码：0001，对侧识别码：0001。

参数定值：PT电压比：500/0.1，CT电流比2000/1。

（2）试验条件

1）软压板设置如下：

a）保护功能软压板：投入“纵联差动保护”软压板，投入“光纤通道一”软压板。

b）GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板、投入“启动边断路器失灵”软压板、投入“边断路器永跳”软压板、投入“跳中断路器”软压板、投入“启动中断路器失灵”软压板、投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“纵联差动保护”置“1”，“通道环回试验”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：开，分相跳闸位置TWJb：开，分相跳闸位置TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-4）

表2-4 纵联分相差动保护校验

注：1.计算公式：I=mKI_dz（m为系数，K在通道自环时取0.5，I_dz为电流整定定值）。

2.分相差动低定值I_DZL取：max（I_CDSet，min（800A，K₁×I_CDSet）），K₁=1.5。

3.分相差动高定值I_DZH取：max（I_CDSet，min（10A，K₂×I_CDSet）），K₂=2。

2.1.4 距离保护检验

1.距离保护定值校验（以距离Ⅰ段为例）

（1）相关定值 保护定值栏中：“接地距离Ⅰ段保护定值”Z_setⅠ：10Ω；“相间距离Ⅰ段保护定值”Z_setⅠ：10Ω“零序电抗补偿系数”K_X：0.67；“零序电阻补偿系数”K_R：0.67；“线路正序灵敏角”ϕ₁：78°，“线路零序灵敏角”ϕ₀：78°。

（2）实验条件

1）软压板设置如下：

a）保护功能软压板：投入“距离保护”软压板。

b）GOOSE发送软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“距离保护Ⅰ段”置“1”，“距离保护Ⅱ段”置“1”，“距离保护Ⅲ段”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：开，分相跳闸位置TWJb：开，分相跳闸位置TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-5及表2-6）。

表2-5 接地距离Ⅰ段保护校验

（续）

注：1.计算公式：I_Φ=I_n；U_Φ=（1+K_Z）mIZ_setⅠ。

2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相故障类同。

3.本例子以距离Ⅰ段为例，其他的类同，应注意时间的设置。

表2-6 相间距离Ⅰ段保护校验

注：1.计算公式：I_Φ=I_n；U_ΦΦ=m2I_ΦΦZ_setⅠ.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.本例子以距离Ⅰ段为例，其他的类同，应注意时间的设置。

2.手合加速距离Ⅱ段、重合加速距离Ⅱ段

（1）相关定值 保护定值栏中：“接地距离Ⅱ段保护定值”Z_setⅡ：20Ω，“接地距离Ⅱ段时间”T_Ⅱ：0.7s；“接地距离Ⅲ段保护定值”Z_setⅢ：30Ω，“接地距离Ⅲ段时间”T_Ⅲ：2.1s；“相间距离Ⅱ段保护定值”Z_setⅡ：20Ω，“相间距离Ⅱ段时间”T_Ⅱ：0.7s；“相间距离Ⅲ段保护定值”Z_setⅢ：20Ω，“相间距离Ⅲ段时间”T_Ⅱ：2.1s；“零序电抗补偿系数”K_X：0.67；“零序电阻补偿系数”K_R：0.67；“线路正序灵敏角”ϕ₁：78°、“线路零序灵敏角”ϕ₀：81°

（2）实验条件

1）软压板设置如下：

a）保护功能软压板：投入“距离保护”软压板。

b）GOOSE发送软压板：GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“距离保护Ⅰ段”置“1”，“距离保护Ⅱ段”置“1”，“距离保护Ⅲ段”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：断开边开关及中开关。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：合，分相跳闸位置TWJb：合，分相跳闸位置TWJc：合。

调试方法见表2-7。

表2-7 手合加速距离Ⅲ段、重合加速距离Ⅱ段

（续）

注：计算公式同距离保护

2.1.5 零序保护检验

1.零序过电流定值校验（以零序Ⅱ段为例）

（1）相关定值 保护定值栏中：“零序过电流Ⅱ段保护定值”I_0Ⅱ：0.8A，“零序过电流Ⅱ段时间”T_0Ⅱ：0.7s；“零序过电流Ⅲ段保护定值”I_0Ⅲ：0.6A，“零序过电流Ⅲ段时间”T_0Ⅲ：1.5s；“零序过电流加速段定值”I₀：0.4A。

（2）实验条件

1）软压板设置。

a）保护功能软压板：投入“零序过电流保护”软压板。

b）GOOSE发送软压板：GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“零序电流保护”置“1”，“零序过电流Ⅲ段经方向”置“0”，“零序加速段带方向”置“0”，“零序反时限”置“1”，零序反时限带方向置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：开，分相跳闸位置TWJb：开，分相跳闸位置TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-8）

表2-8 零序过电流定值校验

（续）

注：1.计算公式：I=mI_0Ⅱ。

2.故障试验仪器设置以A相故障为例，B、C相类同。

3.电压电流角度问题需理清。

2.零序方向动作区及灵敏角、零序最小动作电压检验（见表2-9）

表2-9 零序方向动作区及灵敏角、零序最小动作电压检验

3.模拟单重加速及手合加速零序电流试验

（1）相关定值 保护定值栏中：“零序过电流Ⅱ段保护定值”I_0Ⅱ：0.8A，“零序过电流Ⅱ段时间”T_0Ⅱ：0.7s；“零序过电流Ⅲ段保护定值”I_0Ⅲ：0.6A，“零序过电流Ⅲ段时间”T_0Ⅲ：1.5s；“零序过电流加速段定值”I₀：0.4A。

（2）实验条件

1）软压板设置。

a）保护功能软压板：投入“零序过电流保护”软压板。

b）GOOSE发送软压板：GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“零序电流保护”置“1”，“零序过电流Ⅲ段经方向”置“0”，“零序加速段带方向”置“0”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：断开边开关及中开关；

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa、TWJb、TWJc：合。

（3）调试方法（见表2-10）

表2-10 手合零序加速、零序过电流加速

（续）

注：1.计算公式：I=mI₀

2.零序保护如果判断为手合，投入零序过电流加速段保护，动作永跳，手合时不判方向。

3.为了躲开断路器三相不同期，手合和重合闸后零序加速段保护带60ms延时。

4.零序反时限试验

（1）相关定值 保护定值栏中：“零序反时限电流定值”I_p：0.7A，“零序反时限时间”T_p：0.4s；“零序反时限配合时间”T_ph：1s，“零序反时限最小时间”T_pm：0.15s。

（2）实验条件

1）软压板设置。

a）保护功能软压板：投入“零序过电流保护”软压板。

b）GOOSE发送软压板：GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“零序电流保护”置“0”，“零序反时限”置“1”，“零序反时限带方向”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa：开，分相跳闸位置TWJb：开，分相跳闸位置TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-11）。

表2-11 零序反时限试验

注：1.计算公式：

2.需计算反时限电流与配合时间的关系，根据试验结果，绘制IEC标准反时限特性限曲线

3.零序反时限试验时，可以把零序保护控制字退出，退出差动保护、距离保护。

2.1.6 远方跳闸

（1）相关定值 保护定值栏中：“变化量启动电流定值”：0.1A，“零序启动电流定值”：0.1A，“负序电流定值”：0.7A，“零序电压定值”：7V，“负序电压定值”：7V，“低电流定值”：0.7A，“低有功功率”：4W，“低功率因数角”：60°，“远跳经故障判据时间”：0.2s，“远跳不经故障判据时间”：1s，“过电压定值”：70V，“过电压保护动作时间”：1s。

（2）实验条件

1）软压板设置。

a）保护功能软压板：投入“纵联差动保护”软压板，投入“光纤通道一”软压板，投入“远方跳闸保护”软压板。

b）GOOSE发布软压板：投入“跳边断路器”软压板，投入“启动边断路器失灵”软压板，投入“边断路器永跳”软压板，投入“跳中断路器”软压板，投入“启动中断路器失灵”软压板，投入“中断路器永跳”软压板。

2）控制字设置：“纵联差动保护”置“1”，“通道环回试验”置“1”，“三相跳闸方式”置“0”，“故障电流电压启动”置“1”，“低电流低有功启动”置“1”，“低功率因素角启动”置“1”，“远方跳闸不经故障判据”置“0”。

3）开关状态：合上边开关及中开关（或者边、中开关任意合其一即可）。

4）开入量检查：分相跳闸位置TWJa、TWJb、TWJc：开。

（3）调试方法（见表2-12）

表2-12 远方跳闸试验

注：1.计算公式I＞I_cd。

2.装置的远方跳闸就地判据有电流突变量、零序电流、负序电流、零序电压、负序电压、低电流、分相低有功功率、分相低功率因数。电流突变量、零序电流、负序电流、零序电压、负序电压元件由控制字“故障电流电压启动”投退；低电流、低有功功率判别元件可由控制字“低电流低有功启动”投退；低功率因数元件可由控制字“低功率因数角启动”投退。

3.上述例子以“电流突变量”判据为例，为避免满足其他就地判据条件同时满足条件，可将其他判据控制字退出，共用控制字的其他定值改成不易满足的值。其他判据的加量方式类似，不再重复描述。

4.各判据满足的条件为：①当零序电流、零序电压、负序电流、负序电压连续30ms大于相应定值时，置该条件动作标志；②当三相任一相电流连续30ms低于低电流定值时置低电流动作标志；③低功率判别元件为取有功功率的绝对值进行计算，当三相中任意一相有功功率连续40ms小于低有功功率定值时，低功率元件动作。计算公式为P_LDa（二次值）=|U_aI_acosφ_a|。各相电压和相电流之间的角度φ，cosφ为分相低功率因数，当三相任一相低功率因数连续40ms小于该值时，置低功率因数动作标志。其中，低功率因数判别元件在“任一相电压小于2V”或“任一相电流小于0.04I_n”时，置低功率因数动作标志。