线路保护校验方法.docx
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线路保护校验方法
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 点得电压Uf=0,等价于两个方向相反得电压源串联,
如果不考虑故障瞬间得暂态分量,则根据叠加定律,有
根据保护安装处得电压变化量与电流变化量,保护构造出一个工作电压来反映与,其定义为 ，物理意义如下图所示
当故障点位于不同得位置时,工作电压具有不同得特征
正向故障:
区内
区外
反向故障：
所以:
根据工作电压得与△Ｕf得幅值比较就可以正确地区分出区内与区外故障,而且具有方向性。
其中,根据前面得定义,△Uf=故障前得F点得运行电压,一般可近似取系统额定电压（或增加5％得电压浮动裕度）。
Ø工频变化量阻抗继电器本质上就就就是一个过电压继电器；
Ø工频变化量阻抗继电器并不就就是常规意义上得电压继电器,由于其工作电压构造得特殊性（能同时反映保护安装处短路电压与电流得变化）,它具有与阻抗继电器完全一致得动作特性,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
短路点处得电压变化量（注意:
得方向!
）
所以:
动作判据
等价于,
结论:
正向保护区就就是以（-Zs）为圆心,以|Zset+Zｓ｜为半径得圆。
当测量到得短路阻抗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
短路点处得电压变化量（注意：
得方向！
）
所以：
动作判据
等价于 ，
结论:
反向保护区就就是以 ZR为圆心,以｜ZR–Zｓeｔ|为半径得圆。
测量到得短路阻抗（-Zf）永远不可能进入位于第１象限内得动作区,
所以反向不会动作。
●测试要点:
由于工频变化量阻抗继电器得阻抗特性边界受电源侧等值阻抗Zs得控制,所以不能用测试常规阻抗继电器得方法进行测试，而应结合其动作原理，将其视为由电流变化量构成得过压继电器进行测试,
m=1、1时,保护可靠动作;
m=0、9时,保护可靠不动作;
测试模型：
正向接地故障：
正向相间故障:
反向故障：
Uｐ,Upp=0;
测试菜单－---专用测试:
“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、2Ω
正序灵敏角:
７８°
零序补偿系数:
0、４40
1、 投主保护压板与距离保护压板。
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;
Ø设置整定阻抗“定值DZset”3、2Ω，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。
Ø设置故障类型,故障方向。
Ø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与重合闸充电）;
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倍与反方向故障,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得结果传送到对侧,每侧保护根据两侧保护装置得动作过程逻辑来判断与区分:
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,设有正向与反向两个元件,其原理就就是比较综合电压变化量（正负序综合分量）与综合电流变化量（正负序综合分量）得相位,算法如下:
正方向元件:
反方向元件：
式中ZＤ——模拟阻抗,其阻抗角与线路阻抗角一致；
Z ——补偿阻抗;
——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:
;
●测试要点：
准确得短路计算模型,尽可能真实地模拟出短路故障中１２0序分量得变化情况;
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、2Ａ
1、单侧调试时:
将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置得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、测试仪参数设置:
进入“整组试验”菜单,
Ø设置故障类型,故障方向,与短路电流（大于电流变化量启动值）；
Ø选择“直流分量?
”为“叠加直流（非周期）分量”,
“衰减时间τ”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１5-3０ｍs；
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:
Ø纵联零序保护就就是在阶段式零序保护得基础上增加通信接口与必要得动作逻辑实现;
Ø当通道退出或运行中通道发生故障时纵联零序就就就是完整得阶段式零序保护;
Ø纵联零序保护利用得远方信号可以就就是闭锁式也可以就就是允许式。
闭锁式:
由判断为反向故障得一侧负责发信,闭锁两端保护;
允许式:
由判断为正向故障得一侧负责发信,允许两端保护跳闸；
以RCＳ系列保护为例，
正方向元件:
零序方向过流元件与元件相“与”输出;
反方向元件:
零序启动过流元件与元件相“与”输出；
若零序阻抗角为,则
正方向接地故障：
超前为18０°+,零序功率为负，元件动作;
反方向接地故障:
超前为,零序功率为正,元件动作。
因此，
动作方程为:
动作方程为:
●测试要点:
接地故障,故障电流中得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:
2A
1、单侧调试时:
将收发讯机整定在“负载”位置,或将本装置得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”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,
Ø设置整定阻抗:
１欧,78度,1、0倍;
Ø选择故障类型（A相接地）,故障方向，与短路电流（大于零序方向过流定值）;
Ø选择“直流分量？
”为“叠加直流（非周期）分量”，
“衰减时间τ”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15－３0mｓ;
重复以上步骤,模拟反方向故障,纵联零序保护不动作。
ﻬ二、RCS－902Ａ型超高压线路成套保护
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:
基本与纵联零序保护相似;
●测试要点:
带收发信得距离保护,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：
5Ω,７８°
1、将收发讯机整定在“负载”位置，或将本装置得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、测试仪参数设置:
进入“整组试验”菜单,
Ø设置“整定阻抗Zd”为5欧,78度；
“短路点”０、９5倍；
Ø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;
ﻬ三、RCＳ-943型线路成套保护
RＣＳ-9４3配置:
纵联分相差动，四段式零序，三段式接地/相间距离;
不对称相继速动，双回线相继速动;
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）得接收“RX”与发送“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”与“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
Ø投入“不对称相继速动”压板与“距离保护”压板;
Ø状态1:
故障前,三相均有负荷电流且连续时间超过２0 ms;
Ø状态２：
模拟距离ＩI段相间故障:
０、95倍得相间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;
Ø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L2末端（F点）故障时，其Ⅲ段距离元件均启动,分别输出FXJ信号闭锁另一回线Ⅱ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,其发出得FXＪ信号返回;保护３收不到FXJ信号,同时Ⅱ段距离继电器等待一个短延时不返回,则不等Ⅱ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得距离继电器一直动作,其发出得FXJ信号一直存在,足以闭锁保护1得相继速动继电器。
保护3得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得Ⅱ段继电器返回。
因此由以上分析可知,非故障线路得相继速动继电器绝不可能误动。
利用双回线上得两个继电器得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得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，负荷侧得距离Ⅲ段可能不启动,负荷侧由Ⅱ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
Ø状态1:
故障前;
Ø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得ＩI段;
Ø状态3：
保持故障,开出量返回,闭锁信号消失;
ﻬ四、ＲCＳ－951型线路成套保护
ＲＣＳ－95１配置:
三段式相间距离,四段式过流；
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）保护安装处得正序电压U1低于闭锁值。
（３）保护安装处得负序电压U2>5Ｖ（说明就就是短路故障）
（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”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得零序电流分量。
保护安装处得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:
式中 ＺM0——保护安装处背后得零序阻抗
——ZM０得阻抗角,一般＝７０°~8５°。
由式可见,保护正方向发生故障时，滞后得相角为110°～95°;而且不受过渡电阻得影响。
反方向发生接地故障时:
式中 ——保护安装处正方向得等值零序阻抗
——得阻抗角，一般＝70°~80°。
由式可见，保护反方向发生接地故障时，超前得相角为70°~80°;而且不受过渡电阻得影响。
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、5S
１、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倍与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
三段接地与相间距离
一、保护原理
当阻抗元件用于反映相间短路故障时,通常采用相电压差与相电流差得接线方式,其测量阻抗Zm可表示为:
式中——保护安装处得相电压差,＝AＢ、BC、CA;
——保护安装处流向被保护线路得相电流差，＝AB、BC、CＡ。
当阻抗元件用于反映接地短路故障时,通常采用相电压与带有零序电流补偿得相电流,其测量阻抗Zｍ可表示为
式中 ——保护安装处得相电压差,=Ａ、B、C;
——保护安装处流向被保护线路得相电流差，=A、Ｂ、C。
——保护安装处流向被保护线路得零序电流（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、２Ω 相间距离I段定值:
3、2Ω
接地距离II段定值:
5、0Ω 相间距离II段定值:
５、0Ω
接地距离III段定值:
８、０Ω相间距离III段定值:
8、0Ω
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：
78°
零序补偿系数：
0、４4
1、仅投距离保护压板,重合把手切在“综重方式”；
２、整定保护定值控制字中“投I段接地距离”置1、“投Ｉ段相间距离”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）选择“距离保护”菜单
（2）在“定值1”页面,设置相间阻抗定值,分别设置“I段阻抗Z1”为3、2Ω,78°;“IＩ段阻抗Ｚ2”为5、０Ω,78°;“IIＩ段阻抗Ｚ3”为8、0Ω，78°；“Ⅳ段阻抗Z4”为１１、0Ω,７８°（该保护没有IV段，可不做理会）;设置“I段时间T1”为0、0S;“II段时间T2”为０、5Ｓ;“III段时间T３”为1、5S；“Ⅳ段时间Ｔ4”为１0、0Ｓ（该保护没有IV段，只需Ｔ4>T3即可）。
（３）在“定值2”页面,设置接地阻抗定值,分别设置“I段阻抗Z１”为3、2Ω,７8°;“II段阻抗Z２”为5、0Ω，78°;“III段阻抗Z3”为8、０Ω,78°;“Ⅳ段阻抗Z4”为11、0Ω，７8°（该保护没有ＩV段,可不做理会）；设置“Ｉ段时间T1”为0、0S；“II段时间T2”为0、5Ｓ;“IIＩ段时间T3”为１、5S;“Ⅳ段时间T4”为10、0Ｓ（该保护没有IV段，只需T４>T３即可）。
（４）在“项目”设置页面,分别选择各段故障点得位置。
该保护没有IV段,故不选择。
（5）在“故障”页面，设置故障类型，选择“A相接地”“正向故障”,“AB相间”“正向故障”,“三相短路”“正向故障”。
（6）在“模型”页面,设置“计算模型”为“电流恒定”; “补偿系数Kｌ”为0、4４＋j0、0;“Ｉ段电流”为7．０A;“II段电流”为5．0Ａ;“IＩI段电流”为2.0A;“Ⅳ段电流”为２.0Ａ（该保护没有IＶ段,可不做理会）。
（7）开始试验
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