IMP3901线路保护测控装置调试说明书.docx

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IMP3901线路保护测控装置调试说明书

武汉华工电气自动化有限责任公司发布

2005-7-20实施

2005-7-20发布

IMP-3901微机线路保护测控装置

调试说明书

Q/HEAJ.TS003-2005

Q/HEA

武汉华工电气自动化有限责任公司企业标准

前言

制订本标准的目的是保证公司对IMP-3901微机线路保护测控装置的调试达到规定的质量标准。

本标准如有与新颁的国家标准、行业标准或上级文件精神等相抵触的地方，则应以新颁的国家标准、行业标准或上级文件精神为准。

本标准由公司技术室提出并归口。

本标准主要起草人：

本标准由公司技术室负责解释。

校核：

审定：

批准：

适用于IMP-3901V3.40以上。

11　目的

制定本调试说明书的目的为了规范IMP-3901微机线路保护测控装置的调试方法。

12　适用范围

本调试说明书主要适用于IMP-3901微机线路保护测控装置的调试工作，也可以作为工程技术人员参考使用，在进行装置调试之前请阅读IMP-3901微机线路保护测控装置使用说明书。

13　环境要求

13.1　工作大气条件

1）环境温度：

0～45℃；

2）相对湿度：

5%～95%；

3）大气压力：

66～108kPa。

13.2　周围环境要求

1）无导电尘埃，无剧烈振动冲击源；

2）工作台面干净、整洁；

3）设备接地良好。

14　定义

无

15　参考及引用资料

1）IMP-3901微机线路保护测控装置使用说明书；

2）IMP-3901微机线路保护测控装置通用技术条件；

3）继电保护测试仪使用说明书。

16　仪器设备、工具及附件

1）继电保护测试仪一台；

2）0.2级标准功率源一台；

3）4位半数字万用表一块；

4）计算机一套；

5）IET8203开入转接板两块和直流24V电源一块；

6）十字螺钉起、一字螺钉起各1件。

17　软件

ONLLY系列计算机自动化测试调试（继电保护）系统。

18　功能及性能指标

18.1　功能

18.1.1　保护功能

1）三段式电流保护；

2）过负荷保护；

3）单相接地保护

4）三相一次重合闸功能；

5）PT断线告警功能；

6）对侧PT断线告警功能；

7）控制回路异常告警功能。

18.1.2　其他功能

1）测量；

2）保护动作记录；

3）SOE记录；

4）定值替换。

18.2　性能指标

18.2.1　额定参数

1）交流频率：

50Hz；

2）电源工作电压：

DC220V；

3）装置功耗：

不大于25W；

4）交流电流回路额定电流：

5A；

5）交流电压回路额定相电压：

57.7V；

6）交流电压回路功耗：

小于0.5VA；

7）交流电流回路功耗：

小于0.5VA；

8）交流回路相移：

小于5度；

9）输出接点容量:

不大于2.0A（纯阻性负载）。

18.2.2　参数整定

1）电流定值:

0.1A～99.99A；

2）零序和低电压定值:

0.1V～99.99V；

3）延时定值：

0.01s～30.00s；

4）重合闸延时整定值：

0.01s～20.00s；

5）开关变位顺序记录（SOE）：

允许/禁止（与之对应开关保存SOE/不保存SOE）；

6）装置在网络系统中的网络地址号：

1～99；

7）当前使用的定值组号：

1～5；

18.2.3　精度

1）测量电流、电压精度0.5级；

2）有功功率、无功功率精度1级；

3）频率测量误差不超过：

±0.1Hz；

4）功率因数测量误差不超过：

±0.05；

5）方向元件整定误差：

±5°；

6）时间整定误差：

不大于50ms（过负荷时间整定误差不大于100ms）；

7）SOE时间要求：

小于5ms；

8）保护动作精度：

±5％。

18.2.4　工频耐压、抗干扰性能

1）工频耐压符合GB/T7261-2000的规定；

2）抗干扰性能符合GB/T7261-2000的规定。

18.2.5　环境温度变化对性能的影响

1）当环境温度变化范围为0℃～+45℃时，装置动作值变差不超过±5%；

2）当环境温度为-25℃、+70℃各存贮24小时，并从低温转为高温的转换时间为2.5小时，装置不加激励、不通电的情况下，不应出现不可逆变化的损坏。

18.2.6　湿热性能

耐湿热性能符合GB2423.4-81的规定。

18.2.7　相对湿度

月平均最大相对湿度≤90%，机壳表面无凝露。

19　工作原理

硬件系统功能结构图如下所示：

数字IO信号

开关量输入输出

光电隔离

采样保持

阻容滤波

信号调整

模拟信号1

AD转换

模拟信号n

CPLD

CPLD

内部数据总线，地址总线，控制总线

键盘控制

LCD显示

面板信号

FLASH

SRAM

CPLD

DSP

硬件系统功能结构图

110　设备的连接

参见附录B。

111　调试前的准备

111.1　开入板与装置的连接

装置的KR1、KR3、KR4开入量为24V直流开关量输入，在调试的过程中可以采用IET8203开入转接板来对之调试，KR2开入量为直流220V开关量输入，用于采集断路器跳闸位置信号和合闸位置信号，详细接线参看附录B，，连接方法如下：

1）将IET8203开入转接板的公共端接24V直流电源的正极，开入端接24V直流电源的负极；

直流24V电源

IET8203开入转接板

开入端

公共端

－

＋

2）将IMP-3901装置的KR1、KR3、KR4的开入量端子分别接入到IET8203开入转接板的开入端子上，公共端接入到装置的COM公共端，并标明对应关系，如下图所示：

IMP-3901装置KR端子

IET8203开入转接板

开入2

开入1

COM

开入2

电源端子

公共端

开入1

3）如果将220V直流电源正极接入到装置的KR2公共端（101）端子上，220V负极接装置KR2的HWX（105）和TWX（135）端子，这时HWX和TWX为合状态，如果将220V负极断开105和135端子时，这时HWX、TWX为分状态，在IMP-3901装置可以先不接入直流220V电源，待需要做HWX和TWX状态试验时再施加直流电源。

111.2　开出转接板与装置的连接

装置的开出量为空接点输出，参看附录B，在调试的过程中可以采用IET8203开入板来对之调试，开入板的连接方法是：

1）将IET8203开入转接板的公共端接24V直流电源的正极，开入端接24V直流电源的负极，连接方式与开入的连接方式一样；

2）将IMP-3901装置的空接点开出分别接入IET8203开入转接板的开入端子，例如：

将开入板1号的上端子接装置KC2的1A，下端子接装置KC2的1B，连接方式如下图所示：

跳闸信号

IMP-3901装置KC2

IET8203开入转接板

跳闸信号

1B

1A

电源端子

112　调试过程

112.1　电压采集精度测试

装置采集电压量为电力线路系统二次侧三相电压UA、UB、UC、零序电压U0以及断路器对侧电压Ux。

0.2级标准功率源与装置的具体接线位置参见附录B。

根据调试报告，对装置的待测相施加不同的激励，记录此时线电压的采集值，并计算出误差，要求误差不能超过±0.5%。

测试方法如下：

1）功率源选用“三相四线有功电能表”档；

2）将功率源的A相、B相、C相和N相电压输出端子分别接入到装置的A相、B相、C相和N相电压采集端子上；

3）三相同时输入装置额定电压0%的电压值，记录此时的Uab、Ubc、Uca线电压零点，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时测量的线电压值；

4）根据公式

计算各次线电压的测量误差，然后计算各次误差的平均值；

5）将功率源的A相、B相和N相电压输出端子分别接入到装置的零序、对侧和N相的电压采集端子，对零序和对侧输入装置额定电压0%的的电压值，记录此时装置的零序和对侧电压值，而后升至20%（80%、100%、120%），记录装置的零序和对侧电压测量值；

6）根据上述4）计算出零序和对侧电压的测量误差，然后计算各次误差的平均值，将测试记录填入装置调试报告。

112.2　电流采集精度测试

装置采集电流量为电力线路系统二次侧三相电流Ia、Ib、Ic、以及零序电流I0。

功率源与装置的具体接线位置参见附录B。

装置分别设置保护电流采集端子和测量电流采集端子，根据调试报告，对装置的待测相施加不同的激励，记录此时电量的采集值，并计算出误差，要求误差不能超过±0.5%。

以下以测量电流采集端子A相电流为例，使用测量电流采集端子之前需要在装置保护控制字中投入“测量CT”，测量方法如下：

1）功率源选用“单相电能表”档；

2）将功率源的B相、N相电流输出引线接入到装置的A相和N相测量电流采集端子；

3）对电流A相输入装置额定电流0%的电流值，记录此时A相的电流零点，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时装置实际测量电流；

4）根据公式差

计算各次测量误差，然后计算各次相电流测量误差的平均值；

5）同样的方法测试测量电流采集端子的Ib、Ic、I0的电流采集精度，也可以测试保护电流采集端子三相电流采集精度，并将测试记录填入调试报告中。

112.3　功率测试

装置在采集到电压、电流、功率因素角的情况下，自动的计算出此时的有功功率、无功功率、视在功率、功率因素角。

功率因素角可以通过电流和电压相位的变化来体现其变化情况，功率源与装置的连接具体接线位置参见附录B。

根据调试报告，对装置施加不同的激励和不同的功率因素角，记录此时功率值，并计算出误差，要求误差不能超过±1%，功率因素测量误差不超过±0.05。

测量过程如下：

有功功率和视在功率的测试方法如下：

1）功率源选用“三相四线有功电能表”档；

2）将功率源的三相和N相电压、电流输出引线全部接入到装置的三相和N相电压和电流接线端子上；

3）输入额定电压57.7V不变，输入装置额定电流0%的电流值，记录此时的有功功率和视在功率，而后升至20%（80%、100%、120%），记录此时装置实际测量的有功功率和视在功率；

4）根据公式

、

计算各次测量误差，而后计算各次功率测量误差的平均值。

无功功率和功率因素的测试方法如下：

1）功率源选用“三元无功功率电能表”档；

2）将继保的三相和N相电压、三相和N相电流输出引线全部接入到装置的电压和电流接线端子上；

3）输入额定电压57.7V、额定电流5A不变，改变三相电流和对应相电压的方向±30度（±45度、±60度、±90度），记录此时无功功率和功率因素的测量的平均值；

4）根据公式

、

计算各次无功功率和功率因素的测量误差，而后计算各次误差的平均值。

112.4　频率测试

频率的测试需采用继电保护测试仪（以下简称“继保”），测试方法如下，误差要求在±0.1Hz，测试方法如下:

1）继保选用“频率测试”档；

2）将继保的A相和N相电压输出引线接入到装置的A相和N相电压接线端子上；

3）根据调试报告的要求，继保对A相电压施加额定电压值57.7V，同时输入不同的频率值，记录此时装置的频率采集值，并根据误差计算公式

计算出误差，填入到调试报告中。

112.5　开关量状态测试

开关量状态测试方法如下：

（以断路器位置状态为例）

1）首先装置开关量输入信号端子不与IET8203开入转接板相连，从装置显示板上观察开入量状态，若为“分”则正确，否则为不正确；

2）同样的方法，观察状态其他开关量的状态信息，如果状态为“分”则此状态正确；

3）将装置KR1、KR3、KR4开入量端子引线接入到IET8203开入板上，依次短接开关量对应于转接板上的开入端子与公共端，如果开关量状态变为“合”则表明此开关量状态正常；

4）将装置的KR2开入量公共端接直流220V的正极，合闸位置信号（105）接入直流220V负极，则装置HWX为“合”，装置面板合闸指示绿灯亮，装置跳闸信号（135）接入直流220V负极，则装置TWX为“合”，装置面板跳闸指示红灯亮，直流220V负极断开装置105、135端子，装置显示“分”，此时表明KR2开入量正确。

112.6　直流模拟量测试

装置可以采集4路直流模拟量，其测试方法如下：

1）将装置的4路直流模拟量输入端的正极并连起来接入到直流电源装置的正极上；

2）将装置的4路直流模拟量输入端的负极并连起来接入到直流电源装置的负极上；

3）通过直流源装置分别对保护装置施加0V、3V、5V的直流电压,分别记录装置显示的模拟量值，并于标准值相比较，用（测量值－标准值）/标准值计算出测量误差；

4）模拟量的测量误差满足±1%认为装置模拟量输入正确。

112.7　基本保护功能测试

112.7.1　三段式过电流保护功能测试

三段式过电流保护测试方法如下（以过流Ⅰ段A相为例）：

1）保护控制字中投入“过流Ⅰ段”，其他退出，继保选择“交流电流/电压”档；

2）将继保的A相、B相、C相和N相接入到装置对应的保护电流采集端子上，施加电流时只对待测相施加电流，其他相施加的电流为0。

3）在保护运行定值设定中设定过流一段电流整定值为0.4A；

4）施加95%整定值的电流，保护不动作，施加105%整定值的电流，保护动作；

5）保护动作后，装置显示“A相过流Ⅰ段”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出0.5S跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求改变一段电流整定值，重复以上步骤试验，记录装置的保护动作情况；

7）重复1）至6）步的测试步骤，完成装置B相、C相过电流保护功能的测试，将测试结果填入装置调试报告中；

8）同样的方法，重复1）至7）步的测试步骤，完成装置过流Ⅱ段、过流Ⅲ段保护功能的测试，将测试结果填入装置调试报告中。

112.7.2　过电流电压闭锁保护功能测试

过电流电压闭锁保护功能测试方法如下：

1）将继保的A相、B相、C相和N相的电压和电流输出引线接入到装置的电压和保护电流采集端子上，电压和电流相位满足星型接法；

2）在保护控制中增加“一段电压”投入；

3）在运行定值中设置一段电压值为10V，一段电流为2A；

4）对A相施加3A的电流，同时对装置三相施加105%整定值的线电压，保护不动作，对装置三相施加95%整定值的线电压，保护动作；

5）保护动作后，装置显示“A相过流Ⅰ段”以及相关信息，面板跳闸指示灯亮，输出0.5S跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）重复1）至5）步的测试步骤，完成装置B相、C相过电流电压闭锁保护功能的测试，将测试结果填入装置调试报告中；

7）同样的方法，重复1）至6）步的测试步骤，完成装置过流Ⅱ段、过流Ⅲ段过电流电压闭锁保护功能的测试，将测试结果填入装置调试报告中。

112.7.3　过电流方向闭锁保护功能测试

过电流方向锁保护是在装置测量电流方向为反方向时，闭锁过电流保护，以A相为例测试方法说明如下：

1）保持上面测试接线方式不变，保持装置同时接入三相电流和三相电压；

2）在保护控制字增加中投入“一段方向”，继保选择“功率方向”档进行测试；

3）在保护运行定值中设置一段过流为2A；

4）对装置A相、B相、C相同时施加50V的电压，以A相电压为0相位三相电压满足星型接法，B、C相滞后于A相120度和240度，对A相施加3A的电流，相位与A相电压反方向为180度；

5）以A相电流相角为变量，设置从180到360度旋转，当保护动作时记录下此时的动作角度PL1；

6）以A相电流相角为变量，设置从180到0度旋转，当保护动作时记录下此时的动作角度PL2；

7）根据调试报告要求，装置动作区间为PLm＝[PL1，PL2]-90，计算出装置的动作角度；

8）同样的方法测试装置B相和C相的方向闭锁动作区间，每相反复测试5次记录5次平均动作角度，将测试结果填入装置调试报告中；

9）装置过电流二段方向、三段方向闭锁保护功能的测试方法同上。

112.7.4　一段、二段、三段过流延时测试

过电流延时的测试方法如下，要求过电流延时误差不能超过50mS：

1）将保护装置的一对断路器跳闸出口接口接入到继保的BinaryInput的入口A和N；

2）根据调试报告要求，在装置运行定值中设置保护动作延时时间，一段过流保护为速断保护；

3）继保选择“交流时间”档，其中计时状态设置为任意状态，状态①为测试前的准备状态，设置电压、电流为0，状态②为计时测试状态，设置的电流、电压值为待测保护功能待侧相运行定值的2倍大小，状态③为测试后结束状态，设置电压、电流为0，计时选项中设置状态②结束方式为计时1停止，计时1启动方式为进入状态②启动，计时1停止方式为A接点闭合停止；

4）在继保“交流时间”档的状态②中设置A相的电流值为A相一段、二段、三段电流定值的2倍，重做一段A相、二段A相、三段A相的过电流保护功能试验，当保护动作时，继保计时停止并返回，计时1记录每次继保测试的动作时间；

5）记录继保记录的计时1时间，将此计时时间减装置运行定值的延时间为装置过电流保护功能的延时误差，记录此延时误差，一段无延时时间设置，保护出口时间即为延时误差，记录此误差。

112.7.5　单相接地保护功能测试

单相接地保护功能的测试方法如下：

1）将继保的A相和N相电流输出引线接入到装置保护电流采集端子上；

2）在保护控制中投入“单相接地”、投入“基波/谐波”；

3）在运行定值中设置零序电流为0.2A，继保选择“交流电流/电压”档；

4）对装置施加95%整定值的电流，保护不动作，施加105%整定值的电流，保护动作；

5）保护动作后，装置显示“单相接地”以及相关信息，，如果在保护控制中投入“动作跳闸”，则面板跳闸指示灯亮，输出0.5S跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回；如果保护控制字中没有投入“动作跳闸”，则面板报警信号知识灯亮，输出报警信号，开出转接板对应报警指示灯亮，装置复归后，报警信号返回；查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）同样的方法，改变零序电流定值为2A、8A，重复上述试验，并将试验结果填入调试报告中。

单相接地保护5次电流测试方法如下：

1）将继保的A相和N相电流输出引线接入到装置保护电流采集端子上；

2）在保护控制中投入“单相接地”；

3）在运行定值中设置零序电流为0.2A，继保选择“谐波测试”档；

4）对装置施加95%整定值的5次谐波电流，保护不动作，施加105%整定值的5次谐波电流，保护动作；

5）保护动作后，装置显示“单相接地”以及相关信息，，如果在保护控制中投入“动作跳闸”，则面板跳闸指示灯亮，输出0.5S跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回；如果保护控制字中没有投入“动作跳闸”，则面板报警信号知识灯亮，输出报警信号，开出转接板对应报警指示灯亮，装置复归后，报警信号返回；查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）同样的方法，改变零序电流定值为2A、8A，重复上述试验，并将试验结果填入调试报告中。

单相接地带电压测试方法如下：

1）将继保的A相和N相电流输出引线接入到装置保护电流采集端子上，将A和N三相电压接入到装置的零序电压端子上；

2）在保护控制中投入“单相接地”、投入“基波/谐波”，投入“接地带电压”；

3）在运行定值中设置零序电流为2A，零序电压为10V，继保选择“交流电流/电压”档；

4）对装置施加3A的零序流，对装置施加95%零序电压整定值的电压量，保护不动作，施加105%零序电压整定值的电压量，保护动作；

5）保护动作后，装置显示“单相接地”以及相关信息，，如果在保护控制中投入“动作跳闸”，则面板跳闸指示灯亮，输出0.5S跳闸脉冲，同时输出跳闸信号，开出转接板对应的跳闸指示灯和跳闸信号指示灯亮，装置复归后，跳闸信号返回；如果保护控制字中没有投入“动作跳闸”，则面板报警信号知识灯亮，输出报警信号，开出转接板对应报警指示灯亮，装置复归后，报警信号返回；查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）同样的方法，改变零序电压定值为30V、70V，重复上述试验，并将试验结果填入调试报告中。

单相接地带方向测试方法如下：

1）将继保的A相和N相电流输出引线接入到装置保护电流采集端子上，将A和N三相电压接入到装置的零序电压端子上；

2）在保护控制中投入“单相接地”、投入“基波/谐波”，投入“接地带方向”；

3）在运行定值中设置零序电流为2A，继保选择“交流电流/电压”档；

4）对装置施加3A的零序电流，对装置施加50V的零序电压，设置零序电流相角为0度，零序电压相角为180度；

5）以零序电流为变量，从0度到180度旋转，当保护动作时，记录此时的动作角度PL1；

6）以零序电流为变量，从0度到360度旋转，当保护动作时，记录此时的动作角度PL2；

7）根据调试报告要求记录装置动作区间PLm=[PL2，PL1]，由此计算出装置的动作区间，并将所得结果填入调试报告中。

112.7.6　单相接地延时测试

1）将保护装置的一对断路器跳闸出口接口接入到继保的BinaryInput的入口A和N；

2）根据调试报告要求，在装置运行定值中设置保护动作延时时间；

3）继保选择“交流时间”档，其中计时状态设置为任意状态，状态①为测试前的准备状态，设置电压、电流为0，状态②为计时测试状态，设置的电流、电压值为待测保护功能待侧相运行定值的2倍大小，状态③为测试后结束状态，设置电压、电流为0，计时选项中设置状态②结束方式为计时1停止，计时1启动方式为进入状态②启动，计时1停止方式为A接点闭合停止；

4）在继保“交流时间”档的状态②中设置A相的电流值为零序电流定值的2倍，重做单相接地保护功能试验，当保护动作时，继保计时停止并返回，计时1记录每次继保测试的动作时间；

5）记录继保记录的计时1时间，将此计时时间减装置运行定值的延时间为装置过电流保护功能的延时误差，记录此延时误差，一段无延时时间设置，保护出口时间即为延时误差，记录此误差。

112.7.7　过负荷保护功能测试

过负荷保护功能测试方法如下：

1）在保护控制字中投入“过负荷”，其他退出，继保选择“交流电流/电压”档；

2）将继保的A相、B相、C相和N相接入到装置对应的保护电流采集端子上，施加电流时只对待侧相施加电流，其他相施加的电流为0。

3）在保护运行定值设定中设定过电流整定值为0.4A；

4）施加95%整定值的电流，保护不告警，施加105%整定值的电流，保护告警；

5）保护告警后，装置显示“过负荷”以及相关信息，面板报警指示灯亮，输出报警信号，开出转接板对应的报警信号指示灯亮，装置复归后，报警信号返回，查看装置动作记录，动作记录中记录装置动作的详细信息；

6）根据调试报告要求改变过负荷电流整定值，重复以上步骤。

112.7.8　过负荷保护延时测试

过负荷保护延时测试方法如下：

1）将保护装置的一对断路器跳闸出口接口接入到继保的Bina