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。I_a、I_b、I_c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。U_a、U_b和U_c为用于保护计算的三相电压输入，U_s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I_cd：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=mI_cdK，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I_cd：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=m1.5I_cdK，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I_cd：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I_c=0.9I_cdK，故障电流I=1.35I_c。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I_cd：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[I_cdzd，I_cd.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Z_setⅠ：3.40Ω，动作时间装置固有（t＜35ms），零序补偿系数K_Z：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：U_Φ=m（1+K_z）I_ΦZ_setⅠ.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Z_setⅠ：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：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.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ΔZ_set：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U_Φ=（1+K）IΔZ_set+（1-1.05m）U_n；相间故障U_ϕϕ=2IΔZ_set+（1-1.05m）3U_n。

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I_0Ⅱ：1.60A，动作时间t_0Ⅱ：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=mI_0Ⅱ，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。