继电保护测试技术及测试方法

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1、 继电保护测试技术及测试 方法 继电保护基本试验方式及其分类 电网继电保护测试方法 继电保护自动测试系统介绍 传统到数字测试的发展 一、继电保护基本试验方式及其分类1、稳态方式 按步进方式增加或减小电压、电流的幅 值、相位和频率2、开/关方式从零瞬时加量或瞬时减量到零3、简单动态试验方式 分别定义故障前和故障状态量4、复杂动态试验方式 在故障分量中叠加衰减的非周期分量5、建立在系统模型上的测试方法 数字仿真 物理动模6、借助GPS进行线路纵联保护的调试7、故障回放将由故障录波器或暂态计算程序得到的数 据通过测试仪进行回放，完成保护的测试 和事故分析。保护测试类型 入网检测:一般通过动模试验,对

2、某种 型号的保护进行检验和测试。 交接试验:对保护定值和二次回路进行 全面的检查和测试。 定检:按现场检验规程定期对保护进行 测试。 补充试验：因为装置改造、一次设备检 修和更换、更改定值等所进行的检验。 事故分析:事故后所进行的检验和事故分 析。 应用性试验:针对具体应用,通过仿真或 动摸试验检验保护是否满足要求。一般用于完成定检、交接试验和补充 试验等稳态试验。主要目的是 、对动作值进行测试,校核整定值； 、测试保护动作特性,与产品手册进行 比较； 、整组试验，以检验整套保护动作的 正确性与可靠性是否符合要求。 二、电网继电保护测试方法一、阶段式电流保护的测试1、测试方法 动作值测试 一般

3、采用脉冲递变方式，脉冲的宽度为 故障时间，要求大于保护动作时间。在 相邻的脉冲之间的“复归”状态，其时间 要求能够保证保护可靠复归。 返回值测试只能采用循序递变的方式，逐步减小或 增大电流值直到保护动作返回。测试前 应将其它段过流保护功能闭锁。 动作时间测试采用开关方式瞬时加量，故障量一般为 整定值的1.2倍。2、注意事项 为防止其它段抢动，故障时间的设置必 须小于下一段电流保护的动作时间。 注意电压闭锁或功率方向闭锁对保护动 作行为的影响。 在动作值的测试中，为防止上一段保护 动作，变量一般从定值的0.85倍开始递 增。 注意其它保护如负序、零序过流等对保 护递增行为的影响。二、电压闭锁方向

4、电流保护测 试在双侧电源线路上，电流保护应增设方向元 件以构成方向电流保护，反映正向短路故障 。同时，将低电压元件引入方向电流保护， 以提高方向电流保护的可靠性。 1、功率方向保护的接线及动作区域反映相间故障的方向元件均采用90接线 （正向元件） （反向元件） 方向元件动作区及最大灵敏角的测试以接入电流作为参考相，改变所接入的 线电压。测试时，根据保护定值从非动 作区向动作区递 变线电压相角。待保护动作后，从初值的相反方向再次向动作区递变电压相位直到保护动作，得到动作区的边界并计算出最大灵敏角。3、注意事项 为防止其它段保护抢动，可采取脉冲递变的 方式加量。 得到一个边界的动作值后，在进入下一

5、个边 界的测试时，模拟正常空载运行状态（全电 压、无电流）一段时间，以确保动作返回。 带有复归时间的方向元件，每次变化角度之 前，测试仪都要模拟正常空载运行状态（全 电压、无电流），以保证保护可靠复归。因 此，必须采用脉冲递变方式加量，才能获得 正确的测试结果。脉冲的宽度必须大于保护 动作时间。三、电流反时限测试1、整定曲线 根据IEEE标准和保护定值设置反时限曲 线。（1）标准反时限：（2）非常反时限：（3）极端反时限： Tp:时间系数(0.05-1) Ip:电流基准值 2、添加测试点在i-t坐标上添加一系列的测试点。一般 设置i值，测试程序自动在曲线标定整定 动作时间。3、测试 （1）采用

6、简单动态试验方式，分别定 义故障前和故障时间。故障时间的定义 应大于所有测试点的整定动作时间，故 障前时间应确保保护可靠复归或者电磁 型继电器转盘有足够的时间回到初始位 置。（2）选择故障类型 对于功率反时限可选择三相故障 对于零序反时限可选择单相故障 对于负序反时限可选择负序电流模型四、低周减载1、参数设置原则 三相电压对称且大于低电压闭锁定值； 大于低电流闭锁值，一般设置为电流闭 锁值的1.2倍； 频率滑差小于闭锁值； 频率变化终值一般大于45Hz； 设置一定的保持时间，保证可靠出口。 一般大于保护整定动作时间； 变化步长决定测试精度，根据精度要求 设置；3、测试方法 （1）频率动作值的测

7、试 频率从额定频率开始以小于滑差闭锁值 （一般为0.85倍整定值）的速度下降。 以频率变化终值为变量，按一定的步长 逐步递减直到保护动作或45Hz的最低频 率闭锁值。变量的始值要求大于动作值 ，一般为1.2倍的整定值。 完成一次变化过程，频率恢复到额定频 率，并保持一段时间，保证保护可靠复 归。 频率下滑到终值时，需要保持一段时间 （一般大于低周动作时间）保证保护可 靠出口。（2）滑差闭锁值的测试 频率从额定频率开始以一定滑差的变化 到终值（一般为整定动作频率的0.8倍） ，并保持一段时间（一般大于低周动作 时间），然后，递减一个滑差值重复上 一次变化过程。 滑差的初值一般为整定值的1.2倍，

8、终值 为定值的0.8倍。 为了减小保护动作次数，滑差一般从高 值向低值变化。（3）动作时间测试频率从额定频率开始以0.85倍的滑差整 定值变化到终值，并保持一段时间。在 频率下滑过程中，当频率等于计时频率 （一般为整定动作频率）时，测试仪开 始计时，直到接收到保护动作信号停止 计时。（4）低压闭锁值测试 频率从额定频率以0.85倍的滑差定值变 化到终值，并保持一段时间。随后改变 三相电压的幅值，并重复上述过程。 为减少保护动作次数，三相电压一般从 0.85倍的低压闭锁值按步长递增，直到 保护动作或达到变化终值。 注意保护的电压闭锁值所定义的是相电 压还是线电压，如果为Uxx，设置变化 范围时应

9、考虑换算。（5）低电流闭锁值的测试频率变化过程与低电压闭锁值的测试相 同。每变化一次，电流（任意一相）增 加一个步长。为减少保护动作次数，电 流应从定值的0.85倍变化到1.2倍。4、测试注意事项 （1）设置一定的故障前时间，确保保护 可靠复归。 （2）频率变化终值不能小于低频闭锁值 。 （3）设置一定的输出保持时间，以确保 保护可靠出口。五、低压减载测试 1、参数设置原则 （1）三相电压对称。 （2）大于低电流闭锁值，一般为闭锁值 的1.2倍。 （3）电压变化率小于闭锁值，一般为闭 锁值的0.85倍。 （4）设置一定的保持时间.一般大于保护 的动作时间。 2、测试方法 (1) 低压动作值的测

10、试电压从额定电压以小于 (一般为0.85倍的 电压滑差定值)的速度下降到终值。 以电压变化终值为变量，始值一般为低 压动作值的1.2倍，终值为0.85倍。电压 下降到变化终值后，保持一段时间，然 后重复上一次过程并将电压变化终值递 减一个步长。 设置一定的变化前时间，确保可靠复归 。 电压变化终值的设置不能低于低压闭锁 值。（2）电压滑差闭锁值的测试 设置电压滑差变化始值 (一般为1.2倍额 定值)和终值(0.8倍定值) 电压从额定电压变化到终值，并保持一 段时间。然后递减一个滑差变化步长， 重复上次变化过程。 为了减少保护动作次数，电压滑差一般 从高值向低值变化。电压变化终值一般 为低压动作

11、值的0.85倍。 电压动作值定义为线电压时，电压变化 范围设置的换算 (3) 动作时间测试电压从额定值以等于滑差闭锁值0.85倍 的速率下降到电压终值下降，在下降过 程中，当电压等于低电压动作值时，测 试仪开始计时直到接收到保护动作信号 后停止计时。3 注意事项 （1）设置一定的变化前时间，确保装置 可靠复归。 （2）电压变化终值不能低于低电压闭锁 值。 （3）设置一定的输出保持时间，以确保 可靠出口。 （4）注意动作电压的定义：相电压或线 电压。六、纵联保护测试(一) 纵联保护单端测试方法线路两端分别完成各自的保护和通道测试。单端测 试时必须合上高频收发信机电源，收发信机设置 为“自发自收”

12、1、工频变化量方向保护测试（LFP-901A） 投入“主保护”投运压板，故障时间为100-150mS 模拟单相故障 :接地距离段定值(2) 模拟相间故障 :相间距离段定值(3) 模拟正向出口三相短路 2 复合距离元件方向保护（LFP-902A） (1) 单相故障 ：四边形距离元件阻抗：超范围工频变化量阻抗定值（2） 相间故障 （3） 三相故障 U=0VI=6In=sen测试之前投入“主保护”压板，m=0.95时 可靠动作；m=1.05时，可靠不动作， m=0.7时测量保护动作时间。3、纵联变化量方向保护（RCS901A）设置试验参数U=30V,I=In,=sen , 模 拟A、B、C单相故障以

13、及AB、BC、和 CA相间故障。设置U=0V,I=6In，模拟出口三相短路故 障 。4、高频零序方向保护测试 投入“主保护”和“零序保护”，分别模拟 A、B、C相接地故障，一般设置： U=50V; I=mIo; =sen。 故障模拟时间100-150mS。 m=0.95可靠不动作 m=1.05可靠动作 m=1.2测量动作时间5、反方向出口故障性能校验 压板:投入“主保护”、“ 零序保护”和”距 离保护”。 参数设置：U=0V;=sen+180;模拟故障时间小于距离段和零序段 的动作时间。 其中：DZset为工频变化量阻抗定值或超 范围变化量阻抗定值。 故障相：BN、CA、ABC瞬时反方向故 障

14、（二）纵联保护带通道联调试验 压板：投入“主保护”，退出“零序保护” 和“距离保护” 1、闭锁式保护（1）线路两侧收发信机和保护均投入。 模拟K2和K3故障均不动作； （2）合上一侧，关上另一侧收发信机， 模拟K1故障，均动作。2、允许式保护： 两侧收发信机均投入 （1）、模拟K2、K3故障高频不动作。 （2） 模拟K1故障，高频均动作。(三)借助GPS实现光纤电流差动保护调试 每侧根据两侧电流的幅值和相位比较结 果区分区内还是区外故障. 1、设置 在测试软件上设置两个状态：故障前状 态和故障状态。 故障前：Ua=Ub=Uc=Un; Ia=Ib=Ic=0; GPS触发故障状态：两端分别设置为故

15、障状态下 电流的幅值和相位。开入量触发 2、注意事项 在故障前由PPS实现同步输出； 试验前确保GPS已锁定卫星信号； 试验前对两端GPS进行对时；七、距离保护测试1、试验方法 单相接地：UmIZ1.2.3（1K） 相间故障：U2mIZ1.2.3 m0.95可靠动作 m1.05可靠不动作 Z1.2.3表示1、2、3段阻抗 m0.7测量动作时间2、注意事项 （1）阻抗角的选择 当Z为灵敏角下的阻抗值时（LFP、RCS 、PSL等），线路阻抗角为线路运行阻 抗角。 当Z为电抗值和电阻值时（CSL系列） ，校 验电抗值时，90；校验R定值 时，0。（2）开入量 不能使用保护的保持接点，只能接入 保护

16、的瞬时接点。 （3）故障前、故障时间的设置考虑到整组复归和重合闸充电，故障 前时间一般设为25秒； 最大故障时间的设置大于阻抗三段时 间重合闸时间后加速时间值，一 般大于5秒。八、阻抗特性校验1、试验接线 （1）三相电压、电流分别接到保护的 电压、电流端子； （2）开入量A、B、C分别接到非保持 跳闸出口接点上；2、参数设置 （1）选择故障类型，设置正确的补偿系 数 （2）选择计算模式：电压、电流恒定模 型测试阻抗保护的稳态特性，阻抗恒定 模型测试阻抗暂态特性。（3）添加扫描线：扫描线的起点位于动 作区外，并覆盖阻抗边界； （4）正确设置故障前时间和最大故障时 间； （5）设置保护动作条件。3、注意事