全数字化电流纵联差动保护实验步骤.docx
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全数字化电流纵联差动保护实验步骤
6.3实验项目
6.3.1电流差动纵联保护速断实验
6.3.1.1区内A相接地故障实验
PCS-931中采用了电流差动纵联保护作为线路主保护,针对电流差动纵联保护的性能选择“状态序列”菜单进行测试,步骤如下:
(1)PCS-931的设置(两台都整定)
(1.1)按基本接线完成双端接线方式,使用了两台PCS-931保护设备。
(已完成)
(1.2)在数字化继电保护装置PCS-931中,使用面板按键查看并修改电流差动保护的整定值,定值情况如下:
表6.1全数字化保护装置PCS-931电流差动保护定值
3
差动动作电流定值
2.00A
(1.3)PCS-931装置正确选择软压板:
主菜单---运行操作—压板投退—功能软压板---光纤通道一软压板置1、光纤通道二软压板置1”;主菜单---定值整定—保护定值----“差动纵联保护”置1,“通信内时钟”控制字置1,“停用重合闸”控制字置1,“电流补偿”、“禁用重合闸”、“单相重合闸”、“三相重合闸”、“重合闸检同期”、“重合闸检无压”和其他保护控制字置0。
注:
“单相重合闸”、“三相重合闸”、“停用重合闸”、“禁用重合闸”有且只能有一个控制字置1,否则,重合闸整定错误。
保存口令“+左上—”
(2)ONLLY软件参数的设置
电流差动保护属于使用线路两端电气量的保护,具体配置细节有如下修改。
(2.1)IEC61850配置
由于涉及线路两端的信息量,因此线路两端都需要进行IEC61850配置,需要两个控制块,具体操作步骤如下:
IEC61850配置通过IEC61850配置程序,能实现电流电压通道选择、比例系数、采样率、SMV和GOOSE信息等的配置,能模拟合并单元(MU)传输采样值,利用订阅、发布GOOSE信息或接收、发送硬节点开关量的功能,实现保护的闭环测试。
SMV服务进行采样值传输,交换信息是基于发布/订阅机制,SMV配置的功能是用来进行其相关参数设置。
GOOSE,即面向通用对象的变电站事件(GenericObjectOrientedSubstationEvent),它可以传输开入(智能终端的常规开入等),开出(跳闸、遥控、启动失灵、联锁、自检信息等),实时性要求不高的模拟量(环境温湿度、直流量)等信息。
其配置包括GOOSE-IN配置和GOOSE-OUT配置,通过GOOSE-IN配置,测试仪可以把接收到的GOOSE-IN报文中的虚端子信息映射为开入节点信息,可以进行结果记录等;通过利用GOOSE-OUT配置,测试仪把开出节点的变化信息变换为GOOSE-OUT报文的形式,并进行发布。
下面介绍IEC61850配置步骤:
在软件主界面上点击“光数字测试”→“IEC-61850配置(SMV-GOOSE)”,即可打开IEC-61850配置界面。
图6.6IEC-61850配置界面
使用SCL文件导入快速实现配置,点击图6.6中的“SCL文件导入”,进入SCL文件导入界面:
图6.7SCL文件导入界面
(1)点击SCL文件导入窗口的文件打开按钮,选择并打开桌面上制作完成的模型文件“山大实验室”;(单机进行的选择山大实验室-SDC)
(2)在SCL文件导入界面图6.7左侧的IED装置列表显示区中,显示了所用IED的SMV输入、GOOSE输入、GOOSE输出。
(3)进行SMV配置,点击“SMV输入”文件夹,在右侧的控制块列表显示区勾选要模拟的SMV控制块,选择SMV协议(“61850-9-2”),然后点击“添加至SMV配置”,即把选中的SMV控制块添加至SMV配置界面;进行电流差动纵联保护实验时,SMV需要添加两个控制块。
采用同样的步骤再添加一个SMV控制块,并将第二个的光口改成A2。
并分别在下方的映射栏中填写延时时间600us,并将第一个SMV控制块配置为abc,第二个SMV控制块配置为xyz,表示线路两端三相分别为abc和xyz。
(4)进行GOOSE配置,点击“GOOSE输入”,在右侧的控制块列表显示区选中要模拟的GOOSE控制块,将“GOOSE输入”添加至GOOSEOUT。
进行电流差动纵联保护实验时,GOOSEOUT需要添加两个控制块。
采用同样的步骤再添加一个GOOSEOUT控制块,并将第二个的光口改成A2。
分别在GOOSE-OUT中,将A/B/C三相断路器位置/断路器,均改为“10”。
点击“GOOSE输出”,在右侧的控制块列表显示区选中要模拟的GOOSE控制块,将“GOOSE输出”添加至GOOSEIN。
GOOSEIN添加一个即可。
在GOOSE-IN中,分别将开入量A、B、C、R映射到断路器1、2、3以及重合闸;
(5)点击图6.6菜单栏下载按钮,即完成SMV和GOOSE的自动配置。
(2.2)通道配置
通道配置的作用是用来设置测试仪的电压、电流通道的输出方式。
根据测试项目,打开通用测试---状态序列菜单,点击菜单栏上的“配置”→“系统配置(测试仪)”,即可打开系统设置界面:
图3.28打开系统配置界面步骤
图3.29系统配置窗口
(1)通道配置
打开“通道配置”栏,设置三相电压电流的输出方式为“数字量9-2”。
根据保护装置的电压/电流的一二次侧额定值设置PT,CT变比为:
220kV/100V,1000A/5A。
(2)系统参数设置
点击“系统参数”栏,设置额定电压Ue为57.735V(默认值),额定电流Ie为5A,额定频率Fre为50Hz(默认值),对时装置选择为“测试仪侧-内置对时装置”,对时信号输入为“1588对时”,在1588对时模块设置为“主机”,“一步”。
其余设置为默认值即可。
以上参数设置完成后,点击“保存”按钮,并退出界面,即完成测试仪全部设置,注意只需第一次实验前进行配置,之后试验无需重新配置,使用方便。
(2.3)状态序列设置
打开ONLLY系统软件,单击“通用测试”按钮,选中“状态序列”栏,进入状态序列模块,在测试窗口的状态设置栏,单击右键选择“新增状态”,再依次选中每一状态,单击右键,选择编辑。
(3)故障实验参数设置
对于电流差动纵联保护来说,保护范围为线路全长,区内故障是指线路两侧断路器之间发生故障,下面以线路全长为100KM,故障发生在距离M端60KM的位置为例,模拟区内故障如图6.8所示:
图6.8区内接地故障
状态1为空载状态,设置状态1时,在“电压电流”栏右击鼠标,选择空载状态,状态1的参数设置如图6.9所示;状态2为故障状态,为了尽可能模拟现场的实际状况,利用PSCAD仿真得到发生A相接地时的故障数据(在此对数据来源不做过多说明),状态2的参数将如图6.10所示:
图6.9状态1的电压电流
图6.10状态2的电压电流
注:
故障前为空载状态,三相电压电流均为0。
发生故障时,A相两端电流突然增大,且方向基本相同,A相两端电压减小,用上图所示参数可模拟区内A相接地故障。
完成故障类型状态序列参数设置后,单击“结束条件”按钮,状态1结束方式选择“按键触发”,状态2结束方式选择“开入节点翻转触发”,选择逻辑或,在“开入A翻转”、“开入B翻转”、“开入C翻转”前画√,单击“GOOSEOUT输出值设置”,在“GOOSEOUT输出值设置”前画√。
(4)故障录波设置
(4.1)在ONLLY软件主界面单击选择“光数字测试”,在其子菜单单击选择“报文监视”,可打开“ONLLY61850波形监控”界面。
(4.2)单击“开始监控”按钮,选择网卡和监控数据来源(测试仪回采),完成后单击确定:
图6.11网卡选择
此时会出现若干通道,与SMV设置相符合。
尚未开始测试输出数据信号时,各通道是显示为0的直线。
(4.3)单击“录波”按钮,出现“录波设置窗口”,进行录波时长、录波文件目录(单机进行的可以自己修改文件目录)、触发条件的依次设置,完成后单击“开始录波”,如下图:
图6.12录波设置
(4.4)开始录波后,即可进行各种故障在各种保护下的测试,以使用“状态序列”功能为例。
设置好参数后,按步骤开始实验即可。
(5)开始实验
点击工具栏绿色“开始”按钮
,等待实验结果。
(6)实验结果及分析
实验结束后,弹出实验结果,同时也会得到故障录波图,结合故障录波图分析故障发生时电压电流的变化特征及电流差动保护的动作行为。
实验结束后,波形监控界面自动弹出录波完成提示窗口。
图6.13录波完成窗口
单击图6.13中“用分析工具打开”按钮,进入波形查看界面,在其菜单栏单击选择“视图”,再单击选择“波形综合查看”,即进入波形分析窗口:
图6.14波形工具界面
进入波形综合查看界面后,在左侧控制链选择将GOOSE波形、SV波形都勾选上。
使用鼠标滚轮下拉可找到电流和电平变化波形.
(6.1)实验结果如图6.15所示:
图6.15区内A相接地测试结果
(测试结果中A、B、C代表实际系统中的A、B、C三相的开入接点,时间长度为从进入故障状态开始到开入接点发生翻转结束,该时间指保护装置完成了故障判断并发出动作指令,但不包括实际断路器动作所用时间。
)
故障录波数据来自母线附近的互感器以及保护装置,包括电压电流波形以及动作电平的变化情况。
单击鼠标左键可移动绿色光标(时刻T1),单击右键移动橙色光标(时刻T2),可获得选择时刻的幅值、相角。
两条光标相距大于1个周期时,左侧会显示此条通道数据幅值的有效值。
实验报告要求:
1.掌握电流差动纵联保护的原理;
2.完整简要记录实验过程;
3.根据实验测试结果和录波波形对实验结果进行分析(附测试结果和录波图)
(1)实验结果
(2)实验结果分析:
状态一为空载状态,状态二为A相短路接地状态。
实验中,进入状态2后,故障相电压UA和UX1降低,非故障相电压不变,故障相电流IA和IX变大,经过延时后继电保护装置动作,继电器动作后断路器1,2,3跳开,电压电流波形归零,变成一条水平线。
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