ISA311G系列装置调试手册.docx

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ISA311G系列装置调试手册

ISA-311G系列装置调试手册

编写：

习伟

1.概述

ISA-311G系列线路保护装置共涵盖GA、GB、GE、GF四种保护装置型号，其对应保护配置如下：

基本型号

功能说明

ISA-311GA

110kV中性点直接接地系统，包含距离、零序过流保护，不含测控功能

ISA-311GB

110kV中性点直接接地系统，包含距离、零序过流保护，含测控功能

ISA-311GE

66kV中性点不直接接地系统，包含相间距离、复压闭锁过流保护，不含测控功能

ISA-311GF

66kV中性点不直接接地系统，包含相间距离、复压闭锁过流保护，含测控功能

本文主要针对该以上四种型号装置在生产和调试过程中碰到的一些问题，分别就跳线说明、程序烧录、常见问题处理和保护逻辑调试等五个方面进行详细说明。

2.跳线说明

保护装置采用整层4U结构，其硬件配置如下表。

在下列板件中，其中WB720C、WB735、WB741B和TY123有跳线，下面就各个板件跳线分别说明。

型号

板件名称

ISA-311GA

ISA-311GB

ISA-311GE

ISA-311GF

交流插件（1#位置）

WB-7111

WB-7151

保护CPU1（2#位置）

WB720C

保护CPU2（3#位置）

WB720C

开出板（4#位置）

WB735

开入开出板（5#位置）

WB731B

开入开出板（6#位置）

/

WB731B

/

WB731B

开入板（7#位置）

/

WB733

/

WB733

操作插件（8#位置）

WB741B

电压切换插件（9#位置）

WB751B

管理CPU（10#位置）

TY123

电源板（11#位置）

WB762

背板

WB701C

面板1

TY10A

面板2

TY108

2.1.WB720C板跳线

1）SW1：

看门狗跳线，出厂时该跳线必须跳上。

2）JP1：

PLD编程口；

2.2.WB735板跳线

1）SW1：

备用1（本线有流）出口是否经过起动继电器跳线选择；当保护装置型号为GE/GF型号时，必须跳为空；当为GA/GB型号时，可不跳。

板件型号为V2.1才有此跳线。

2）SW2：

备用2出口是否经过起动继电器跳线选择；因为对四种型号装置都是备用出口，可选择不跳。

板件型号为V2.1才有此跳线。

2.3.WB741B板跳线

1）SW1：

有外引压力闭锁接点需求时，清除跳闸压力闭锁功能。

2）SW2-TQ+：

跳上时将HWJ-和TQ+短接，不跳时将HWJ-和TQ+分开；无特殊需求时，选择跳上；

3）SW2-BST：

有外引压力闭锁接点需求时，合位信号受闭锁跳闸接点监视。

4）SW3：

有外引压力闭锁接点需求时，清除合闸压力闭锁功能。

2.4.TY123板跳线

1）S1，S2：

两个都跳*时，选择第一个通讯口为CAN网通讯方式；两个都不跳*时，选择第一个口为485通讯方式；

2）S3，S4：

两个都跳*时，选择第二个通讯口为CAN网通讯方式；两个都不跳*时，选择第二个口为485通讯方式；

3）S5：

跳*时，选择GPS为差分输入，电平兼容标准485电平；否则，选择GPS为24V空节点输入；

4）JP2：

PLD编程口；

5）CON1：

CPU调试口，也可用于仿真器烧程序；

6）CON3：

调试串口，232电平，各针定义见板上丝印；

7）SW1：

看门狗跳线，跳X号端允许看门狗复位，否则不允许看门狗复位；出厂时，该跳线必须跳X。

8）SW2：

CPU工作方式选择，跳1为正常工作，跳2调试。

当跳2时，仿真器不操作的情况下，大多数情况仍然能正常工作，但不可靠；出厂时，该跳线必须跳X。

3.程序烧录方法

3.1.保护板烧录

ISA-311G装置一共有两个CPU板，其中靠近交流插件的为CPU1，另一块为CPU2；芯片：

27C1001（共2片，两块保护CPU板各1块，每块的烧录方法相同，以下仅以一块为例）。

烧录方法：

调入要写的程序的HEX文件，文件载入时，选择文件类型为：

Intel；缓冲区开始地址为：

0；文件起始地址为：

0；文件装入方式为：

正常（Normal）

运行写操作时，选择：

CHIPSTART=00H，CHIPEND=1FFFFH

FILESTART=00H，FILEEND=1FFFFH

注意：

程序烧录完成后，插入程序时要检查CPU1和CPU2是否插反。

3.2.管理程序写入

管理板TY123中，有两个文件系统盘“/C”和“/D”；其有关说明如下表所示：

盘符

硬件介质

可用空间

用途

/C

FLASH

约1.8M

用于存放工程程序和自启动文件。

/D

电子盘

一般16M

用于存放各种记录及录波数据等其它文件。

ISA-311G工程程序文件为Genral.out，自起动文件为Auto121.cfg，建议管理程序通过Flashfxp工具写入程序。

步骤如下：

1）确认板件已通过单板调试，板件上的VxWorks操作系统能够正常启动；

2）运行“PING222.111.112.xxx”，确认板件的IP正确，并确保网络线连接正确；

3）在FLASHFXP中打开“站点管理器”，输入管理板正确IP地址，连接到管理板；在“远程”中修改盘符标志可以在C和D盘之间切换；

4）连接成功后先删除C盘和D盘所有文件；

5）分别将Auto121.cfg文件和Genral.out文件传送到C盘；

6）检查工程程序文件是否接收正确（文件大小是否一样）；若不正确或发送不成功，请再次发送直到成功为止；

7）重新上电，看装置是否正常运行，检查程序升级是否成功；

4.常见问题

4.1.装置密码

ISA-311G系列装置密码分两类：

厂家密码和用户密码。

厂家密码为483，可以进入“查看内存”、保护配置”、“强制复归”、“检验码下载”等菜单；用户密码为800、740、681，用户可通过该口令修改“定值整定”、“清除记录”、“同期设置”等菜单密码。

4.2.线路名称的输入

在装置信息显示页面中，可根据用户显示该线路的中文名称。

如何输入线路名称？

有两种途径：

其一为新建一个名称为Line.cfg的文本文档，在文档中输入线路名称，注意汉字长度不得超过13个，保存后，通过工具传送到管理板C盘下的CFG目录，重新上电，线路名称即可正确显示；其二是在“保护设置——线路名称”菜单中根据编码输入。

4.3.管理程序传送不成功处理

由于管理程序文件过大以及现场干扰等因素，管理程序传送偶尔会失败。

传送不成功后，程序不能正常运行，有可能FTP连接不上，此时的处理方法是：

按住面板上的F1功能键、F2功能键和返回键，重新上电，再次连接后传送。

4.4.界面上事件不能复归

ISA-311G保护装置的动作事件和装置异常复归是根据相应返回事件复归。

对于同时存在返回类型和动作类型的告警、事件，可直接按功能键F2复归；如果仅产生动作类型的告警、事件，必须通过进入预设——保护功能——强制复归来复归告警、事件。

4.5.液晶亮度调节

由于硬件原因，彩屏液晶亮度不够，在装置正常运行的情况下，可通过上下按键调节液晶亮度。

4.6.典型异常处理

1）定值CRC码出错：

保护CPU板定值与管理板CPU板定值不一致，重新下装定值可恢复；

2）定值自检出错：

保护CPU板定值超出范围或者不正确，重新整定后下装可恢复；

3）EPROM的CRC出错：

保护板程序校验码不正确，进入预设——保护功能——校验码下载菜单重新下载校验码即可；

4）基准电压出错：

保护CPU板AD采样不正确，更换保护CPU板；

5）管理板EEPROM出错：

检查定值套数是否超过29，定值套数超过范围会导致此告警，可尝试将定值套数切换到0-29套范围；

6）通讯中断：

检查CPU板是否插紧，界面下方的两个小图标是否闪动。

5.保护逻辑调试

下文根据常用的ONLLY试验测试仪，针对各个保护模块的具体调试方法给出详细说明。

现场调试时，如果使用仪器不为ONLLY，可以根据下文所附图片灵活设置。

测试前准备工作如下，以5A制为例，基本参数定值整定如下：

整定线路参数d310（被保护线路全长）=100kM，d311（保护线路全长正序阻抗）=10Ω，d312（线路正序阻抗角度定值）=80°，d313（保护线路全长零序阻抗）=30Ω、d314（线路零序阻抗角度定值）=70°（装置为GE/GF型号时，不需整定d313和d314）；同时整定启动元件d315（电流突变量启动定值）=1A，d308（负序电流启动定值）=1A、d485（零序电流启动定值）=1A（装置为GA/GB型号时整定定值d485，为GE/GF型号时整定d308）。

同时，将试验装置电流电压想于试验仪器相连，将装置跳闸接点（CJ2-2、CJ2-3）接入昂立开入TA，TN。

5.1.相间距离保护

5.1.1.测试项目

1）阻抗定值精度测试：

动作值误差≤±5%，即0.95倍定值可靠动作，1.05倍定值可靠不动作。

2）动作时间精度测试：

0.7倍定值时测量保护动作时间。

动作时间误差距离一段要求小于30ms，延时段要求满足-10ms≤△t≤30ms。

3）方向性：

反方向时应可靠不动作。

5.1.2.装置整定与设置

投距离保护硬压板。

设置各段保护阻抗定值d340（相间距离一段阻抗定值）=1Ω、d341（相间距离二段阻抗定值）=2Ω、d344（相间距离三段阻抗定值）=4Ω、d347（相间距离四段阻抗定值）=8Ω；以及动作时限d342（相间距离二段时限）=0.5S、d345（相间距离三段时限）=1S、d348（相间距离四段时限）=1.5S。

5.1.3.昂立设置

进入昂立“距离保护菜单”，菜单共分七个页面：

定值1、定值2、项目、故障、设置、开关量、模型。

此7项分别对应控制参数设置区的7页参数，光标移动到此7项上时，控制参数翻到相应页面（或者按PgUp，PgDown进行翻页），此时按Enter键则光标切换进入主界面的控制参数设置区。

第一页：

定值1－相间距离阻抗定值设置

其中I段阻抗Z1、II段阻抗Z2、III段阻抗Z3、IV段阻抗Z4分别对应相间距离I段、II段、III段、IV段阻抗定值的幅值，角度，此处设置应和装置相应定值一致。

R1+jX1、R2+jX2、R3+jX3、R4+jX4分别对应相间距离I、II、III、IV段阻抗定值的电阻，电抗，在设置完幅值角度后自动生成。

I段时间T1、II段时间T2、III段时间T3、IV段时间T4分别对应相间距离I、II、III、IV段的动作时间定值，与装置定值一致。

第二页：

定值2－接地距离阻抗定值设置

相间距离测试时此处不设置。

第三页测试项目

根据需要选择各段阻抗定值的测试倍数，倍数可以改变，打“√”者表示选中测试；进行精度校验时一般选择0.70倍、0.95倍和1.05倍。

I段阻抗Z1：

选择I段阻抗的各测试项目；

II段阻抗Z2：

选择II段阻抗的各测试项目；

III段阻抗Z3：

选择III段阻抗的各测试项目；

IV段阻抗Z4：

选择IV段阻抗的各测试项目；

第四页故障选择

根据需要选择需要进行测试的故障类型，打“√”者表示选中测试，同时可设置该类故障的故障方向；包括：

A相接地、B相接地、C相接地、AB相间、BC相间、CA相间、三相短路。

进行相间距离调试时，选择AB相间、BC相间、CA相间或者三相短路。

第五页故障设置

故障启动：

选择各故障启动的方式，包括自启动和按键启动两种方式；

自启动：

本次子试验结束后，程序自动进入下一个子试验项目；

按键启动：

本次子试验结束后，程序自动提醒，等待用户按键，控制是否进入下一个子试验项目；

注：

每一个子试验项目的结束由“试验限时（故障限时）”参数决定。

永久故障：

设置所有待测试故障的性质：

永久性故障，或，瞬时性故障；

PT位置：

选择保护PT的安装位置：

母线侧，或，线路侧。

PT位于母线侧，则跳闸后故障相电压恢复为正常电压值（即额定电压），PT位于线路侧，则跳闸后故障相电压变为零状态。

一般地，220KV以下的保护，PT位于母线侧；

故障前时间：

故障为“自启动”方式下有效。

每次子试验项目测试前，测试仪均输出一段时间的故障前状态（即空载状态）设置为1s；

故障限时（试验限时）：

每次子试验项目从进入故障到结束之间的时间；故障限时应大于该段保护动作时间，一般设定为3s；

跳闸延时：

模拟断路器的跳闸动作时间，测试仪根据开入量的连接，一旦接受到保护的跳闸信号，经过“跳闸延时”后，方进入跳闸后的电压电流状态。

距此处设为40ms，即ONLLY接受到跳闸信号40ms后恢复正常电压和无电流状态，否则影响测距（311G保护装置是利用跳闸后20ms的采样交流量进行测距）；

合闸延时：

模拟断路器的合闸动作时间，测试仪根据开入量的连接，一旦接受到保护的合闸信号，经过“合闸延时”后，方进入合闸后的电压电流状态。

此处设置与重合闸相关，单做距离保护时可不设置；

第六页开关量定义

测试仪的开入量一般连接保护的动作出口接点，本保护调试只使用其中的接点A。

选择三跳结点。

第七页计算模型

计算模型：

一般取“电流恒定”，即定电流（短路电流）方式。

试验仪器共提供了三种方式：

“Zs恒定”、“电压恒定”和“电流恒定”。

Zs恒定：

即短路故障时，系统电源侧阻抗恒定。

此处Zs指系统电源到保护安装处的线路等值阻抗（正序阻抗），选择Zs恒定时需要对“电源阻抗Zs”和“补偿系数Ks”进行设置，电源阻抗一般选择2Ω，85°，补偿系数和线路一致；

电压恒定：

即短路故障时，保护安装处的故障电压Uf恒定；相间故障时，Uf为故障相之间的相间电压；

电流恒定：

即短路故障时，流经保护安装处的故障电流If恒定，选“电流恒定”时需对各段故障电流进行设定，故障电流不应小于0.4In，选择“电流恒定”时可分别设为10A，5A，4A，4A；

其他设置取默认即可。

5.1.4.试验步骤

以相间距离保护一段为例，装置设置投入d401（相间距离I段投退）。

5.1.4.1.正向故障

仪器设置如下：

第三页：

测试项目中选中I段阻抗0.95、1.05倍；第四页：

故障类型，选中“BC相间”，同时在后面的方框内按enter而键选择正向故障。

启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护0.95倍应可靠动作，1.05倍应可靠不动作。

同时装置所报距离应等于昂立输出阻抗×线路全长（d310）/保护线路全长正序阻抗（d311），误差不应大于±5％。

5.1.4.2.反向故障

在仪器设置第四页故障类型中选中反向故障，然后启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护应可靠不动作。

5.1.4.3.动作时间测试

仪器设置如下：

第三页：

选中测试项目中I段阻抗0.7倍；第四页：

故障类型，选中“AB相间”，同时选择正向故障。

启动试验，根据对话框进行操作，记录动作时间，距离一段动作时间要求小于30ms，其余延时段动作时间误差应满足：

-10ms≤△t≤30ms。

其余各段试验在第三页页测试项目中设置相应段参数，同时投入控制字，重复以上过程，启动试验即可。

5.1.5.注意事项

●试验时，除进行试验的保护段外，其余各段应处于退出状态，对于延时段，onlly的故障限时应大于装置该段动作时间定值，下文调试多段保护时也相同；

●试验时，需正确整定动作定值，保证距离I段定值<距离II段定值<距离III段定值<距离IV段定值；

●阻抗定值小于0.2Ω时，不能满足0.95倍可靠动作，1.05倍可靠部动作，现场调试时，如果用户未给定调试定值，建议取距离保护默认定值测试；

●在相间距离保护中，加入了固定电流门槛，即故障相电流要大于0.4In（5A制为门槛为2A、1A制为0.4A）

●为了防止在三相故障时IV段误动，IV段采用了和I段相切的一个圆，因此三相故障时I段和IV段不会同时动作。

●负荷限制距离只对三相故障起作用，d397（负荷限制距离投退）投入后在复平面内作一条与x轴相切的直线，与x轴的夹角为60°，交点与原点的距离为d398（负荷限制电阻定值），直线的左半平面为动作区。

5.2.接地距离保护

装置型号为GA/GB时才有接地距离保护功能，GE/GF型号不需验证。

5.2.1.测试项目

1）阻抗定值精度测试：

动作值误差≤±5%，即0.95倍定值可靠动作，1.05倍定值可靠不动作。

2）动作时间精度测试：

0.7倍定值时测量保护动作时间；动作时间误差，瞬时段要求≤30ms其余各延时段误差要求满足：

-10ms≤△t≤30ms。

3）方向性：

反方向时应可靠不动作。

5.2.2.装置整定与设置

投距离保护硬压板。

设置d309（零序补偿系数）设置为0.67，d322（接地距离一段阻抗定值）=1Ω，d324（接地距离二段阻抗定值）=2Ω，d327（接地距离三段阻抗定值）=4Ω，以及动作时限d325（接地距离二段时限）=0.5S，d328（接地距离三段时限）=1.0S，阻抗定值和动作时限均应逐渐增加，d331（接地距离偏移角度定值）＝30°。

5.2.3.昂立设置

进入昂立“距离保护菜单”，进行设置。

第一页：

定值1－相间距离阻抗定值设置

接地距离测试时此页不设置。

第二页：

定值2－接地距离阻抗定值设置

此页项目设置与第一页相间定值一致，当第一页相间定值改变时，此页对应项目会同时发生改变。

其中I段阻抗Z1、II段阻抗Z2、III段阻抗Z3、IV段阻抗Z4分别对应接地距离I段、II段、III段、IV段阻抗定值的幅值，角度，此处设置应和装置相应定值一致。

R1+jX1、R2+jX2、R3+jX3、R4+jX4分别对应接地距离I、II、III、IV段阻抗定值的电阻，电抗，在设置完幅值角度后自动生成。

I段时间T1、II段时间T2、III段时间T3、IV段时间T4分别对应接地距离I、II、III、IV段的动作时间定值；与装置定值一致。

第三页测试项目

同相间距离设置。

第四页故障选择

进行接地距离调试时，选择A相接地、B相接地或者C相接地。

第五页

同相间距离设置

第六页

同相间距离设置

第七页计算模型，

补偿系数KL：

短路阻抗ZL的零序补偿系数，取0.67。

5.2.4.试验步骤

5.2.4.1.正向故障

以接地距离保护一段为例，装置投入d321（接地距离一段投退），将第七页测试项目中I段阻抗0.95、1.05倍选中；第四页故障类型设置中，选中“A相接地”，同时在后面的方框内按enter而键选择正向故障。

启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护0.95倍应可靠动作，1.05倍应可靠不动作。

5.2.4.2.反向故障

仪器设置：

第三页：

测试项目中I段阻抗0.95倍选中；第四页：

故障类型，选中反向故障，然后启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护应可靠不动作。

5.2.4.3.动作时间：

仪器设置：

第三页：

选中测试项目中I段阻抗0.7倍；第四页：

故障类型，选中“A相接地”，同时选择正向故障。

启动试验，根据对话框进行操作，记录动作时间，动作时间误差瞬时段要求小于30ms，其余延时段要求满足-10ms≤△t≤30ms。

其余各段试验在第三页测试项目中设置相应段参数，同时投入控制字，重复以上过程，启动试验即可。

5.2.5.注意事项

●d311（偏移角度定值）的作用时在短线路应用时，将方向阻抗特性向第I象限偏移，以扩大允许故障过渡电阻的能力，线路越短取值越大。

改变偏移角度对定值校验没有影响，但动作特性园会以原直径为弦向第一象限偏移。

●实验时，需正确整定动作定值，保证距离I段定值<距离II段定值<距离III段定值<距离IV段定值；

●故障相电流必须大于0.4In；

●接地距离选相采用零序电流启动定值选相，注意正确整定零序电流启动定值d485不大于故障时零序电流。

●试验时，正确整定，保证距离I段定值<距离II段定值<距离III段定值<距离IV段定值；

5.3.零序过流保护

装置型号为GA/GB时才有接地距离保护功能，GE/GF型号不需验证。

5.3.1.测试项目

1）电流定值精度测试：

动作值误差≤±5%，即1.05倍定值可靠动作，0.95倍定值可靠不动作；

2）动作时间精度测试：

1.2倍定值时测量保护动作时间。

动作时间误差瞬时段要求小于30ms，其余延时段要求满足：

-10ms≤△t≤30ms。

3）零序方向元件：

投入零序方向软压板后，反方向时应可靠不动作，同时验证零序功率角。

5.3.2.装置整定与设置

投入零序过流段压板。

设置d180（零序过流一段定值）=5A、d182（零序过流二段定值）=3A、d233（零序过流三段定值）=2A、d236（零序过流四段定值）=1A；以及动作时限d183（零序过流二段时限）=0.5S、d234（零序过流三段时限）=1S、d237（零序过流四段时限）=1.5S。

5.3.3.昂立设置

第一页定值－零序定值设置

零序I段3I0、零序II段3I0、零序III段3I0、零序IV段3I0分别代表零序I段、零序II段、零序III段、零序IV段电流定值，此处设置与装置定值一致；

3I0输出方式：

3I0电流的提供方式，选择“单相输出（故障相）”；

I段时间T1、II段时间T2、III段时间T3、IV段时间T4分别代表零序I段、零序II段、零序III段、零序IV段的动作时间定值，与装置整定值设置一致。

第二页测试项目

根据需要选择各段零序定值的测试倍数，倍数可以改变，进行精度校验时一般选择0.95倍、1.05倍和1.20倍；

零序I段：

选择零序I段的各测试项目；

零序II段：

选择零序II段的各测试项目；

零序III段：

选择零序III段的各测试项目；

零序IV段：

选择零序IV段的各测试项目；

第三页故障选择

根据需要选择需要进行测试的故障类型，打“√”者表示选中测试，同时可设置该类故障的故障方向；包括：

A相接地、B相接地、C相接地,选择其中一项即可，同时还可设置是正向故障还是反向故障。

第四到第六页设置同接地距离设置。

5.3.4.试验步骤

5.3.4.1.正向故障

以零序保护一段为例，投入d178（零序过流一段投退）以及零序过流一段硬压板。

仪器设置：

第二页——测试项目，选中零序I段0.95、1.05；第三页——故障类型，选中“A相接地”，同时选择后面的正向故障。

启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护0.95倍应可靠动作，1.05倍应可靠不动作

5.3.4.2.反向故障

在第四页故障类型设置中选中反向故障，然后启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护应动作。

进入装置定值设置，投入零序方向控制字d178（零序过流一段方向投退）、d179（零序过流二段方向投退）、d232（零序过流三段方向投退）、d235（零序过流四段方向投退）。

然后启动试验，根据对话框提示进行操作。

保护应可靠不动作。

5.3.4.3.动作时间

在第二页测试项目中选中零序I段1.20倍，第三页故障类型，选中“A相接地”，“正向故障”。

启动试验，根据对话框进行操作，记录动作时间，动作时间