基于IEC 61850标准的SMV信号量的三段式

本实验是以智能变电站综合自动化实验系统所装设的PSL 621U线路保护装置为基础，先根据模拟典型线路运行的主接线，利用仿真工具进行正常运行及故障情况下的仿真模拟计算，得到各种运行状况下的电压、电流数字量，然后将数字量通过测试装置生成系统各种运行状况下的电压与电流数字SMV报文，并经变电站的网络交换机送入继电保护装置，以模拟电网运行的各种故障现象，通过保护装置的动作情况，理解输电线路继电保护装置过电流保护的工作原理。其基本原理结构如第3章中的图3.3所示。

根据第3章所述模拟变电站的线路保护一次主接线图，针对输电线路过流保护实验，实验系统中输电线路Line5的出线断路器1101处装设了PSL 621U线路保护装置，保护装置出口接有PSS 01B断路器模拟装置，用于模拟断路器1101的行为，其实验系统简化主接线如下图4.1所示；实验对象为该输电线路出线对应的继电保护装置，通过在故障点B、C、D处分别设置不同故障，进行模拟实验，观察母线A点线路出口处的继电保护装置、断路器模拟装置（对应于断路器1101）、故障录波装置、监控系统的状态，理解保护装置的基本原理。

图4.1　实验线路三段式电流保护模拟一次主接线图

图4.1中，Zk为所装设的PSL 621U线路保护装置，其电压与电流输入量来自110 kV母线与断路器1101之间所装设的电压互感器EPT与电流互感器ECT的测量量，即基于IEC 61850标准的SMV信号量。

根据本书第2章所述电力系统继电保护原理相关理论，及第3章PSL 621U线路保护装置原理，可知在图4.1中的B、C、D点发生短路时，保护安装处均会流过故障电流，保护装置根据三段式电流保护的特性，进行故障判定，并发出跳闸命令或告警信息，完成故障切除等功能。(www.xing528.com)

实验时，对短路电流波形进行录波，再通过作图求取相关短路电流分量值及保护动作时间，分析不同短路故障及保护装置定值对保护动作行为的影响，验证保护装置动作原理的正确性。典型故障录波波形图如图4.2所示。

图4.2　输电线路短路电流波形图

在本次实验中，主要针对PSL 621U保护装置的相过流保护Ⅰ、Ⅱ段进行实验。

PSL 621U保护装置的电流保护包括相过流保护Ⅰ、Ⅱ段等。另外，还有零序电流瞬时启动元件，作为保护启动元件之一。为简化实验，本实验中的短路电压、电流均以保护测试仪设定的故障电流值为准。因此，在保护动作验证与定值校验中，实际短路电压、电流以继电保护测试仪的设定值为依据。