本实验的主要内容为在模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握实验系统的启动、定值与参数设置及实验操作方法；选择不同短路点进行各种短路故障实验，录取短路时刻的电压、电流波形，观察保护装置动作情况，然后根据所学知识，分析不同故障参数及保护装置定值参数的设置对保护装置零序过流保护行为的影响，理解和掌握输电线路零序过流保护的工作原理。
4.2.3.1 实验内容
本次实验针对零序Ⅱ段、零序Ⅲ段、零序反时限保护及故障选相元件功能进行实验，主要实验项目如下：
1）零序Ⅱ段保护动作验证及其定值校验
该实验项目选取故障相别，分别测试1.05倍及0.95倍保护整定值的零序Ⅱ段保护动作情况，获取故障录波波形图，计算并校验定值的正确性，验证故障相别的正确性。
2）零序Ⅲ段保护动作验证及其定值校验
该实验项目选取故障相别，分别测试1.05倍及0.95倍保护整定值的零序Ⅲ段保护动作情况，获取故障录波波形图，计算并校验定值的正确性，验证故障相别的正确性。
3）零序反时限保护动作验证及其定值校验
该实验项目选取故障相别，分别测试10个不同零序电流值的零序反时限保护动作情况，绘制零序电流反时限特性曲线，计算并校验定值的正确性，验证故障相别的正确性。
4.2.3.2 实验步骤
实验操作基本步骤如下：
（以下步骤以零序Ⅱ段和Ⅲ段保护动作验证及其定值校验为例）
1）继电保护装置定值的整定
根据PSL 603U保护装置的工作原理，要进行继电保护装置的实验与保护动作验证，与实验一类似，必须根据需要对装置保护定值进行整定，仍然采用智能变电站综合自动化实验系统的监控主站PS 6000+自动化监控系统软件平台进行保护装置定值的查看与修改，具体见实验一。
在控制台左下角点击【开始】【应用功能】【保护管理】菜单，即可启动“保护设备管理进程”程序，如图4.19所示。
图4.19 设备管理进程界面图
在设备管理进程界面中，展开窗口左侧的“工程对象库”，找到“220 kV#1线路保护（PSL 603U）”中的“保护LD”，在窗口右侧的“定值”选项卡中，选择正确的定值“区号”，点击“上装”按钮，可以查看和修改保护装置定值；与实验一相同，需要注意的当前运行定值区号，这可以通过在“区号”选项卡中上装当前定值区号进行确认。
对于零序Ⅱ段和Ⅲ段保护动作验证及其定值校验实验项目来说，为了避免零序反时限保护的影响，需要将零序反时限保护“退出”，这通过将保护定值中的【零序反时限】控制字设为“0”即可，设置完成后，需要将保护定值【下装】，即写入保护装置，并生效。
在PSL 603U保护装置LCD触摸屏上使用装置旁边所装设的触摸笔，点击LCD界面首页的【定值管理】，弹出“密码验证”对话框，输入密码后，在弹出的定值界面中点击【保护定值】选项卡，即可在列表中查看和修改定值。
2）实验保护测试仪或测试装置的参数设置
智能变电站综合自动化实验系统仍然采用继电保护测试仪作为实验测试设备。根据实验需求，通过继电保护测试仪根据所设置的参数生成变电站自动化系统所需要电压、电流信号（即基于IEC 61850标准SMV或GOOSE报文），并通过光纤接入变电站综合自动化实验系统的“SMV、GOOSE网络交换机”，用于模拟变电站中的合并单元。测试仪的运行与测试是通过网线与测试仪连接的后台PC主机软件进行的，其连接原理结构如图3.3所示。
实验系统中使用了两台继电保护测试仪，分别为#1和#2号测试仪。本实验与实验一类似，是在#2测试仪或试验设备上进行。实验中的主要操作是通过运行于测试仪后台PC中的上位机控制软件进行的。
在测试仪后台PC桌面上的图标“Power Test”为保护测试仪上位机控制软件程序图标；鼠标双击该图标启动保护测试仪上位机测试软件，界面同实验一。
根据实验需要，对于零序保护实验，点击测试仪上位机软件主界面中的【专项测试】【零序保护】列表，然后点击【确定】按钮，进入“零序保护”测试程序。
为了简化实验操作，保护测试仪上位机软件参数已经预设好，并以测试模板文件的形式存储在电脑中。对于“零序过流保护动作验证及其定值校验”项目，只需要点击程序【主菜单】中的【模板文件】【打开】菜单，在弹出文件对话框中，选择“PSL 603U零序过流保护实验测试.TPL”文件即可，模板打开后，程序显示界面如下：
图4.20 零序Ⅱ段保护测试界面图
由图4.20可见，共有四个子项目：前两个为零序Ⅱ段保护测试，分为两个测试子项目，一个是1.05倍零序Ⅱ段电流保护定值（I0set2）的零序电流保护动作测试，一个是0.95倍零序Ⅱ段电流保护定值（I0set2）的零序电流保护动作测试；与前两个测试项目类似，后两个为零序Ⅲ段测试项目（对应于零序Ⅲ段电流保护定值I0set3）。具体参数在程序界面左中部的“试验参数”选项卡中进行设置。
对于测试仪中的“保护定值”参数应该按照试验对象（PSL 603U保护装置）的定值进行设置，这可以通过点击程序界面左下部的【整定值】按钮进行设置，如图4.21所示。
上图中粗线方框中的参数需要与保护装置定值表中的参数对应（表3.5的第23项至第26项）。
在测试程序左下部【整定值】按钮右边的【通用参数】按钮用于设置其他测试参数，其中【故障触发方式】选择“按键”，这种情况下，测试仪运行时，故障是通过点击最下边的【F3】按钮进行触发的。
对于基于IEC 61850标准的数字式保护装置，在保护测试仪中，需要预先根据保护装置模型，设置所要模拟的逻辑节点，主要是SMV及GOOSE信号参数，设置方法与实验一相同。
图4.21 保护测试装置零序Ⅱ段及Ⅲ段整定值设置界面图
为了简化实验操作，IEC报文参数已根据保护装置预设好，实验过程中无需改动。
参数设置完成后，点击程序窗口最下边的“运行状态与试验控制”栏中的【F2】按钮启动试验。试验启动后，测试仪将会输出SMV信号至变电站自动化系统中对应的保护装置（PSL 603U），此时，查看保护装置的运行状态，可以看到正常的电压、电流数值。(www.xing528.com)
3）继电保护装置及断路器模拟装置状态检查及设置
保护测试仪测试环境及参数设置完成后，需要检查继电保护装置的状态，按压PSL 603U保护装置面板左侧的“复位”，以清除原警告信息及警告指示灯状态，并查看LCD液晶触摸显示屏中的保护装置相关信息。
PSL 603U保护装置的出口所连接的是#1断路器模拟装置（PSS 01B）。在模拟故障发生前，断路器需要处于合闸状态，点击#1断路器模拟装置面板上【手动合闸】按钮，操作断路器合闸，断路器合位红色指示灯亮起，具体见实验一。
4）故障模拟试验测试操作
设备状态检查完成后，可以开始进行模拟故障试验，点击保护测试仪上位机软件窗口中最下面的“运行状态与试验控制”栏中的【F3】按钮，启动第一项故障试验。随后，查看保护装置的LCD显示屏所显示故障信息，监控后台也会有相应的保护动作信息列表。如果保护装置出口动作，则断路器模拟装置会发出跳闸音响提示，观察断路器模拟装置面板中断路器的分合闸位置的变化。同时，可通过PS 6000+监控系统“告警信息”窗口查看保护动作相关信息，如图4.22所示。
第一项完成后，如果还有第二项，则继续点击【F3】按钮，进行第二项故障试验，试验之前需要对保护装置及断路器模拟装置进行与步骤3）一样的检查与设置。如有更多子项目，则按照上述步骤重复进行即可。
需要注意的是：实验过程中，如果某子项实验导致故障跳闸，在开始新的实验子项目之前，需要将模拟断路器手动合闸。
图4.22 PS 6000+监控系统零序保护动作告警信息图
图4.23 PSL 603U保护装置面板触摸屏动作信息界面图
5）获取和记录实验数据
（1）故障现象及数据记录
实验现象观察完成后，记录保护装置动作信息，这可以通过操作PSL 603U保护装置的LCD触摸屏进行查看并记录，如图4.23所示。
在测试过程中，如果某个子项目实验的测试结果中只有电流值，而没有跳闸信息（查看图4.20中测试软件界面的“测试结果”窗口列表内容），表示该子项目测试时，保护装置并没有动作。
需要记录的故障信息及实验数据如表4.3所示。
表4.3 PSL 603U线路零序过流保护实验数据记录表
续表4.3
在表4.3中，“故障测试类型”列中的“A—E”表示A相接地短路故障，“B—E”表示B相接地短路故障。
（2）故障录波波形获取
当模拟故障发生后，如果继电保护装置动作，则保护装置将录取故障电压、电流波形，可通过监控系统主站的设备管理进程界面获取，具体操作是：
在设备管理进程界面中，展开窗口左侧的“工程对象库”，找到“220 kV#1线路保护（PSL 603U）”中的“保护LD”，在窗口右侧的“录波”选项卡中，选择正确的录波“区号”，点击“上装”按钮，在弹出的文件对话框中，选择与故障时间对应的文件名，确认后可以查看保护装置录波波形，并通过打印获取波形文件，用于实验分析，如图4.24所示。
图4.24 PSL 603U保护装置零序过流录波波形获取图
6）各分项实验操作步骤
根据本实验项目的要求，各个分项实验的主要操作大致如上述步骤1）至步骤5）所述，但又有所区别，主要测试项目操作区别如下：
（1）步骤1）中保护定值的修改
不同实验项目中，部分保护定值需要根据表4.4修改。
表4.4 PSL 603U装置线路零序过流保护实验测试控制字设置表
（2）步骤2）中保护测试仪或测试装置的模板文件选择
不同实验项目中，保护测试仪模板文件进行如下选择：
对于零序Ⅱ段及零序Ⅲ段保护，选择模板文件“PSL 603U零序Ⅱ和Ⅲ段保护实验测试.TPL”；对于零序反时限保护，选择模板文件“PSL 603U零序电流反时限保护.TPL”。
（3）零序反时限保护实验操作
对于零序反时限保护实验，其操作步骤与零序Ⅱ段及零序Ⅲ段保护实验基本相同，只是实验模板文件的选择及保护装置控制字的设置是不同的，具体参照上述（1）和（2）部分的说明。
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