本实验的主要内容是在实验三的基础上，针对输电线路距离保护，通过保护测试仪及实验操作，搜索保护装置阻抗特性动作边界，绘制并得到保护装置的实际阻抗特性曲线图。然后，根据所学知识，以及保护装置定值，绘制理论阻抗特性曲线图，比较两者的异同及误差，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距离保护行为的影响，理解和掌握输电线路距离保护的阻抗特性及工作原理。
4.4.3.1 实验内容
本次实验针对输电线路接地及相间距离Ⅰ段、Ⅱ段及Ⅲ段保护的阻抗特性进行实验，主要实验项目如下：
1）相间、接地距离Ⅰ段保护阻抗特性曲线测定
该实验项目分别搜索和测试相间、接地距离Ⅰ段保护动作边界，绘制PSL 603U保护装置相间、接地距离Ⅰ段保护实际阻抗特性曲线图，根据保护定值及保护算法计算并绘制PSL 603U装置相间、接地距离Ⅰ段保护的理论阻抗特性曲线，比较两者的误差，并校验阻抗特性的正确性。
2）相间、接地距离Ⅱ段保护阻抗特性曲线测定
该实验项目分别搜索和测试相间、接地距离Ⅱ段保护动作边界，绘制PSL 603U保护装置相间、接地距离Ⅱ段保护实际阻抗特性曲线图，根据保护定值及保护算法计算并绘制PSL 603U装置相间、接地距离Ⅱ段保护的理论阻抗特性曲线，比较两者的误差，并校验阻抗特性的正确性。
3）相间、接地距离Ⅲ段保护阻抗特性曲线测定
该实验项目分别搜索和测试相间、接地距离Ⅲ段保护动作边界，绘制PSL 603U保护装置相间、接地距离Ⅲ段保护实际阻抗特性曲线图，根据保护定值及保护算法计算并绘制PSL 603U装置相间、接地距离Ⅲ段保护的理论阻抗特性曲线，比较两者的误差，并校验阻抗特性的正确性。
4.4.3.2 实验步骤
实验操作基本步骤如下：
1）继电保护装置定值的整定
根据PSL 603U保护装置原理，要进行继电保护装置的实验与保护动作验证，与实验一相同，必须根据需要对装置保护定值进行整定，仍然采用变电站综合自动化系统的监控主站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。
2）实验保护测试仪或测试装置的参数设置
本项实验仍然采用继电保护测试仪作为实验测试装置。根据实验需求，通过继电保护测试仪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主机上位机软件进行的，具体如图3.3所示。
实验系统中使用了两台继电保护测试仪或测试装置，分别为#1和#2号测试仪。与实验三一样，#2测试仪用于生成实验所需信号，并进行实验。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，对于距离保护阻抗特性边界搜索实验，点击测试仪上位机软件主界面中的【专项测试】【搜索阻抗边界】列表，然后点击【确定】按钮，进入“搜索阻抗边界”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，对于本实验项目，只需要点击程序【主菜单】中的【模板文件】【打开】菜单，在弹出的文件对话框中，选择对应实验项目模板文件即可，模板打开后，界面如下：
图4.35 PSL 603U距离保护Ⅰ段阻抗特性搜索测试界面图
由图4.35可见，距离保护阻抗特性搜索测试是保护测试仪通过一系列的搜索线（图中以小圆圈为终点的虚线）进行阻抗动作边界的寻找，其搜索方法是分别以搜索线始端和末端为测试点，测试保护装置的动作行为，再将搜索线等分成两段，根据装置动作情况可判定边界点处于其中的哪一段，并选取该段作为新的测试搜索线，对新的搜索线始端和末端测试点继续进行装置动作测试，如此循环往复，直至搜索线的长度小于误差限为止，那么，最终的测试点即为找到的阻抗特性曲线边界点。具体可查看保护测试仪“搜索阻抗边界”程序右上部的测试图形中的虚线。
对于测试仪中的“通用参数”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【通用参数】按钮进行设置，如图4.36所示。
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图4.36 保护测试仪阻抗边界通用参数设置界面图
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45、46项）其中，零序补偿系数计算方式选择为【KR，KX】方式。
实验所需SMV及GOOSE信号参数已预设好，无需更改。
3）继电保护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”按钮，以清除原警告信息及警告指示灯，并查看LCD液晶触摸显示屏中的保护装置信息，具体操作同实验三。
4）模拟故障实验测试操作
设备状态检查完成后，可以开始进行模拟测试实验，点击保护测试仪上位机软件窗口中最下边的“运行状态与试验控制”栏中的【F2】按钮，启动试验。随后，测试仪将会根据搜索线进行动作边界搜索，每条搜索线的搜索完成后，边界点将被标出（测试程序主窗口右侧图中的蓝色圆圈标记）。实验过程中，多条搜索线的测试是连续进行的，不要中断。保护装置的动作情况可在保护装置的LCD显示屏中查看故障信息，也可在监控后台【告警信息】窗口中查看保护动作信息。
如果在实验中某条搜索线未得到测试结果，可在搜索结束后，单独对某条搜索线重新进行测试，这可以通过点击测试程序界面的【测试项目列表】窗口列表中的【选择】栏进行选择。
5）获取和记录实验数据
测试完成后，记录保护装置动作信息及阻抗边界点的信息，同时，通过操作PSL 603U保护装置的LCD触摸屏界面查看相关信息并记录。
需要记录的故障信息及数据如表4.7所示。
表4.7 PSL 603U线路距离保护阻抗特性实验数据记录表
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
不同实验项目中的部分保护定值需要按表4.8修改。
表4.8 PSL 603U装置线路距离阻抗特性实验测试控制字设置表
另外，实验项目开始之前，需要检查保护控制屏上保护压板的投切状态，保证相关保护功能的投入。
（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：
对于接地距离Ⅰ段、Ⅱ段及Ⅲ段保护，选择模板文件“PSL 603U线路接地距离Ⅰ段保护阻抗特性测试.TPL”“PSL 603U线路接地距离Ⅱ段保护阻抗特性测试”及“PSL 603U线路接地距离Ⅲ段保护阻抗特性测试”；对于相间距离Ⅰ段、Ⅱ段及Ⅲ段保护，选择模板文件“PSL 603U线路相间距离Ⅰ段保护阻抗特性测试.TPL”“PSL 603U线路相间距离Ⅱ段保护阻抗特性测试”及“PSL 603U线路相间距离Ⅲ段保护阻抗特性测试”。
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