保护调试及计算方法、复合电压闭锁过电流保护检验验证

1.试验仪器设置

1）系统参数：二次额定线电压100V、额定频率50Hz、二次额定电流1A、规约选择IEC61850-9-2、PT电压比220/100、CT电流比2500/1。

2）第一组SV报文映射：对应主变高压侧合并单元输出，合并单元输出三相保护电流（包括主、副采）分别映射测试仪I_a、I_b、I_c，合并单元输出三相电压（包括主、副采）分别映射测试仪U_a、U_b、U_c，输出光口选择“光口1”，设置好合并单元额定延时，品质bit11设置为1（测试），即低位为0800（检修）。

3）第二组SV报文映射：对应主变中压侧合并单元输出，设置同高压侧。

4）第三组SV报文映射：对应主变低压侧合并单元输出，设置同高压侧。

5）GOOSE订阅：订阅本主变保护GOOSE输出，并将保护的跳高压侧、跳高压侧失灵、跳高压侧母联、跳中压侧、跳中压侧母联、跳低压侧、跳低压侧分段分别映射到测试仪的GOOSE开入A、B、C、D、E、F、G，接收光口选择“光口4”。

6）GOOSE发布：订阅发布对应母线差动保护输出，并映射到光口5，并设置测试（test）为True。

2.差动保护

1）相关定值：

主变高中低压侧额定容量：120MVA。

高压侧电压：220kV，中压侧电压：110kV，低压侧电压：10kV。

CT电流比：高压侧1200/1；中压侧3000/1；低压侧6000/1。

差动启动电流I_cdqd=0.5I_e，差动速断电流I_sdzd=6I_e，比率差动制动系数低值k_b1：0.5，二次谐波制动：0.15。

2）试验条件：

硬压板设置：投入保护置检修状态硬压板。

软压板设置：投入“主保护”软压板。

控制字设置：纵差差动速断置“1”、纵差差动保护置“1”、二次谐波制动置“1”、CT断线闭锁差动保护置“1”。

3）计算方法：

计算公式：

式中，S为容量，U_n为各侧额定电压，nTA为各侧额定电流。

计算数据：I_1e=120×10³/（1.732×220×1200/1）=0.262AⅠ侧

I_2e=120×10³/（1.732×110×3000/1）=0.209AⅡ侧

I_3e=120×10³/（1.732×10×6000/1）=1.154AⅢ侧

（1）差动启动值定值检验

1）计算方法：I=mI_d，式中m为系数。

计算数值：

高压侧：I_d=0.5×I_e=0.131A

m=1.05时，I=1.05×0.131=0.138A

m=0.95时，I=0.95×0.131=0.124A

2）调试方法：见表3-39。

表3-39 高压侧差动启动值校验

（2）差动速断定值检验

1）计算方法：I=mI_d，式中m为系数。

计算数值：

中压侧：I_d=6I_e=1.254A

m=1.05时，I=1.05×1.254=1.317A

m=0.95时，I=0.95×1.254=1.191A

2）调试方法：见表3-40。

表3-40 中压侧差动速断校验

（3）比率差动平衡态校验

1）计算方法：无须进行计算，用额定电流值进行校验。

2）调试方法：见表3-41～表3-43。

表3-41 高压侧与中压侧三相平衡态

表3-42 中压侧与低压侧三相平衡态

表3-43 中压侧与低压侧单相平衡态

（4）比率差动保护定值校验

1）计算方法（以中低压为例）：

计算公式：I₁为中压侧电流，I₂为低压侧电流。

I_d≥K_b2（I_r-0.6I_e）+K_b10.6I_e+I_cdqd 0.6I_e≤I_r≤5I_e

以制动电流I_r=2I_e为例，

I_d=K_b2（I_r-0.6I_e）+K_b10.6I_e+I_cdqd=0.5（2I_e-0.6I_e）+0.2×0.6I_e+0.5I_e=1.32I_e

有： I_r=（I₁+I₂）/2=2I_e

I_d=I₁-I₂=1.32I_e

解得I₁=2.66I_e，I₂=1.34I_e

即 I₁=2.66I_eh=2.66×0.209=0.556A

仪器所加电流

I₂=1.34I_el=1.34×1.154=1.546A

2）调试方法：见表3-44。

表3-44 中低压比率差动定值校验

（5）二次谐波制动特性校验

1）计算方法：

计算公式：I₂=KI₁

式中，I₂为二次谐波幅值，I₁为基波幅值，K为二次谐波制动系数。

计算数据：当I₁=0.5A（大于启动值）时，I₂=0.15×0.5=0.075A

2）调试方法：见表3-45。

表3-46 CT断线闭锁功能检查

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（6）CT断线闭锁功能检查

1）计算方法：无须进行计算。

2）调试方法：见表3-46。

表3-45 二次谐波制动特性校验

3.复合电压闭锁过电流保护检验（以高后备为例）

1）相关定值：低电压闭锁定值：70V、负序电压闭锁定值：8V、复压过电流I段定值：1.5A、复压过电流I段1时限时间：1.5s（I段为例，方向指向变压器）。

2）试验条件：硬压板设置：投入保护置检修状态硬压板。

软压板设置：保护功能软压板：投入“高压侧后备保护”、“高压侧电压”软压板。

控制字设置：复压过电流Ⅰ段1时限置“1”、复压过电流Ⅰ段带方向置“1”、复压过电流Ⅰ段指向母线置“0”、复压过电流Ⅰ段经复压闭锁置“1”。

开关状态：合位。

3）相关说明：复压闭锁方向过电流保护方向元件采用90°接线，最大灵敏角ϕ固定取-30°。保护的动作范围为ϕ±85°。方向元件的方向可以通过控制字投退，方向指向可选择为指向系统或指向变压器。固定取本侧电压判方向。

（1）验证复压过电流定值

1）计算方法：

m=1.05时，I=1.05×1.5=1.575A

m=0.95时，I=0.95×1.5=1.425A

2）调试方法：见表3-47。

表3-47 复合电压闭锁过电流保护检验

（2）验证复压元件低压定值、负序电压元件

1）计算方法：

低电压：70/1.732=40.4V

负序电压：降单相电压方法时，3U₂=U_A+U_B+U_C=24V

2）调试方法：见表3-48。

表3-48 复压元件低压定值、负序电压定值校验

（3）模拟单相接地正方向动作区及灵敏角

1）计算方法：无需计算。

2）调试方法：见表3-49。

表3-49 模拟单相接地正方向动作区及灵敏角校验

4.零序保护检验

1）相关定值：零序过电流Ⅰ段定值：3A；零序过电流Ⅰ段1时限：1s。

2）试验条件：压板设置：同复压过电流。控制字设置：零序过电流Ⅰ段带方向置“1”、零序过电流Ⅰ段指向母线置“0”、零序过电流Ⅰ段采用自产零流置“1”、零序过电流Ⅰ段1时限置“1”。

3）相关说明：零序方向元件中的零序过电压和零序电流采用自产3U₀（U_a+U_b+U_c）和自产3I₀（I_a+I_b+I_c），动作范围为ϕ±80°；方向元件可以通过控制字投退，方向指向可整定；指向变压器时最大灵敏角ϕ_m为-100°，指向母线时最大灵敏角ϕ_m为80°。

（1）验证零序过电流Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保护定值（以高压侧零序Ⅰ段1时限为例）

1）计算方法：

计算公式：I=mI₀₁

计算数据：m=1.05时，I=1.05×3=3.15A；m=0.95时，I=0.95×3=2.85A

2）调试方法：见表3-50。

表3-50 零序过电流Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段保护定值检验

（续）

（2）零序方向动作区、灵敏角检验

1）计算方法：无须计算。

2）调试方法：见表3-51。

表3-5 1零序方向动作区、灵敏角检验

5.零序过电压保护校验

1）相关定值：零序过电压保护电压取外接时零序电压定值3U₀固定为180V，取自产零序电压时零序电压定值3U₀固定为120V。零序过电压时间：1.0s。

2）试验条件：

压板设置：同复压过电流。

控制字设置：高压侧零序过电压置“1”、零序电压采用自产零压置“0”。

3）计算方法：

计算公式：U=mU₀

计算数据：m=1.05时，U=1.05×180=189V；m=0.95时，U=0.95×180=171V

4）调试方法：见表3-52。

6.间隙过电流保护校验

1）相关定值：高压侧间隙CT一次值：100A，高压侧间隙CT二次值：1A，间隙过电流时间：1.0s。

2）试验条件：

压板设置：同复压过电流。

控制字设置：高压侧零序过电压置“1”、零序电压采用自产零压置“0”。

3）计算方法：

计算公式：I=mI0

表3-52 零序过电压保护校验

计算数据：m=1.05时，U=1.05×1=1.05A；m=0.95时，U=0.95×1=0.95A

4）调试方法：见表3-53。

表3-53 间隙过电流保护校验