淺談微機繼電保護測試儀整組試驗

    整組試驗相當于繼電保護裝置的靜模試驗，通過設置各試驗參數，模擬各種瞬時、*性的單相接地、相間短路或轉換性故障，以達到對距離、零序保護裝置以及重合閘的動作進行整組試驗或定值校驗。下面以“整組試驗Ⅰ"為例，簡要說明其使用方法。軟件界面如圖。
?    整組校驗過流、零序和距離等保護，進行整組傳動試驗
?    能測試在有（無）檢同期和檢無壓條件下，重合閘及后加速動作情況
?    能模擬轉換性故障、反方向故障
*節   界面說明
 故障量設置  
● 故障類型
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型故障。
● 整定阻抗
按照定值單給定的阻抗設置方式，故障阻抗可以Z、Φ方式輸入或R、X方式輸入，當以一種方式輸入，另一種方式的值軟件會自動計算出來。
● 短路阻抗倍數
為nד整定阻抗"，以此值作為短路點阻抗進行模擬。一般按0.95或1.05倍整定值進行檢查。如果不滿足，也可以0.8或1.2倍整定值進行檢查。這是“容忍性"的檢查界限，如果保護還不能正確動作，請檢查其它方面的原因。
● 零序補償系數 
Ko = ( Z0 / Z1 – 1 ) / 3
如果正序組抗角Φ(Z1)與零序阻抗角Φ(Z0)不等，此時Ko為一復數，則常用Kor、Kox進行計算。 
Kor = ( R0 / R1 – 1 ) / 3          Kox = ( X0 / X1 – 1 ) / 3
對某些保護(如901系列)以Ko、Φ方式計算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，則Ko為一實數，此時需設置Kor＝Kox＝Ko 。
● 故障方向
如果保護具有方向性，請注意選擇正確的故障方向。
● 故障性質
選擇“瞬時性"或“*性"故障的不同點在于：在“時間控制"的試驗方式下，選擇“瞬時性" 故障時，當測試儀接收到保護的動作信號后即停止故障輸出進入下一狀態，盡管此時故障時間還沒有結束；但在“*性"故障時，即便測試儀接收到保護的動作信號，故障量繼續存在，直到所設置的“故障持續時間" 到。也就是說，“*性"故障時，測試儀的故障輸出時間只受“故障持續時間"控制。因此，在“*性"故障下試驗容易造成后加速保護動作，并且重合閘無法重合。所以，建議一般選擇“瞬時性"故障方式。
● 故障電流
以上只設置了相應的短路阻抗，如果再告訴軟件一定的故障電流，軟件將自動計算出相應的故障電壓，由測試儀輸出相應的故障電壓和電流給保護。設置的故障電流應滿足以下要求：1、大于保護的啟動電流；2、故障電流與短路阻抗的乘積應不大于57.7V。
● 時間控制／接點控制
接點控制時，由測試儀接收到的保護的跳閘、重合閘、永跳接點變位信號來控制試驗狀態，決定測試儀在相應狀態應輸出的電流、電壓。
時間控制時，裝置根據所設置的時間順序，依次輸出故障前、故障時、跳閘、重合閘、永跳后的各種量，保護跳合閘時只記錄時間，而不改變各種量的輸出進程。

故障時間、斷開時間、重合時間
在時間控制方式，用于控制輸出故障量的持續時間、故障斷開后輸出正常量的持續時間、重合閘再次輸出故障量的持續時間，見上圖。在接點控制時不起作用。
轉換性故障／非轉換性故障
用于設置轉換性故障。從故障開始時刻起，當轉換時間到，無論保護是否動作跳開斷路器，均進入轉換后故障狀態。但跳開相的電壓電流不受轉換性故障狀態影響，其電壓V＝57.7V（PT安裝在母線側）或0V （PT安裝在線路側），I=0A。故障轉換時間是指從*次故障開始時算起的時間。
轉換后故障類型
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型。一般轉換后的故障類型設置為與*次故障類型不同更符合實際。
轉換起始時刻和轉換時間
可以設定為從*次開始故障時起算，還是從保護跳閘后起算，還是從重合閘后起算，何時發生故障轉換。
故障起始角
故障發生時刻電壓初始相角。由于三相電壓電流相位不一致，合閘角與故障類型有關，一般以該類型故障的參考相進行計算：單相故障以故障相、兩相短路或兩相接地以非故障相、三相短路以A相進行計算。
PT安裝位置
模擬一次側電壓互感器是安裝在母線側還是線路側。PT裝于母線側時，故障相斷開后，該相電流為零，電壓恢復到正常相電壓（V＝57.7V，I=0A）； PT裝于線路側時，故障相斷開后，該相電流及電壓均為零（V＝0V，I=0A）。
分相跳閘／三相跳閘
用于定義開入量A、B、C三端子是作為“跳A"、 “跳B"、 “跳C"端子還是“三跳"端子。若設為“分相跳閘"時，則單相故障時可以模擬只跳開故障相。即這種情況下，“跳A"、“跳B"、“跳C"哪幾個信號到，模擬哪幾相跳開。
斷路器斷開／合閘延時
模擬斷路器分閘/合閘時間。裝置接收到保護跳/合閘信號后，將等待一段開關分閘/合閘延時，然后將電壓電流切換到跳開/合閘后狀態。
故障后開出1延時閉合時間
輸出故障量后開出1將會延時這一時間閉合。此功能可用于：在試驗高頻保護時，用開出1模擬收發信機的“對側收信輸入"信號。
開出量2
開出2跟蹤斷路器的狀態變化，即保護跳閘時，開出2斷開，保護重合時，開出2閉合。故開出2可以作為模擬斷路器使用。
檢同期重合閘及Ux設置  
Ux選擇
Ux是特殊相，可設定輸出 +3U0、-3U0、+×3U0、-×3U0、檢同期Ua、檢同期Ub、檢同期Uc、檢同期Ubc、檢同期Uca、檢同期Uab。
前4種3U0的情況，Ux的輸出值由當前輸出的Ua、Ub、Uc組合出的3U0成分乘以各系數得出，并跟隨其變化。
若選等于某檢同期抽取電壓值，則在測試線路保護檢同期重合閘時，Ux用于模擬線路側抽取電壓。以檢同期Ua為例，在斷路器合上狀態，Ux輸出值始終等于母線側Ua（但數值為100V），在保護跳閘后的斷開狀態，Ux值則等于所設定的檢同期電壓幅值和相角，該值可以設定為與此刻的Ua數值或相位有差，用以檢驗保護在此種兩側電壓有差的情況下的檢同期重合閘情況。
整組試驗Ⅱ說明 
整組試驗Ⅱ與整組試驗Ⅰ的功能基本相同。整組試驗Ⅰ是按照阻抗方式設定各種故障情況，用于保護進行整組試驗，但對于某些保護無法獲知故障阻抗，而只有故障電壓和電流，如零序保護或35KV線路保護，此時可以用整組試驗Ⅱ進行試驗。
故障類型  
可設定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABC型故障。
故障電壓U  
對于單相故障和三相故障，故障電壓U為故障相電壓值，對于相間故障，故障電壓U為故障兩相的線電壓值。
整定電流I  
為保護某段整定電流值。
短路電流倍數  
短路電流為試驗倍數nד整定電流",以此值作為短路點電流進行模擬試驗。
注意：
1. 整組試驗中，所有故障數據全部由計算機完成。計算機根據所設定的故障電流和故障阻抗計算得出的短路電壓，每相不得大于額定電壓（57.7V），如果過大，則自動降低故障電流值，以滿足Vf ≤ 額定電壓（57.7V）的條件。
2. 如果故障阻抗較小，一般應設置較大故障電流，故障阻抗較大，可設置較小故障電流，以使故障電壓比較適當。這也符合實際運行情況。否則有可能影響測量結果。
其它各選項以及測試過程均與整組試驗1*相同。

第二節   試驗指導
整組試驗過程說明
數據設定完畢，按下“開始試驗"，裝置輸出“正常狀態"的各相對稱量，此時各相電壓為為額定電壓（57.7V）、電流為負荷電流。按下 “開始故障"按鈕，或“開入c"接通，裝置進入故障狀態，輸出故障電流、電壓，加至保護裝置上。保護跳閘后，裝置輸出跳閘后狀態量。保護重合閘后，如果是瞬時性故障，裝置輸出正常量（各相電壓為57.7V、電流為負荷電流）；如果是*性故障，裝置再次輸出故障量，至保護第二次跳閘（永跳）后，再恢復輸出正常量。
“開入c"接通時裝置自動進入故障狀態 
此功能有兩種作用： 1 、可模擬手合到故障線路后加速跳閘，可以很方便地測出動作時間。具體做法是將手合接點或TWJ接點接至“開入c"，手動合閘時接點動作測試儀即輸出故障量，可測試保護的動作情況。2、可由GPS 裝置的接點啟動故障，模擬線路兩側同步故障。
試驗期間，任何時候按下“停止"鍵，則試驗過程中止并退出。
試驗結束后，計算機自動將測試記錄區中的測試結果在硬盤“試驗報告\整組試驗\"子目錄下按文本格式存檔，并可用“打印"按鈕進行顯示、打印。亦可以拷貝出來進行編輯、修改。
GPS控制試驗
整組試驗過程可以由GPS進行控制，用于模擬雙電源線路兩側保護的同時同步試驗，即由GPS控制兩側的兩臺測試儀同時同步啟動進入故障前狀態和進入故障狀態，加上故障量給各自側的保護，測試兩側保護的同時動作行為。
GPS的脈沖輸出：
GPS裝置的脈沖輸出口輸出兩路脈沖，一路是PPS脈沖，為每秒鐘發一個，另一路是PPM脈沖，為每分鐘發一個，每次發PPS或PPM脈沖時面板上有一個PPS指示燈和一個PPM指示燈會閃動。我們這里使用PPM脈沖用于試驗。脈沖輸出口為一D型9針插座。
GPS裝置與測試儀裝置的聯接：
用我們提供的GPS聯接線將GPS裝置的脈沖輸出口與測試儀背板的通信接口聯接。
啟動試驗：
開啟測試儀進入PC通信狀態，在PC機“整組試驗"界面上將“GPS控制開始試驗"選項打鉤。試驗時兩側操作人員通過，并觀察GPS裝置上PPM脈沖指示燈的閃動，在PPM閃過一次而下一個PPM未到之前（此時間寬度有1分鐘）的某一時刻，兩側操作人員基本同時按下界面上“開始試驗"按鈕，這時測試儀將進入預備狀態，當下一個PPM脈沖到時刻兩側測試儀同步自動進入故障前狀態輸出故障前正常量，再下一個PPM脈沖到時刻同步進入故障狀態，輸出故障量。整個過程如下圖：