220kV纵联差动线路保护调试要求

220kV纵联差动保护调试要求（讨论稿）

1 初步检查

1.1 外观检查

1.1.1检查记录保护装置的包括额定交流电流、交流电压、直流电压、通信方式、出厂日期、出厂编号、制造厂家、装置型号等数据。（注：通信方式指采用专用光纤或复用2M的方式）

1.1.2 检查保护装置插件上元器件的外观质量、焊接质量良好，所有芯片应插紧。插拔芯片、插件前应检查保护装置已断电，并戴好防静电手环、手套，使用专用工具。

1.1.3 检查保护装置的背板接线有无断线、短路和焊接不良等现象。 1.1.4 检查保护装置及屏柜各部件固定良好，无松动现象，装置外形无明显损坏及变形，切换开关、按钮、键盘、快分开关等操作灵活，标示清晰正确。 1.2 刷灰

1.2.1使用带绝缘手柄的毛刷将保护插件、背板及端子排等部件的灰尘清扫干净；对保护装置插件进行清扫时应戴好防静电手环、手套。 1.3 紧螺丝

1.3.1 检查保护屏柜、端子箱及机构箱内端子排接线及连接片牢固可靠，重点检查电流、电压二次回路及跳合闸回路。 1.4 绝缘检查

1.4.1 检查确认保护装置电源、控制电源、信号电源空气开关处于断开位置。检查确认启动失灵、安稳装置（远联切屏）、录波回路二次电缆芯线已解开。

1.4.2 检查前应断开线路保护用电流回路中性线接地点，并将芯线金属裸露部分用黑色防护端头套好。

1.4.3 检查前在本屏柜采取拉开空气开关或解线的方式断开UA、UB、UC、UN及开口三角电压回路，并将芯线金属裸露部分用黑色防护端头套好。

1.4.4 用1000V兆欧表测量电流回路中性线对地绝缘电阻，其值应大于10MΩ。

1.4.5用1000V兆欧表测量电压回路中性线对地绝缘电阻，其值应大于10MΩ。

1.4.6用1000V兆欧表逐一测量直流强电回路对地绝缘电阻，其值应大于10MΩ；用500V兆欧表测量直流弱电回路（24V）对地绝缘电阻，其值应大于20MΩ。

1.4.7 用1000V兆欧表测量跳合闸正电源与出口压板下端头之间（保护装置出口接点）绝缘电阻，其值应大于50MΩ。

1.4.8 每完成一项绝缘测量工作后，应立即将被测回路对地放电。 2. 基本电气性能检查 2.1 上电检查

2.1.1 合上保护装置直流电源空气开关，对保护装置通电，面板上的运行灯点亮，液晶显示屏应显示良好。

2.1.2 检查打印机与微机保护装置的通信电缆连接好。将打印机的打印纸装上，合上打印机电源。保护装置在运行状态下，能正常打印装置定值或报告。

2.1.3 核查软件版本、程序校验码与定值单一致。

2.1.4 核查并整定保护装置时钟。（配置GPS装置的变电站，保护装置时钟应与GPS装置时钟一致）时钟的失电保护功能检验。时钟整定完毕后，断、合保护装置电源空气开关，检验保护装置在直流失电不少于5分钟的情况下，走时准确。 2.2 逆变电源检查

2.2.1 试验前的准备工作：试验用的直流电源应从保护屏端子排上的 端子或装置电源接入，断开屏上的其它装置的直流电源快分开关。对于微机型装置，进行逆变电源检查时，要求插入全部插件。 2.2.2 自启动性能检查：合上保护屏上装置电源快分开关和逆变电源插件上的按钮开关，将直流电源从零缓慢上升，直至逆变电源插件面板上的电源指示灯从熄灭状态变亮，保护装置可靠启动，记下此时的电压，即为装置的最低启动电压，逆变电源的自启动电压应小于80%额定电压。将电压上升至80%额定电压（80%×220V=176V），拉合装置电源快分开关3次，装置工作正常。

2.2.3逆变电源输出检查：施加大小为额定电压的直流电源，观察保护装置的工作情况，有检测条件的情况下，应测量各级输出电压的数值。新安装或其它必要情况下可测量外部直流电源在最高（110%额定电压）和最低电压（80%额定电压）下各级输出电压的数值。

表1 逆变电源输出端基准误差

额定值 （V） 基准值 范围 +5 + 12 -12 +15 -15 24 -0.5~+2.5% -2.5~2.5% -2.5~2.5% -2.5~2.5% -2.5~2.5% -2.5~7.5% 2.3 开入、开出检查

2.3.1 开入量检查：进入保护装置查看各开入量状态，通过投、退功能压板、转换重合闸切换把手等方式验证实际开入量变位正确；其他开入量可采用在保护屏端子排上短接模拟开关量变位的方式进行。注意，不能在装置背板接线端子处短接点的方法检查。

装置应能正确显示开入量状态，同时给出详细的变位报告。

表2 保护装置开入量检查表（仅供参考）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 开入项目 差动保护 距离保护 零序保护 单相重合闸 三相重合闸 综合重合闸 停用重合闸 闭重三跳 跳闸启动重合 三跳启动重合 A相跳闸位置 B相跳闸位置 C相跳闸位置 试验方法 投、退“主保护”压板 投、退“距离保护”压板 投、退“零序保护”压板 将重合闸方式切换把手切至“单重”位置 将重合闸方式切换把手切至“三重”位置 将重合闸方式切换把手切至“综重”位置 将重合闸方式切换把手切至“停用”位置 投、退“勾通三跳”压板 可结合整组试验进行 可结合整组试验进行 短接TWJA位置接点 短接TWJB位置接点 短接TWJC位置接点 14 15 16 17 18 19 合闸压力降低 发远跳 对时开入 打印开入 投检修态 信号复归 短接压力闭锁接点 短接TJR接点 短接接点 按下、松开屏上的“打印”按钮 投、退“投检修状态”压板 按下、松开屏上的“复归”按钮 2.3.2 开出量检查：检查前，用万用表电压档测量被测试端子是否带电，应在被测接点间不带电的情况下进行工作。从开出测试菜单开出或模拟各种情况使各个输出接点动作，并投、退对应的压板，用万用表的通断档或电阻档监视相应的端子排测量输出接点的动作情况。测试完成后应退出开出菜单。注意，不能在装置背板接线端子处测量输出接点的动作情况。信号及录波输出接点的动作情况在整组试验中验证。

表3 保护装置开出量检查表（仅供参考）

序开 出 项 目 号 1D17-1D70, 1D19-1D76 1 跳A 1D92-1D96, 1D84-1D87 1D17-1D71, 1D19-1D77 2 跳B 1D92-1D97, 1D84-1D88 1D17-1D72, 1D19-1D78 3 跳C 1D92-1D98, 1D84-1D89 1D18-1D74, 1D22-1D25 4 重合闸 1D92-1D99, 1D82-1D85 断 合 断 合 断 合 断 合 测 量 接 点 前 后 传 动 备 注 1D37-1D38, 1D41-1D42 5 三跳 1D83-1D86 6 7 8 9 10 单跳启动重合 闭锁重合闸 启动失灵A 启动失灵B 启动失灵C 1D37-1D39 1D37-1D40 1D29-1D30 1D29-1D31 1D29-1D32 断 断 断 断 断 合 合 合 合 合 断 合

2.4 模数变换系统检查（频率检查） 2.4.1 零漂检查

进行零漂检查时， 不输入交流电压、电流量，观察并记录装置的各个模块的零漂值。要求零漂值均在0.01IN、0.05UN以内的范围。

表4 零漂值应满足技术条件规定

检验模块 IA (A) IB (A) IC (A) 3I0 (A) UA (V) UB (V) UC (V) 3U0 (V) UX (V) DSP CPU 允许范围 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 / / 0.01 / -0.01In2.4.2 各模拟量输入的幅值特性检验

分别输入三相交流对称电压1V、5V、30V、60V、70V，分别

输入三相交流对称电流0.1IN、 0.2IN、IN、5IN、10IN，输入单相电流0.1IN、 0.2IN、IN、5IN、10IN（检测零序电流），输入单相电压1V、5V、30V、60V、70V（检测线路电压通道，其额定值57.74V,如果额定值100V，输入单相电压1V、10V、50V、100V、110V），要求保护装置的采样值误差应小于5％。试验时要考虑装置的过载能力，2倍额定电流则可以连续工作，5倍额定电流的时间不应超过30s，加入10倍额定电流的时间不可超过10s。

表5 电流幅值特性检验

检验模块 加入电流0.1 IN 0.5 IN DSP 1 IN 5 IN 10 IN 0.1 IN 0.5 IN CPU 1 IN 5 IN 10 IN IA (A)

表6 电压幅值特性检验

检验模块 加入电压1 DSP 5 30 60 70 CPU 1 5 UA (V) UB (V) UC (V) UX (V) IB (A) IC (A) 外接3I0 30 60 70

2.4.3 各模拟量输入的相位特性检验

输入交流额定电压、电流，以A相电压为基准0°，其余模拟量同步变化角度分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°，要求保护装置的采样显示误差应小于3°。

表7 模拟量输入相位特性检验项目

输入值 UB UC Ux IA IB IC 0° 60° 120° 180° 240° 300°

3. 保护性能及定值检验 3.1 差动保护

将保护装置上接收端“Rx”和发送端“Tx”用尾纤短接，设置装置通道自环方式。重合闸方式切换把手转换至“单重方式”，投入“差动保护”压板，模拟开关在合闸位置，加入三相对称电压量

等待保护充电，模拟单相瞬时接地故障。

3.1.1分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝0.5×0.95Icd，保护装置“分相差动”可靠不动作（Icd为差动保护定值，有高定值、低定值的均需试验）；

3.1.2分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝0.5×1.05Icd，保护装置“分相差动”可靠动作（Icd为差动保护定值，有高定值、低定值的均需试验），检查保护装置信号指示灯显示正常，报文正确。 3.1.3分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝0.5×1.5Icd，保护装置“分相差动”可靠动作（Icd为差动保护定值，有高定值、低定值的均需试验），测试每相保护动作接点动作时间不大于30ms。 3.2 工频变化量距离保护

仅投入“距离保护”压板，分别模拟A相、B相、C相单相接地瞬时故障和AB、BC、CA相间瞬时故障。设定故障电流为固定If(其数值应使模拟故障电压在0~UN范围内)，故障前电压为额定电压，模拟故障时间为100~150ms，故障电压为

单相接地：UΦf=(1+k) ×If×DZset+(1-1.05m) ×UN （3-1）

相间短路：UΦΦf=2×If×DZset+(1-1.05m)×√3UN （3-2）

式中：k——零序补偿系数；DZset——工频变化量距离保护定

值；m——系数，其值分别为0.9、1.1及1.2。工频变化量距离保护在m =1.1时，应可靠动作；在m =0.9时，应可靠不动作；在m =1.2时，测量工频变化量距离保护动作时间。

该试验可用状态序列来进行，如图1-1所示，试验仪设置如下： （Ⅰ）状态1 正常状态：加入三相正序电压，大小等于额定电压值， 电流为0，时间设置满足充电灯亮即可。

（Ⅱ）状态2 故障状态：模拟单相故障，设定故障电流大小（推荐 为5In），根据式（3-1）得到故障相电压，各电压的角度不变，故障 相电流角度滞后故障相电压角度正序阻抗角φ；相间故障，设定故障 电流大小（推荐为5In），根据式（3-2）得到故障两相的相间电压（实 际加量时，相电压为其大小的1/√3），其角度不变，发生故障的两相 电流大小相等，方向相反（相差180°），且要满足故障相电流角度 滞后故障相电压角度正序阻抗角φ，故障时间50ms。

模拟反方向故障时，需将状态2的故障相电流的相位均增加180°即可，反方向应可靠不动作。

UAUAφIAUCUBUCUB状态1 正常状态（a）单相故障

状态2 单相故障（A相）UAUABUAφIABIAUBUCUCUB状态1 正常状态（b）相间故障

IB状态2 相间故障（AB）

图3-1 工频变化量试验加量

3.3 距离保护（包含快速距离I段）

仅投入“距离保护”压板，将保护控制字中相应的距离保护控制字置“1”。模拟开关在合闸位置，加入三相对称额定电压量等待保护充电，直至充电灯亮，设定故障电流为固定If，故障前电压为额定电压，故障电压为：

单相接地：UΦf=m ×(1+k) ×If×ZΦset （3-3） 相间短路：UΦΦf= m×2×If×ZΦΦset （3-4） 式中：k——零序补偿系数；ZΦset——接地距离保护定值；ZΦΦset——相间距离保护定值；m——系数，其值分别为0.95、1.05及0.7。距离保护在m =0.95时，应可靠动作；在m =1.05时，应可靠不动作；在m =0.7时，测量距离保护动作时间。

注意事项：

(1) 整定阻抗Zd：当保护为圆特性阻抗元件时，大小为相应段的阻

抗定值，角度为正序灵敏角度；当保护为多边形特性阻抗元件

时，大小为相应段的电抗定值，角度为固定为90°。

(2) 补偿系数Kl：当保护为圆特性阻抗元件时，设置方式应为

(Z0-Z1)/3Z1，幅值为定值单中的“零序补偿系数”；当保护为多边形特性阻抗元件时，设置方式应为“KR，KX”，其大小分别为定值的零序电阻补偿系数，零序电抗补偿系数。

表8 距离保护检验项目

整定值 试验项目 阻抗(Ω) 时间(s) 相别 电压(V) 阻抗(Ω) (ms) 接地距离Ⅰ段 Ⅱ段 试验加量 动作值 时间动作信号 保护 Ⅲ段 相间距离Ⅰ段 Ⅱ段 保护 Ⅲ段 反方向 3.4 零序保护

仅投入“零序保护”压板，将保护控制字中相应的零序过流保护控制字置“1”。模拟开关在合闸位置，加入三相对称额定电压量等待“TV断线”信号消失。

3.4.1分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝0.95I04，加入故障电

压

U=10V，故障电压角度滞后故障电流角度零序灵敏角φ。保护装置“零 序Ⅳ段”可靠不动作。

3.1.2分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝1.05I04，加入故障电

压

U=10V，故障电压角度滞后故障电流角度零序灵敏角φ。保护装置“零 序Ⅳ段”可靠动作，检查保护装置信号指示灯显示正常，报文正确。 3.1.3分别选择A、B、C相加入故障电流：I＝1.2I04，加入故障电压 U=10V，故障电压角度滞后故障电流角度零序灵敏角φ。保护装置“零 序Ⅳ段”可靠动作，测试保护动作接点动作时间。

表9 零序保护检验项目

整定值 试验项目 定值(A) 时间(s) 相别 电压(V) 定值(A) (ms) 零序过流Ⅳ段 保护 试验加量 动作值 时间动作信号 3.5 重合闸试验

重合闸方式切换把手转换至“单重方式”。依次投入“差动保护”、“距离保护”压板。模拟开关在合闸位置或开关在合闸位置，加入三相对称额定电压量等待保护充电，直至充电灯亮，模拟单相

瞬时性故障，按投入的压板分别进行相关的单相故障试验，并测量重合时间。

表10 重合闸检验项目

实验项目 差动保护 试验相别 A 装置动作情况 差动动作，重合闸动作 工频变化量距离动作，重合闸动工频变化量距离 B 作 接地距离Ⅰ段 C 距离Ⅰ段动作，重合动作 重合闸时间(ms)

3.6 TA断线及相关保护 3.6.1 TA断线与差动保护

该试验需用状态序列来进行，各状态施加的电流如图3-2所示，状态1为正常状态，状态2为TA断线状态，状态3为故障状态。在通道自环状态下，无法实现差流平衡这一条件，其正常状态是存在差流的，当其超过差动定值则差动保护将会动作。试验仪设置如下： （Ⅰ）状态1 正常状态：在通道自环状态下，施加三相对称的额定 电压，三相对称电流，幅值小于差动低定值的一半（不让差动动 作，或者退出差动保护）的三相正序电流，时间设置满足保护充电灯 亮即可。

（Ⅱ）状态2 断线状态：其它条件不变，将状态1的A相电流减小 为0，设置状态2时间大于TA断线发信所需时间。装置应显示TA断线报文。

IAIA=0IC

IBICIB状态1 正常状态状态2 TA断线状态

（Ⅲ）状态3 故障状态：其它条件不变，将状态2的B相电流增大 若定值单中“TA断线闭锁差动”控制字置“1”，则应闭锁差动保护，装置只启动，不动作；若“TA断线闭锁差动”控制字置“0”时，不闭锁差动保护，装置可靠动作。

IA=0状态3 故障状态IB图3-3 TA断线后的故障状态

IC

3.6.2 TA断线与零序保护

仅投入“零序保护”压板，更改状态序列中的“状态3，故障状态”，设置如下：

（Ⅳ）状态3 故障状态：其它条件不变，将状态2的B相电流（故 障相）增大至零序过流Ⅳ段保护动作的数值，设置时间大于Ⅳ段定值。 根据装置说明书，验证在TA断线情况下，零序过流保护的动作逻辑。 3.7 TV断线及相关保护 3.7.1 TV断线与相过流保护

该试验用状态序列来进行，如图3-4所示，状态1为正常状态，状态2为TV断线状态，状态3为故障状态。试验仪设置如下： （Ⅰ）状态1 正常状态：加入三相对称额定电压，时间设置满足“TV 断线”信号消失。

（Ⅱ）状态2 断线状态：其它条件不变，减小状态1中的一相、两 相或三相电压，时间设置大于TV断线发信所需时间。装置显示TV 断线发信报文。

UAUAUCUB（a）

UC单相TV断线模拟

UB状态1 正常状态状态2 TV断线状态(A相）

UAUAUCUBUCUB（a）

状态1 正常状态状态2 TV断线状态（三相）

三相TV断线模拟

图3-4 TV断线试验加量

（Ⅲ）状态3 故障状态：其它条件不变，仅投入“距离保护”压板，使故障相电流大于TV断线相过流定值及距离保护定值，时间设置大于TV断线相过流及距离保护时间定值。距离保护可靠不动作，TV断线相过流可靠动作。

3.7.2 TV断线与零序过流保护

（Ⅳ）状态3 故障状态：其它条件不变，仅投入“零序保护”压板，模拟单相故障。 使故障相电流大于TV断线零序过流定值，时间设置大于TV断线零序过流时间定值。TV断线零序过流可靠动作。 4. 整组试验

整组试验的过程中，不允许采用短接点、卡继电器等方法模拟故障，以及用看装置面板报文的方法判断保护动作情况。线路保护要求进行断路器起泵值压力下的永久性故障试验。恢复信号公共端、录波公共端二次接线。

4.1 防跳回路试验：检查断路器在合位，将KK置于“合闸”位置，加入瞬时性故障量，断路器跳开后不会合上。

4.2 闭锁回路试验：依次将断路器三相压力值泄至“闭锁重合闸”位置，观察保护装置重合闸充电灯熄灭；检查断路器处于分闸状态，依次将断路器三相压力值泄至 “闭锁合闸”位置，此时断路器不能合闸。检查断路器处于合闸状态，依次将断路器三相压力值泄至 “闭锁分闸”位置，此时断路器不能分闸；依次短接开关机构箱“禁止操作”接点，并分别在开关合位和跳位时，此时开关不能操作。核对监控信号正确。

4.3 三相不一致保护试验：退出重合闸出口压板，在开关合位时，手动跳开A相，同时在B或C相中加入电流，其值大于不一致零序电流定值，三相不一致保护应可靠动作，B、C相开关跳开。核对监控、录波信号正确。

4.3 保护跳闸回路试验：投入A、B、C相跳闸出口压板、重合闸出口压板，依次模拟A、B、C相瞬时性故障，进行断路器单跳单合传动试验，观察保护动作信号及三相不一致开入信号是否正确；在本屏短接母差保护跳闸、失灵保护跳闸接点101、R33，断路器三相跳闸。核对监控、录波信号正确。

4.4 启动失灵回路试验：分别投入A、B、C相启动失灵压板及断路器辅助保护的失灵出口压板，依次加入三相电流（电流幅值大于失灵启动定值），使线路保护装置动作，并用万用表通断档监视失灵启动回路两端；启动TJR跳闸继电器，任意加入一相电流，并用万用表通断档监视失灵启动回路两端。 5 保护反方向验证

试验前投入差动、距离、零序压板，加入故障前状态量，同时设置电流为6In，电压为0，模拟近区母线短路故障，测试在此类情况下，保护装置对反方向故障的动作情况。