系列微机保护测控装置保护逻辑调试说明
PA 系列微机保护测控装置保护逻辑调试说明
【调试编号】TS001
【调试内容】
一、复合电压闭锁复合电压闭锁方向方向方向过流保护
过流保护1）保护原理说明
2）低压闭锁
3）负序电压闭锁
4）方向闭锁
5）对侧复合电压闭锁
6）PA301-T 的复合电压、方向闭锁过流保护的区别
二、重合闸、加速段保护
1）保护原理说明
2）动作条件及调试说明
3）程序升级说明
三、反时限过电流保护
1）保护原理说明
2）选择电流曲线
3）计算并输入定值
4）验证定值
5）其他说明
四、负序过流保护
1）负序电流产生的原因
2）负序电流的推荐定值估算
3）实验步骤
一、复合电压闭锁方向过流保护
1)保护原理说明
复合电压闭锁过流保护的原理是：根据保护装设处附近发生相间短路故障时，不仅会产生较大的短路电流，电压降低，还会有负序电压来实现的。只有在过电流、低电压、负序电压均达到动作值时，复合电压闭锁过流保护才会动作。
所谓复合电压，既包括负序电压，也包括反映线电压的低电压。低压元件的作用是保证在一台变压器突然切除或电动机自启动时不动作，因而电流元件的整定值就可以不再考虑可能出现的最大负荷电流，而是按大于变压器的额定电流整定，提高了灵敏度。电压元件一般取0.7倍的线电压（60~70V）。
装置中各相电流仅受如下表所示的相应的电压控制：
动作条件：以A 相为例，当A 相保护电流大于定值，Uab 或Uca 电压低于低压定值时保护动作。B、C 同理。
本单元的方向元件采用90度接线，按相起动，各相电流仅受下表相应电压的控制：
2)低压闭锁的三段式电流保护（以I 段过流为例，段过流为例，II II 段、段、III III 段等同段等同））：
【实验步骤】
a．在“主菜单-保护定值显示”中，投入I 段电流，整定电流定值和电流时间，投入低压闭锁，输入低压定值（按线电压整定）；
b.在“主菜单-出厂设置-开出量参数”中，整定I 段出口定义“D006”，即“保护动作过标志、保护动作标志、保护启动标志、信号继电器1、保护跳闸继电器”置数为1.（特殊出口按照图纸自行整定出口继电器）；
c.加入三相标准电压（A 相电压57.7o
0∠，B 相电压57.7o 240∠，C 相电压57.7o 120∠）同时保护电流(单相即可)加到定值，保护不动作；
d．减小电压到低压定值附近，保护动作;3)负序电压闭锁的三段式电流保护（以I 段过流为例，段过流为例，II II 段、段、III
III 段等同）【实验步骤】
a．在“主菜单-保护定值显示”中，投入I 段电流，整定电流定值和电流时间，投入复压闭锁，输入负序电压定值（按相电压整定）;
b.在“主菜单-出厂设置-开出量参数”中，整定I 段出口定义“D006”，即“保护动作过标志、保护动作标志、保护启动标志、信号继电器1、保护跳闸继电器”置数为1.（特殊出口按照图纸自行整定出口继电器）;
c.加入三相标准电压（A 相电压57.7o 0∠，B 相电压57.7o 240∠，C 相电压57.7o 120∠）同时
保护电流(单相即可)加到定值，保护不动作;
d．去掉一相电压或者改变某一相的相角，在测量数据-对称分量，查看负序电压是否大于定值（U2即为负序电压），大于则保护动作;
4）方向闭锁的三段式电流保护（以I 段过流为例，段过流为例，II II 段、段、III
III 段等同）【实验步骤】
a.在“主菜单-保护定值显示”中，投入I 段电流，整定电流定值和时间，投入方向闭锁.
b.在“主菜单-出厂设置-开出量参数”中，整定I 段出口定义“D006”，即“保护动作过标志、保护动作标志、保护启动标志、信号继电器1、保护跳闸继电器”置数为1.（特殊出口按照图纸自行整定出口继电器）
c.加入三相标准电压（A 相电压57.7o 0∠，B 相电压57.7o 240∠，C 相电压57.7o 120∠）同时保护电流(A 相电流)加到定值，A 相电流角度在-150度到30度之间动作，之外不动作（PA100+与PA150继电器内角默认为30度）。
5)对侧复合电压闭锁的过电流保护
对侧复合电压和本侧复合电压是“或”的关系，可以在本侧复合电压不满足条件同时过流达到定值的情况下，将对侧复合电压的信号（开入量）接入，这时过流保护动作。
6)PA301-T 复合电压方向闭锁过流调试区别
a.保护定值的整定在“主菜单-定值操作-定值区查询/整定”;
b.出口控制字在“主菜单-系统参数-变压器参数查询/设置”;
c.方向保护可以设置继电器内角为30度和45度两种;
d．其他方法一样;
二、重合闸及加速段保护
1）保护原理说明
重合闸保护广泛应用于架空线输电和架空线供电线路上的有效反事故措施（电缆输供电不能采用）。即当线路出现故障，继电保护装置使断路器跳闸后，自动重合闸装置经短时间间隔后使断路器重新合上。大多数情况下，线路故障是暂时性的，断路器跳闸后线路的绝缘性能能够得到恢复，再次重合成功，这就提高了电力系统供电的可靠性。少数情况属于永久性故障，自动重合闸装置动作后靠继电保护动作，再跳开。
重合闸前加速保护的原理：当线路上发生故障时，靠近电源侧的保护先无选择性地瞬时动作于跳闸，而后再靠重合闸来纠正这种非选择性动作。
重合闸后加速保护的原理：当线路上发生故障时，保护有选择性地动作切除故障，重合闸进行一次重合后恢复供电，若重合于永久性故障时，保护装置不带时限无选择性的动作跳开断路器。
重合闸成功与否取决于故障的类型，要是永久性故障，无论哪种方式都一样不能成功，只能说前加速跳闸快，可以减少瞬时性故障发展成永久性故障的概率，但重合闸前加速的应用停电面积大，没有选择性，所以应用较后加速少。
2）动作条件及调试说明
当装置检测到断路器已合闸，且重合闸保护在投入位置时，经5s后装置处于重合允许状态，在装置的“一次系统图”上会显示“重合闸允许”字样。当装置判断是三段电流保护动作后，经“重合闸延时”Tch后重合，重合闸闭锁。软件模拟重合闸放电过程。
当重合于永久性故障时，装置设有后加速保护可加速段跳闸，以防止事故扩大，之后不再重合。后加速保护只在重合闸动作后的一段时间（即“后加速开放”时间Tjskf）内有效；当重合闸动作后，后加速开放时间Tjskf到了后“后加速”保护自动退出。
对于后加速还可以设置手合后加速功能。当投上“手合后加速”时，按面板合闸按键后，后加速开放时间Tjskf内，后加速保护有效。
3）程序升级说明
a．PA150（V5.16版本以后）重合闸保护中增加了“偷跳启动重合”压板，当该压板投
入时，断路器偷跳启动重合闸；否则断路器不启动重合闸，这时需要将断路器手分接点接入到开入量，做开入闭锁。设置开入闭锁过程（以IN11为例）：“10.出厂设置”->“102.开入量参数”中“IN11”左起第4位“开入闭锁保护”设为1，“10.出厂设置”->“103.开出量参数”中“进线自投出口”左起第7位“开入闭锁保护”设为1。
b．如果需要同期重合闸时（适用于PA100+-F2），可投入“重合闸检同期”或者“重合闸检无压”。当装置发出重合的命令后，开始检同期。如果在“等待同期时间”Ttq时间内，装置监测到满足同期的条件，则继电器出口合闸。装置还可以设置手合检同期和开入量合闸同期功能，当投入“手合检同期”后，按面板按键开始检同期，在“等待同期时间”Ttq时间内，装置监测到满足同期的条件，则继电器出口合闸；当开入量IN6闭合时，在“等待同期时间”Ttq时间内，装置监测到满足同期的条件，则继电器出口合闸。开入量同期只有软件版本号为V05.40以后（包含V05.40版本）具有此功能。
三、反时限过流保护
1）保护原理说明
反时限过流保护是指保护动作时限和短路电流呈反比关系。其动作时限是一个变数，随短路电流大小而变，短路电流越大，动作时限越短，短路电流越小，动作时限越长，表现为反时限特性。
在实际应用中，利用反时限特性作为保护的设备主要有电动机，因为电动机允许有一定时限的过载能力，但不能超过其允许的范围。电机过载后，过载电流越大，反时限过流保护的动作时限就越短，反之，动作时限越长，从而既保证了电动机具备一定的过载能力，又保证其不超过允许值。另外，反时限过流保护还会用在线路保护中，原因：同一线路不同地点短路时，由于短路电流不同，保护具有不同的动作时限，在线路靠近电源端短路电流较大，动作时限较短，根据此特性采用反时限过流保护。线路中反时限过流保护的优点是在线路靠近电源处短路时保护切除故障时限较短；缺点是时限配合复杂，虽然每条线路靠近电源端短路时动作时限比末端短路时动作时限短，但当线路级数较多时，总的动作时限仍然很长，所以要灵活运用。
反时限过流保护共有4种反时限电流曲线，不同电流曲线的反比速率不同，短路电流的变化导致动作时限的快慢程度不同，所以要根据具体情况合理选用。
【实验步骤】——以III段电流为例
【实验步骤】
2）选择电流曲线
共有四种反时限电流曲线，分别是IEC标准反时限、IEC非常反时限、IEC极端反时限、UK长反时限，根据定值清单进行整定。以IEC标准反时限为例：
I为实际动作电流；t为实际动作时限；
Is为定值清单中的“电流定值”，如果用在电动机保护，该值为电机二次额定值；
k为定值清单中的“电流时间”
3）计算并输入定值
举例：某电机配置IEC标准反时限过电流保护，电机额定电流240A，CT变比400/5，保护要求二次电流达到3.6A时延时15S动作。则根据以上信息以及IEC标准反时限的计算公式，计算如下：
t=15S
Is=240/80=3A
I/Is= 3.6/3= 1.2
根据公式，K=0.39
则，输入到保护装置的反时限过流定值为：Is(电流定值)：3A、k（电流时间）：0.39。4）验证定值
输入定值、投入保护压板后，在装置的保护CT侧加电流，当电流值达到3.6A时，延时15S后保护动作。
5）其他说明
定值中“反时延时”压板只有在“电流曲线”为反时限时起作用。
当“电流曲线”为反时限时，断路器闭合Tys时间后反时限保护自动投入，如果所带负载为电动机，则可将Ty时间设定为电动机的启动时间，以免在电动机启动时装置告警，如不需要启动延时功能，可退出“反时延时”功能。
四、负序过流保护
1)负序电流产生的主要原因
a.电源电压不平衡产生的负序电流
若存在额定电压5％的负序电压，将会在电动机中产生达25％一40％额定电流的负序电流。
b.外部不对称短路引起的负序电流
电动机所在高压母线上或附近发生两相短路时，非故障的电动机回路将产生高达电动机起动电流一半的负序电流。
c.定子一相断线时产生的负序电流
约为90%倍的电机额定电流。
2)负序电流的推荐定值估算
a.动作值整定
起动时的整定：电动机起动时，开关合闸的非同期也会引起一定的负序电流，同时由于TA饱和等因素容易造成波形失真。现在的中压开关三相同期性都比较好，按要求选用较好特性的TA，出现的负序电流一般不超过额定电流的1.5倍。
正常运行时的整定：电源电压的不平衡将会在电动机绕组中产生不小的负序电流。这时，只要三相电压的不平衡度在允许范围内(一般为5％)，同时电动机的工作电流不超过额定值，是允许运行的，不会给电动机造成不利影响，此时没有必要由负序保护来切除。
正常运行断线时的整定：在正常运行时发生断相，电动机所产生的负序电流约为其额定电流的90％。因此，为保证断相时负序保护可靠动作，其动作值应小于该值。
TA二次回路断线时不应误动：正常运行时发生TA二次回路一相断线，相当于产生了0．577倍电动机工作电流的负序电流。因此，为保证此时负序保护不误动作，其动作值应大于该值。
b.动作时限整定
在外部(如母线或母线上的其他设备)发生两相短路时，故障时间不会太长，不会对非故障电动机造成较大危害，一般不要求电动机的负序电流保护动作。而外部两相短路时在非故障电动机上出现的负序电流，完全可以启动非故障电动机负序电流保护装置，这将可能造成相关继电保护动作失配、无选择性。因此，必须通过时延来配合，且宜采用定时限延时动作于跳闸，动作时延整定为t=t’+△t，式中，△t为时间级差，一般取0.5S。
对于要求自起动的电动机，t’为外部两相短路时后备保护的动作时间(如母线进线开关的切除时间)；对于不要求自起动的电动机，t’取为0．5s，这是因为外部两相短路时，在后备保护动作出口前该电动机已由母线低电压保护动作跳闸(动作时间为0．5s)。
3)实验步骤
举例说明：线路是3CT，负序电流定值为（1A，0.5S），做法如下：
a.确定电流互感器是2CT还是3CT，并在装置菜单中正确输入（96.线路参数整定），因为
不同的CT类型，装置负序电流的计算方法不同；
b.3CT的负序电流计算方法为：，加A\B\C相电流，调整角
度，使得计算出的PI2数值大于定值1A，0.5S后动作；
c.本例中，加IA=2A(0度)、IB=2A(30度)、IC=2A(60度)
则PI2=（2∠00+2∠2700+2∠1800）/1.732= 1.15A∠-900 PI2>1A,延时0.5S后负序过流保护动作。