HDJB-9000合并單元數(shù)模一體綜合測試儀做整組試驗方法

整組試驗

概述

整組試驗是通過模擬故障過程測試保護(hù)裝置的性能。一個完整的故障過程包括以下幾種狀態(tài)：

正常>故障->斷開>重合閘>永跳，如圖所示：

n 整組試驗過程

模擬過程的起始時刻記為t0，測試儀開始輸出正常狀態(tài)；經(jīng)過“故障前時間”在t1時刻故障發(fā)生，測試儀輸出故障狀態(tài)；在t2時刻，測試儀接收到來自保護(hù)裝置的跳閘命令，部分相或三相斷開，測試儀根據(jù)具體命令輸出斷開狀態(tài)；t3時刻，測試儀接收到來自保護(hù)裝置的重合閘響應(yīng)，輸出重合狀態(tài)；t4時刻，測試儀再次接收到跳閘響應(yīng)，并根據(jù)具體命令輸出永跳狀態(tài)；之后，在t5時刻，測試儀設(shè)置的最大故障時間到，整個模擬過程結(jié)束。

n 公共參數(shù)設(shè)置

1)基本參數(shù)

電壓電流組別：試驗使用的電壓電流組別。

額定電壓：正常狀態(tài)輸出的相電壓有效值，計算模型中電勢源的相電壓有效值。

額定頻率：整個測試過程中電流和電壓的頻率，計算模型中電勢源的頻率。

負(fù)荷電流：正常狀態(tài)下輸出的電流的有效值。

負(fù)荷相位：正常狀態(tài)下輸出三相電流的A相相位，B、C相相位由正序三相對稱計算得到

PT位置：PT在線路側(cè)，斷開狀態(tài)和永跳狀態(tài)時斷開相的電壓為0；PT在母線側(cè)，斷開狀態(tài)和永跳狀態(tài)時斷開

相的電壓為正常狀態(tài)時的電壓。

CT接線：正接時，三相電流相位按計算模型輸出；反接時，三相電流相位按計算模型反相輸出，即相位反180度。

觸發(fā)方式：觸發(fā)第一個故障過程的故障狀態(tài)的條件?？蛇x擇按鍵觸發(fā)、時間觸發(fā)和時間控制。選擇按鍵觸發(fā)：試驗開始后測試儀持續(xù)輸出正常狀態(tài)，直到用戶按鍵操作才會切換到故障狀態(tài)。選擇時間觸發(fā)和時間控制：試驗開始測試儀輸出正常狀態(tài)，經(jīng)過“故障前時間”設(shè)定的時間，自動切換到故障狀態(tài)。

最大故障時間：從進(jìn)入故障狀態(tài)的時刻開始，經(jīng)過該設(shè)置時間后，不論保護(hù)裝置的響應(yīng)與否，模擬該次故障過程的模擬結(jié)束，進(jìn)入下一個故障過程或結(jié)束。

故障前時間：如果觸發(fā)方式為“時間觸發(fā)”、“時間控制”時，則該選項可設(shè)置，從試驗開始后，該時間內(nèi)持續(xù)輸出正常狀態(tài)；

模擬斷路器延時：分為合閘延時和分閘延時。

合閘延時：測試儀收到保護(hù)裝置的合閘命令時，不立即進(jìn)入合閘狀態(tài)，而是延時該設(shè)置時間之后再開始模擬合閘狀態(tài)。

分閘延時：同上面類似，測試儀收到保護(hù)裝置的分閘命令時，經(jīng)過該設(shè)置延時之后再開始模擬斷開狀態(tài)或永跳狀態(tài)。

故障持續(xù)時間：僅當(dāng)觸發(fā)方式為“時間控制”時有效。

斷開時間：僅當(dāng)觸發(fā)方式為“時間控制”時有效。

重合時間：僅當(dāng)觸發(fā)方式為“時間控制”時有效。

Ux設(shè)置：中性點電壓輸出方式，可選擇同期相電壓、線電壓，也可手動設(shè)置Ux的幅值和相位。

1) 公共參數(shù)-故障參數(shù)

計算模型：Zs恒定、電壓恒定、電流恒定，三種方式可選。

系統(tǒng)阻抗：計算模型的參數(shù)，在“計算模型”為“Zs恒定”時可設(shè)置，否則置，用于Zs恒定模型下計算故障狀態(tài)的電壓和電流。

系統(tǒng)零序補(bǔ)償系數(shù)：計算模型的參數(shù)，在“計算模型”為“Zs恒定”時可設(shè)置，否則置，用于Zs恒定模型下計算故障狀態(tài)的電壓和電流。

線路零序補(bǔ)償系數(shù)：由模擬線路的決定的參數(shù)，用于故障狀態(tài)時輸出電壓、電流的計算。

衰減直流：是否疊加衰減直流分量，選中有效。

時間常數(shù)：衰減直流的時間常數(shù)。

合閘角方式：設(shè)置為“任意”時，測試儀收到切換至故障態(tài)信號時直接進(jìn)入故障態(tài)；設(shè)置為“固定”時，測試儀接收到切換至故障態(tài)信號時需等待A相電壓的相位等于合閘角時才進(jìn)入故障態(tài)。

合閘角：“合閘角方式”設(shè)置為“固定”時有效。

2) 開關(guān)量

【開入量】

編輯

每一個開入量可以綁定相應(yīng)的動作，作為觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件并能影響到狀態(tài)的輸出。另外，開入量也可以設(shè)定為無效，此時開入量的動作無實際意義，被測試儀忽略。

開入量A可以綁定為A相跳閘或者三相跳閘，也可以設(shè)定為無效。

開入量B可以綁定為B相跳閘或者三相跳閘，也可以設(shè)定為無效。

開入量C可以綁定為C相跳閘或者三相跳閘，也可以設(shè)定為無效。

開入量D可以綁定為重合，可以設(shè)定為無效。

【開出量】

提供4個輔助開出量，其中3個可用于指示斷路器位置，另外1個提供恒定狀態(tài)?？紤]到斷路器的位置可能是分相信號，需提供一個額外的“分相位置”選項，勾選該項，則設(shè)置分相位置，否則設(shè)置三相位置。

分相位置時：

開出量1可以綁定A相跳閘位置或者A相合閘位置，也可以設(shè)置為無效。

開出量2可以綁定B相跳閘位置或者B相合閘位置，也可以設(shè)置為無效。

開出量3可以綁定C相跳閘位置或者C相合閘位置，也可以設(shè)置為無效。

開出量4可以設(shè)置為閉合或者斷開，也可以設(shè)置為無效。

三相位置時：

開出量1可以綁定三相跳閘位置或者三相合閘位置，也可以設(shè)置為無效；開出量2和3無效，開出量4同分相位置時的定義。

整組試驗參數(shù)設(shè)置

故障性質(zhì)：永久性故障，重合狀態(tài)時的輸出與故障狀態(tài)一樣；瞬時性故障，重合狀態(tài)時的輸出與正常狀態(tài)一樣。

短路阻抗：直接按相量形式填寫，即保護(hù)根據(jù)采集的電壓和電流計算得到的測量阻抗。

故障類型：提供單相接地、兩相相間、兩相接地和三相接地的故障類型選擇。

故障方向：正向故障或者反向故障。

短路電壓（短路電流）：當(dāng)計算模型為“電壓恒定”時，顯示為“短路電壓”；計算模型為“電流恒定”時，顯示為“短路電流”；計算模型為“Zs恒定”時，該參數(shù)不可設(shè)置。

電流類型：僅當(dāng)計算模型為“電流恒定”時可設(shè)置，支持3種：相電流、負(fù)序電流、零序電流。最終計算時需要的是相電流，當(dāng)類型為負(fù)序電流、零序電流時，通過對稱分量法計算相應(yīng)的相電流。負(fù)序電流、零序電流僅在部分故障時可設(shè)置。

轉(zhuǎn)換性故障：故障性質(zhì)是否發(fā)生轉(zhuǎn)換。

故障轉(zhuǎn)換：計時器的起始時刻。設(shè)置為“故障后”時，起始時刻在進(jìn)入故障狀態(tài)的時間，即圖中所示的t1；設(shè)置為“重合后”時，起始時刻在進(jìn)入重合狀態(tài)的時間，即圖中所示的t3。

轉(zhuǎn)換時刻：計時器的動作時間，此時故障類型發(fā)生變化，測試儀根據(jù)具體情況改變相應(yīng)的輸出。

短路阻抗：轉(zhuǎn)換后的故障的短路阻抗。

故障類型：轉(zhuǎn)換后的故障的類型。

故障方向：轉(zhuǎn)換后的故障為正向故障或者反向故障。

短路電壓（短路電流）：同前面提及的短路電壓（短路電流）用于轉(zhuǎn)換后的故障計算

電流類型：同前面提及的電流類型，用于轉(zhuǎn)換后的故障計算。

【開關(guān)量-跳開態(tài)】

當(dāng)開出量中設(shè)置斷路器位置是三相位置時，只能設(shè)置為ABC相跳開，即在系統(tǒng)輸出跳開態(tài)時，根據(jù)三相開關(guān)位置全部跳開而輸出電壓和電流。當(dāng)開出量中設(shè)置斷路器位置是分相位置時，系統(tǒng)允許自定義跳開態(tài)時的斷路器位置?？蛇x以下幾項：A相跳開、B相跳開、C相跳開、AB相跳開、BC相跳開、AC相跳開、ABC相跳開。系統(tǒng)根據(jù)用戶選擇在跳開態(tài)所跳開的開關(guān)相別，在跳開態(tài)時輸出各相相應(yīng)的電壓和電流。

測試流程

測試流程可以概括為以下幾個方面：

測試儀的輸出按一定的條件在不同狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變，并記錄保護(hù)裝置的響應(yīng)。

設(shè)置有4個開出量用于為保護(hù)裝置提供正確的開入狀態(tài)。

一個完整的故障過程一般由圖5.2.1-1所示的幾個狀態(tài)組成，狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由一定的條件觸發(fā)，比如設(shè)定的時間到了、指定的開關(guān)量動作、指定按鍵動作、GPS脈沖邊沿到來等。

需要說明的是，實際的故障模擬過程中，不一定包含圖中所示的所有狀態(tài)。例如保護(hù)裝置不進(jìn)行重合閘操作，那么就不存在重合狀態(tài)，在進(jìn)入斷開狀態(tài)之后，斷開狀態(tài)一直持續(xù)到最大故障時間到為止，然后進(jìn)入下一個故障過程的模擬。

另外，狀態(tài)的命名只是為了使模擬的過程在物理上具有清晰的含義，并不表示不同名字的狀態(tài)就代表不一樣的輸出。例如圖所示的故障狀態(tài)和重合狀態(tài)可能具有相同的輸出。

試驗過程中，一次試驗可以模擬多個由圖所示的故障過程，在點擊“開始”按鈕之后開始整個試驗過程。某一狀態(tài)在持續(xù)一段時間后接收到一定的觸發(fā)條件，轉(zhuǎn)換成另一組狀態(tài)，具體說明如下：

狀態(tài)說明

正常狀態(tài)

正常狀態(tài)又稱為故障前狀態(tài)，用于使保護(hù)裝置告警復(fù)歸和整組返回。第一個故障過程的正常狀態(tài)的起始時刻是測試儀接收到點擊“開始”按鈕操作的時刻；其他故障過程的正常狀態(tài)的起始時刻為上一個故障過程的結(jié)束之后經(jīng)過一定的間隔時間的時刻。

在正常狀態(tài)時，開出量應(yīng)輸出斷路器閉合態(tài)，給保護(hù)裝置提供正確的初始狀態(tài)。

在觸發(fā)條件滿足后，合閘角也滿足條件的時刻即為每一個故障過程的正常狀態(tài)的結(jié)束時刻，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為故障狀態(tài)。觸發(fā)條件取決于觸發(fā)方式，以下分別說明。

按鍵觸發(fā)

點擊“開始”按鈕后，彈出對話框，點擊“確定”按鈕即為觸發(fā)條件。

時間觸發(fā)

由起始時刻經(jīng)過設(shè)置的故障前時間即為觸發(fā)條件。

時間控制

同時間觸發(fā)一樣。

2) 故障狀態(tài)

故障狀態(tài)時等待保護(hù)裝置的跳閘命令，因此仍然輸出斷路器閉合態(tài)。

基本參數(shù)->觸發(fā)方式不為時間控制時，接收到跳閘命令的時刻觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過設(shè)定的分閘時間之后，故障狀態(tài)結(jié)束，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)。

跳閘命令以開入量A、B、C的形式給出，其中任一開關(guān)量動作即為觸發(fā)條件。

基本參數(shù)->觸發(fā)方式為時間控制時，故障狀態(tài)持續(xù)設(shè)定的故障持續(xù)時間后，再經(jīng)過設(shè)定的分閘時間，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為斷開狀態(tài)。

3) 斷開狀態(tài)

斷開狀態(tài)時等待保護(hù)裝置的合閘命令，應(yīng)輸出斷路器跳開態(tài)，且電流為0。

基本參數(shù)->觸發(fā)方式不為時間控制時，接收到重合閘命令時刻觸發(fā)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過設(shè)定的合閘時間之后，斷開狀態(tài)結(jié)束，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為重合狀態(tài)。

重合閘命令以開入量D的形式給出，即開入量D動作即為觸發(fā)條件。

基本參數(shù)->觸發(fā)方式為時間控制時，斷開狀態(tài)持續(xù)設(shè)定斷開時間后，再經(jīng)過設(shè)定的合閘時間，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為重合狀態(tài)。

4) 重合狀態(tài)

重合狀態(tài)時等待保護(hù)裝置的跳閘命令，輸出斷路器閉合態(tài)。

同故障狀態(tài)類似，基本參數(shù)->觸發(fā)方式不為時間控制時，接收到跳閘命令的時刻觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過設(shè)定的分閘時間之后，重合狀態(tài)結(jié)束，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為永跳狀態(tài)。

跳閘命令以開入量A、B、C的形式給出，其中任一開關(guān)量動作即為觸發(fā)條件。

基本參數(shù)->觸發(fā)方式為時間控制時，重合狀態(tài)持續(xù)設(shè)定的重合時間后，經(jīng)過設(shè)定的分閘時間，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為永跳狀態(tài)。

5) 永跳狀態(tài)

永跳狀態(tài)持續(xù)到最大故障時間到為止，最大故障時間由基本參數(shù)->最大故障時間設(shè)定。最大故障時間定義為故障過程結(jié)束的時刻距離故障狀態(tài)的起始時刻的時間。由故障狀態(tài)的起始時刻開始，經(jīng)過最大故障時間后，無論這段時間內(nèi)保護(hù)裝置如何響應(yīng)，測試儀都認(rèn)為該故障過程結(jié)束，從而開始模擬下一個故障過程或者結(jié)束整個試驗過程。

6) 轉(zhuǎn)換性故障

在故障狀態(tài)或者重合狀態(tài)中，可能會發(fā)生故障類型的轉(zhuǎn)換。設(shè)置時，故障轉(zhuǎn)換發(fā)生的時間可任意設(shè)置，但是為規(guī)范測試流程，規(guī)定故障轉(zhuǎn)換只能發(fā)生在故障狀態(tài)或者重合狀態(tài)中間。如果故障轉(zhuǎn)換發(fā)生在故障狀態(tài)或者重合狀態(tài)之外，則忽略，并在試驗結(jié)果里注釋。

例如，已收到跳閘命令且斷路器已跳開，即已進(jìn)入跳開狀態(tài)，此時，故障轉(zhuǎn)換的時刻才到來，則測試儀不響應(yīng)該故障轉(zhuǎn)換。

另外，如果設(shè)置為瞬時性故障，則不允許在重合狀態(tài)設(shè)置故障轉(zhuǎn)換。

7) 跳開態(tài)

由于存在斷路器分相跳開的情況，因此需要根據(jù)具體情況設(shè)置跳開態(tài)時斷路器的狀態(tài)，為以下幾種情況說明：

? 當(dāng)斷路器位置為三相位置時，跳開態(tài)輸出斷路器三相斷開態(tài)；

? 當(dāng)斷路器位置為分相位置時，根據(jù)用戶設(shè)置跳開斷路器的相別，跳開態(tài)時對應(yīng)相輸出斷開狀態(tài)，其余相輸出閉合狀態(tài)。

注：當(dāng)觸發(fā)方式為時間控制時，設(shè)定最大故障時間為Ta,故障前時間為Tb,故障持續(xù)時間為Tc,斷開時間為Td，重合時間為Te，合閘延時為Tf，分閘延時為Tg，則整個實驗過程為：

1) 試驗開始，進(jìn)入正常態(tài)；

2) 間隔Tb時間后,進(jìn)入故障態(tài)；

3) 間隔Tc時間后，進(jìn)入分閘延時狀態(tài)；

4) 間隔Tg時間后，進(jìn)入跳開態(tài)；

5) 間隔Td時間后，進(jìn)入合閘延時狀態(tài)；

6) 間隔Tf時間后，進(jìn)入重合態(tài)；

7) 間隔Te時間后，進(jìn)入永跳態(tài)；

8) 間隔△T時間后，試驗結(jié)束。

△T =Ta-(Tc+Td+Te+Tf+Tg)

n 故障狀態(tài)計算

假設(shè)故障點一直存在且穩(wěn)定、三相斷路器閉合、CT正接，故障狀態(tài)由計算模型、故障類型決定，計算時考慮負(fù)荷電流。CT反接時計算結(jié)果中的電流取反。

計算模型有3種，分別是Zs恒定、電壓恒定、電流恒定。

下面分別介紹不同計算模型、不同故障類型時，故障狀態(tài)的三相電壓、三相電流的計算方法。

1) 電流恒定

該模型假定在故障回路上接有一理想的電流源。通過短路電流和短路阻抗計算出短路電壓。

恒定電流計算模型

2) 電壓恒定

該模型假定在故障回路上接有一理想電壓源模型。短路電流由短路電壓及短路阻抗計算得出。

恒定電壓計算模型

3) Zs恒定

理想電壓源串聯(lián)一電源阻抗，然后接到故障回路。該模型與實際電網(wǎng)相接近。

短路電壓和短路電流隨著短路阻抗的變化而變化。減小短路阻抗，短路電流增大，故障殘壓減小。反之，短路電流和短路電壓隨著短路阻抗的增加而減小和增大

恒定電源（系統(tǒng)側(cè)）阻抗模型

對于恒定電流計算模型，由電流和阻抗計算得出的短路電壓 不能大于（額定電壓）。如果，則計算中自動降低短路電流，以滿足的條件。

對于電壓恒定的計算模型，當(dāng)由電壓和阻抗計算得出的故障電過大，即 時，程序給出告警提示。解決的辦法是減小所設(shè)置的短路電壓。

對于電源（系統(tǒng)）阻抗恒定的計算模型，當(dāng)短路阻抗與電源阻抗之和接近或等于零時，計算得出的短路電流將過大，即。此時將出現(xiàn)告警提示?？赏ㄟ^增大電源阻抗的辦法消除所出現(xiàn)的數(shù)值越限。

n 故障狀態(tài)中的衰減直流分量

如果選中衰減直流項，則在故障狀態(tài)中除了上述的穩(wěn)態(tài)分量外，還需疊加衰減直流分量。

在故障狀態(tài)和正常狀態(tài)的分界處，正常狀態(tài)結(jié)束時刻的采樣值與故障狀態(tài)起始時刻的采樣值分別記為和，則衰減直流分量的計算公式為

式中， ： 衰減直流分量的時間常數(shù)

： 故障狀態(tài)的起始時刻。

其他計算

1) 正常狀態(tài)

不論采用何種計算模型，正常狀態(tài)時輸出額定電壓、負(fù)荷電流。

2) 斷開狀態(tài)

非斷開相輸出額定電壓、負(fù)荷電流。斷開相的電壓由PT位置決定，PT在母線側(cè)則輸出額定電壓；PT在線路側(cè)則輸出0。斷開相電流為0。

3) 重合狀態(tài)

如果是瞬時性故障，則重合后故障點已消失，重合狀態(tài)與正常狀態(tài)相同；如果是永久性故障，則重合狀態(tài)計算與故障狀態(tài)計算一樣。

4) 永跳狀態(tài)

永跳狀態(tài)下，三相斷路器斷開，輸出電流為0。輸出電壓由PT位置決定，PT在母線側(cè)則輸出額定電壓；PT在線路側(cè)則輸出0。

5) Ux計算

Ux輸出選擇包括任意值、檢同期A、檢同期B、檢同期C、檢同期AB、檢同期BC、檢同期CA。

注：若Ux設(shè)置選擇為檢無壓方式，以“檢同期A”為例，則Ux的輸出過程為：故障前直到重合閘后，Ux均輸出A相電壓UA。