过流保护方向元件测试

在双侧电源线路上，电流保护应增设方向元件以构成方向电流保护，增设方向元件后，

只反映正向短路故障。对电流保护Ⅱ段，装设方向元件后可不与反方向上的保护配合，有时可以提高灵敏。同时，将低电压元件引入方向电流保护，可提高方向电流保护的工作可靠性，有时也可提高过电流保护的灵敏度，低电压闭锁元件的动作电压一般取 60%~70% 的额定电压。

在微机保护中，为了减小和消除死区，反映相间短路故障的方向元件广泛采用 90°接线。即在三相对称的情况下，当功率因数 cos φ=1 时，接入继电器的电流 Ik 与接入继电器的电压U k 相位相差 90°。各相功率方向元件所接电流、电压量如图 1.1.2 所示。

图 1.1.2 90°接线功率方向元件 图 1.1.3 90°接线功率方向元件动作 原理示意图 在图1.1.3中，以

k

U 为参考相量，向超前方向（逆时针方向）做ja

k e U 相量，再做垂

直于ja

k e U 相量的直线ab ，其阴影侧即为k I 的动作区。因此功率方向元件的判据为

满足（式1-1）时,Ik处于动作区内，正方向功率方向元件动作，表示故障点在保护安装处正方向；满足（式1-2）时，Ik处于非动作区内，反方向功率方向元件动作，表示故障点在保护安装处背后。

下面以RCS-9612A 线路保护装置为例，介绍过流保护方向元件的测试方法。其他具有相同保护原理的保护测试可参考此测试方法。

图1.1.4 低压闭锁方向过流Ⅱ段的逻辑框图

1、保护相关设置

（1）保护定值设置：

（2）保护压板设置：

在“保护定值”里，把“过流Ⅱ段投入”、“过流Ⅱ段经方向闭锁”均置为“1”，其他控制字均置为“0”。（即过流Ⅱ段保护经方向闭锁，但不经电压闭锁）注：对于有过流保护硬压板投退的保护装置，还应把“过流保护”硬压板投入。

2、试验接线：

本次试验接线同图1.1.1 所示。

3、过流保护方向元件测试（灵敏角测试）在“交流试验”菜单里，可以用手动和自动两种方式分别对过流保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的方向元件进行测试。在测试的过程中，为了保证结果的正确性，建议把非测试段退出。

下面以“过流Ⅱ段”为例，来介绍用“交流试验”中的自动方式来测试A 相功率方向元件（Ik = I A ，U k =U BC ，动作区域为-135°~45°）的方法。最大灵敏角定义：电压超前电流的角度为正，反之为负。假设右图所示的IC为灵敏角指向，UAB为参考方向0°，则该保护的灵敏角即为：－45°，两动作边界分别为45°、－135°（阴影部分为动作区）。

图1.1.5 功率方向角（电压电流相位关系）

（1）“交流试验”参数设置：

其中：

1）电压设置：由于此次试验退出了低电压闭锁，故可三相电压幅值设为额定电压57.735V，投方向元件改变三相电压相角可在实时数据里看出UBC的相位是0°可做参考相位。如果投入了低电压闭锁，则应把三相电压幅值设为低于低电压定值。

2）电流设置：因进行A相功率方向元件动作区测试，故只设置IA大于动作电流设为6A，且IA的相角初始值为-180°，保证可靠不动作。

3）电流相位步长设置：勾选变化，变化步长可设置为1°，根据实际情况可改正步长变化量，最小为0.01°。

4）频率：设为50Hz。

5）变化方式：设为自动增加，开始试验后IA相相位将以1°步长增加。

6）间隔时间：设置为0.7S，大于保护动作时间保证可靠动作。

7）其他参数默认设值。

试验操作方法：

开始试验点击或者按键盘上的“运行”“确认”键，测试仪开始输出IA=6A，由于方向元件不满足保护闭锁，每隔间隔时间0.7S后测试仪IA相位自动以步长增大，直到搜索出一个动作边界时保护动作。此后将自动反方向搜索出另一个动作边界值。如果采用手动试验可以自由的设置初始相位值两次试验记录下两个动作边界相位。

试验结果：

开入量A记录下的两个相位分别是-45°和135°。由于UBC相位是固定的0°，根据灵敏角定义原则电压超前电流为正，所以A 相功率方向元件动作边界应该为-135°~~45°，由此可计算出最大灵敏角应为-45°。