脉冲递变测试模块

应用实例

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脉冲递变测试模块

手册版本： Expl_PRP.CHS.1 - 2011

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前言

本文讲述如何测试具有 IDMT 或者 DTOC 动作时间特性的有方向或者无方向过电流保护装置第 2 个保护元件的启动值。 其中包括了一个应用示例，整篇文章都使用了这个示例。

也会对采用脉冲递变测试模块测试第 2 个保护元件的理论背景进行说明。 本文也包括了测试有方向或者无方

向过电流继电器第 2 个保护元件启动值所需要的测试对象设置以及硬件配置的定义。

最后采用脉冲递变测试模块完成有方向或者无方向过电流保护装置第 2 个保护元件所需要的测试。 补充文件： 控制中心示例文件Example_PulseRamping_OvercurrentDirectional.occ 和

Example_PulseRamping_OvercurrentNonDirectional.occ（本文中用作参考）。 要求： Test Universe 2.40 或更新版本；脉冲递变和控制中心协议文件。 说明： 也可以用脉冲递变测试模块测试电流、电压和频率等保护几乎所有的第 2 个保护元件（或者更多）。

1 应用示例

10.5 kV

200/1

保护功能

过电流继电器

第 1 个元件（67）/方向特性-正方向（IDMT）

第 2 个元件（50/51）/

无方向特性（DTOC）

图 1： 应用示例的馈线接线图

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参数名称 参数值 说明

频率 50 Hz

VT(一次/二次) 10500 V/110 V

CT(一次/二次) 200 A/1 A

第 1 个元件

IEC 非常反时限 动作特性

正方向 方向特性为正方向

300 A 启动值 1.5 x In CT primary

1.2 时间倍数设置（TD；TMS；P， 等等） （只对于 IDMT

特性）

45° 继电器特性角度（只用于方向保护功能）

第 2 个元件

DTOC 动作特性

600 A 启动值 3 x In CT primary

100 ms 动作延时

表 1: 本示例的继电器参数

2 理论介绍

2.1 定义第 2 个保护元件启动值测试所需要的脉冲递变

本例中我们使用下述时间和电流容许偏差来定义脉冲递变。

参数名称 绝对值 相对值

延时时间 ±10 ms 1%

启动电流 ±10 mA 3%

返回/启动比 95%

角度误差 1) ±3° ---

1）只有方向过电流继电器才需要

表 2: 继电器的容许偏差和技术参数（只用于本例）

说明： 容许偏差取决于继电器的类型。 这些参数可以从继电器的使用手册中查到。

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故障电流/AIp

200 300 700 800600500400

非常反时限（元件 1）

DTOC（元件 2）

1.1·Ip

＝元件 1 可以用递变测试模块测试

动作时间

/s

0.1

1

10

100

1000

0.01

＝元件 2 的启动电流允许误差（±3%）

图 2： 本例（表 1）带有电流容许偏差的 IDMT 动作时间特性曲线

说明： 某些继电器提高了 IDMT 特性的启动值。 例如，本例中所采用的继电器实际启动值比元件 1 的整定值 IP 高了 1.1 倍。

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动作时间

/s

1.5

2

2.5

0.5

1

故障电流/A

200 800700600500400300

DTOC（元件 1）

DTOC（元件 2）

＝元件 1 可以用递变测试模块测试

＝元件 2 的启动电流允许误差（±3%）

图 3： 带有电流容许偏差的 DTOC 动作时间特性曲线

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通过脉冲递变测试模块来测试元件 2 的启动值（参见 图 4）：

故障电流

/A

第 1

个元件

＝测试电流= 启动电流允许误差 (±3%)

＝启动值的测量值

测试时间/s

第 2

个元件

图 4： 测试元件 2 的启动值所用的脉冲递变过程

说明： 跳闸命令必须要连接到开关量输入。 不能把停止状态改变成启动信号。 所以无法测试返回值。

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2.2 脉冲递变测试模块的结构

脉冲递变的定义为物理输出量的阶段性变化，每一步变化之后都会返回到某个复归值。 在这个测试模块中可以做几个设置。

1. 可以设置输出和输出量来定义需要递变的值。 可以选择的信号和输出量都是在设置模式定义的。

2. 用于测试的脉冲递变的起始点和终止点都必须要设置。 也需要定义每一步变化的步长 Δ。

3. 设置故障时间来确定测试脉冲的时长。

4. 故障状态确定了测试脉冲期间所发出的测试信号值。 通过设置模式，用户可以确定是否直接改变输出电压和电流，还是采用诸如对称分量、故障值或者故障阻抗等计算值。 显示为灰色背景的值是由递变改变的值，所以不能在这里编辑。 说明： 模拟量值应该按照真实的故障值设置。 例如，相间故障的各故障相电流之间应该相差 180°。

5. 通过复归状态确定在两个测试脉冲之间所发出的测试信号值。 这些值必须要保证继电器能够复归。

6. 故障前时间所确定的是发出第一个测试脉冲之前的时间，而复归时间则是两个测试脉冲之间的间隔时间。 在这些时间期间，所输出的是复归状态。 复归时间必须长于继电器的返回时间。

7. 使用测量来评估测试。 用户可以在这里定义触发条件以及额定值和容许偏差。 用户也可以选择采用相对允许误差来进行评估。 说明： 如果在用的保护有不平衡负荷保护功能（负序），就必须要使用三相故障进行测试。

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3 脉冲递变测试模块的实用测试介绍

脉冲递变测试模块可以在 OMICRON Test Universe 的启动页上找到。 也可以插入到 OCC 文件（控制中心）中。

3.1 定义测试对象

在开始测试之前必须要定义被测试继电器的设置。 为此，需要点击 OCC 文件中的测试对象或者点击测试模块

中的测试对象按钮，打开测试对象。

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3.1.1 装置设置

一般性的继电器设置（例如继电器类型、继电器 ID、变电站具体描述、CT 和 VT 参数）输入到 RIO 的装置功

能块中。

说明： Vmax 和 Imax 参数限制了输出的电流和电压最大值，防止损坏被测试设备。

在并联输出的时候或者使用放大器的时候，这些值必须要按照相应的硬件配置进行调整。 用户应该参照被测试设备的使用手册，确保不超过其输入的额定限值。

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3.2 测试方向过电流保护时 CMC 的公用硬件配置

公用硬件配置确定了 CMC 测试装置输入/输出接口的一般配置状态。 这个配置对所有后续的测试模块都是有效的，所以必须要根据继电器的接线情况进行定义。 在 OCC 文件中双击硬件配置即可打开这个配置模块。

3.2.1 保护装置的二次额定电流为 1 A 时的输出配置示例

Vn

VA

VB

VC

IA

IB

IC

In

说明： 对于无方向的过电流保护装置，电压输出可以设置为没有用。

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3.2.2 保护装置的二次额定电流为 5 A 时的输出配置示例

Vn

VA

VB

VC

IB In

IA IC

说明： 在信号输出并联连接的时候，要确保引接线的容量足够高。

对于无方向的过电流保护，电压输出可以设置为没有用。 下述说明仅适用于二次额定电流为 1 A 的保护装置。

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3.2.3 模拟量输出

模拟量输出、开关量输入和开关量输出可以在具体测试模块的专用硬件配置中分别激活（参见 3.3 一章）。

3.2.4 开关量输入

1. 启动命令是可选项（对本测试不是必要的）。

2. 跳闸命令需要连接到开关量输入。 可以使用 BI1...BI10。

3. 如果所接入的接点是“湿”接点的话，就要把开关量输入的额定电压调整到断路器跳闸命令电压值，而如果接入的接点是干接点的话，就要选择干接点选项。

4. 下列测试不会使用开关量输出、模拟量输入等等信号。

开始

跳闸

1 2

3

4

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3.2.5 测试方向过电流继电器时的测试装置接线

说明： 下述接线图仅为示例。 如果还有其他保护功能（例如灵敏接地故障保护功能）的话，那么模拟量电流输入的接线就会不同。 在这种情况下IN可以单独接线。

IN

IA

IB

IC

继电保护装置

VA

VB

VC

跳闸(+)

(-)

开始(+)

(-)

可选

IN

IA

IB

IC

继电保护装置

VA

VB

VC

跳闸(+)

(-)

开始(+)

(-)

可选

说明： 对于无方向的过电流保护测试，不需要引接电压输出。

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3.3 方向过电流保护测试的专用硬件配置

专用硬件配置针对于所选测试模块激活 CMC 测试装置的输入和输出。 所以，对于每一个测试模块，都需要分别定义。 在测试模块中点击硬件配置即可打开这个配置模块。

3.3.1 模拟量输出

注意： 对于无方向的过电流保护装置，电压输出已经在公用硬件配置中取消了（参见 3.2 Error! Reference source not

ound.）。 所以在这个属性页中不出现。

3.3.2 开关量输入

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3.4 定义测试配置

3.4.1 一般方法

对于有方向或者无方向过电流保护装置元件 2 的启动值测试，我们建议采用如下步骤： 额定值的计算：

对于过电流保护功能元件 2 的测试，整定值（表 1）以及容许偏差（表 2）必须是已知的参数。

额定启动值： 第 2 个元件 电流容许偏差： 3% 或 10 mA

额定值 TOL- TOL+

启动值 3 A 90 mA 90 mA

表 3： 本示例的额定电流和容许偏差

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测试模块里的设置

1. 因为电流是直接递变的。设置模式应该设置为直接。

2. 在本例中将会输出相间故障。 说明： 如果继电器中有不平衡负荷保护的话，就应该选择输出三相故障，因为相间故障可能会引起不平衡负荷保护动作而不是过电流保护动作。 对于过电流保护功能元件 2 的测试，应该递变的是输出量是幅值。

3. 脉冲递变设置为从额定启动值的 80% 到 120%

4. Δ 确定了脉冲递变的变化步长。 设置这个数值的时候要保证在容许偏差带中有足够的步数。 我们的建议是在容许偏差带的每一个半边大约要有 4 步变化。 这样就既能保证有足够的准确度，也能使测试时间最短。

5. 故障时间必须要比元件 2 的动作时间长，但是要比元件 1 的最快动作时间短。

6. 对于方向过电流保护测试，所有三个电压都必须设置为额定电压。 另外，电流的角度必须要按照故障类型进行调整。 例如，对于相间故障，两个故障相的电流角度必须相差 180°。 对于方向过电流继电器测试，角度也必须要按照方向特性进行调整。

7. 在复归状态中所作的设置应该能够让继电器复归。

8. 复归时间必须要比继电器的返回时间长。

9. 在测量中必须要设置开关量触发、额定值和容许偏差。 说明： 如果使用了采用相对允许误差的话，对 XRIO 关于容许偏差的所有链接都会被覆盖。

欢迎对这个应用说明提出反馈意见，请发送邮件到TU-feedback@omicron.at。

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