Abstract：The authors describe the record-and-playback function of the Type P40 relay protection tester,and introduce how to examine the high-frequency protection by using this function of the tester.
Keywords：recordandplayback;highfrequency protection;actuation analysis
高频保护作为当前220 kV系统的主要保护，其运行质量决定了电网的安全稳定运行能力。高频保护是利用线路两侧的高频信号交换来判定故障的，以往的试验方法并不能完全模拟在系统故障时高频保护的动作行为，也不能完全检验两侧保护装置的逻辑性能。在系统发生故障，保护装置动作后，要进行动作情况调查，分析保护的误动、拒动原因。若由于故障报告不完整等原因而无法确定故障的真实原因，也就不能及时发现保护装置的隐患。
随着当前微机型保护试验仪器的使用，独立保护装置的试验水平得到了提高。开发先进微机保护试验仪器强大的试验功能，改进试验程序，改变传统的试验手段，在现场试验时模拟线路的各种故障，验证两端高频保护的动作行为。
P40型继电保护测试仪（P40测试仪）拥有录波回放功能，可以根据故障录波器所提供的录波报告，将故障完整地再现出来，还可以利用GPS卫星定位装置进行同步触发，模拟各种类型的输电线路故障，来检验高频保护动作行为。
1录波回放简介
录波回放是P40测试仪的一项功能，它利用WGL12和GLQ型故障录波器记录的故障录波文件将ANSI/IEEEC37.1111991COMTRADE文本格式编写的数据文件或事故记录所记录到的短路故障等触发时间的数据文件，输入到继电保护试验装置进行故障再现。
1.1文件类型
WGL12是在华北电力大学开发的一套录波软件系统的基础上，由各厂家根据软件研制出故障录波器。该软件的标准数据文件有3种类型，每种文件带有不同等级的信息。
1.1.1引导文件（File.HDR）
引导文件为用户提供了一个附加信息的描述样本，以便更好地了解暂态记录的条件。引导文件不受应用程序的控制，一般包括以下内容：
a.故障前电力系统的描述。
b.站名。
c.线路、变压器、电抗、电容的参数。
d.故障线路的长度。
e.正序和零序的电阻和电感。
f.电容。
g.平行线路之间的相互耦合。
h.并联电抗和串联电容的位置及标称值。
i.记录数据所有接点后面的系统参数的等值正序和零序阻抗。
j.变电站或在计算程序（如EMTP）模拟系统条件得到的数据描述。
k.所采用的antialiasing滤波器的描述。
l.模拟仿真电路的描述。
m.盘上数据的存储量。
1.1.2组态文件(File.CFG)
组态文件可用计算机程序来读，因此必须具有特定格式。所记录的数据包括采样率、通道号及线路频率等内容，为计算机程序分析暂态数据提供必要的信息。组态文件包括以下信息：
a.站名和识别号。
b.通道类型和通道号。
c.通道名称、单位和变换因子。
d.线路频率。
e.采样速率及其下的采样点数。
f.第一个数据日期和时间。
g.触发的日期和时间。
h.文件类型。
1.1.3数据文件（File.DAT）
数据文件记录的数据包括每个输入通道的每次采样值。数据文件按行划分，每行分成n+2列， n为所记录的通道数。数据数随记录长度而变化。每行第一列设定为该行数据的采样序列数（整数），第二列表示从记录开始到本行的时间，第三列之后表示数值，对应电压、电流和状态信息。
数据文件举例如下：
1,0,003645,006980,0, <CR,LF>
2,020000,007999,001320,0,0<CR,LF>
……………………
…<CR,LF>
1.2参数设置
P40测试仪软件要求提供组态文件和数据文件，且文件名应一致，用来描述录波器所记录的暂态过程。用户只需输入其中的CFG 文件名，程序自动在CFG文件所在的路径下搜索对应的DAT文件。装载这些文件后，屏幕上将显示其暂态波形，随后通过测试仪再现这一暂态过程。参数设置如下。
1.2.1装载
用户输入COMTRADE格式的CFG文件名，软件自动在CFG文件所在的路径下搜索符合COMTRADE 格式DAT 文件。在装载过程中，根据不同的数据采样率对录波数据进行插值后，将数据装入计算机内存。
1.2.2设置1
触发方式有按键触发和GPS同步触发2种触发方式，这里采用前者。试验开始后测试仪首先循环输出第一周录波数据。当按下回车键或收到GPS的触发信号后，再继续回放其余的录波数据。
当选择为GPS触发方式时，为实现两侧或多侧线路故障完全同步，触发位置的设置非常重要。触发位置以时间来表示，即从第一个录波值开始的时间。因为同一电力系统电压相位基本一致，所以触发位置可以选择在故障前的U相电压过零点或峰值的时刻。GPS触发前，P40测试仪输出经拟合计算后（取触发位置的录波数据）得到电压、电流值，并靠GPS的PPS信号实现同步。当收到GPS的触发信号后，可以保证在触发位置开始回放余后的录波值（50 Hz电网）。
1.2.3设置2
选择P40测试仪电压、电流各相所对应的暂态数据模拟量。故障录波器一般记录多路电流电压数据，可从中选出3个电压和3个电流通道作为P40测试仪的三相电压和三相电流。在选择通道时，可以对各通道值进行一定的运算。如通道值的加、减等以便于实现Δ/Y变换。电压变比KU和电流变比KI用于通道值的再变换，使得到的录波数据值限定在测试仪允许的输出范围内。只要阻抗变比没有变化，改变KU和KI不会影响试验结果。
1.2.4复制
对即将输出的某个波形进行复制。所复制的波形个数最大可到50周波。这是因为继电保护的快速动作，故障录波器所记录的故障状态时间有时会很短。这主要是指220 kV线路保护，因为此类线路有2套微机保护，若1套动作，1套拒动，故障状态的录波时间不会很长，对拒动的保护进行再现试验时，有必要适当延长故障状态输出时间，所以对录波数据的复制很有必要。若需删除某一段录波数据，也可采用删除方法。一次最多可删除50周波。
2现场试验
此次试验使用了邯郸供电公司贺兰站2002-03-02马贺Ⅱ线的故障报告，文件名WGU81.DAT。
首先将故障录波器记录的数据转化为COMTRADE格式，文件的存储格式有ASCII和二进制2种格式，试验采用了前者。对于WGL12故障录波器，VBL、IBL与数据转换有关，这2个系数表示在2TS期间每个计数脉冲代表的电流、电压（指VA二次和VT二次值），此系数由制造厂家提供。一般IBL在额定电流5 A时整定为0.096，额定电流1 A时整定为0.019 2；VBL整定为0.116。IBL还与LB二次侧电阻连接方式有关：串联时该系数除以2，并联时乘以2）。具体试验流程见图1。
其次在故障回放目录下装载F03文件，根据波形可以看到故障为VW相间接地短路。当故障在大约两个半周期即48 ms左右被切除，故障时间比较短，为了使再现的故障能让保护装置正确动作，将故障的第一周期复制50次，这样故障时间就达到了1 000ms。
试验用保护装置为南瑞公司的901型线路保护，试验开始后在计算机的控制下，首先循环输出前一周波的稳态数据，在确认之后输出整个暂态波形。试验开始时，由于是循环送出故障录波器所记录的第一个周波的数据，为避免前后数据值不相同的输出波形畸变，在试验前对第一个周波的数据进行拟合。拟合后，波形的幅值、相位不改变。
3故障再现
故障再现要与GPS配合使用。把试验装置的PC机与GPS接收器相连，试验装置可以接收从GPS接收器发出的非常精确的频率信号，利用这个信号实现两侧试验装置的信号输出同步。试验前，两侧的试验仪器通过PC机设置为相同的故障触发时刻。试验开始后，两侧试验装置相继输出负荷状态信号，并通过GPS信号达到同步，将接收到的信号与PC机上设置的故障时刻相比，达到触发时刻时，线路两侧试验装置同时输出与真实故障相同的故障量，实现故障再现。优越性是显而易见的：
a.故障量相当精确，真实再现故障。
b.同步时间相当精确，误差率不超过200μs。
c.通过开关动作和合闸时间的设置，可以仿真实际开关动作。
d.整组试验报告可以在试验完成后立即存储，以便与两侧对照报告，分析试验结果是否正确。
故障再现提供了更多的试验手段，对于继电保护工作很有益处。
本文关键字：高频 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
上一篇：论直流开关稳压电源的保护技术
