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[繼電保護]三相輸電線路繼電保護測試

發布日期:2014-09-12 |
責任編輯:一只前進的蝸牛

 

  輸電線路在電網中擔當著電能運輸載體的角色,跨度長、分布廣、運行環境差、故障幾率高,需要重點保護;為此,出現了各種原理、類型的繼電保護;但究其實現方式,他們都離不開故障特征量——電流、電壓。所有繼電保護,無不都是將電流、電壓量進行加工、組合、比較,提煉出判據,驅動于跳閘;加工、組合、比較、跳閘的過程由靜態、動態模擬試驗來保證,電流、電壓接入的正確性,只有靠帶負荷測試來保證。

  1繼電保護的簡要原理及分類

  任何線路故障都會帶來電流增大、電壓降低,由此,電流電壓就固定成了繼電保護的工作量;把電流電壓量進行不同組合,就構成各種原理的繼電保護。只用電流,不用電壓構成過流保護;用電流做啟動量,電壓做閉鎖量,構成電壓閉鎖電流;用電流做啟動量,電壓電流夾角做方向判別,構成方向過流;用電壓電流比值,構成距離保護;用電流電壓夾角判別方向,借助通道送來的對側方向信號,構成縱聯保護;從三相電流中計算出零序電流作為啟動量,構成零序保護;從三相電流、電壓中分別計算出零序電流和零序電壓,用零序電流做啟動量,零序電壓電流夾角做方向判別,構成零序方向保護;把握住電流電壓,就把握住了繼電保護。

  2繼電保護帶負荷測試內容和數據分析

  不同繼電保護對電壓電流量的需求是不一樣的,下面我們就分類來討論。

  2.1電流保護由于電流保護只需電流量,所以,我們的測試就緊緊圍繞電流展開,那多大的電流才適合帶負荷測試呢?當然越大越好,電流越大,各種錯誤就暴露的越明顯,但在實際運行中,線路潮流往往受網絡限制,不能隨意增大,只能以保證鉗形相位表正常工作為準(電流過小,鉗形相位表的相位就可能測不準)。

  2.1.1測試內容①電流的幅值和相位。用鉗形相位表在保護屏端子排依次測出A相、B相、C相電流的幅值和相位(相位以一相PT二次電壓做參考),N相電流幅值,無記錄。②線路潮流。通過控制屏上的電流、有功、無功功率數據,或者監控顯示器上的電流、有功、無功功率數據,或者調度端的電流、有功、無功功率數據,記錄線路電流大小,有功、無功功率大小和流向,為CT變比、方向指向分析奠定基礎。

  2.1.2數據分析①看電流相序。正確接線下,電流是正序:A相超前B相,B相超前C相(若CT為兩相不完全星型接線,則N相電流就是B相電流),C相超前A相,若與此不符,則有可能:a在端子箱的二次電流回路相別和一次電流相別不對應,比如端子箱內定義為A相電流回路的電纜芯接在了C相CT上,這種情況在一次設備倒換相別時最容易發生。b從端子箱到保護屏的電纜芯接反,比如一根電纜芯在端子箱接A相電流回路,在保護屏上卻接B相電流輸入端子,這種情況一般由安裝人員的馬虎造成。②看電流的對稱性。A相、B相、C相電流幅值基本相等,相位互差120°,即A相電流超前B相120°,B相電流超前C相120°,C相電流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%,則有可能:a該條線路負荷三相不對稱,一相電流偏大或一相電流偏小。b該條線路負荷三相不對稱,但波動較大,造成測量一相電流幅值時負荷大,而測另一相負荷小。c某一相CT變比接錯,比如該相CT二次繞組抽頭接錯。d某一相電流存在寄生回路,比如某一根電纜芯在剝電纜皮時絕緣損傷,對電纜屏蔽層形成漏電流,造成流入保護屏的電流減少。e兩相不完全星型接線中,N線(0線)不通,造成B相電流為0。

  若某相位偏差大于10%,則有可能:a該條線路功率因數波動較大,造成測量一相電流相位時功率因數大,而測另一相時功率因數小。b某一相電流存在寄生回路,造成該相電流相位偏移。c兩相不完全星型接線中,N線(0線)不通,造成A相、C相電流互差180°③看電流幅值,核實CT變化。用線路一次電流除以二次電流,得到實際CT變比,該變比應和整定變比基本一致。變比搞錯在更換CT時最容易出現.如果偏差大于10%,則有可能:aCT的一次線末按整定變比進行串聯或并聯。bCT的二次線末按整定變比接在相應的抽頭上。

  2電壓閉鎖過流保護

  由于電壓閉鎖過流保護引入了電壓量做閉鎖,故而要保護運行中電壓的正確,除了“過流保護的測試內容和數據分析,還需要進行以下工作。

  2.1測試內容電壓的幅值和相位。用萬用表在保護屏端子排依次測出A相、B相、C相電壓的幅值和相位(相位以一相電壓或電流做參考)AB相間、BC相間、CA相間、零序電壓的幅值,并記錄。

  2.2數據分析①看電壓相序。正確接線下,電壓是正序:A相超前B相,B相超前C相,C相超前A相。若與此不符,則有可能:引入保護屏的電纜芯接反,比如一根電纜芯一端接A相電壓,在保護屏的一端卻接B相電壓輸入端子,這種情況一般由安裝人員的馬虎造成。②看電壓的對稱性。A相、B相、C相電壓幅值都在57.7V左右,相位互差120°,即A相電壓超前B相120°,B相電壓超前C相120°,C相電壓超前A相120°。AB相間、BC相間、CA相間電壓幅值都在100V左右,零序電壓幅值在在0V左右,若零序電壓完完全全是0V,則應懷疑零序電壓回路斷線。若一相電壓幅值偏差大于20%或相位偏差大于10%則有可能:a屏內電壓回路接觸不良,螺絲未緊。b電壓回路斷線或中性線不通,造成中性點漂移。c在PT端子箱將電壓組合成星型時將一相電壓極性弄錯。

  2.3帶方向保護帶方向保護引入電壓作參考量,用以判斷故障點的正反向,所以,電壓量的正確性對其相當重要,除了“電壓閉鎖過流保護”的測試內容和數據分析,還需進行以下數據分析。

  看同名相電壓電流夾角,檢查方向指向的正確性(零序方向保護的零序電流電壓來源于三相電流電壓,因而其方向指向靠同名相電壓電流夾角來保證)。

  根據線路潮流中的有無功值計算一次電壓電流夾角,對比實測的電流電壓夾角,判斷方向指向的正確性。如:母線向線路送出有功80MW、無功60MVAR,則該線路一次電壓電流夾角Φ=Arctag(60/80)=37°;線路向母線送出有功80MW、無功60MVAR,則該線路一次電壓電流夾角Φ=-Arctag(60/80)=-37°。由于繼電保護都是保護輸電線路一側的,所以,計算出的一次電壓電流夾角和實測夾角只能相等,若偏差大于10°則有可能:

  該條線路開關CT二次繞組極性接反。在安裝CT時,由于某種原因其一次極性未能按圖紙擺放時,二次極性要做相應顛倒,如果二次極性未顛倒,就會發生這種情況。

  繼電保護雖種類繁多,但其輸入都是一樣,只要對其輸入量進行認真、仔細、全面的測試和分析,再復雜的繼電保護也能做到心中有數。

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