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微机继电保护测试仪差动试验

作者 :国测华能电气 发布时间 :2018-11-06 12:16 阅读 :

        差动试验单元根据微机型或集成电路型变压器、发电机以及电动机差动保护的特点进行设计,用于自动测试其比率制动特性、谐波制动特性以及动作时间特性等。
        与 “差动继电器制动特性测试”不同,本模块不是直接给继电器加上动作电流和制动电流进行试验,而是模拟变压器原方电流和付方电流加至差动保护装置,由保护组合出动作电流和制动电流进行试验。
        自动搜索比例制动特性曲线和谐波制动特性曲线
        任意设置定点进行比例制动测试和谐波制动测试,可以测试动作时间
        以预先绘出比例制动和谐波制动特性理论曲线及误差范围
        设置多种比例制动和谐波制动的制动电流和动作电流算法
        TA的二次电流校正可以为高侧调整、低侧调整或外部接线调整(此时软件中选择“不调整”)
        谐波制动可以选2~7次谐波
        基波和谐波可两侧分离输出也可一侧叠加输出
        可直接设置平衡系数,也可根据变压器参数自动计算,可用于标么值差动保护测试
        可输出3路电流进行单相差动测试。

第一节   界面说明
测试项目
       软件提供了“比例制动边界搜索”、“比例制动定点搜索”、“谐波制动边界搜索”、“谐波制动定点搜索”等四种测试项目。“比例制动边界搜索”指的是把整个差动保护的动作边界都搜索出来,也就是右边所示的保护的整个动作曲线的搜索;“比例制动定点搜索”是指对用户所关心的某一个点的动作情况进行搜索,看这一点的动作情况是否正确;“谐波制动边界搜索”和“谐波制动定点搜索”的含义和比例制动的含义一样,也就是分别搜索保护的谐波的整个动作边界和某一定点的保护动作情况。
测试方式
        可选“三路电流差动”。差动试验单元可以控制输出3路电流进行单相差动测试。
        注意:
        1.做 “三路电流差动”时,接线时测试仪的IA固定接差动保护装置变高侧电流输入端,电能质量分析仪 ,IB固定接保护变低(中)侧电流输入端,而IC作为补偿电流用,在选高压侧相位调整时作为高压侧补偿电流,选低(中)压侧相位调整时作为低(中)压侧补偿电流,具体接线见附录
搜索方式 
可选“单向逼近”和“双向逼近”方式
单向逼近:  从起点开始,按所设置步长从变化初值向变化终值的方向一步一步进行搜索,当搜索至某个点时保护动作,则认为搜索到动作点,打下一个点后结束该条搜索线的搜索并进入下一条搜索线搜索。
双向逼近:  对分搜索方式。先测试搜索起点(在非动作区)和终点(在动作区)的动作情况之后,取二者的中点进行测试,如果动作,则将该点取代终点,如果不动作,则将该点取代起点,再取起点和终点之中点进行测试,如此不断推进,一直搜索至所取最后两个测试点之间差值在“分辨率”范围之内才认为找到动作边界点。双向搜索可以搜索到较精确的动作边界点,搜索速度也更快捷。
不管是“单向逼近”和“双向逼近”一般起点要设在非动作区,终点要设在动作区。
分辨率:  只在双向逼近的搜索方式下才有效,它是搜索至所取最后两个测试点之间距离,只有小于该距离百分比才停止。分辨率越小搜索精度越高,但耗时越长。
测试时间
最长测试时间:指测试仪每步输出的最长的故障时间,这里一般设置为比保护的整定动作时间稍长
间断时间:间断时间指的是保护输出一个故障到下个一个故障之间的一个时间,在这个时间里测试仪不输出任何状态量。
试验设备
本页参数主要设置变压器的参数。
接线方式
高压测可选Y型和Y0型,低压测可选△-11、△-1、Y和Y0等四种接线形式。对于三卷变,每次取两侧分别做,例如“高-低”、“高-中”分别做。试验时,所选参数应与相对应的变压器的接线方式一致。


平衡系数设置方式
可选三种设置方式:由额定电压和CT变比计算、由额定电流计算。平衡系数设置对于实验的影响较大,具体的设置方式要根据现场的实际来设置,如果保护整定值里给出了保护的平衡系数,那么我们可以选择直接设置平衡系数,分别输入高低压侧的平衡系数就可以了。如果保护定值里没有给出平衡系数的话,我们可以选择其他的2种方式进行设置,但要注意的是可能有些保护说明书里给出的计算平衡系数的方法和我们程序里设置的方法不太一样,这个时候建议用户先计算出平衡系数然后选择直接设置平衡系数的方式,直接输入高低压侧的平衡系数。
相位调整方式
1、当变压器接线为Y/Y时,两侧本是同相位,TA接线一般为Y/Y,选相位不调整。
2、当变压器接线为Y/△时,两侧不同相位,对微机保护TA接线一般也为Y/Y。如果保护设计为高压侧内部相位补偿,则选高压侧相位调整;如果保护设计为低压侧内部相位补偿(如南瑞的RCS-978型保护),则选低压侧相位调整。如果保护设计为无内部相位补偿,靠TA外部接线补偿,则选不调整。
Ir、Id计算公式
1、“常规差动”时将高侧电流(IA)作动作电流,低侧电流(IB)作制动电流,即:Ir = Il,Id = Ih,可以设置角度差Φ(Id、Ir)。
2、“微机差动”时,Id= Ih +Il(高、低压侧电流之矢量和为差流),Ir可以选多种公式,如右图所示。


比例制动
本页设置比例制动特性搜索的范围和理论特性曲线参数。
搜索范围
制动电流的始值、终值、步长决定搜索线的位置,一般要求大于保护速动电流相对应的差流值如果不知道的话可以设置为测试仪的最大输出电流值,已保证能够尽可能全面的把整个曲线搜索出来。
差动电流的始值、终值决定搜索线的长度,一般要求始值略小于差动电流门槛值,终值略大于差动速断值。差动电流步长仅在单向逼近时起作用,在双向逼近方式不起作用。差动电流步长的设置根据保护的要求精度来设置,如果要求精度高我们就把步长设置小些。
设置好搜索范围后,选“添加序列”或“添加”将搜索线数据填入测试数据列表中。选“开始试验”即可进行测试。选“删除”或“全部输出”可以删除所选择的单条或全部搜索线。


特性曲线定义
设置各个拐点的制动电流及各段折线的斜率(比例制动系数),结合前页的差动电流值和差动速断电流值,即可画出理论制动特性曲线。各个拐点的定值根据保护的整定值来设置,如果保护定值没有给出拐点值的话,可以参考保护说明书上的保护的动作图形来设置,如果有多段曲线的话,应该设置有多个拐点,我们可以在拐点2前面的框里面大勾,就可以设置第2个拐点了,这样就可以描绘出3段曲线时的理论曲线,目前程序最多只能设置3个拐点,也就是最多只能绘制4段曲线。
谐波制动
本页设置谐波制动特性搜索的范围和理论特性曲线参数。


搜索范围
差动电流的始值、终值、步长决定搜索线的位置。Ixb / Id的始值、终值决定搜索线的长度,一般要求始值大于谐波制动系数整定值。Ixb / Id步长仅在单向逼近时起作用,在双向逼近方式不起作用。设置搜索线参数时,一般应使搜索线均匀分布在上下两条水平线之间,并且每条搜索线都要覆盖动作区和非动作区。设置好搜索范围后,选“添加序列”或“添加”将搜索线数据填入测试数据列表中。选“开始试验”即可进行测试。选“删除”或“全部输出”可以删除搜索线。
特性曲线定义
设置好谐波制动系数,结合前页的差动电流值和差动速断电流值,即可画出理论谐波制动特性曲线。
第二节   试验指导
 三路电流差动的接线方法
1、Y(Y0)/ Y(Y0)接线方式:
                
两侧均有相位调整,但无零序修正               两侧均无相位调整,但有零序修正
 两侧均接成单相短路方式                      两侧均将测试相与零序修正相接成相间短路方式
2、Y(Y0)/ △-11接线方式:


Y侧相位调整,无零序修正,按单相短路接线        △侧相位调整,按单相短路接线
IA’ =IA-IB   IB’ =IB-IC   IC’ =IC-IA             Ia’ =Ia-Ic   Ib’ =Ib-Ia   Ic’ =Ic-Ib
△侧的测试相与被影响相按相间短路接线          Y0侧零序修正,Y侧的测试相与被影响相按相间短路接线
3、Y(Y0)/ △-1接线方式:


Y侧相位调整, 无零序修正,按单相短路接线      △侧相位调整,按单相短路接线
IA’ =IA-IC   IB’ =IB-IA   IC’ =IC-IB            Ia’ =Ia-Ib   Ib’ =Ib-Ic   Ic’ =Ic-Ia
△侧的测试相与被影响相按相间短路接线        Y0侧零序修正,Y侧的测试相与被影响相按相间短路接线
注意:
微机差动保护是相对比较复杂的一个保护,所以调试起来也难免会遇到些问题,一般对试验结果影响较大的有以下几点:
1、平衡系数的设置,平衡系数设置不对可能会使测试出来的曲线与整定的曲线偏差较大。
2、制动公式的选择,制动公式选择不对会使测试出来的曲线以及计算出来的制动系数都会和保护的整定值有很大的偏差,甚至完全不对。
3、用三相电流做试验时,若补偿电流未加进去,试验时往往是第一个动作点动作正确,而其后的动作点都是加上电流就动作。这是因为未加补偿电流,虽然我们要做的试验相没满足差动动作条件,但是补偿相的差流会超过差动整定值,所以保护很快出。


 第一节   界面说明
 测试项目
每次试验只能选择“阻抗边界搜索”、“Z(I)特性曲线”或“Z(V)特性曲线”中的一个项目进行试验。
● 故障类型    提供了各种故障类型,用于测试各种类型距离保护。对接地型距离继电器应选择单相接地故障,对相间型距离保护,应选择相间故障。
● 计算模型    有“电流不变”和“电压不变”两种计算模型。选择“电流不变”时,在下面的方框内可以设置短路电流,软件根据短路电流和短路阻抗计算出相应的短路电压;选择“电压不变”时,在下面的方框内可以设置短路电压,软件根据短路电压和短路阻抗计算出相应的短路电流。
● 搜索方式    有“单相搜索”和“双向搜索”两种方法。详细介绍请参考“差动保护”章节的相关说明。“分辨率”只对双向搜索方式有效,它决定了双向搜索方式的测试精度。
● 故障触发方式    在“时间控制”触发方式下,软件按“故障前延时”—“最大故障时间”—“测试间断时间”这样的顺序循环测试,详细说明请参考“线路保护”章节的有关说明。
● 最小动作确认时间    在“最大故障时间”内,保护多段可能动作。如果保护动作的时间小于“最小动作确认时间”,则尽管是保护的动作信号,软件也不予认可,因可能是其他段抢动。这个时间专门用来在“双向搜索”方式下,躲开某段阻抗动作。例如,要搜索Ⅱ段阻抗边界,“双向搜索”方式下扫描点肯定会进入Ⅰ段阻抗范围,而Ⅰ段的动作时间较Ⅱ段要短,从而造成Ⅰ段保护抢动。
● 故障方向    依据保护定值菜单进行设置,适用于方向性阻抗保护。
● 零序补偿系数    若做接地距离继电器的试验,要注意正确设置零序补偿系数,请参考“线路保护”章节的有关说明。
● 自动设定搜索线参数    在“整定参数”页中有这个按钮,点击此按钮后,软件会根据所设定的整定阻抗自动计算出搜索线的长度以及搜索中心。可以在“搜索阻抗边界”页面中查看。
 搜索阻抗边界
选择“搜索阻抗边界”测试项目时,需设置放射状扫描线,如右图所示。扫描线的设置参照以下方法:


● 扫描中心    扫描中心应尽可能设置在保护的理论阻抗特性图的中心位置附近。扫描中心可以直接输入数据,也可以用鼠标直接点击选择扫描中心。修改扫描中心后,坐标系的坐标轴将自动调整,以保证扫描圆始终在图形中心位置,即扫描中心在图形中心。
● 扫描半径    扫描半径应大于保护阻抗整定值的一半,以保证扫描圆覆盖保护的各个动作边界。搜索时是从非动作区(扫描线外侧点)开始扫描。试验期间,如果发现在扫描某条搜索线的外侧起点时,保护就动作了,则说明这条扫描线没有跨过实际的阻抗边界,即整个搜索线都在动作区内,不符合“每条搜索线都应一部分在动作区内,另一部分在动作区外”的原则。这时,请适当增大“扫描半径”。
● 扫描步长    只对“单向搜索”方式有效,直接影响“单向搜索”方式时的测试精度。
● 扫描范围    默认情况下都是按100%的范围扫描。设置适当的扫描范围,往往可以躲过别的段阻抗保护误动作。例如,设扫描范围为80%,搜索线如右图。
● 搜索角度    通过设置起始角度、终止角度以及角度步长来设置系列搜索线。如果角度步长设置得很小,虽然搜索出的点很多,有利于提高边界搜索精度,但也会大量增加试验时间,实际测试时请选择适当的角度步长。
● 自动设置扫描参数    在整定参数页中,设定好整定阻抗值后,软件将根据整定阻抗值自动计算出扫描中心位置和扫描半径的经验值。该值如果仍有不合适,可以在此基础上进行调整。
 整定参数
        不需要在“整定参数”页面中绘出理论阻抗边界图形也可以进行试验。但是如果有理论图,测试人员较易确定搜索的中心点和搜索线的长度。也方便于对试验结果进行比较。下面简要说明画图的方法。
        绘制多边形    选择“多边形”特性,并选择数据输入方式是 “R-X”还是“Z-Φ”方式。然后在角点1栏设置第一个角点的坐标值(R1,X1)。一般第一个角点设为(0,0)。第一个角点设置完毕,单击“添加”按钮,按相同的方法设置第二个角点,此时,可以从右侧的图中看到这两个点构成的一条线。按照保护的相关定值参数,依次添加多个角点。设置参数时,R和X都可以设置为负数。各角点添加完后点击“画图”按钮,至此软件即绘出了理论的阻抗边界曲线以及相应的误差曲线(以虚线表示)。此时可用鼠标移至图形的中心位置点击鼠标左键,以设置扫描中心点,如右图所示。
绘制圆    在上图中选择“圆”特性,在下面的表格中设置“整定阻抗”、“阻抗角度”以及“偏移量”等参数。右图中将实时显示其图形。用鼠标选中图形的中心,并在“搜索阻抗边界”页面中设置足够大的搜索半径及相应步长。如右图所示。
 特性曲线
         在“测试项目”界面中选择“Z(I)特性曲线”测试项目,用于检验电流与阻抗的关系。参照右图所示。
        参数设置    在“Z(I)特性曲线”界面中,按照定值单依据提示分别设置搜索线的原点、搜索线长度与角度,以及加入的电流的始值与终值,从右图中能观察到实时效果图。
        本试验的方法过程很像做差动继电器试验。如果把这里的阻抗比做差动试验的“制动电流”,则这里的电流就相当于“动作电流”。试验时,阻抗初始值为0,按一定的搜索步长增加。测试在每一个阻抗值下,保护的动作电流。测试完毕,软件会自动绘制出相应的曲线。“Z(V)特性曲线”参照“Z(I)特性曲线”。
        以上就是微机继电保护测试仪的差动试验,谢谢大家的一直关注,这个星期的“微机继电保护测试仪的试验套餐”您还觉得满意吗。您那边如果想了解更多的产品知识,可以进行微信留言和互动。谢谢。