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HDJB-902L六相微機繼電保護測試儀做功率方向及阻抗試驗方法

武漢華頂電力設備有限公司 ? 2023-05-11 09:49 ? 次閱讀
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功率方向及阻抗測試模塊主要用來測試電力系統中與“方向”有關的保護,例如功率方向保護、負序功率方向、零序功率方向、相間功率方向、逆功率方向、相間阻抗和接地阻抗等等,測試它們的動作邊界、最大靈敏角,以及電壓、電流的動作值和動作時間、動作阻抗等。下面僅以“功率方向保護”為例,對這個測試模塊的各個測試單元進行介紹,主界面如下圖所示:

  1. 即包含功率方向保護的各種測試項目,也可以進行相間和接地阻抗的各項測試
  2. 軟件引入了“突變量啟動”選項,能滿足需突變量啟動的保護的測試要求
  3. 采用兩種示圖方式,使試驗的過程不再神秘抽象

邊界測試時,能自動繪出兩條動作邊界

  1. 自動計算最大靈敏角并繪制最大靈敏線

第一節 界面說明
? 測試項目
? 測試對象名稱
可選擇的保護裝置類型有“功率方向保護”、“負序功率保護”、“負序功率方向”、“零序功率”、“零序功率方向”、“相間功率方向”、“逆功率保護”、“相間阻抗”和“接地阻抗”。
? 突變量啟動
選擇突變量啟動時,試驗過程中每次都是先輸出故障前狀態量,然后再輸出試驗所設定的電壓電流量,為了滿足某些保護對突變量啟動的需要,此時需要設定“故障前時間”。若不選突變量啟動,則“故障前時間”無效(自動為0),試驗時每次直接輸出試驗所設定的電壓電流量,并且連續變化。
以“測電壓”為例,突變量的意義可以用右圖表示。點擊“開始試驗”按鈕后,測試儀先輸出正常的電壓,并維持至“故障前電壓”結束;后輸出“故障電壓1”(界面上設置的故障電壓),并維持至“最大故障時間”結束;后測試儀短暫停止輸出(當“試驗間斷時間”不為0時)。
之后,測試儀再次輸出正常的電壓,并維持至“故障前電壓”結束;后輸出“故障電壓2”(變量變化了一個步長之后的電壓),并維持至“最大故障時間”結束;后測試儀短暫停止輸出(當“試驗間斷時間”不為0時)。如此循環輸出。
這樣,測試儀的輸出總是從正常電壓100V突變到故障電壓。整個輸出變化過程如右圖所示:

? 測邊界
自動測試出方向性保護的兩個動作邊界,并且自動計算出最大靈敏角。在“顯示動作角矢量圖”的顯示方式下,從主界面右側的圖中可以很直觀地觀察到兩條邊界線和最大靈敏線。
? 試驗參量
選定一個電壓和一個電流輸出,其夾角Φ(U,I)在給定范圍內變化,測試出左右動作邊界。
考慮到保護一般采用90°接線方式,所以測試時也一般取線電壓和第三相的相電流,如取電壓UAB,電流IC。有時也可以選一相電壓和一相電流進行試驗,但一般不選線電流。注意,所選電壓電流的值可以設定,但未被選擇的各相電壓值均等于額定電壓,角度保持對稱,未被選擇的各相電流均為0。

設置Φ(U,I)的搜索范圍時,首先應了解保護裝置的“最大靈敏角”的整定值,要保證設置的搜索范圍能覆蓋保護實際的兩個動作邊界,即搜索始值和搜索終值均應設置在動作區之外,測試儀從“非動作區”向“動作區”搜索。
搜索開始時保護不動作,當角度變化到某一值時保護動作,即認為找到一個動作邊界,并在圖中劃條線,然后立即轉換搜索方向搜索另一個邊界角(備注:此時測試儀輸出的起始角度就是所設置的“搜索終值”)。當搜索出第二條動作邊界時,軟件再次劃線。在計算出最大靈敏線后,軟件自動在圖中標出最大靈敏線。
? 動作角定義
根據所測試的保護類型選擇動作角是“試驗相夾角”、“(U0,I0)”還是“(U2,I2)”。若是普通功率方向或阻抗繼電器時選“試驗相夾角”,即所選試驗電壓電流的夾角。若是零序或負序保護時,應選(U0,I0)或(U2,I2)。
? 矢量圖顯示

當選擇“顯示三相電壓、電流矢量圖”時,圖中顯示的是各相電壓電流的矢量圖。

當選擇“顯示動作角矢量圖”時,圖中只顯示所選定動作角的電壓量和電流量。如選(U2,I2),則只顯示U2和I2的值和角度。這種顯示方式,便于直觀地觀察到動作邊界的搜索過程。

? 測電流
測動作電流的方法是:電壓和夾角固定,電流由小到大按步長遞增,直到保護動作,測出動作電流值。試驗中Φ(U,I)夾角一般應設置為保護的最大靈敏角。如右圖所示:
試驗時,選取一個線電壓,為非變量;選取第三相電流,為變量。電流的變化范圍應包含保護的整定動作電流。軟件對角度的定義是:電壓超前電流的角度為正。所以設置角度時應注意正、負角。一般,當角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時,保護動作最靈敏,測出的動作電流也趨于一個定值。當設置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界,測出的動作電流可能偏大或不動作。
? 測電壓
測動作電壓方法是:電流和夾角固定,電壓由小到大按步長遞增,直到保護動作,測出動作電壓值。試驗中Φ(U,I)夾角一般應設置為保護的最大靈敏角。
試驗時,選取一相電流,為非變量;選取另外兩相的線電壓,為變量。電壓的變化范圍應包含保護的整定動作電壓。軟件對角度的定義是:電壓超前電流的角度為正。所以設置角度時應注意正、負角。一般,當角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時,保護動作最靈敏,測出的動作電壓也趨于一個定值。當設置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界,測出的動作電壓可能偏大或不動作。
? 測動作時間
測動作時間的方法是:直接給保護加一個動作電壓和動作電流,并且電壓與電流的夾角應設置在動作區內,最好是靈敏角。保護動作即記錄下動作時間。
? 測阻抗
測動作阻抗的方法與上面的“測電壓”、和“測電流”很相似,也是通過單獨改變電壓或電流使保護動作。所不同的是,該單元記錄的是保護的動作阻抗值,而不是動作電壓或動作電流。如下圖所示:
Φ(U,I)的夾角要保證在保護動作區內,一般取最大靈敏角。

阻抗值是根據動作時的電壓電流值計算得出的,注意如果是接地阻抗時,要考慮零序補償系數的問題,這種情況必須正確設置零序補償系數,默認值為0.667。

第二節 試驗指導
? 微機保護對角度的定義
一般,微機保護對角度的定義為:電壓超前電流的方向為正,反之為負。并且,常常默認電壓的角度為0°,即電流的角度是以電壓為參考的。右圖所示為某功率方向保護的動作特性。其最大靈敏角為-45°,兩個動作邊界分別為:-135°≤Φ≤45°。這與X/Y坐標里的角度概念正好相反。
圖中,陰影部分為保護的動作區,對應著兩個動作邊界:45°和-135°。試驗設置試驗參數時,應保證兩個搜索邊界分別大于45°和小于-135°,也即在非動作區。然后將由非動作區向動作區搜索。
? 動作邊界的搜索
在測試保護的最大靈敏角時,若不知道其實際的動作邊界,可采用以下方法進行探求:
將“測邊界”頁面中的“Ф(U,I)搜索范圍從”設置為0°,開始試驗。若保護不動作,再將該參數該為30°,以次類推。假設當Ф(U,I)為20°時保護不動作,在0°時動作,則說明保護的一條動作邊界在0°~20°之間。用同樣的方法找出保護動作的另一條邊界的大致范圍,假設為-130°~-120°。
在軟件界面上設置搜索角時應注意,軟件總是從“Ф(U,I)搜索范圍從”這個角度開始按步長增加,測試出一條動作邊界后,再從“到”這個角度開始按步長減小。所以,假設“Ф(U,I)搜索步長”設置為1°(正值),則以上面的數據為例時,“Ф(U,I)搜索范圍從”應設為-130°,“到”應設為20°。

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