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母线差动保护带负荷测试

北极星电力网技术频道    作者:3   2007/12/21 10:32:52   

 关键词:  差动保护 母线 差动

母线差动保护带负荷测试郭 锐(乐山电业局修试所,四川乐山614000)  摘 要:针对母线差动保护在设计、安装、整定过程中可能出现的各种问题,结合母线差动保护原理,提出了带负荷测试的内容及分析、判定方法。  要害词:带负荷测试;测试内容;测试数据分析  Abstract:Aimingatdifferentproblemspossiblyoccurredintheprocessofdesign,installationandsettingforbusdifferentialprotection,thecontentsofon-loadtestandtheanalysisanddiagnosismethodshavebeenputforwardinlightoftheprincipleofbusdifferentialprotection.  Keywords:on-loadtest;testcontents;testdataanalysis  变电站的汇流母线,短路水平高,影响范围大,因而需要保护快速做出反应,差动保护正好能充当这一角色,其原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时,能有效担当母线保护神。怎样才知道差动保护的运行情况呢?怎样才知道差动保护的整定、接线正确呢?唯有用负荷电流检验。但检验时要测哪些量?测得的数据又怎样分析、判定呢?下面就针对这些问题做些讨论。1母线差动保护的简要原理  差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的,当母线正常工作和区外故障时,母线就相当于一个节点,流入的电流和流出的电流相等,差动继电器不动作。当母线故障时,挂在母线上有电源的线路都向母线提供短路电流,差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流,差动继电器动作。2母线差动保护带负荷测试的重要性  母线差动保护原理简单,但实现方式相对复杂,通常在变电站的母线上,都挂有多条线路,要将每条线路TA的变比、极性组合正确,难免失误;还有分段或母联开关TA的极性组合,极易把人弄糊涂,为把这些因素排除在外,就得对母线差动保护进行带负荷测试。3母线差动保护带负荷测试内容  要排除设计、安装、整定过程中的疏漏(如线接错、极性弄反、平衡系数算错等等),就要收集充足、完备的测试数据。  1)差流(或差压)。母线差动保护是靠各侧TA二次电流和差流工作的,所以差流(或差压)是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器(如RCS-915、BP-2A型差动继电器),用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流;磁平衡补偿的差动继电器和中阻抗母线差动继电器(如BCH-1、DCD-5型差动继电器),用0.5级交流电压表依次测出A相、B相、C相差压。  2)各侧电流的幅值和相位。只凭借差流判定差动保护正确性是不充分的,因为一些接线或变比的小错误,往往不会产生明显的差流,且差流随负荷电流变化,负荷小,差流跟着变小,所以,除测试差流外,还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位(相位以一相TV二次电压做参考),并记录。此处不推荐通过微机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。  3)母线潮流。通过控制屏上的电流、有功、无功功率表,或者监控显示器上的电流、有功、无功功率数据,或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据,记录母线上各路电流大小,有功、无功功率大小和流向,为TA变比、极性分析奠定基础。  负荷电流要多大呢?当然越大越好,负荷电流越大,各种错误在差流中的体现就越明显,就越轻易判定。然而,实际运行的母线,负荷电流受网络限制,不会很大,但至少应满足所用测试仪器精度要求,以及差流和负荷电流的可比性。若某条线路二次负荷电流只有0.2A,而差流就有65mA时,判定母线差动保护的正确性就相当困难。4母线差动保护带负荷测试数据分析  数据收集完后,便是对数据的分析与判定。数据分析是带负荷测试最要害的一步,假如马虎,或对母线差动保护原理和实现方式把握不够,就会让一个个错误溜走,得出错误的结论。那么对于测得的数据应从哪些方面着手呢?4.1看电流相序  正确接线下,各条线路电流都是正序:A相超前B相,B相超前C相,C相超前A相。若与此不符,则有可能:(1)在端子箱的二次电流回路相别和一次电流相别不对应,比如端子箱内定义为A相电流回路的电缆芯接在了C相TA上,这种情况在一次设备倒换相别时最轻易发生。(2)从端子箱到保护屏的电缆芯接反,比如一根电缆芯在端子箱接A相电流回路,在保护屏上却接B相电流输入端子,这种情况一般由安装人员的马虎造成。4.2看电流的对称性  每条线路A相、B相、C相电流幅值基本相等,相位互差120°,即A相电流超前B相120°,B相电流超前C相120°,C相电流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10,则有可能:(1)该条线路负荷三相不对称,一相电流偏大或一相电流偏小。(2)该条线路负荷三相对称,但波动较大,造成测量一相电流幅值时负荷大,而测另一相时负荷小。(3)某一相TA变比接错,比如该相TA二次绕组抽头接错。(4)某一相电流存在寄生回路,比如某一根电缆芯在剥电缆皮时绝缘损伤,对电缆屏蔽层形成漏电流,造成流入保护屏的电流减小。若某两相相位偏差大于10,则有可能:(1)该条线路功率因数波动较大,造成测量一相电流相位时功率因数大,而测另一相时功率因数小。(2)某一相电流存在寄生回路,造成该相电流相位偏移。4.3看各条线路电流幅值核实TA变比  用各条线路一次电流除以二次电流,得到实际TA变比,该变比应和整定变比基本一致。变比搞错在母线增扩间隔中经常出现。假如偏差大于10,则有可能:(1)TA的一次线未按整定变比进行串联或并联。(2)TA的二次线未按整定变比接在相应的抽头上。4.4检查差动保护电流回路极性组合的正确性  母差保护所保护的母线上一般挂有多个开关,带负荷测试时往往不只两个开关运行,三个及以上开关同名相电流相位比较不易找到参考,所以最好和负荷潮流方向相比较,即所有线路开关的电流电压夹角应和该线路有、无功负荷决定的一次电流电压夹角相同或相差180°。如:母线向一条线路开关送出有功80MW、无功60Mvar,则该线路一次电流电压夹角φ=Arctag(60/80)=37°;一条线路开关向母线送出有功80MW、无功60Mvar,则该线路一次电流电压夹角φ=-Arctag(60/80)=-37°。母联或分段也当作母线上挂的一条线路开关来考虑。若一条线路开关(可以是母联、分段)一二次夹角差和其它线路夹角差不同(偏差大于10°),则有可能该条线路开关TA二次绕组极性接反。在安装TA时,由于某种原因其一次极性未能按图纸摆放时,二次极性要做相应颠倒,假如二次极性未颠倒,就会发生这种情况。4.5看差流(或差压)大小,检查整定值的正确性  当母线上各线路开关TA变比不一致时,需要补偿。微机母差保护用不同的平衡系数来补偿,磁平衡补偿的差动继电器用变流器或平衡线圈来补偿,中阻抗母线差动继电器采用变流器来补偿。由于补偿方式不一样,判定标准就不一样。用平衡系数来补偿的微机母差保护差流最好不大于60mA,磁平衡补偿的差动继电器引用《新编保护继电器校验》中的规定不大于150mV,中阻抗母线差动继电器存在制动电压,故要求其差压不大于零。若不满足这些要求,则有可能:(1)平衡系数算错、平衡线圈匝数算错或变流器变比摆放错。(2)4.1~4.4中列举的各种因素,都会最终造成差流(或差压)不满足要求,但只要按照4.1~4.4依次检查,就会将这些因素一个个排除,此处就不再赘述。4.6非凡提示  带负荷测试时一定要注重对母联或分段的测试。在很多站,母联或分段兼做旁路开关,此时的带负荷测试就必须在母联或分段可能的几种运行方式下分别进行,不能偷懒。5结束语  带负荷测试对母线差动保护的安全运行起着至关重要的作用,要有足够的重视。带负荷测试前,要深入了解母线差动保护原理、实现方式和定值意义,熟悉现场接线;带负荷测试中,要按照带负荷测试内容,认真、仔细、全面收集数据;带负荷测试后,要对照上述5条分析方法,逐一检查、逐一判定。只要切实做到了这三点,母线差动保护就万无一失了。参考文献[1]贺家李等.电力系统继电保护原理[M].北京:水电出版社,1984.[2]王钧英等:新编保护继电器校验[M].北京:中国电力出版社,1998

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