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HDJB-902L六相微机继电保护测试仪做功率方向及阻抗试验方法

发表时间: 2019-08-06 11:56:33

作者: 武汉华顶电力

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功率方向及阻抗试验

功率方向及阻抗测试模块主要用来测试电力系统中与“方向”有关的保护,例如功率方向保护、负序功率方向、零序功率方向、相间功率方向、逆功率方向、相间阻抗和接地阻抗等等,测试它们的动作边界、***灵敏角,以及电压、电流的动作值和动作时间、动作阻抗等。下面仅以“功率方向保护”为例,对这个测试模块的各个测试单元进行介绍,主界面如下图所示:

  1. 即包含功率方向保护的各种测试项目,也可以进行相间和接地阻抗的各项测试
  2. 软件引入了“突变量启动”选项,能满足需突变量启动的保护的测试要求
  3. 采用两种示图方式,使试验的过程不再神秘抽象

边界测试时,能自动绘出两条动作边界

  1. 自动计算***灵敏角并绘制***灵敏线

***节   界面说明
 测试项目
  测试对象名称
可选择的保护装置类型有“功率方向保护”、“负序功率保护”、“负序功率方向”、“零序功率”、“零序功率方向”、“相间功率方向”、“逆功率保护”、“相间阻抗”和“接地阻抗”。
  突变量启动
选择突变量启动时,试验过程中每次都是先输出故障前状态量,然后再输出试验所设定的电压电流量,为了满足某些保护对突变量启动的需要,此时需要设定“故障前时间”。若不选突变量启动,则“故障前时间”无效(自动为0),试验时每次直接输出试验所设定的电压电流量,并且连续变化。
以“测电压”为例,突变量的意义可以用右图表示。点击“开始试验”按钮后,测试仪先输出正常的电压,并维持至“故障前电压”结束;后输出“故障电压1”(界面上设置的故障电压),并维持至“***故障时间”结束;后测试仪短暂停止输出(当“试验间断时间”不为0时)。
之后,测试仪再次输出正常的电压,并维持至“故障前电压”结束;后输出“故障电压2”(变量变化了一个步长之后的电压),并维持至“***故障时间”结束;后测试仪短暂停止输出(当“试验间断时间”不为0时)。如此循环输出。
这样,测试仪的输出总是从正常电压100V突变到故障电压。整个输出变化过程如右图所示:

 测边界
自动测试出方向性保护的两个动作边界,并且自动计算出***灵敏角。在“显示动作角矢量图”的显示方式下,从主界面右侧的图中可以很直观地观察到两条边界线和***灵敏线。
  试验参量
选定一个电压和一个电流输出,其夹角Φ(U,I)在给定范围内变化,测试出左右动作边界。
考虑到保护一般采用90°接线方式,所以测试时也一般取线电压和第三相的相电流,如取电压UAB,电流IC。有时也可以选一相电压和一相电流进行试验,但一般不选线电流。注意,所选电压电流的值可以设定,但未被选择的各相电压值均等于额定电压,角度保持对称,未被选择的各相电流均为0

设置Φ(U,I)的搜索范围时,首先应了解保护装置的“***灵敏角”的整定值,要保证设置的搜索范围能覆盖保护实际的两个动作边界,即搜索始值和搜索终值均应设置在动作区之外,测试仪从“非动作区”向“动作区”搜索。
搜索开始时保护不动作,当角度变化到某一值时保护动作,即认为找到一个动作边界,并在图中划条线,然后立即转换搜索方向搜索另一个边界角(备注:此时测试仪输出的起始角度就是所设置的“搜索终值”)。当搜索出第二条动作边界时,软件再次划线。在计算出***灵敏线后,软件自动在图中标出***灵敏线。
  动作角定义
根据所测试的保护类型选择动作角是“试验相夹角”、“(U0,I0)”还是“(U2,I2)”。若是普通功率方向或阻抗继电器时选“试验相夹角”,即所选试验电压电流的夹角。若是零序或负序保护时,应选(U0,I0)或(U2,I2)。
  矢量图显示

当选择“显示三相电压、电流矢量图”时,图中显示的是各相电压电流的矢量图。

当选择“显示动作角矢量图”时,图中只显示所选定动作角的电压量和电流量。如选(U2I2),则只显示U2I2的值和角度。这种显示方式,便于直观地观察到动作边界的搜索过程。

 测电流
测动作电流的方法是:电压和夹角固定,电流由小到大按步长递增,直到保护动作,测出动作电流值。试验中Φ(U,I)夹角一般应设置为保护的***灵敏角。如右图所示:
试验时,选取一个线电压,为非变量;选取第三相电流,为变量。电流的变化范围应包含保护的整定动作电流。软件对角度的定义是:电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般,当角度为***灵敏角或接近***灵敏角时,保护动作***灵敏,测出的动作电流也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界,测出的动作电流可能偏大或不动作。
 测电压
测动作电压方法是:电流和夹角固定,电压由小到大按步长递增,直到保护动作,测出动作电压值。试验中Φ(U,I)夹角一般应设置为保护的***灵敏角。
试验时,选取一相电流,为非变量;选取另外两相的线电压,为变量。电压的变化范围应包含保护的整定动作电压。软件对角度的定义是:电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般,当角度为***灵敏角或接近***灵敏角时,保护动作***灵敏,测出的动作电压也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界,测出的动作电压可能偏大或不动作。
 测动作时间
测动作时间的方法是:直接给保护加一个动作电压和动作电流,并且电压与电流的夹角应设置在动作区内,***是灵敏角。保护动作即记录下动作时间。
 测阻抗
测动作阻抗的方法与上面的“测电压”、和“测电流”很相似,也是通过单独改变电压或电流使保护动作。所不同的是,该单元记录的是保护的动作阻抗值,而不是动作电压或动作电流。如下图所示:
Φ(U,I)的夹角要保证在保护动作区内,一般取***灵敏角。

阻抗值是根据动作时的电压电流值计算得出的,注意如果是接地阻抗时,要考虑零序补偿系数的问题,这种情况必须正确设置零序补偿系数,默认值为0.667


第二节   试验指导
 微机保护对角度的定义
一般,微机保护对角度的定义为:电压超前电流的方向为正,反之为负。并且,常常默认电压的角度为0°,即电流的角度是以电压为参考的。右图所示为某功率方向保护的动作特性。其***灵敏角为-45°,两个动作边界分别为:-135°≤Φ≤45°。这与X/Y坐标里的角度概念正好相反。
图中,阴影部分为保护的动作区,对应着两个动作边界:45°和-135°。试验设置试验参数时,应保证两个搜索边界分别大于45°和小于-135°,也即在非动作区。然后将由非动作区向动作区搜索。
 动作边界的搜索
在测试保护的***灵敏角时,若不知道其实际的动作边界,可采用以下方法进行探求:
将“测边界”页面中的“Ф(U,I)搜索范围从”设置为0°,开始试验。若保护不动作,再将该参数该为30°,以次类推。假设当Ф(U,I)为20°时保护不动作,在0°时动作,则说明保护的一条动作边界在0°~20°之间。用同样的方法找出保护动作的另一条边界的大致范围,假设为-130°~-120°。
在软件界面上设置搜索角时应注意,软件总是从“Ф(U,I)搜索范围从”这个角度开始按步长增加,测试出一条动作边界后,再从“到”这个角度开始按步长减小。所以,假设“Ф(U,I)搜索步长”设置为1°(正值),则以上面的数据为例时,“Ф(U,I)搜索范围从”应设为-130°,“到”应设为20°。


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