第3期(总第126期)
2005年6月
山 西 电 力
SHAN X I EL ECTR I C POW ER
N o 13(Ser 1126)
Jun 12005
母线差动保护的带负荷测试与数据分析
刘文华
(太原供电分公司断电保护所, 山西太原 030012)
摘要:根据母线差动保护的基本原理, 介绍带负荷测试母线差动保护应测试的主要数据, 探讨对所测试数据的分析方法, 判断保护平衡系数的整定和二次接线的正确性。关键词:母线差动保护; 带负荷测试数据; 分析方法
中图分类号:TM 773 文献标识码:A 文章编号:167120320(2005) 0018202
, , 以验证差动保护在运。
1 常用母线差动保护的基本原理
综合考虎母线接线方式、、, 电流的, 节点的电流。母线就相当于电路中的一个节点, 当母线正常运行或母线区外发生故障时, 母线流进的电流等于流出的电流, 反映在二次回路里, 流过母线差动保护继电器的电流值为零, 保护处于不动作状态。当母线发生区内故障时, 连接在母线上的各有源支路都向母线提供短路电流, 这样反映在二次回路里的电流是一个电流差值, 当流过母线差动保护继电器的差流大于整定值时, 保护动作跳开母线联络断路器和连接于该母线上的所有断路器, 达到将发生故障的母线从系统中切除的要求。
3 带负荷测试母线差动保护时应主要测试的数据
怎样知道母线差动保护的配置在安装、调试、整定等环节是否有疏漏, 如:CT 的极性接反, 回路接错, 整定时平衡系数算错等, 可以在带负荷的情况下测试有关的数据为下一步分析判断做准备, 主要应测试的数据如下。311 差流或差压
目前, 多数变电站配置的母线差动保护主要有电磁型(如:BCH -1型、PM H 型) 和微机型(如:RCS -915型) 。电磁型母差保护采用磁平衡补偿的
差动继电器和中阻抗母线差动继电器, 需用高阻抗输入的015级交流电压表依次测出A 相、B 相、C 相差压; 微机型母差保护采用电流平衡补偿的差动继电器, 用钳形相位表或通过微机保护的液晶显示屏依次测出A
相、B 相、C 相差流。312 各侧电流的幅值和相位
2 带负荷测试母线差动保护的必要性
虽然母线差动保护的原理简单, 但是要保证保
护装置正确动作却受多方面因素的影响:一是变电站的母线上一般都连接有多条输出线路, 各条线路配置的保护用的电流互感器(以下简称CT ) 变比和极性必须正确; 二是各线路CT 二次输出的电流误差值应符合规定的范围; 三是母联断路器、母联兼旁路断路器或分段用的断路器配置的CT 变比和极性正确, 要符合一次系统运行方式, 总之二次回路的组合要满足母线差动保护原理的要求。而这些因素在回路没有电流下的情况下鉴定工作量大, 容易
收稿日期:200424229, 修回日期:200524230
作者简历:刘文华(19772) , 女, 辽宁新余县人, 2002年毕业于太原
理工大学电力系统自动化专业, 助理工程师。
仅仅通过差流来判断母线差动保护的正确与否是不充分的, 因为有些接线或变比的小错误产生的差流并不明显, 而且差流随负荷电流的变化成正比, 负荷越小, 差流也跟着变小, 所以除需测试差流外, 还要用钳形相位表从保护屏的端子排上依次测出各侧A , B , C 相的幅值和相位(相位以某相PT 二次电压为基准) , 并记录。这里不建议通过微机保护装置的液晶显示屏记录电流的幅值和相位。313 母线的潮流值
可通过后台显示器或控制屏以及调度端遥测记录母线上各路电流、有功功率、无功功率的大小和流向, 为下一步分析CT 的变比和极性奠定基础。
2005年6月 刘文华:母线差动保护的带负荷测试与数据分析・19・
差流是随负荷电流成正比变化的, 那么测试时负荷电流应有多大合适呢? 当然越大越好, 负荷电流越大, 各种错误在差流中体现得就越明显, 越容易判断。但是实际运行中的母线受网络各方面的限制, 其负荷电流不会很大, 不过至少应满足所用测试仪器精度的需要, 同时也要满足差流和负荷电流的可比性。如果轻负荷时差流与负荷电流的数值相差不大, 那判断母差保护的正确性就会很困难。
±10%, 原b ) 若某两相间的相位差大于120°
因可能有:①该两相中的某一相电流回路存在寄生
回路, 造成该相电流相位偏移; ②该两相中的某一相绝缘不好, 致使电流分流, 相位偏移; ③该条线路的功率因素波动大, 功率因素大时测的一相电流相位与功率因素小时测的另一相电流相位偏移大。413 根据根据的一二次电流幅值, 核对CT 变化
用某条线路的一次电流除以二次电流, 可以得出实际的CT 变化, 该变比应与整定变比基本一致。若偏差大于10%, 则原因如下。
a ) CT 的一次侧未按照定值变比进行串联或并联连接。
b ) CT 头上。
。
(分析CT 极
母线上一般连有多条线路, 通过分析各条线路同各相电流相位, 来检查差动保护的电流回路CT 极性的正确性。以各线路负荷潮流方向为准, 线路CT 的二次电流、电压夹角应与该线路有、无功负荷
4 对所测试的数据进行分析
将以上测试所得的各项数据收集好后, 需要对这些数据进行正确的分析和判断。数据分析是判断保护装置能否正确动作的关键的一个环节, 如果这一环节做不好, 就会给保护装置留下隐患, 从而得出错误的结论, 运行中的保护就可能误动或拒动。那么对收集好的数据应进行分析判断方法如下。411 分析电流的相序
当二次接线正确时, 序排列, 即C 相, C 相超前于A , 则可能是因为以下错误原因造成的a ) 一次设备引到端子箱的二次电流回路相别与一次设备相别不对应。如:从A 相CT 上引到端子箱的电缆芯接在了定义为B 相的电流回路上, 这种情况可能会发生在一次设备倒换相别时。
如:一根b ) 从端子箱到保护屏的电缆芯接错了。电缆芯的一端接在端子箱的C 相电流回路, 而另一
端接在了保护屏的B 相电流输入端, 这种情况可能是由于保护人员查错了线或是配错了线而造成的。412 分析电流的对称性
a ) 在正确接线下, A , B , C 三相电流的幅值应该基本相等, 且相位互差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°。若某相电流幅值偏差大于10%, 可能是以下原因造成的:①该条线路的某相CT 二次绕组抽头接错, 造成变比不同; ②该条线路的负荷三相对称, 但负荷波动较大, 造成测量三相电流幅值时所带的负荷相差大, 所以幅值差别大; ③某相电缆绝缘不好, 对电缆屏蔽层形成分流, 使流入保护屏的实际电流减小; ④某一相在接线过程中存在寄生回路。
决定的一次电流、电压夹角相同或相差180°。如:以各线路负荷潮流方向为准, 母线向线路送出有功90MW , 无功70M var , 则一次电流电压夹角5=
90) =38°, 若从线路流向母线有功90A rctg (70
90) =-38°。MW , 无功70M var , 则5=A rctg (70
如果一条线路一二次电流、电压夹角差与其他线路
的夹角差偏差大, 则可能是该条线路CT 的二次绕组的极性接反了。(注:母联或分段断路器也当作挂
) 在母线上的一条线路来考虑。
415 分析差流或差压大小, 判断整定的正确性
当母线上某条线路的CT 变比与其他的不一致
时, 需要补偿。对于微机母差保护采用平衡系断来补偿, 要求差流不大于60mA ; 电磁型母差保护采用磁平衡补偿的差动继电器用变流器或平衡线圈来补偿, 规定差压不大于150mV , 中阻抗母线差动继电器用变流器来补偿
, 要求差压接近于零。若不能满足要求, 可能原因为:①平衡系数、平衡线圈匝数算错或变流器变比不对; ②从411～414所列举的情况, 都可能导致差流或差压不满足要求。
Study of Relevan t Ana lytica l M ethod about Tak i ng the Burden
Tests on the bus -bar D ifferen ti a l Protection
(下转第21页)
2005年6月 郭润生, 等:PSL 641
型微机线路保护误动原因分析及改进措施・21・
闸令”。
PSL 641线路保护装置动作跳闸出口的原理
是:当系统发生故障且故障电流大于保护装置启动定值时, 装置发启动令(QDJ A 继电器的30C 点被置为+24V 高电位) , QDJ A 继电器励磁。它的一副常开接点QDJ -1闭合, 开放保护出口-24V 电源, 为跳闸出口准备好条件。当达到定值时(例如电流三段) , 电流某段保护动作, 装置发跳令(TJA 继电器的28C 点被置为+24V 高电位) , TJ A 继电器励磁, 保护出口跳闸。简单的讲PSL 641保护装置跳闸出口的条件是:30C 和28C 两点都被置为+24V 高电位, 即跳令和启动令同时存在。
我们从误动PSL 641保护装置的故障录波图可以看到, 第3路“启动”开关量在故障发生瞬间0m s 时出现高电位, 而第4路“跳闸”开关量反常, 在-40m s 时就出现高电位, 就有跳令在。这正是PSL 641障时误动的原因。
不自动收回, 也就是QDJ A 继电器的30C 点的电位自动返回, 而TJ A 继电器的28C 点的电位不返回。本来“跳闸”令也应该和“启动”令一样在开出传动后自动收回。但是软件设计时为它设置了收回的条件:①按装置复归按钮; ②在开入检查中置开出反馈为分位; ③装置重新上电。如果不满足以上三点中任一点要求, 则该点始终保持+24V 高电位。这样设计的结果只能有一个, 给装置留下了误动的隐患。
不知PSL 641保护装置开出传动软件这样设计是何道理? 装置说明书竟对此未作任何说明!
铺上、七里沟站这几次PSL 641保护装置误动, 装置跳闸令没有收回, , 引起保护装置PSL 641保护装置进行逐一, 其开出反馈都为合位, 也证明我们的分析是正确的。同时我们同厂家联系后, 厂家也承认装置存在这样的问题。
从PSL 641保护装置误动我们得出结论。a ) PSL 641保护装置开出传动软件程序设计有缺陷, 生产厂家应该进行改进:①开出传动试验后, TJ A 继电器的28C 点的电位应该自动返回; ②说明书应该向用户明确交代注意事项。
b ) 同时也提醒我们, 在微机保护装置日益普及的情况下, 虽然装置的运行维护简化了操作, 但专业人员不能因此掉以轻心, 不能放过任何一个疑点。
2 PSL 641令的原因
PSL 641保护装置有自动测试装置硬件中是否
完好的开出传动功能, 从图2看出, 当开出传动TJ A 继电器时, PSL 641保护装置软件程序自动发出“启动”和“跳闸”令(置装置QDJ A 继电器的30C 点和TJ A 继电器的28C 点为+24V 高电位) , 达到传动TJ A 继电器目的。但是, PSL 641保护装置在开出传动结束后, “启动”令自动收回, “跳闸”令
PS L 641M icro -Com puter L i ne protection M a lfun tion
and its I m prov i ng M ea sure
GUO Run -sheng , HE Ca i -hong , W U Zhuo -juan
(Shuozhou Electr ic Power Co m pany , Ta iyuan , Shanx i 036002, Ch i na )
Abstract :R egarding PSL 641company p ro tecti on m alfun ti on happend w h ile fau lts occu red ou t of the area , It finds ou t the reason pu ts fo rw o rd ou r snggesti on .
Key words :open ex ten t ofthe s w itch ; settingup comm and ; tri p commo red
(上接第19页)
L IU W en -hua
(Ta iyuan Power Supply Co m pany , Ta iyuan , Shanx i 030012, Ch i na )
Abstract :A cco rding to the basic p rinci p le of bu s 2bar differen tial p ro tecti on , it is m ain ly in trouced in th is article that the m ain data the bu rden tests the bu s 2bar’sdifferen tial p ro tecti on , and studied the analyticalm ethod of the test data , and judged the settlem en t of p ro tecti on’sequ ilib rium coefficien t and the accu racy of the line tw ice .
Key words :bu s 2bar differen tial p ro tecti on ; data testing on load ; analytical m ethod
第3期(总第126期)
2005年6月
山 西 电 力
SHAN X I EL ECTR I C POW ER
N o 13(Ser 1126)
Jun 12005
母线差动保护的带负荷测试与数据分析
刘文华
(太原供电分公司断电保护所, 山西太原 030012)
摘要:根据母线差动保护的基本原理, 介绍带负荷测试母线差动保护应测试的主要数据, 探讨对所测试数据的分析方法, 判断保护平衡系数的整定和二次接线的正确性。关键词:母线差动保护; 带负荷测试数据; 分析方法
中图分类号:TM 773 文献标识码:A 文章编号:167120320(2005) 0018202
, , 以验证差动保护在运。
1 常用母线差动保护的基本原理
综合考虎母线接线方式、、, 电流的, 节点的电流。母线就相当于电路中的一个节点, 当母线正常运行或母线区外发生故障时, 母线流进的电流等于流出的电流, 反映在二次回路里, 流过母线差动保护继电器的电流值为零, 保护处于不动作状态。当母线发生区内故障时, 连接在母线上的各有源支路都向母线提供短路电流, 这样反映在二次回路里的电流是一个电流差值, 当流过母线差动保护继电器的差流大于整定值时, 保护动作跳开母线联络断路器和连接于该母线上的所有断路器, 达到将发生故障的母线从系统中切除的要求。
3 带负荷测试母线差动保护时应主要测试的数据
怎样知道母线差动保护的配置在安装、调试、整定等环节是否有疏漏, 如:CT 的极性接反, 回路接错, 整定时平衡系数算错等, 可以在带负荷的情况下测试有关的数据为下一步分析判断做准备, 主要应测试的数据如下。311 差流或差压
目前, 多数变电站配置的母线差动保护主要有电磁型(如:BCH -1型、PM H 型) 和微机型(如:RCS -915型) 。电磁型母差保护采用磁平衡补偿的
差动继电器和中阻抗母线差动继电器, 需用高阻抗输入的015级交流电压表依次测出A 相、B 相、C 相差压; 微机型母差保护采用电流平衡补偿的差动继电器, 用钳形相位表或通过微机保护的液晶显示屏依次测出A
相、B 相、C 相差流。312 各侧电流的幅值和相位
2 带负荷测试母线差动保护的必要性
虽然母线差动保护的原理简单, 但是要保证保
护装置正确动作却受多方面因素的影响:一是变电站的母线上一般都连接有多条输出线路, 各条线路配置的保护用的电流互感器(以下简称CT ) 变比和极性必须正确; 二是各线路CT 二次输出的电流误差值应符合规定的范围; 三是母联断路器、母联兼旁路断路器或分段用的断路器配置的CT 变比和极性正确, 要符合一次系统运行方式, 总之二次回路的组合要满足母线差动保护原理的要求。而这些因素在回路没有电流下的情况下鉴定工作量大, 容易
收稿日期:200424229, 修回日期:200524230
作者简历:刘文华(19772) , 女, 辽宁新余县人, 2002年毕业于太原
理工大学电力系统自动化专业, 助理工程师。
仅仅通过差流来判断母线差动保护的正确与否是不充分的, 因为有些接线或变比的小错误产生的差流并不明显, 而且差流随负荷电流的变化成正比, 负荷越小, 差流也跟着变小, 所以除需测试差流外, 还要用钳形相位表从保护屏的端子排上依次测出各侧A , B , C 相的幅值和相位(相位以某相PT 二次电压为基准) , 并记录。这里不建议通过微机保护装置的液晶显示屏记录电流的幅值和相位。313 母线的潮流值
可通过后台显示器或控制屏以及调度端遥测记录母线上各路电流、有功功率、无功功率的大小和流向, 为下一步分析CT 的变比和极性奠定基础。
2005年6月 刘文华:母线差动保护的带负荷测试与数据分析・19・
差流是随负荷电流成正比变化的, 那么测试时负荷电流应有多大合适呢? 当然越大越好, 负荷电流越大, 各种错误在差流中体现得就越明显, 越容易判断。但是实际运行中的母线受网络各方面的限制, 其负荷电流不会很大, 不过至少应满足所用测试仪器精度的需要, 同时也要满足差流和负荷电流的可比性。如果轻负荷时差流与负荷电流的数值相差不大, 那判断母差保护的正确性就会很困难。
±10%, 原b ) 若某两相间的相位差大于120°
因可能有:①该两相中的某一相电流回路存在寄生
回路, 造成该相电流相位偏移; ②该两相中的某一相绝缘不好, 致使电流分流, 相位偏移; ③该条线路的功率因素波动大, 功率因素大时测的一相电流相位与功率因素小时测的另一相电流相位偏移大。413 根据根据的一二次电流幅值, 核对CT 变化
用某条线路的一次电流除以二次电流, 可以得出实际的CT 变化, 该变比应与整定变比基本一致。若偏差大于10%, 则原因如下。
a ) CT 的一次侧未按照定值变比进行串联或并联连接。
b ) CT 头上。
。
(分析CT 极
母线上一般连有多条线路, 通过分析各条线路同各相电流相位, 来检查差动保护的电流回路CT 极性的正确性。以各线路负荷潮流方向为准, 线路CT 的二次电流、电压夹角应与该线路有、无功负荷
4 对所测试的数据进行分析
将以上测试所得的各项数据收集好后, 需要对这些数据进行正确的分析和判断。数据分析是判断保护装置能否正确动作的关键的一个环节, 如果这一环节做不好, 就会给保护装置留下隐患, 从而得出错误的结论, 运行中的保护就可能误动或拒动。那么对收集好的数据应进行分析判断方法如下。411 分析电流的相序
当二次接线正确时, 序排列, 即C 相, C 相超前于A , 则可能是因为以下错误原因造成的a ) 一次设备引到端子箱的二次电流回路相别与一次设备相别不对应。如:从A 相CT 上引到端子箱的电缆芯接在了定义为B 相的电流回路上, 这种情况可能会发生在一次设备倒换相别时。
如:一根b ) 从端子箱到保护屏的电缆芯接错了。电缆芯的一端接在端子箱的C 相电流回路, 而另一
端接在了保护屏的B 相电流输入端, 这种情况可能是由于保护人员查错了线或是配错了线而造成的。412 分析电流的对称性
a ) 在正确接线下, A , B , C 三相电流的幅值应该基本相等, 且相位互差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°。若某相电流幅值偏差大于10%, 可能是以下原因造成的:①该条线路的某相CT 二次绕组抽头接错, 造成变比不同; ②该条线路的负荷三相对称, 但负荷波动较大, 造成测量三相电流幅值时所带的负荷相差大, 所以幅值差别大; ③某相电缆绝缘不好, 对电缆屏蔽层形成分流, 使流入保护屏的实际电流减小; ④某一相在接线过程中存在寄生回路。
决定的一次电流、电压夹角相同或相差180°。如:以各线路负荷潮流方向为准, 母线向线路送出有功90MW , 无功70M var , 则一次电流电压夹角5=
90) =38°, 若从线路流向母线有功90A rctg (70
90) =-38°。MW , 无功70M var , 则5=A rctg (70
如果一条线路一二次电流、电压夹角差与其他线路
的夹角差偏差大, 则可能是该条线路CT 的二次绕组的极性接反了。(注:母联或分段断路器也当作挂
) 在母线上的一条线路来考虑。
415 分析差流或差压大小, 判断整定的正确性
当母线上某条线路的CT 变比与其他的不一致
时, 需要补偿。对于微机母差保护采用平衡系断来补偿, 要求差流不大于60mA ; 电磁型母差保护采用磁平衡补偿的差动继电器用变流器或平衡线圈来补偿, 规定差压不大于150mV , 中阻抗母线差动继电器用变流器来补偿
, 要求差压接近于零。若不能满足要求, 可能原因为:①平衡系数、平衡线圈匝数算错或变流器变比不对; ②从411～414所列举的情况, 都可能导致差流或差压不满足要求。
Study of Relevan t Ana lytica l M ethod about Tak i ng the Burden
Tests on the bus -bar D ifferen ti a l Protection
(下转第21页)
2005年6月 郭润生, 等:PSL 641
型微机线路保护误动原因分析及改进措施・21・
闸令”。
PSL 641线路保护装置动作跳闸出口的原理
是:当系统发生故障且故障电流大于保护装置启动定值时, 装置发启动令(QDJ A 继电器的30C 点被置为+24V 高电位) , QDJ A 继电器励磁。它的一副常开接点QDJ -1闭合, 开放保护出口-24V 电源, 为跳闸出口准备好条件。当达到定值时(例如电流三段) , 电流某段保护动作, 装置发跳令(TJA 继电器的28C 点被置为+24V 高电位) , TJ A 继电器励磁, 保护出口跳闸。简单的讲PSL 641保护装置跳闸出口的条件是:30C 和28C 两点都被置为+24V 高电位, 即跳令和启动令同时存在。
我们从误动PSL 641保护装置的故障录波图可以看到, 第3路“启动”开关量在故障发生瞬间0m s 时出现高电位, 而第4路“跳闸”开关量反常, 在-40m s 时就出现高电位, 就有跳令在。这正是PSL 641障时误动的原因。
不自动收回, 也就是QDJ A 继电器的30C 点的电位自动返回, 而TJ A 继电器的28C 点的电位不返回。本来“跳闸”令也应该和“启动”令一样在开出传动后自动收回。但是软件设计时为它设置了收回的条件:①按装置复归按钮; ②在开入检查中置开出反馈为分位; ③装置重新上电。如果不满足以上三点中任一点要求, 则该点始终保持+24V 高电位。这样设计的结果只能有一个, 给装置留下了误动的隐患。
不知PSL 641保护装置开出传动软件这样设计是何道理? 装置说明书竟对此未作任何说明!
铺上、七里沟站这几次PSL 641保护装置误动, 装置跳闸令没有收回, , 引起保护装置PSL 641保护装置进行逐一, 其开出反馈都为合位, 也证明我们的分析是正确的。同时我们同厂家联系后, 厂家也承认装置存在这样的问题。
从PSL 641保护装置误动我们得出结论。a ) PSL 641保护装置开出传动软件程序设计有缺陷, 生产厂家应该进行改进:①开出传动试验后, TJ A 继电器的28C 点的电位应该自动返回; ②说明书应该向用户明确交代注意事项。
b ) 同时也提醒我们, 在微机保护装置日益普及的情况下, 虽然装置的运行维护简化了操作, 但专业人员不能因此掉以轻心, 不能放过任何一个疑点。
2 PSL 641令的原因
PSL 641保护装置有自动测试装置硬件中是否
完好的开出传动功能, 从图2看出, 当开出传动TJ A 继电器时, PSL 641保护装置软件程序自动发出“启动”和“跳闸”令(置装置QDJ A 继电器的30C 点和TJ A 继电器的28C 点为+24V 高电位) , 达到传动TJ A 继电器目的。但是, PSL 641保护装置在开出传动结束后, “启动”令自动收回, “跳闸”令
PS L 641M icro -Com puter L i ne protection M a lfun tion
and its I m prov i ng M ea sure
GUO Run -sheng , HE Ca i -hong , W U Zhuo -juan
(Shuozhou Electr ic Power Co m pany , Ta iyuan , Shanx i 036002, Ch i na )
Abstract :R egarding PSL 641company p ro tecti on m alfun ti on happend w h ile fau lts occu red ou t of the area , It finds ou t the reason pu ts fo rw o rd ou r snggesti on .
Key words :open ex ten t ofthe s w itch ; settingup comm and ; tri p commo red
(上接第19页)
L IU W en -hua
(Ta iyuan Power Supply Co m pany , Ta iyuan , Shanx i 030012, Ch i na )
Abstract :A cco rding to the basic p rinci p le of bu s 2bar differen tial p ro tecti on , it is m ain ly in trouced in th is article that the m ain data the bu rden tests the bu s 2bar’sdifferen tial p ro tecti on , and studied the analyticalm ethod of the test data , and judged the settlem en t of p ro tecti on’sequ ilib rium coefficien t and the accu racy of the line tw ice .
Key words :bu s 2bar differen tial p ro tecti on ; data testing on load ; analytical m ethod