关于带负荷测试母线差动保护的探讨.pdf

-7 - M过it L. h u a n t it a o lu n 电力安全技术第8卷 (2006年第 1期) 关厂于带负蔺测试田线差动保护的探讨 刘文华 (太原供电分公司，山西 太原030012) 摘要) 根据母线差动保护的基本原理， 介绍了带负 荷测试母线差动保护应测试的主要数据，包 括 差流或差压、电流幅值和相位以及母线的潮流值等， 探讨了 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 母线是电 力系统变电 站的重要电气设备之一。 在运行中 某一电 压等级的母线发生短路故障可能会 引起全站停电 的事故， 甚至扩大为电力系统的事故; 同时，由于故障电流大， 也会造成有关设备严重损 坏。为了使母线发生短路故障时影响范围最小， 故 障时间最短，就必须配置可靠、快速、选择性好的 母线保护，以便能及时切除短路故障点。 母线差动 保护是承担这个重任的比较理想的保护装置， 它具 有原理简单、采用电气量少、 动作无延时以及保护 范围准确等特点，能够快速有效地切除故障母线， 对电网的安全稳定运行起着十分重要的作用。 1 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， 但保护装置的 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 路没有电流的情况下鉴定工作量大， 且容易出现错 误。 为了对这些因素作出准确的分析判断， 就需要 对母线差动保护进行带负荷电流测试工作， 以验证 差动保护在运行中 各方面因素的正确性。 2 应测试的主要数据 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的极性是否接反， 回 路是否接错， 整定时平衡系数是否算错等， 可以在 带负荷的情况下测试以下有关数据， 为下一步分析 判断做准备。 2.1 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、 PMH型)和微机型(如RCS- 915型)2种。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 人的0.5级交流电 压表依次测出A, B, 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, B, C相差流。 2.2各侧电流的幅值和相位 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， 而且差流与负荷电流的变化成正比， 负荷变小， 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 司 卜川 户 月 卜口月 卜即刁卜闷 闷卜心月 卜.口 门 卜令月卜郎月卜司 .闷卜卿月 卜心闷 卜闷闷 卜闷闷 卜川 .月 .小门 卜心闷卜蜘川 卜川 H 卜闷闷卜州月卜心门 卜闷闷卜小闷 卜司 月 卜小闷 卜司月 卜呀 月 卜训月 卜 闷 闷卜峨月卜曲 月 卜崎月卜司 卜 月卜必 闷卜月月 卜.自 .月 卜川 卜司 .闷 卜闷 闷卜司 卜 叫 卜司 ， 司 ，月 闷卜小月 卜 娜闷卜.口 闷卜呻月卜曲月 卜川闷卜 司 月卜神刊卜 3.4.1替代法 用规格相同、功能相同、 性能良 好的插件或元 件替代被怀疑而不便测量的插件或元件。 3.4.2对比法 将故障装置的各种参与以前的参或检验报 告进行比较， 差别较大的部位就是故障点。 一口一 3.4.3模拟检查法 在良 好的装置上， 根据原理图(一般由厂家配 合)对其部位进行脱焊、开路或改变相应元件参数， 观察装置有无相同的故障现象出现， 若有相同的故 障现象出现， 则故障部位或损坏的元件被确认。 (收稿日 期: 2005- 06- 25) 第8卷 (2006年第1期)电力安全技术 Z 专 题 讨 论 h u a n t it a o lu n 的液晶显示屏记录电流的幅值和相位。 2.3 母线的潮流值 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。 因差流是随负荷电流成正比变化的， 因此测试 时负荷电流应当越大越好。 负荷电流越大， 各种错 误在差流中体现得就越明显， 就越容易判断。 但在 实际 运行中， 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胜。 如 果轻负荷时差流与负荷电 流的数值相差不大， 那么 判断母差保护的正确性就会很困难。 3 对所测得的数据进行分析 对以 上测试所得的各项数据进行正确的分析和 判断，是判断保护装置能否正确动作的关键环节。 对所测得的数据进行分析判断的方法如下。 3.1 分析电流的相序 当二次接线正确时， 各条线路的电 流都应是正 序排列，即A相超前于B相， B相超前于C相，C 相超前于A相。 如果不是正序， 则可能是因为以下 错误原因造成的: (1) 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 种情况可能在一次设备倒换相别时发生; (2) 从端子箱到保护屏的电缆芯接错了，如一 根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相电流输人端， 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。 3.2分析电 流的对称性 3.2.1造成某相电流幅值偏差大于10%的原因 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1200， 即A相电流超前B相 1200, B相电 流超前C相1200, C相电流超前A相 1200。 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，使流人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。 3.2.2造成相位差大于 1200(1 士0.1)的原因 若某两相间的相位差大于1200(1士0.1)， 原因 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 时测得的一相电流相位与功率因素小时测得的另一 相电流相位偏移大。 3.3核对CT 变比 用某条线路的一次电流除以 二次电流， 可以得 出实际的CT变比， 该变比 应与整定变比 基本一致。 若偏差大于10%， 则原因可能有: CT的一次侧未按 照定值变比 进行串联或并联连接; CT 的二次侧未 按照定值变比 接在相应的抽头上。这2种情况都可 能是安装人员失误所致。 3.4CT极性分析 母线上一般连有多条线路， 可通过分析各条线 路同名相电流相位，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 负荷决定的一次电流、电 压夹角相同或相差18000 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70 W ar， 则一次电 流电 压夹角 O =Arctg(70/ 90)=380， 若从线路流向 母线有功 90 MW， 无功70 W ar， 则0=一 Arctg(70/ 90)= - 38 。 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)。 3.5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数来 补偿， 要求差流不大于60mA; 电 磁型