继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。
继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障,是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能,需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。
电力系统发生故障后,工频电气量变化的主要特征是:
(1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大**过负荷电流。
(2)电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时,系统各点的相间电压或相电压值下降,且越靠近短路点,电压越低。
(3)电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角,一般约为20°,三相短路时,电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的,一般为60°~85°,而在保护反方向三相短路时,电流与电压之间的相位角则是180°+(60°~85°)。
(4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时,测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时,测量阻抗转变为线路阻抗,故障后测量阻抗显着减小,而阻抗角增大。
不对称短路时,出现相序分量,如两相及单相接地短路时,出现负序电流和负序电压分量;单相接地时,出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。
利用短路故障时电气量的变化,便可构成各种原理的继电保护。
继电保护装置为了完成它的任务,必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
为了验证微机保护装置的四性,需要对其进行调试校验。常见的调试方法有以下几种:
1、开入量检查
方法:进入 装置主菜单-运行工况-开入 菜单中,查看各开入当前状态,所有开入均应为分。
将+24V端子逐个与下表所列端子用导线短连,面板显示相应开入应显示合。如某一路不正确,检查与之对应的光隔、电阻等元件有无虚焊、焊反或损坏。
2、压板检查
方法:进入装置主菜单-测试操作-查看压板状态,检查所有压板投退是否正常。
同时查看MMI循环显示是否有压板信息。其硬压板对应的背板端子号如右表。
3、开出传动
方法:进入装置主菜单-开出传动 菜单中进行传动试验。传动时,装置相应的继电器接点应动作,并有灯光信号,无关接点应不动作。复归已驱动的开出只要按面板上的复归按钮即可。
4、模拟量精度检查
原理:给继电保护装置施加一个已知的电压电流,在继电保护装置显示屏上读取电压电流与施加数据对比,计算是否符合精度要求。
方法:交流插件X1的b1~b4(即端子排1D14 ~ 1D17)短接,测试仪IA、IB、IC、IN输出分别接入装置X1-a1、X1-a2、X1-a3、X1-a4(即端子排1D10 ~1D13 )端子,加入三相对称交流额定电流5A。测试仪UA、UB、UC、UN输出分别接入装置X1的a10、a9、b9、b10(即端子排1D1 ~ 1D4)端子,分别加三相对称交流电压50V(对B型装置,将b7与b10,a7与a10短接),各相电压分别**前于各相电流的相角30°。检查液晶循环显示或进入菜单装置主菜单—运行工况—测量量查看,A、B、C相电压应相差120°,A、B、C相电流应相差120°,同相电流应落后同相电压30°(角度误差应≤3°);电流通道误差小于2.5%,电压通道误差小于2.5%。否则检查装置或交流插件接线是否正确。
5、各保护动作值检验
试验方法:
试验采用模拟突然短路(瞬时性故障)的方法进行,在模拟出口短路之前,应先加额定电压,故障电流为I,故障持续时间为100-150ms,模拟区内故障。
1)距离保护校验
(1)接地距离Ⅰ段
选择接地短路故障,故障时间0.1s,当短路阻抗小于接地距离Ⅰ段整定值时,保护装置动作。
即:短路阻抗等于0.95倍接地距离Ⅰ段整定值,保护装置动作;
短路阻抗等于1.05倍接地距离Ⅰ段整定值,保护装置不动作。