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点击进入原文:Primary Injection Testing Of Protection System For Wiring Errors Between VTs / CTs and Relays
对于电压互感器(VT),电流互感器(CT)和继电器之间接线错误保护系统的初级注电测验
注电测验的目的
这种类型的测试涉及整个电路 - 可以检查电流互感器的初级和次级绕组,继电器线圈,跳闸和报警电路,以及所有中间接线的部分。
由于不需要对布线进行改动,初级注电测验避免了由电流互感器开路而引起的潜在危险。另外,通常初级注电测验不需要在电流互感器或者继电器电路中进行开路闭路切换。此类测试的缺点是耗时长,安排测试的成本高。
目前,越来越多的公司依赖于布线图纸以及安装图纸的正确性,以及次级注电测验达到满意值。这种情况下,可以考虑省略初级注电测验。
如果略去初级注电测验,电流/电压互感器与继电器之间的接线故障,以及电流/电压互感器的极性错误则有可能被忽略,直到系统中出现了误跳车故障或者更严重的跳闸失败情况,这一类的故障才会被发现。
在使用数字继电器的情况下,由于此类继电器的电流电压测量/显示器件可以对继电器的输入值和其他已知参照值进行比较,上文提到的潜在故障出现的机率回大大降低。数字继电器的这种功能可以检测出大部分的接线故障。误跳闸现象则可以暂时隔离继电器的跳闸输出端来避免。
然而,初级注电测验是验证整体保护系统安装和运行正确性的唯一方法。
初级注电测验通常是在次级注电测验完成后进行的,这样可以确保所有的问题都只限于电压与电流互感器以及相关的接布线上。整个保护系统中的其他设备都已经通过次级注电测验中达标。
1.测试设备
交流发电机可以为初级注电测试提供所需的大电流供电。但是,实际操作中通常不会使用这种方法。原因是此类操作不仅仅需要储备一个交流发电机,而且需要储备一些母线来链接交流发电机和要测试的电路。
因此,初级注电测试经常由便携式注电变压器(图1)来完成。此类便携式注电变压器由本地电源供电,低压侧有若干低压大电流绕组。
注电变压器,根据初级电路所需的电流和电阻,可以以串联或并联的方式接入。可以输出例如10V,100A的输出值。
或者,装有功率放大器的电脑控制测试套组也可以提供注电测试所需的大电流。单个套组可以提供约200A的注电电流。更高的注电电流可以使用多个套组并联供电的方法来实现。
如果电流互感器装有测试绕组的话,可以使用测试绕组替代初级绕组进行注电测试。这样测试所需的注入电流会大大减小,并且这样的电流通常可以使用二级注电测试的设备来提供。
遗憾的是,由于主电流互感器壳体的空间限制以及绕组的成本影响,多数电流互感器不会安装测试绕组。
2. 电路互感器电流比检测
一次回路中的电流由图2中的A1电压表进行测量,二级回路的电流由电流表A2或者继电器的显示屏进行测量。A1与A2的比值应当接近于电流互感器的额定电流比。
3. 电流互感器的极性检测
当设备中含有功率方向继电器(百度-功率方向继电器),差动继电器(百度-差动继电器),接地故障继电器时,需要检查电流互感器的极性。如果设备中只含有过流保护继电器,则不需要检测极性。
使用单向测试设备检测极性连接如图3。在电流互感器的一级回路相与相之间设置暂时短路,另一边进行单相注电测试。
如果电流互感器的极性正确,当额定电流注入时,二级回路中的电流表,或者继电器显示就会检测到几毫安的电流。如果极性错误,读数与初级电流成2的倍数。因此,在做此类检测时,应使用大电流电流表。例如,两倍于二次回路额定电流的量差。
如果电路中也接入了低额定电流的机电接地故障继电器,则建议在测试过程中将此类继电器做短路处理来防止可能发生的过热现象。应当对于每一对相进行单向注电测试。
4. 继电器原件的初级注电测试
由于需要和二级注电测试一起执行,这一类测试通常是在客户指定的情况下或者是继电器调试手册中指定的情况下来执行。
数字继电器通常不要很多测试来确保继电器的正常运行。有时仅仅需要在继电器有正常负载的情况下观察继电器的电流和电压。
测试保护系统的逻辑
在测试和调试过程中,测试保护系统的逻辑是必不可少的。保护方案通常涉及使用逻辑思维来决定指定断路器的跳闸条件。
通常,这种保护系统逻辑是通过几个分散的继电器实现的,这些继电器通常与用于保护的继电器分开。这一种实现的方法主要用于使用了机电或者静态继电器技术的地方。与这些不同的是,在数字继电器的程序中已经包括了可编程逻辑部分以及相关的I/O接口。
这些含有可编程逻辑模块(Programmable Scheme Logic,PSL)的数字继电器很大的优点是,它可以为用户节省很多的安装空间并且在需要时通过软件来修改保护逻辑。
改变保护逻辑可以使用主机上的软件进行修改并下载到继电器的方法来实现。在IEC 61131中定义了这些软件所使用的语言。例如,梯形逻辑语言或者布尔代数这些保护工程师熟悉的语言。
此外,制造商又是会将集中常见的保护功能设置成一个或者多个‘默认’保护逻辑来提供。
由于是使用软件来实现保护的功能,在使用此类继电器时需要在调试期间仔细测试逻辑来确保运行正常。除非是使用了一些相关的‘默认’程序。这些保护程序已经在相关继电器型号上进行了测试,因此不需要在调试过程中再次进行验证测试。
但是,在用户生成保护系统程序的情况下,有必要在调试期间进行测试来确保这个保护系统各个功能的正常运行。
用户应当准备一个特定的测试程序,程序的步骤应当包括:
1. 检查方案的逻辑规范以及逻辑图来确定实现了所有目标功能。
2. 测试程序以确保方案在实际操作中的功能性。
3. 在需要的情况下测试程序,以确保在有相似与设定的原输入信号相似的杂音输入信号时,不会有输出信号产生。
测试程序时的工作量很大程度上取决于应用程序的关键程度以及程序本身的复杂性。除了那些由厂家提供的‘默认’程序,应当由程序的制定者来负责制定合适的程序测试方案。
注意,继电器的制造商是不会对他们没有设计和提供的程序负责的。
跳闸和警报测试
如果不进行一级/二级注电测试的话,那么就不会检查跳闸和警报的线路。而且即使进行了一级/二级注电测试,断路器的跳闸线圈和控制室的警报线路可能在测试过程中也会被隔离出线路。
在这种情况下,必须检查所有的跳闸和警报线路。具体操作是,手动闭合保护继电器的触点,并检查:
-正确的断路器跳闸
-警报电路通电
-系统给出了正确的指示
-连接在同一个主继电器或断路器的其他设备没有误操作
很多可抽出式继电器在维护时依然可以操作,这样的话除了断路器所控制的电路之外,变电站的操作不受影响。在其他情况下,如果所涉及的电路没有做好通电准备,则可以使用隔离器隔离,这样就可以避免对母线断电。
参考文章:Network Protection & Automation Guide by Alstom (百度网盘 密码:bcur)