三相輸電線路保護(hù)測試研究
摘要:線路保護(hù)依賴電流電壓量工作,電流電壓量都是交流量,其有幅值和相位特征,幅值靠變比和接線來保證,相位靠極性來保證。在現(xiàn)場,要做到這兩項保證可不容易,它需要設(shè)計、安裝、調(diào)試人員的一絲不差,稍有疏忽,就會失誤,最后,只有靠帶負(fù)荷測試來把關(guān)。該文針對線路保護(hù)在設(shè)計、安裝、調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的各種問題,結(jié)合保護(hù)原理,提出了帶負(fù)荷測試的內(nèi)容及分析、判斷方法。
關(guān)鍵詞:輸電線路 帶負(fù)荷測試
0 引言
輸電線路在電網(wǎng)中擔(dān)當(dāng)著電能運輸載體的角色,跨度長、分布廣、運行環(huán)境差、故障幾率高,需要重點保護(hù);為此,出現(xiàn)了各種原理、類型的線路保護(hù);但究其實現(xiàn)方式,他們都離不開故障特征量——電流、電壓。所有線路保護(hù),無不都是將電流、電壓量進(jìn)行加工、組合、比較,提煉出判據(jù),驅(qū)動于跳閘;加工、組合、比較、跳閘的過程由靜態(tài)、動態(tài)模擬試驗來保證,電流、電壓接入的正確性,只有靠帶負(fù)荷測試來保證。
1 線路保護(hù)的簡要原理及分類
任何線路故障都會帶來電流增大、電壓降低,由此,電流電壓就固定成了線路保護(hù)的工作量;把電流電壓量進(jìn)行不同組合,就構(gòu)成各種原理的線路保護(hù)。只用電流,不用電壓構(gòu)成過流保護(hù);用電流做啟動量,電壓做閉鎖量,構(gòu)成電壓閉鎖電流;用電流做啟動量,電壓電流夾角做方向判別,構(gòu)成方向過流;用電壓電流比值,構(gòu)成距離保護(hù);用電流電壓夾角判別方向,借助通道送來的對側(cè)方向信號,構(gòu)成縱聯(lián)保護(hù);從三相電流中計算出零序電流作為啟動量,構(gòu)成零序保護(hù);從三相電流、電壓中分別計算出零序電流和零序電壓,用零序電流做啟動量,零序電壓電流夾角做方向判別,構(gòu)成零序方向保護(hù);把握住電流電壓,就把握住了線路保護(hù)。
2 線路保護(hù)帶負(fù)荷測試內(nèi)容和數(shù)據(jù)分析
不同線路保護(hù)對電壓電流量的需求是不一樣的,下面我們就分類來討論。
2.1 電流保護(hù) 由于電流保護(hù)只需電流量,所以,我們的測試就緊緊圍繞電流展開,那多大的電流才適合帶負(fù)荷測試呢?當(dāng)然越大越好,電流越大,各種錯誤就暴露的越明顯,但在實際運行中,線路潮流往往受網(wǎng)絡(luò)限制,不能隨意增大,只能以保證鉗形相位表正常工作為準(zhǔn)(電流過小,鉗形相位表的相位就可能測不準(zhǔn))。
2.1.1 測試內(nèi)容
①電流的幅值和相位。用鉗形相位表在保護(hù)屏端子排依次測出A相、B相、C相電流的幅值和相位(相位以一相PT二次電壓做參考),N相電流幅值,無記錄。
②線路潮流。通過控制屏上的電流、有功、無功功率數(shù)據(jù),或者監(jiān)控顯示器上的電流、有功、無功功率數(shù)據(jù),或者調(diào)度端的電流、有功、無功功率數(shù)據(jù),記錄線路電流大小,有功、無功功率大小和流向,為CT變比、方向指向分析奠定基礎(chǔ)。
2.1.2 數(shù)據(jù)分析
①看電流相序。正確接線下,電流是正序:A相超前B相,B相超前C相(若CT為兩相不完全星型接線,則N相電流就是B相電流),C相超前A相,若與此不符,則有可能:a在端子箱的二次電流回路相別和一次電流相別不對應(yīng),比如端子箱內(nèi)定義為A相電流回路的電纜芯接在了C相CT上,這種情況在一次設(shè)備倒換相別時最容易發(fā)生。b從端子箱到保護(hù)屏的電纜芯接反,比如一根電纜芯在端子箱接A相電流回路,在保護(hù)屏上卻接B相電流輸入端子,這種情況一般由安裝人員的馬虎造成。
②看電流的對稱性。A相、B相、C相電流幅值基本相等,相位互差120°,即A相電流超前B相120°,B相電流超前C相120°,C相電流超前A相120°。若一相幅值偏差大于10%,則有可能:a該條線路負(fù)荷三相不對稱,一相電流偏大或一相電流偏小。b該條線路負(fù)荷三相不對稱,但波動較大,造成測量一相電流幅值時負(fù)荷大,而測另一相負(fù)荷小。c某一相CT變比接錯,比如該相CT二次繞組抽頭接錯。d某一相電流存在寄生回路,比如某一根電纜芯在剝電纜皮時絕緣損傷,對電纜屏蔽層形成漏電流,造成流入保護(hù)屏的電流減少。e兩相不完全星型接線中,N線(0線)不通,造成B相電流為0。
若某相位偏差大于10%,則有可能:a該條線路功率因數(shù)波動較大,造成測量一相電流相位時功率因數(shù)大,而測另一相時功率因數(shù)小。b某一相電流存在寄生回路,造成該相電流相位偏移。c兩相不完全星型接線中,N線(0線)不通,造成A相、C相電流互差180°
③看電流幅值,核實CT變化。用線路一次電流除以二次電流,得到實際CT變比,該變比應(yīng)和整定變比基本一致。變比搞錯在更換CT時最容易出現(xiàn).如果偏差大于10%,則有可能:aCT的一次線末按整定變比進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)。bCT的二次線末按整定變比接在相應(yīng)的抽頭上。
2 電壓閉鎖過流保護(hù)
由于電壓閉鎖過流保護(hù)引入了電壓量做閉鎖,故而要保護(hù)運行中電壓的正確,除了“過流保護(hù)的測試內(nèi)容和數(shù)據(jù)分析,還需要進(jìn)行以下工作。
2.1 測試內(nèi)容 電壓的幅值和相位。用萬用表在保護(hù)屏端子排依次測出A相、B相、C相電壓的幅值和相位(相位以一相電壓或電流做參考)AB相間、 BC 相間、CA相間、零序電壓的幅值,并記錄。
2.2 數(shù)據(jù)分析
①看電壓相序。正確接線下,電壓是正序:A相超前B相,B相超前C相,C相超前A相。若與此不符,則有可能:引入保護(hù)屏的電纜芯接反,比如一根電纜芯一端接A相電壓,在保護(hù)屏的一端卻接B相電壓輸入端子,這種情況一般由安裝人員的馬虎造成。
②看電壓的對稱性。A相、B相、C相電壓幅值都在57.7V左右,相位互差120°,即A相電壓超前B相120°,B相電壓超前C相120°,C相電壓超前A相120°。AB相間、BC相間、CA相間電壓幅值都在100V左右,零序電壓幅值在在0V左右,若零序電壓完完全全是0V,則應(yīng)懷疑零序電壓回路斷線。若一相電壓幅值偏差大于20%或相位偏差大于10%則有可能:a屏內(nèi)電壓回路接觸不良,螺絲未緊。b電壓回路斷線或中性線不通,造成中性點漂移。c在PT端子箱將電壓組合成星型時將一相電壓極性弄錯。
2.3 帶方向保護(hù) 帶方向保護(hù)引入電壓作參考量,用以判斷故障點的正反向,所以,電壓量的正確性對其相當(dāng)重要,除了“電壓閉鎖過流保護(hù)”的測試內(nèi)容和數(shù)據(jù)分析,還需進(jìn)行以下數(shù)據(jù)分析。
看同名相電壓電流夾角,檢查方向指向的正確性(零序方向保護(hù)的零序電流電壓來源于三相電流電壓,因而其方向指向靠同名相電壓電流夾角來保證)。
根據(jù)線路潮流中的有無功值計算一次電壓電流夾角,對比實測的電流電壓夾角,判斷方向指向的正確性。如:母線向線路送出有功80MW、無功60MVAR,則該線路一次電壓電流夾角Φ=Arctag(60/80)=37°;線路向母線送出有功80MW、無功60MVAR,則該線路一次電壓電流夾角Φ=-Arctag(60/80)=-37°。由于線路保護(hù)都是保護(hù)輸電線路一側(cè)的,所以,計算出的一次電壓電流夾角和實測夾角只能相等,若偏差大于10°則有可能:
該條線路開關(guān)CT二次繞組極性接反。在安裝CT時,由于某種原因其一次極性未能按圖紙擺放時,二次極性要做相應(yīng)顛倒,如果二次極性未顛倒,就會發(fā)生這種情況。
3 結(jié)束語
線路保護(hù)雖種類繁多,但其輸入都是一樣,只要對其輸入量進(jìn)行認(rèn)真、仔細(xì)、全面的測試和分析,再復(fù)雜的線路保護(hù)也能做到心中有數(shù)。
參考文獻(xiàn):
[1]張文德等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京.水電出版社.1986.
羅永志等.新編保護(hù)繼續(xù)電器校驗[M].北京.中國電力出版社.1996.

責(zé)任編輯:電力交易小郭
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