所属栏目：机械论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:405
摘要:本文结合变电站的应用调试实践，通过对2种差动保护装置试验方法的分析研究，提出了一些简单实用高效的测试方法，并与常规方法进行了比较。证明了该方法的可行性和有效性，确保了电网的微机保护装置安全稳定运行。
关键词:RCS-931AM分相电流差动保护;BP-2B微机母线保护;差动保护;零序电流差动保护;母线差动保护;调试
1前言
目前，微机母线差动保护在电力系统中得到了非常广泛的应用。差动保护具有选择性好、动作速度快等优点，已成为变压器等元件的主保护。主变差动保护要考虑的一个基本原则是在正常情况和区外故障时，保证差流为零。在使用过程中具有灵敏度高、动作简单、快速可靠、能适应电力系统振荡、非全相运行等优点，是其他保护形式所无法比拟的。
本文介绍的RCS-931AM光纤分相电流差动和零序电流差动保护、BP-2B复式比例母线差动保护也是在电流差动保护基本原理的基础上演化而来的。RCS-931AM光纤分相电流差动保护由于两侧的保护装置没有电联系，在继承了电流差动保护优点的同时，提高了纵联保护运行的可靠性。相对于传统的比例制动判据，BP-2B分相复式比例差动判据的构成由于在制动量中引入了差电流，使保护在母线区外故障时有极强的制动特性，在母线区内故障时无制动，对保护装置判断区外故障和区内故障提供了更加明确的判据。
2RCS-931AM分相电流差动保护装置的调试
RCS-931AM分相电流差动保护包括以分相电流差动和零序电流差动为主体的快速主保护，由工频变化量距离元件构成的快速Ⅰ段保护，由三段式相间和接地距离及2个延时段零序方向过流构成的全套后备保护，保护有分相出口，配有自动重合闸功能，对单或双母线接线的开关实现单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸。RCS-931AM分相电流差动继电器由3部分组成:变化量相差动继电器、稳态量相差动继电器以及零序差动继电器。这里仅讨论稳态量相差动继电器和零序差动继电器的试验方法。
2.1稳态量I段相差动继电器
稳态量I段相差动继电器的动作方程为:
ICD,φ≥0.75×IR,φ(1)
ICD,φ≥IH(2)
式中，φ为U、V、W相;ICD,φ为差动电流，ICD,φ=ⅠIM-INⅠ即两侧电流矢量和的幅值，M为本侧，N为对侧;IR,φ为制动电流，IR,φ=ⅠIM-INⅠ即两侧电流矢量差的幅值;IH为“差动电流高定值”、“4倍实测电容电流值”和“4UN/XC”中的最大值。
试验时将CPU插件背板上的接收“RX”和发送“TX”用尾纤自环，构成自发自收方式，投入相应的保护压板和控制字。加故障电流、电压，模拟单相或多相区内故障，加入差动电流高定值的一半，电流差动保护动作，装置面板上相应跳闸灯亮，动作时间小于20ms。其原因为:保护装置模拟自发自收，在本侧加入电流等于在对侧加入一个相位幅值相同的对侧电流，这样差动电流、制动电流方程就变为:
ICD,φ=ⅠIM-INⅠ=2ⅠIMⅠ(3)
IR,φ=ⅠIM-INⅠ=0(4)
显而易见，这是能够满足稳态量I段相差动继电器的动作方程。对于变化量相差动继电器、稳态量II段相差动继电器也是同样的原理，只是动作时间不同。
2.2零序I段差动继电器
对于经过高过渡电阻接地故障，采用零序差动继电器具有较高的灵敏度，由零序差动继电器，通过低比例制动系数的稳态差动元件选相，构成零序I段差动继电器，经过延时动作。其动作方程如下:
ICD,0≥0.75×IR,0(5)
ICD,0≥IQD,0(6)
ICD,BC,φ≥0.15×IR,BC,φ(7)
ICD,BC,φ≥IL(8)
式中，ICD,0为零序差动电流，ICD,0=ⅠIM,0+IN,0Ⅰ即两侧零序电流矢量和的幅值，M为本侧，N为对侧;IR,0为制动电流，IR,0=ⅠIM,0+IN,0Ⅰ即两侧零序电流矢量差的幅值;IQD,0为零序启动电流定值;IL为IQD,0、“0.6倍实测电容电流值”和“0.6UN/XC”中的最大值;ICD,BC,φ为经电容电#p#副标题#e#流补偿后的差动电流;IR,BC,φ为经电容电流补偿后的制动电流。
零序差动保护测试前，仍然将CPU插件背板上的接收“RX”和发送“TX”用尾纤自环，构成自发自收方式。零序差动I段试验时，在第一状态加入三相额定电压57.74V，三相电流值为0.5UN/XC，相角为电流超前电压90°;第二状态进入故障状态，降低故障相电压，故障相电流为IQ,，为0.6UN/XC中大值的1.05倍，角度为灵敏角，保护选相动作，时间为120ms左右。
2.3零序II段差动继电器
在对零序差动II段试验时，试图减小XC使零序差动I段动作值提高，从而使零序差动I段保护不动作，而直接使零序差动II段动作，但不论在任何方式下零序差动II段保护均不动作。后来经多次试验验证，要使零序差动II段保护动作，必须先使零序差动I段保护动作，同时故障时间大于250ms，零序差动II段保护就可以动作了。
零序差动I段保护选相跳闸，动作时限120ms左右(实测为130ms);零序差动II段保护固定三跳，动作时限250ms左右(实测为282ms)。动作报文均为“差动保护动作”,依靠时限区分零序差动I段与零序差动II段的动作行为是否正确。零序差动II段作为零序差动I段的后备。
3BP-2B母线电流差动保护的功能测试
3.1保护原理
BP-2B母线差动保护装置的差动元件由分相复式比例差动判据和分相突变量复式比例差动判据构成。相对于传统的比例制动判据，由于在制动量中引入了差电流，使保护在母线区外故障时有极强的制动特性，而在母线区内故障时无制动，因此更容易判别区外故障和区内故障。这里仅讨论BP-2B母线差动保护装置的分相复式比例差动特性的试验方法，其动作方程为:
ICD>ICD,set(9)
ICD>KR×(IR-ICD)(10)
式中，ICD,set为差电流门槛定值;KR为复式比例系数;ICD差动电流;IR为制动电流。
在常规的比例差动特性试验时，一般只取2个元件同名相电流(以U相为例)，即一个元件电流IA1相位为0°，另一个元件电流IA2相位为180°。固定一个元件的电流IA2的幅值和相位并作为制动电流，只改变另一个元件的电流IA1的幅值使保护动作，改变制动电流为不同值，记录动作电流即可做出差动比例特性曲线。
而对于BP-2B母线差动保护装置的复式比例差动特性这样做就显得略微复杂，原因是在其制动量中引入了差电流。为此在试验中引入了第3元件电流IA3，并使IA3=-IA1(大于差动门槛值)，即与IA2电流相位相同，幅值与IA1相同。
比例制动特性试验见图1(图示为单母线，对于其他主接线可类推)。图中IA3为引入电流，IA3=-IA1;n1、n2、n3为TA变比，这里假设TA变比相同(n1=n2=n3=1)。
先从原理上进行分析，动作方程为:
ICD>KR×(IR-ICD>)=KR×[(IA1+IA2+IA3)-[IA1+IA2+IA3|]
=KR×(IA1+IA3)或KR×2IA1(变比相同)(11)
记录ICD值和(IR-ICD)即(IA1+IA3)值便可做出ICD与(IR-ICD)的特性曲线。
另外，在母线区内故障时，IA1、IA2、IA3相位相同，而幅值只是乘以相应的TA变比系数。因而KR×[(IA1+IA2+IA3)-|IA1+IA2+IA3|]=0，即在区内故障时没有制动量。
3.2应用情况
某新建变电站工程220kV母线保护按照双重化配置，其中一套采用BP-2B母线差动保护。表1、表2就是使用常规方法和引入第三相电流2种方法进行比例制动特性测试的试验结果，其系统图见图2。TA变比n1=600/1、n2=1200/5、n3=600/1。
由表1、表2可以看出，第2种测试方法不仅在精度上较准确，而且一次测试可以检查3个元件，可缩短测试时间。用2种方法测试的曲线图如图2。
4结束语
本文主要阐述了变电站现场主变微机差动保护装置调试中的一些问题，通过这些分析总结，希望对于广大的继电保护调试人员以及设备运行、生技等部门的电力工程技术人员，在掌握主变微机型差动保护的原理、校#p#副标题#e#验、运行、故障处理方面起到一定的辅助作用。
参考文献
[1]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社，2004.
[2]BP-2B微机母线保护装置技术说明书，深圳南瑞科技有限公司，2004.