电网继电保护及安全自动装置的试验研究

【摘 要】本文作者就大电流发生器与测试仪器组合一套保护传动试验的方案的可行性，同时对时间同步问题进行了分析，不但提高了继电保护工作人员现场校验保护装置的工作效率，从而也保证了电网继电保护及安全自动装置的可靠稳定运行。

【关键词】输电线路；继电保护；相位；时间同步

1．某电网继电保护配置现状分析

根据该电网110KV和35KV及以下系统保护配置现状看：

（1）35KＶ及以下电力线路保护一般为简单的电流保护，有的保护实现了电压闭锁，目前我们使用升流器在TA一次侧加电流即可对保护的动作行为进行正确性检查。

（2）110KV及以上系统的保护配置为高频或光纤纵差保护、距离、零序保护。距离保护通过电压和电流测量阻抗零序保护通过零序电压与零序电流测量零序功率方向，单独升流器不能检查装置的动作行为。目前保护传动试验是先用保护测试仪从二次进行试验，然后用升流器从一次加大电流检查回路的完整性。

2.存在问题

大电流发生器单独加电流对保护不能进行整组传动试验，保护测试仪只能对装置进行二次整组传动试验，但不能检验电流回路的正确性。这样会使有些中间环节就不曾试验到，比如TA极性正确与否是无法检验的。每次保护传动中，用传统的方法就不能发现极性接反的现象，从而导致事故在我们身边发生。

3.改进措施

3.1基本思路

我们把大电流发生器与保护测试仪组合在一起改造成一套设备，以达到整组传动试验的正确性。两者组合并不是将两套设备简单地连到一起，还要从它的相位、时钟同步进行考虑，因此，试验电源取所用电源同一相。采用大电流发生器电流与保护测试仪电压作为故障量进行测试，在TA一次加入故障电流，在保护装置二次加入折算至二次侧的故障电压。通过试验证明两者的相位，而且相角可以通过保护测试仪进行调节。

3.2需解决的两个关键问题

3.2.1相位问题

由于大电流发生器和保护测试仪是两个完全独立的试验设备，　首先应确定对二者之间电流与电压的相位关系，试验时以电源电压相位为基准，调节保护测试仪电压电流之间的相角，测得测试仪输出电流与电源电压之间的相位始终保持一个固定值，而测试仪输出电压与电源电压的相位刚好是试验仪所设定的相位角，且随着保护测试仪相位角变化而变化，其次再对大电流发生器电流与试验电源电压相位进行测试，发现其相角固定保持不变。

通过以上试验，证明大电流发生器与测试仪器组合一套保护传动试验的方案是可行的，即保护测试仪对保护装置加入故障电压，　大电流发生器对保护装置加入故障电流。

3.2.2时间同步配合问题

如果时间不同步将导致故障电流与故障电压不能同时加入保护装置，无法保证整组试验的正确性。因此在时间同步配合上，我们通过3种方法进行了比较，　发现只有一种方法可行。

（1）方法一：室内室外用对讲机实现同步配合，进行传动试验。

将室内测试仪调到故障前状态，室外大电流发生器升流至故障电流断开电源，通过对讲机喊话同时加入故障量。通过现场试验，　大电流发生器与继电保护测试仪配合，能够实现距离及零序方向保护从一次加电流二次加电压进行整组传动试验。但时间配合实现同步确实困难，进行了20次试验，只有2次成功，成功率为10%，这种方案工作效率太低不可取。

（2）方法二：利用刀闸及接触器控制回路实现同步配合，进行传动试验。如图1所示。

备注：本接线适用于相间距离保护，其它接线根据具体情况而定。ＫＫ：刀闸ＨＫ２－１５／２；ＭＲＴ：微机试验台ＭＲＴ－０２Ｂ；ＴＹＱ：调压器；ＳＬＱ：升流器；ＭＢ：毫秒表；ＸＷＢ：相位表。：电流表；电压表；（本接线适用于相间距离保护，其它接线根据具体情况而定）

图中所示小刀闸ZJ1在控制室，ZJ1是控制保护试验仪的电压回路，但ZJ2在设备区，即TA处，ZJ2受小刀闸KK的控制需从控制室引两根线来完成，因设备区与控制室距离一般均超过100m，这样实现起来较困难。虽然这种方案实现了时间的同步，但接线复杂，浪费时间，　工作效率低。

（3）方法三：利用遥控器控制回路实现同步配合，进行传动试验。用遥控器实现时间同步控制的原理接线。如图2。

如图2所示，首先我们试验遥控距离及穿透障碍物的功能，　距离为500m之内，穿透障碍物的功能良好。开始试验前，先将保护测试仪的输出电压调为故障电压，大电流发生器的输出电流调为故障电流。

试验时，按下保护试验仪的启动按钮，1一2接点接通，同时保护试验仪输出电流，并启动发射器发射信号，在开关场的接收器收到信号后，其输出继电器接点闭合，启动接触器C，使预先调整好的电流从TA一次侧加入，试验证明该回路输出几乎不带延时，并能够实现同步配合。

接着又通过对近20套保护进行传动试验，对可行性及可靠性进行了检查，试验达到了预期的目的：①遥控回路动作可靠；②时间配合同步；③对各套保护模拟各种类型故障，升流器和保护测试仪配合良好，保护均能正确动作。

4．结束语

通过实践证明，方法三使用可靠、方便、稳定，大大提高了继电保护工作人员现场校验保护装置的工作效率，不但对保护装置的正确动作进行了检验，而且检验了保护装置外部电流、电压回路的正确性、TA极性的正确性，使110KV及以上系统保护装置完全实现了从一次整组试验的目的，从而保证了电网继电保护及安全自动装置的可靠稳定运行。