一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法技术

本发明专利技术公开了一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，本发明专利技术属于电气设备仿真测试技术领域，具体是提供了一种采用以系统电源为基准的同频定相升流试验设备完整的开展继电保护设备的电流电压回路的检验，完成不同接线方式的继电保护装置不带实际电网潮流或负完成测试极性的方法，确保继电保护设备在停电期间即具备正式投入运行的条件，避免新投送电时频繁调整电网方式，降低电网风险，保障电网安全稳定的运行。障电网安全稳定的运行。障电网安全稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法


[0001]本专利技术属于电气设备仿真测试
，具体是指一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法。

技术介绍

[0002]继电保护电流回路极性对于方向性明确的保护装置十分重要，一旦极性错误将导致保护装置误动或拒动。
[0003]根据相应行业规范要求，目前国内主要采用通过调整电网运行方式，用未改造的相邻设备的继电保护作为新投或改造的继电保护的后备保护的方式测试新安装继电保护设备的极性。主要包括以下几种方式：
[0004]一、3/2接线方式等继电保护主流极性测试方式，包括：线路保护及断路器保护改造，线路保护改造，主变保护及断路器保护改造，主变保护改造，断路器保护改造，母线保护改造，CT、端子箱(汇控箱)更换等；
[0005]二、特殊的继电保护测试极性方法，包括：负荷模拟式继电保护向量检查技术，多源数据保护极性测试技术，电流电压同步输出的带负荷试验技术，继电保护一次升流试验。
[0006]当前继电保护极性测试方法存在的问题：
[0007]1、主流的检验技术无法不带实际负荷开展保护极性测试：
[0008]目前检验的技术难点在于新投或改造的继电保护等二次设备的难以在停电阶段完成极性测试，一是仅能通过分别对电流互感器、继电保护分别开展试验，通过分段检查方式检查二次电流回路的正确性，施加的工作电压、工作电流与运行系统无确定的向量关系，不能完整的进行检验，难以满足检验规程要求；二是虽可使用一次升流的方法检查电流回路完好，但是一次升流仪产生的一次电流与系统电压和保护工作电压无确定的向量关系，无法测定保护极性，故而只能将改造或改动电流二次回路的继电保护视为不可靠的继电保护装置，必须采取后备措施。
[0009]2、电流电压同步输出试验技术在运行变电站测试难度大：
[0010]电流电压同步输出试验技术在新建变电站应用较为方便，因为可以一次性完成大量的电流互感器、电压互感器相关保护的极性测试工作。但是在运行变电站单间隔或多间隔停电检修时，一是刀闸、接地刀闸及接地线状态往往作为工作的安全措施，难以随意变动。二是该技术使用的加压主流综合测试装置需要使用较大的试验电源，无法使用站内一次设备场的检修电源，使用难度较大。三是该装置以站用电源为基准，不以运行的系统电压为基准，产生的向量仅能使用单间隔的保护极性测试，无法适用于在运母线保护的极性，对于电流互感器更换、母线保护更换极性测试，应用场景比较狭窄。
[0011]3、当前的检验技术会同步引起的各类风险约束电网发展：
[0012](1)对电网稳定运行影响大
[0013]选择未改动的继电保护作为后备的方式测试极性的方法，一是陪停其他运行设备将可能引起更大的电网风险，如部分重要变电站腾空母线后将引起五级以上的电网风险，
且因陪停元件过多，更易因母线刀闸卡涩、故障等原因导致倒闸失败，引起更大的电网风险；二是长期夜间作业容易引起调度员、运维人员、保护人员误下令、误操作、误判断，目前大部分操作均需躲负荷高峰后开展，大部分为通宵作业，调度员通宵下令、运维人员通宵操作，保护人员通宵作业，极易出现误下调令、误操作、误判保护极性的情况，人员长期疲劳作业，作业风险居高不下；三是部分线路平时无负荷，投运时无法测试极性，如电力牵引线路、带自备电厂的大客户线路等，需要大量协调铁路调度和重要用户等。
[0014](2)影响重大基建工程实施推动
[0015]因为夏天、冬天电网负荷高，为保持电力系统稳定，必须尽可能采取全接线方式运行，电网基建工程新投变电站、线路或变压器等主设备必须在6月中旬、12月中旬前完成，主要原因为新投的继电保护不测试极性无法投入运行，而继电保护测试极性需要陪停未改造的设备作为后备保护，将引起巨大的电网风险，影响电力供应。故而基建工程新投目前无法在度夏、度冬期间开展，同时在春秋检时间，继电保护极性测试对电网方式要求，以及电网运行方式本身对基建新投的约束，导致重大基建工作抢工期情况严重，因一旦错过窗口期就将影响设备新投。
[0016](3)影响改老旧保护改造高效实施
[0017]目前电网及设备规模逐渐扩大，继电保护设备数量越来越多，可预期的继电保护新投、改造需求日渐增加，受制于继电保护带负荷极性测试需求和电网运行方式的约束，枢纽变电站的继电保护改造和基建新投扩建安排困难较大，电网三道防线设备的可靠性受到严峻考验，从而影响电网的安全稳定运行。
[0018]上述问题具有普遍性，针对上述继电保护极性测试方法所存在的局限性，提出本方案。

技术实现思路

[0019]针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，采用以系统电源为基准的“同频定相”(“同频”意为试验设备通过先进算法使输出的电流、电压频率与运行系统频率随时处于同频状态。“定相”意为试验设备通过先进算法实现输出的电流、电压相序与运行系统的相序实时锁定，核相确保与一次系统相序一致)升流试验设备完整的开展继电保护设备的电流电压回路的检验，完成不同接线方式的继电保护装置不带实际电网潮流或负完成测试极性的方法，确保继电保护设备在停电期间即具备正式投入运行的条件，避免新投送电时频繁调整电网方式，引起巨大的电网和作业风险，助力新型电力系统建设、老旧设备改造，更好的服务现代化的建设。
[0020]本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，包括以下步骤：
[0021]S1：编写待测继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的试验方案；包括根据主接线情况绘制试验接线图；编制试验安全、组织措施；
[0022]S2：试验前，检查被试设备状态满足试验方案的要求，包括：被试设备转为检修状态、检修间隔设备一二次设备检修作业已基本完成，不再改动一次设备及二次回路、检修间隔的保护装置及相关二次回路已全面紧固、检修间隔至运行设备，如母线保护电流、失灵回路二次安全措施可靠执行；
[0023]S3：针对线路间隔、主变间隔保护，以升流试验设备采集系统电源为基准，采集系统基准电压或电流，并对电压进行保护处理；
[0024]S4：以系统电源为基准，进行简单易行的检验线接线、以及线路保护两侧同步试验、主变保护各侧同步试验、运行站母线保护试验；
[0025]S5：针对各个电压等级、各种主流主接线方式的电流互感器更换后进行检验，升流试验设备应使用满足大电流要求的试验线流，并对各个电压等级的升流试验设备大电流功放进行选择，通过升流试验进行差流补偿的方式检验保护极性正确；对各个电压等级、各种主流主接线方式的差动保护进行检验，以及同时对停电设备多套继电保护同时检验；
[0026]其中，升流试验设备应使用满足大电流要求的试验线流。针对3/2、4/3等接线方式的线路间隔、主变间隔(某侧为该接线方式)电流互感器试验，试验线的负极性端应接在设备侧(主变或线路)，正极性端应接在被试电流互感器的另一侧(靠母线侧)；针对3/2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：编写待测继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的试验方案；包括根据主接线情况绘制试验接线图；编制试验安全、组织措施；S2：试验前，检查被试设备状态满足试验方案的要求，包括：被试设备转为检修状态、检修间隔设备一二次设备检修作业已基本完成，不再改动一次设备及二次回路、检修间隔的保护装置及相关二次回路已全面紧固、检修间隔至运行设备，如母线保护电流、失灵回路二次安全措施可靠执行；S3：针对线路间隔、主变间隔保护，以升流试验设备采集系统电源为基准，采集系统基准电压或电流，并对电压进行保护处理；S4：以系统电源为基准，进行简单易行的检验线接线、以及线路保护两侧同步试验、主变保护各侧同步试验、运行站母线保护试验；S5：针对各个电压等级、各种主流主接线方式的电流互感器更换后进行检验，升流试验设备应使用满足大电流要求的试验线流，并对各个电压等级的升流试验设备大电流功放进行选择，通过升流试验进行差流补偿的方式检验保护极性正确；对各个电压等级、各种主流主接线方式的差动保护进行检验，以及同时对停电设备多套继电保护同时检验；S6：继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试工作应在现场其余检修工作已完成，不再改动一次设备和变更二次回路后开展，完成试验后拆除相应试验线，全面恢复、紧固电流电压回路及二次安全措施；S7：试验完成后，应立即向调度部门提交正式的试验报告，完善试验报告，下达试验结论。2.根据权利要求1所述的一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，其特征在于，所述步骤S2试验前的具体步骤包括：S2.1电流电压回流中，检查电流互感器所有二次绕组无开路，且与试验电流、电压回路有关的所有运行保护、测控等装置已可靠隔离，确保升流试验不引起运行继电保护设备误跳运行开关，要求如下：(2.1.1)停电范围为3/2、4/3等接线方式的线路间隔或主变间隔时，边断路器电流互感器电流二次回路需隔离至运行母线保护的电流回路；中断路器电流互感器二次回路需隔离至相邻运行主变、线路保护、测控、表计的电流回路，不完整串时，隔离至运行母线保护的电流回路，以上电流绕组隔离好后，应用短接线将至电流互感器侧可靠短接；(2.1.2)停电范围为双母、三母分段、双母双分、双母双分带旁路等接线方式的线路间隔或主变间隔时，电流互感器电流二次回路需隔离至运行母线保护的电流回路，电流绕组隔离好后，应用短接线将至电流互感器侧可靠短接；S2.2跳闸、失灵回路措施中，在试验前，应确保被试及被改造继电保护装置的二次安全措施可靠执行，确保被试继电保护设备动作后不误跳运行开关，不引起稳控、失步解列装置误动，二次安全措施要求如下：(2.2.1)停电范围为3/2、4/3接线方式的线路间隔时，应隔离边断路器保护失灵启运行母线保护、中断路器失灵联跳相邻运行边断路器，启相邻线路远跳或联跳主变三侧的二次回路，不完整串时，须隔离断路器保护失灵启运行母线保护的二次回路；电流回路后串接有运行的安全自动装置、或电压回路并接有运行的安全自动装置时，应隔离与安全自动装置
有关的二次回路，电流回路隔离后还需做好短接措施，避免升流试验时发生电流二次回路开路情况；线路保护、断路器保护有开出接点至安全自动装置的，须做好隔离措施，防止误开入；(2.2.2)停电范围为主变间隔时，对于变压器某侧为3/2、4/3接线方式时，该侧电流互感器二次回路升流试验时，应隔离边断路器保护失灵启运行母线保护、中断路器失灵联跳相邻运行边断路器，启相邻线路远跳或联跳主变三侧的二次回路，不完整串时，须隔离断路器保护失灵启运行母线保护的二次回路；电流回路后串接有运行的安全自动装置、或电压回路并接有运行的安全自动装置时，应隔离与安全自动装置有关的二次回路，电流回路隔离后还需做好短接措施，避免升流试验时发生电流二次回路开路情况；主变保护、断路器保护有开出接点至安全自动装置的，须做好隔离措施，防止误开入；(2.2.3)停电范围为双母、三母分段、双母双分、双母双分带旁路等接线方式的线路间隔时，应隔离线路保护失灵启母线保护二次回路，严防母线保护误动；电流回路后串接有运行的安全自动装置、或电压回路并接有运行的安全自动装置时，应隔离与安全自动装置有关的二次回路，电流回路隔离后还需做好短接措施，避免升流试验时发生电流二次回路开路情况；线路保护有开出接点至安全自动装置的，须做好隔离措施，防止误开入；(2.2.4)停电范围为主变间隔时，对于变压器某侧为双母、三母分段、双母双分、双母双分带旁路接线方式时，应隔离主变保护至母线保护启失灵、解复压、主变后备跳母联、分段等二次回路，严防母线保护误动、误跳母联分段开关；电流回路后串接有运行的安全自动装置、或电压回路并接有运行的安全自动装置时，应隔离与安全自动装置有关的二次回路，电流回路隔离后还需做好短接措施，避免升流试验时发生电流二次回路开路情况；主变保护有开出接点至安全自动装置的，须做好隔离措施，防止误开入。3.根据权利要求2所述的一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，其特征在于，所述步骤S3中对电压进行保护处理需要针对线路间隔、主变间隔保护，升流试验设备采集系统电源为基准时，电压采集及输出方式如下：步骤3.1、采集系统基准电压或电流：为尽量减少试验线长度，宜优先采集相邻运行间隔二次电压或电流，采集电压时均应逐相对地测量，确保电压采集极性正确，采集三相电压时，应确保三相电压相序正确；步骤3.2、对采集的基准电压进行保护：取用系统运行二次电压时应经配置满足级差配合的空开，并优先选择测量电压绕组作为基准电压，确保短路跳闸不影响运行二次电压；步骤3.3、保护工作电压输出：将采集的到的电压输入升流试验设备，以此为基准输出与采集到的电压同频率、同相位、等幅值的二次电压，经过PT二次回路输入继电保护设备；采集基准电流后，可一次为基准输出手动设置的保护工作电压；步骤3.4、保护电压二次核相：以采集的电压为基准输出电压时，保护工作电压输入保护设备后，应对该二次电压再次与采集的基准电压进行定相，确保其与基准电压一致；以采集的电流为基准输出电压时，应核实输出的电压与基准电流的夹角、系统运行电压与基准电流的夹角一致；步骤3.5、一次加压方式核相：在PT同步更换时，可通过电压功放单元或选用低压侧PT将电压放大后直接输出在一次PT上，检查PT电压相位与运行电压的相位一致，通过二次定相核实电压回路正确，在对CVT进行一次加压时，电压可施加在CVT的最后一节，可等效将试
验电压放大三倍，更有利于测量；步骤3.6：为简化试验，使用母线切换后二次电压作为保护的工作电压的继电保护，可采取短接保护电压切换箱的其中一个母线刀闸开入接点方式将母线二次电压输入继电保护装置作为工作电压，可不必外加二次电压。4.根据权利要求3所述的一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，其特征在于：所述步骤S4的检验线接线中，升流试验设备应使用满足大电流要求的试验线流，以系统电压为基准的模拟负荷一次电流输入方式要求如下所示：S4.1针对3/2、4/3等接线方式的线路间隔、主变间隔电流互感器试验，试验线的负极性端应接在设备侧，正极性端应接在被试电流互感器的另一侧；S4.2针对3/2、4/3等接线方式的母线保护电流互感器试验，试验线的正极性端应接在靠母线侧，负极性端应接在被试电流互感器的另一侧；S4.3针对双母、三母分段、双母双分、双母双分带旁路接线方式的线路间隔、主变间隔或母线保护电流互感器试验，试验线的负极性端应接在设备侧，正极性端应接在靠母线侧；S4.4试验线应搭接紧固，试验回路的一侧应接地，防止感应电损伤试验设备。5.根据权利要求4所述的一种继电保护设备不带实际负荷仿真极性测试的方法，其特征在于：所述步骤S4线路保护两侧同步试验中，针对线路间隔开展同频定相一次升流试验时，处于同步运行电网的线路两站可分别使用试验装置同时开展试验，试验方式如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昕，朱峻永，孙晓勇，明经亮，胡丁文，姚树友，陈俊，徐郁，汤未，李建琼，张洪涛，王洪彬，郭嘉琛，何荷，狄义伟，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：