CN104251948A - 一种适用于差动保护检测ct饱和的测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置及测试方法。所述测试装置包括单相调压器、移相器、第一易饱和电流互感器、第二易饱和电流互感器、可调限流电阻、可调电阻，通过调节移相器、可调电阻等部件能模拟实际故障发生CT饱和的情况并由电流差动保护装置进行CT饱和测试。测试过程中通过调节单相调压器二次侧电压和可调限流电阻以及移相器，改变故障电流的大小及一侧电流的相位，结合电流大小的调节对差动保护的比率制动特性进行测试；在改变故障电流大小的基础上，调节所述第一或/和第二易饱和电流互感器二次侧线圈中串联的可调电阻的阻值，达到改变所述电流互感器二次负载从而调节所述第一、第二易饱和电流互感器的饱和程度。

Description

一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及一种CT饱和的测试装置，具体涉及一种适用于变压器差动保护中检测CT饱和的测试装置及测试方法。
背景技术
电力系统发生短路故障的电流特征是短路电流大，一般为额定电流的20-40倍，非周期分量大，谐波含量高；由于电流互感器(以下简称CT)铁芯磁化特性的非线性和磁滞特性，CT饱和后二次电流波形发生缺损畸变，当电流差动保护两侧CT饱和程度不一致时，二次电流的缺损畸变就会形成差动电流，造成电流差动保护误动，一般的电流差动保护装置都采取了抗CT饱和的措施。
目前，电流差动保护一次CT饱和测试的试验方法主要是利用微机继电保护测试仪在电流基波中叠加谐波进行测试，该方法对一次CT饱和程度无法模拟。针对这一缺陷，已出现两种改进方法，一种是动态模拟试验方式，在差动保护一次CT中选用易饱和CT进行测试；另一种是用RTDS实时动态仿真系统模拟一次CT饱和时的故障电流对差动保护装置进行测试，但是动模实验室和RTDS试验系统建设资金巨大，成本极高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电路结构简单、成本低、适用于变压器差动保护中检测CT饱和的测试装置及测试方法。本发明通过多处可调电阻环节对短路电流的幅值、相位和CT饱和程度进行调节，能比较真实的模拟实际故障发生CT饱和的情况，对差动保护装置进行CT饱和的测试。
为解决上述技术问题，本发明的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置由单相交流接触器、单相调压器、移相器、第一易饱和电流互感器、第二易饱和电流互感器、保险丝、可调限流电阻、可调电阻构成。单相交流电源经所述单相交流接触器与所述单相调压器的一次侧相连，所述单相调压器的二次侧经保险丝、可调限流电阻与所述第一易饱和电流互感器的一次侧相连，所述第一易饱和电流互感器的二次侧经可调电阻与电流差动保护装置相连，并通过交点接地；所述单相调压器的二次侧还与移相器的一次侧相连，所述移相器的二次侧经保险丝、可调限流电阻与所述第二易饱和电流互感器的一次侧相连，所述第二易饱和电流互感器的二次侧经可调电阻与所述电流差动保护装置相连，并通过交点接地。本装置结构简单、成本低，通过调节可调电阻等部件能模拟实际故障发生CT饱和的情况并进行CT饱和测试。
进一步的，所述调压器是三相调压器。
进一步的，所述移相器是三相移相器。
本发明的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试方法，包括以下步骤：
(1)测试装置与电流差动保护装置未相连时，闭合所述单相交流接触器，由单相交流电源向所述测试装置提供工作电压；
(2)调节所述可调限流电阻大小改变测试时的短路电流，调节所述移相器改变两侧电流的相位差，调节所述第一易饱和电流互感器或/和第二易饱和电流互感器的二次侧回路串联的可调电阻的大小改变CT饱和程度；
(3)将所述测试装置与电流差动保护装置连接进行CT饱和测试，通过调节单相调压器二次侧电压和可调限流电阻，可以获得不同大小的故障电流；通过调节移相器，可以改变一侧电流的相位，结合电流大小的调节可以对差动保护的比率制动特性进行测试；在改变故障电流大小的基础上，调节第一或/和第二易饱和电流互感器二次侧线圈中串联的可调电阻的阻值，达到改变电流互感器二次负载从而调节第一、第二易饱和电流互感器的饱和程度，可以测试不同起始饱和时刻对差动保护动作性能的影响。
本发明提供的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置及方法，通过多处可调电阻环节对短路电流的幅值、相位和CT饱和程度进行调节，能比较真实的模拟实际故障发生CT饱和的情况，对差动保护装置进行CT饱和的测试，测试效果好，测试装置结构简单，成本低。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明测试装置的动模试验系统电路原理图。
图2为本发明测试装置与差动保护装置连接的试验电路图。
图3为本发明测试装置测得的故障时CT饱和情况下的一、二次电流的典型波形(实线为一次电流，虚线为二次电流)。
具体实施方式
本发明的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置电路如图2所示，由单相交流接触器1、单相调压器2、移相器3、第一易饱和电流互感器(一次CT)4、第二易饱和电流互感器(一次CT)5、保险丝8、保险丝9、可调限流电阻10、可调限流电阻11、可调电阻12、可调电阻13构成。单相交流电源AC 220V经单相交流接触器1与单相调压器2的一次侧相连，单相调压器2的二次侧经保险丝8、可调限流电阻10与第一易饱和电流互感器(一次CT)4的一次侧相连，该第一易饱和电流互感器(一次CT)4的二次侧经可调电阻12与电流差动保护装置14相连，并通过交点接地；单相调压器2的二次侧还与移相器3的一次侧相连，移相器3的二次侧经保险丝9、可调限流电阻11与第二易饱和电流互感器(一次CT)5的一次侧相连，该第二易饱和电流互感器(一次CT)5的二次侧经可调电阻13与电流差动保护装置14相连，并通过交点接地。
调试阶段，测试装置与电流差动保护装置14未相连。通过调节可调限流电阻10、可调限流电阻11的大小可以改变测试电路中的短路电流，通过调节移相器3可以改变移相器3两侧电流的相位差，通过调节第一易饱和电流互感器(一次CT)4二次回路的串联电阻可以改变第一易饱和电流互感器(一次CT)4饱和程度，通过调节第二易饱和电流互感器(一次CT)5二次回路的串联电阻可以改变第二易饱和电流互感器(一次CT)5饱和程度。
进行测试时，将测试电路和差动保护装置14连接进行CT饱和测试过程，与调试阶段的操作过程相同，通过改变可调限流电阻10、可调限流电阻11电阻大小、调节移相器3、调节第一易饱和电流互感器(一次CT)4二次回路的可调电阻12电阻大小、调节第二易饱和电流互感器(一次CT)5二次回路的可调电阻13电阻大小对差动保护的一次CT饱和进行测试，满足了电流差动保护饱和测试要求。
通过调节单相调压器2二次侧电压、可调限流电阻10和可调限流电阻11，可以获得不同大小的故障电流；通过调节移相器3，可以改变一侧电流的相位，结合电流大小的调节可以对差动保护的比率制动特性进行测试。在改变故障电流的大小基础上，调节第一易饱和电流互感器(一次CT)4二次回路的可调电阻12的阻值、调节第二易饱和电流互感器(一次CT)5二次回路的可调电阻13的阻值，达到改变第一易饱和电流互感器(一次CT)4、第二易饱和电流互感器(一次CT)5二次负载从而调节第一易饱和电流互感器(一次CT)4、第二易饱和电流互感器(一次CT)5的饱和程度，可以测试不同起始饱和时刻对差动保护动作性能的影响。
对电流差动保护装置的故障录波波形及数据进行分析，了解CT饱和程度及其谐波含量特征，考察电流差动保护装置动作行为是否正确。
在上述电路中，所述单相调压器2和移相器3选用三相调压器和三相移相器，一次CT设两组共6个，选择其中2-3个一次CT为易饱和CT，对分相电流差动保护进行分相CT饱和、多相CT饱和进行测试。
另外，电流差动保护装置14中M侧CT6和N侧小CT7可以在同一个电流差动保护装置中，也可以分别设在两个电流差动保护装置中，比如线路光纤电流差动保护装置。
本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置，其特征在于，由单相交流接触器、单相调压器、移相器、第一易饱和电流互感器、第二易饱和电流互感器、保险丝、可调限流电阻、可调电阻构成；单相交流电源经所述单相交流接触器与所述单相调压器的一次侧相连，所述单相调压器的二次侧经保险丝、可调限流电阻与所述第一易饱和电流互感器的一次侧相连，所述第一易饱和电流互感器的二次侧经可调电阻与电流差动保护装置相连，并通过交点接地；所述单相调压器的二次侧还与移相器的一次侧相连，所述移相器的二次侧经保险丝、可调限流电阻与所述第二易饱和电流互感器的一次侧相连，所述第二易饱和电流互感器的二次侧经可调电阻与所述电流差动保护装置相连，并通过交点接地。
2.根据权利要求1所述的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置，其特征在于，所述调压器是三相调压器。
3.根据权利要求1所述的一种适用于差动保护检测CT饱和的测试装置，其特征在于，所述移相器是三相移相器。
4.一种根据权利要求1所述适用于差动保护检测CT饱和的测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)测试装置与电流差动保护装置未相连时，闭合所述单相交流接触器，由单相交流电源向所述测试装置提供工作电压；
(2)调节所述可调限流电阻大小改变测试时的短路电流，调节所述移相器改变两侧电流的相位差，调节所述第一易饱和电流互感器或/和第二易饱和电流互感器的二次侧回路串联的可调电阻的大小改变CT饱和程度；
(3)将所述测试装置与电流差动保护装置连接进行CT饱和测试，通过调节所述单相调压器二次侧电压和可调限流电阻，改变故障电流的大小；通过调节所述移相器，改变一侧电流的相位，结合电流大小的调节对差动保护的比率制动特性进行测试；在改变故障电流大小的基础上，调节所述第一或/和第二易饱和电流互感器二次侧线圈中串联的可调电阻的阻值，达到改变所述电流互感器二次负载，从而调节所述第一、第二易饱和电流互感器的饱和程度。
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