CN104749487B - 一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法 - Google Patents

Abstract

一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法。该方法包括如下主要步骤：在线路不停电条件下开展线路保护及其回路的检验；两侧线路保护及其回路分别检验；双重化配置的两套线路保护及其回路分别检验；两套线路保护装置对比查看电流电压值；退出待检验的线路纵联保护通道、断开其交流电压开关；通过测试盒外加小信号模拟量的方法分别进行跳A、跳B、跳C、重合试验；打印保护动作报告。通过外加小信号模拟故障量的方法，在不停电情况下，可以实现线路保护装置及其跳合闸回路的检验，大大缩短了检验的工作时间，减少了停电时间。

Description

一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体地涉及为电力系统检验提供手段，是线路不停电条件下外加小信号模拟故障量开展线路保护及其跳合闸回路检验的方法。

背景技术

线路保护及其跳合闸回路的检验，根本目的是检验其工作状态是否正常，以确保当线路区内发生故障是能可靠跳闸；满足重合闸条件后，通过其合闸回路可靠重合。

常规的检验方法一直是在停电情况下进行的，根据相关检验规程进行检验。检查的项目包括，保护装置刻度的检验、交流电流电压相位的检验、电源插件的检验、开入的检验、保护功能压板的检验、定值的检验、定值区的检验、保护功能模块的检验、保护动作精度的检验、跳闸回路的检验、合闸回路的检验、纵联通道的检验、两侧线路配合的检验等。这些项目的检验是通过手动试验的方法逐条进行。检验工作量大，检验时间长，一条线路的检验工作往往需要几天的时间才能完成，给继电保护人员带来很大的压力。

实际上，目前的保护装置都是微机式的，有很强的自检及在线监视功能。只要保护装置不告警，可以判断该保护装置是正常的，保护装置可以继续运行。再配合检查跳合闸回路等，即完成了检验工作。

本发明提出了一种在线路不停电条件下外加小信号模拟故障量开展线路保护及其跳合闸回路检验的方法，该方法简单可靠，减少了大量的检验时间，同时减少了停电时间。

发明内容

为了减少线路保护装置及其跳合闸回路检验的时间、减少停电时间，本发明提出了一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法。

首先对本发明中使用的以下技术术语进行说明或定义：

测试盒：能够模拟输出各相电流、电压的模拟信号，模拟信号经模数转换后再输入至保护装置。测试盒输出的电流电压的大小和方向均可以通过手动调整，通过数据接口接入保护装置。保护装置通过生产厂家的内部规约识别该数字信号，数字信号经转换后，保护装置得到了较大电流、电压的交流模拟量信号，满足了通过交流量进行试验的需要。

主一线路保护、主二线路保护：220kV及以上电压等级的线路保护，一般为双重化配置，即线路的每一侧配置两套线路保护装置，互为后备，当其中一套线路保护失效后，由另一套线路保护完成跳合闸任务。这两套线路保护的型号和保护逻辑可能有不同，分别有各自的保护屏，但实现的保护功能相同，均跳合断路器，两套线路保护装置分别采集线路的电流电压值。根据现场接线等情况，两套保护分别为主一线路保护和主二线路保护，一般情况下，主一线路保护跳操作箱的第一跳圈、主二线路保护跳操作箱的第二跳圈，任一跳圈跳闸，断路器均跳闸。

纵联通道：用于传输信号，实现纵联保护、远跳等功能。220kV及以上电压等级的线路，本侧和对侧的线路保护需要配置纵联保护，本侧和对侧的主一纵联保护通过同一纵联通道连接，纵联通道的种类包括光纤通道、载波通道等；本侧和对侧的主二纵联保护通过同一纵联通道连接。

抽取电压：重合闸为三重方式时，设为检无压或检同期时判同期条件使用。重合闸为单重方式、禁止方式、停用方式时，不需要使用抽取电压。

交流电压开关：来自电压互感器的二次A相电压、B相电压、C相电压，需要经过保护屏上交流电压开关后再接给保护装置。当交流电压开关合上时，来自电压互感器的三相电压才能进入保护装置，方便检验。

本发明具体采用以下技术方案。

本发明提供了线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法，其特征在于：

通过测试盒，在线路不停电条件下，给线路保护装置外加小信号模拟故障量，分别模拟A相、B相、C相距离Ⅰ段范围内故障，打印线路保护动作报告，检查模拟量数值、开入、功能压板投退情况，保护定值、定值区情况，开出情况。

外加模拟量的故障电流时间优选为60ms，每次单相试验间隔时间优选为大于5分钟。

一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)在线路不停电条件下，对比查看本侧主一线路保护装置和主二线路保护装置各自采集的交流量，包括A相电流、B相电流、C相电流、零序电流、A相电压、B相电压、C相电压、抽取电压，如果两套线路保护装置采集的同一交流量有不同，立即对二次交流回路或者保护装置自身进行检修，直到确认两套线路保护装置分别采集的同一交流量完全相同后，进入步骤(2)；

(2)退出本侧主一线路保护屏的A相跳闸出口压板、B相跳闸出口压板、C相跳闸出口压板，将重合闸功能压板设置在单重方式位置；断开本侧主一线路保护的纵联通道；断开本侧主一线路保护屏的交流电压开关；

(3)将测试盒的信号输出端与本侧主一线路保护装置的数据接口相连，其中，所述测试盒用以模拟输出各相电流、电压信号，输出的电流、电压的大小和方向均可以通过手动调整。测试盒与本侧主一线路保护装置连接正常后，进入步骤(4)；

(4)投入A相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，不屏蔽线路实际的输入电流电压信号，模拟A相接地距离Ⅰ段范围内故障；

(5)检查线路保护装置是否发出A相跳闸命令、以及在发出A相跳闸命令后是否发出重合出口信号，若没有发出A相跳闸命令或没有发出重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，返回步骤(4)重新进行试验，直到线路保护装置能够正确发出A相跳闸命令、以及在发出A相跳闸命令发出重合出口信号后，退出A相跳闸出口压板，复归信号，间隔5分钟后再进入步骤(6)；

(6)投入B相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，模拟B相接地距离Ⅰ段范围内故障，检查线路保护装置是否发出B相跳闸命令、以及重合出口信号，若没有发出B相跳闸命令或重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，重新进行步骤(6)的试验，直到线路保护装置能够正确发出B相跳闸命令、以及在发出B相跳闸命令发出重合出口信号后，退出B相跳闸出口压板，复归信号，间隔5分钟后再进入步骤(7)；

(7)投入C相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，模拟C相接地距离Ⅰ段范围内故障，检查线路保护装置是否发出C相跳闸命令、以及重合出口信号，若没有发出C相跳闸命令或重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，重新进行步骤(7)的试验，直到线路保护装置能够正确发出C相跳闸命令、以及在发出C相跳闸命令发出重合出口信号，退出C相跳闸出口压板，复归信号，再进入步骤(8)；

(8)分别打印本侧主一线路保护的跳A、跳B、跳C试验报告，作为本次检验记录；恢复本侧主一线路保护，包括断开测试盒与本侧主一线路保护装置的连接、投入A相跳闸出口压板、投入B相跳闸出口压板、投入C相跳闸出口压板、重合闸功能压板恢复到原来的重合方式，恢复纵联通道、合上交流电压开关；

(9)本侧主一线路保护检验完成后，按照步骤(1)-(8)的方式进行对侧主一线路保护检验；

(10)两侧主一线路保护检验完成恢复后，仿照步骤(1)-(9)，进行两侧主二线路保护检验。

本发明还进一步优选以下方案：

在步骤(4)，测试盒先加入正序三相电压57.7V、不加电流，20s后再加入以下故障量60ms：加入A相故障电流应大于10倍的负荷电流、且不小于二次额定电流，不加入B相电流、C相电流，三相电压角度不变，B相电压、C相电压值不变，调整A相电流角度，使得A相电压的角度超前A相电流的角度为线路正序阻抗灵敏角定值，调整A相电压值，使得计算A相阻抗为接地距离Ⅰ段阻抗定值的0.5倍。

步骤(6)、(7)，测试盒输入与步骤(4)对应相等的外加小信号模拟量。

该检验方法简单可靠，可以替代原来的检验方法，在不停电情况下展开检验，大大减少检验时间，是线路保护及其跳合闸回路实现检验的一种新方法。

附图说明

图1为通过测试盒外接模拟故障量的连接示意图；

图2为线路不停电条件下外加模拟量检验保护及其回路的方法流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

图1为通过测试盒外加模拟量的连接示意图。

测试盒通过线路保护装置的通信接口，和线路保护装置连接，对带电运行的纵联保护外加小信号模拟故障量。通信接口为以太网口、USB口或RS-232口等。测试盒和线路保护装置在连接过程中，线路保护装置不屏蔽采集外部信号，仍实时采集开入量、采集保护功能压板状态、采集二次电流电压以及测试盒施加的交流电压电流。测试盒用以模拟输出各相电流、电压信号，输出的电流、电压的大小和方向均可以通过手动调整。

在线路不停电条件下，两侧线路保护及其回路分别检验，配置双重化的主一和主二线路保护及其回路分别检验。当检验主一线路保护时，主二线路保护处于带电运行状态，具备完整的保护功能，跳合闸出口压板没有退出，当区内故障时，主要由主二线路保护执行跳合功能。当线路两侧的主一线路保护及其回路均检验完成、恢复运行后，再进行两侧主二线路保护及其回路的检验，此时主一线路保护处于带电运行状态，具备完整的保护功能，跳合闸出口压板没有退出，当区内故障时，主要由主一线路保护执行跳合功能。这样的检验方法，可以减少线路保护退出的时间。

需要配置三相不一致保护，三相不一致保护可以由本体实现，也可以由保护装置实现。由保护装置实现时不应带电流闭锁功能，只保留跳合位启动三相不一致保护，保证在轻负荷时也能动作，防止可能出现的长期非全相运行，导致相邻线零序保护误动。

图2所示为线路不停电条件下外加模拟量检验保护及其回路的方法流程图。本发明公开的线路不停电条件下外加模拟量检验保护及其回路的方法包括以下步骤：

步骤1：本侧主一线路保护装置和主二线路保护装置同时采集同一线路的电流电压，在测试盒和线路保护装置没有连接前，对比查看本侧主一线路保护装置和主二线路保护装置各自采集的交流量，包括A相电流、B相电流、C相电流、零序电流、A相电压、B相电压、C相电压、抽取电压，两套线路保护装置采集的同一交流量应相同，如果有不同，问题可能出现在二次交流回路，也可能出现在保护装置本身，需要排查检修，直到确认两套线路保护装置分别采集的同一交流量完全相同后，进入下一步骤。若投入的重合闸方式不需要判别抽取电压时，可以不检查抽取电压。

步骤2：运行过程中，线路保护的A相跳闸出口压板、B相跳闸出口压板、C相跳闸出口压板、重合闸出口压板均在投入位置。为防止在试验过程中出现异常情况导致保护三相跳闸，需要退出待检验线路保护的A相跳闸出口压板、B相跳闸出口压板、C相跳闸出口压板。若现场重合闸功能压板为单重方式，不需要改变，若为其它重合闸方式，需要改为单重方式。在单跳重合检验前再投入试验相出口压板。

纵联保护有远跳功能，通过纵联通道传输远跳信号，检验本侧的主一线路保护时，为防止检验本侧主一线路保护时有误操作等异常情况导致对侧主一线路保护远跳，需要退出本侧主一线路保护纵联通道，对侧主一保护收不到信号，两侧主一纵联保护功能退出。此时两侧主二纵联保护不受影响，线路发生短路故障时能够动作。

断开交流电压开关后，保护装置采集不到线路二次电压，只能采集到通过测试盒外加的模拟故障电压。交流电流端子不需要短接措施，因为负荷电流不是很大、三相基本对称，只要加入外加模拟故障电流比负荷电流大10倍以上，满足电流误差不超过10％时，可以不考虑负荷电流的影响。若负荷很小，加入的故障应不小于二次额定电流值，防止故障电压可能很小导致试验误差偏大。

步骤3：本侧主一线路保护检验时，将测试盒的信号输出端与本侧主一线路保护装置的数据接口相连。测试盒与本侧主一线路保护装置连接后，保护装置没有告警、循环显示正常，测试盒上电后进入调试界面、显示与保护装置连接正常后，再进入下一步骤。若连接不成功，检查连接线是否正常、插头接触是否可靠等环节。

步骤4：本侧主一线路保护模拟A相故障时，投入A相跳闸出口压板，因此只有A相断路器能动作，可以实现单跳重合。测试盒先加入正序三相电压57.7V、不加电流，20s后再加入以下故障量60ms：加入A相故障电流应大于10倍的负荷电流、且不小于二次额定电流，不加入B相电流、C相电流，三相电压角度不变，B相电压、C相电压值不变，调整A相电流角度，使得A相电压的角度超前A相电流的角度为线路正序阻抗灵敏角定值，调整A相电压值，使得计算A相阻抗为接地距离Ⅰ段阻抗定值的0.5倍，此时接地距离Ⅰ段保护可以在施加故障电流20ms内发出跳闸令。失灵保护动作的最小动作时间一般为150ms，外加模拟故障电流的时间为60ms，可以可靠防止失灵保护误动；纵联通道已退出，单相故障速动段保护只有接地距离Ⅰ段，60ms可以保证接地距离Ⅰ段动作，而且不会达到单跳失败延时三跳的150ms时间。

步骤5：检查线路保护装置是否发出A相跳闸命令、以及在发出A相跳闸命令后是否发出重合出口信号，若没有发出A相跳闸命令或没有发出重合出口信号，需要对保护装置或二次回路进行检修，查出原因后重新进行试验，直到线路保护装置能够正确发出A相跳闸命令、断路器跳A相成功、线路保护装置能够正确发出重合出口信号、断路器重合成功，再退出A相跳闸出口压板，复归信号。每次单跳试验，断路器跳相应相别后，启动重合闸，重合成功后再进行下一相的单跳试验，重合闸充电时间一般为15s，考虑线路保护动作时间、断路器跳闸时间，每次试验间隔需要达到5分钟，才可以保证重合闸充电完成、实现可靠重合。

步骤6：本侧主一线路保护模拟B相故障时，投入B相跳闸出口压板。测试盒先加入正序三相电压57.7V、不加电流，20s后再加入以下故障量60ms：加入B相故障电流应大于10倍的负荷电流、且不小于二次额定电流，不加入C相电流、A相电流，三相电压角度不变，C相电压、A相电压值不变，调整B相电流角度，使得B相电压的角度超前B相电流的角度为线路正序阻抗灵敏角定值，调整B相电压值，使得计算B相阻抗为接地距离Ⅰ段阻抗定值的0.5倍。

检查线路保护装置是否发出B相跳闸命令、以及在发出B相跳闸命令后是否发出重合出口信号，若没有发出B相跳闸命令或没有发出重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修后重新进行试验，直到线路保护装置能够正确发出B相跳闸命令、断路器跳B相成功、线路保护装置能够正确发出重合出口信号、断路器重合成功，再退出B相跳闸出口压板，复归信号。间隔5分钟后，重合闸已充电满，再进行下一步骤。

步骤7：本侧主一线路保护模拟C相故障时，投入C相跳闸出口压板。测试盒先加入正序三相电压57.7V、不加电流，20s后再加入以下故障量60ms：加入C相故障电流应大于10倍的负荷电流、且不小于二次额定电流，不加入A相电流、B相电流，三相电压角度不变，A相电压、B相电压值不变，调整C相电流角度，使得C相电压的角度超前C相电流的角度为线路正序阻抗灵敏角定值，调整C相电压值，使得计算C相阻抗为接地距离Ⅰ段阻抗定值的0.5倍。

检查线路保护装置是否发出C相跳闸命令、以及在发出C相跳闸命令后是否发出重合出口信号，若没有发出C相跳闸命令或没有发出重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修后重新进行试验，直到线路保护装置能够正确发出C相跳闸命令、断路器跳C相成功、线路保护装置能够正确发出重合出口信号、断路器重合成功，再退出C相跳闸出口压板，复归信号。间隔5分钟后，重合闸已充电满，再进行下一步骤。

步骤8：保护动作后启动录波，录波报告可以存储、打印。分别打印本侧主一线路保护的跳A、跳B、跳C试验报告。打印的保护报告中，含有模拟量数值，开入、功能压板投退情况，保护定值、定值区情况，开出情况，通信参数，版本号。打印的保护报告，作为本次检验记录。

恢复本侧主一线路保护，恢复工作包括断开测试盒与本侧主一线路保护装置的连接、投入A相跳闸出口压板、投入B相跳闸出口压板、投入C相跳闸出口压板、重合闸功能压板恢复到原来重合方式、恢复纵联通道、合上交流电压开关。完成了本侧主一线路保护的检验。

步骤9：本侧主一线路保护检验完成后，按照以上方法进行对侧主一线路保护检验。

步骤10：两侧主一线路保护检验完成恢复后，按照以上方法进行两侧主二线路保护检验。

两侧主一线路保护和两侧主二线路保护均检验完成，结束本线路的检修工作。通过外加小信号模拟故障量的方法，在不停电情况下，可以实现线路保护装置及其跳合闸回路的检验，大大缩短了检验的工作时间，减少了停电时间。

以上给出的实施例用以说明本发明和它的实际应用，并非对本发明作任何形式上的限制，任何一个本专业的技术人员在不偏离本发明技术方案的范围内，依据以上技术和方法作一定的修饰和变更当视为等同变化的等效实施例。

Claims (3)

1.一种线路不停电条件下检验保护装置及其回路的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：在线路不停电条件下，对比查看本侧主一线路保护装置和主二线路保护装置各自采集的交流量，包括A相电流、B相电流、C相电流、零序电流、A相电压、B相电压、C相电压和抽取电压，如果两套线路保护装置采集的同一交流量有不同，立即对二次交流回路或者保护装置自身进行检修，直到确认两套线路保护装置分别采集的同一交流量完全相同后，进入步骤(2)；

步骤(2)：退出本侧主一线路保护屏的A相跳闸出口压板、B相跳闸出口压板和C相跳闸出口压板，将重合闸功能压板设置在单重方式位置；断开本侧主一线路保护的纵联通道；断开本侧主一线路保护屏的交流电压开关；

步骤(3)：将测试盒的信号输出端与本侧主一线路保护装置的数据接口相连，其中，所述测试盒用以模拟输出各相电流、电压信号，输出的电流和电压的大小和方向均可以通过手动调整，测试盒与本侧主一线路保护装置连接正常后，进入步骤(4)；

步骤(4)：投入A相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，不屏蔽线路实际的输入电流电压信号，模拟A相接地距离Ⅰ段范围内故障；

步骤(5)：检查线路保护装置是否发出A相跳闸命令、以及在发出A相跳闸命令后是否发出重合出口信号，若没有发出A相跳闸命令或没有发出重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，返回步骤(4)重新进行试验，直到线路保护装置能够正确发出A相跳闸命令、以及在发出A相跳闸命令发出重合出口信号后，退出A相跳闸出口压板，复归信号，间隔5分钟后再进入步骤(6)；

步骤(6)：投入B相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，模拟B相接地距离Ⅰ段范围内故障，检查线路保护装置是否发出B相跳闸命令、以及重合出口信号，若没有发出B相跳闸命令或重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，重新进行步骤(6)的试验，直到线路保护装置能够正确发出B相跳闸命令、以及在发出B相跳闸命令发出重合出口信号后，退出B相跳闸出口压板，复归信号，间隔5分钟后再进入步骤(7)；

步骤(7)：投入C相跳闸出口压板，通过测试盒外加小信号模拟量，模拟C相接地距离Ⅰ段范围内故障，检查线路保护装置是否发出C相跳闸命令、以及重合出口信号，若没有发出C相跳闸命令或重合出口信号，则需要对保护装置或二次回路进行检修，重新进行步骤(7)的试验，直到线路保护装置能够正确发出C相跳闸命令、以及在发出C相跳闸命令发出重合出口信号后，退出C相跳闸出口压板，复归信号，再进入步骤(8)；

步骤(8)：分别打印本侧主一线路保护的跳A、跳B和跳C试验报告，作为本次检验记录；恢复本侧主一线路保护，包括断开测试盒与本侧主一线路保护装置的连接、投入A相跳闸出口压板、投入B相跳闸出口压板、投入C相跳闸出口压板、重合闸功能压板恢复到原来的重合方式、恢复纵联通道和合上交流电压开关；

步骤(9)：本侧主一线路保护检验完成后，按照步骤(1)-(8)的方式进行对侧主一线路保护检验；

步骤(10)：两侧主一线路保护检验完成恢复后，仿照步骤(1)-(9)，进行两侧主二线路保护检验。

2.根据权利要求1所述的检验保护装置及其回路的方法，其特征在于：

在步骤(4)，测试盒先加入正序三相电压57.7V、不加电流，20s后再加入以下故障量60ms：加入A相故障电流应大于10倍的负荷电流、且不小于二次额定电流，不加入B相电流、C相电流，三相电压角度不变，B相电压、C相电压值不变，调整A相电流角度，使得A相电压的角度超前A相电流的角度为线路正序阻抗灵敏角定值，调整A相电压值，使得计算A相阻抗为接地距离Ⅰ段阻抗定值的0.5倍。

3.根据权利要求2所述的检验保护装置及其回路的方法，其特征在于：

步骤(6)、(7)，测试盒输入与步骤(4)对应相等的外加小信号模拟量。