CN113376468B - 一种电气二次回路缺陷系统性检测方法 - Google Patents

一种电气二次回路缺陷系统性检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电气二次回路缺陷系统性检测方法，本发明采用在仿真系统进行电气故障模拟，通过功率放大器输出故障相关模拟量的方法进行检测，与实际电气事故发生时的情况相同，能够保证检测的准确、客观；且能够同时对发电厂/变电站安装的所有保护装置二次回路进行检测，节省人力和时间，效率高、成本低；此外接入了发电厂/变电站所有保护装置，根据检测需要调整断路器状态，可检测不同保护装置电气二次回路之间配合是否合理，系统性、全面性好，具有推广应用的价值。

Description

一种电气二次回路缺陷系统性检测方法
技术领域
本发明涉及继电保护安全检测技术领域，尤其涉及一种电气二次回路缺陷系统性检测方法。
背景技术
随着继电保护设备的日渐成熟和标准化，保护装置自身问题导致的保护不正确动作次数大幅减少，但电气二次回路存在的缺陷导致设备损坏、事故扩大甚至影响系统安全稳定的事件却时有发生；据统计，电气二次回路缺陷造成的设备非停占继电保护专业引起的设备非停总数的52.7％。电气二次回路缺陷来源较多，保护厂家或设计单位回路设计错误、施工过程中未按设计图接线、改造时对原有回路隔离不彻底等都可能导致二次回路缺陷，埋下影响设备正常运行的隐患。二次回路存在的问题在正常运行时无法表现出来，只有发生事故，保护动作后才会显现，但由此对系统和设备造成的损失已无可挽回。
目前，对于电气二次回路缺陷的检测通常采用现场检查与整组传动相结合的方式进行，存在如下缺点：(1)检测结果准确性不高，人工对现场电气二次回路缺陷进行检测，由于检测人员在技术技能水平、责任心、工作状态等方面素质参差不齐，会导致检测结果的差异，影响检测准确度；(2)检测不全面，由于现场检查及整组传动都是按照预先编写的作业指导书进行，只能检测到预先考虑到的二次回路，不能检测到所有可能存在缺陷的回路；(3)检测系统性不足，一次只能进行一套保护装置相关二次回路的检测，不能检测不同保护二次回路的相互配合关系是否合理，无法用真实的系统或设备事故对发电厂/变电站全系统电气二次回路进行检测。
发明内容
本发明的目的是要提供一种电气二次回路缺陷系统性检测方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
本发明包括以下步骤：
S1：收集整理发电厂/变电站电气设备参数资料，并在电气仿真系统中建模；
S2：在电气仿真系统中设置待校核电气二次回路对应电气一次设备不同的故障类型及故障点；
S3：在电气仿真系统中模拟所述步骤S2中所述故障的开环仿真，录取故障波形，分析故障波形是否正确完整；如果不正确，分析原因并修改后，返回上一步，如果正确则进行下一步；
S4：在PT/CT二次出线处拆开并隔离保护相关电压、电流模拟量回路；
S5：连接电气仿真系统与PT/CT二次出线处的相关电压、电流模拟量回路并检查；
S6：连接待校核电气二次回路中的断路器位置至电气仿真系统开关量输入回路并检查；
S7：平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统空载、分别带50％、100％负荷正常运行；记录在系统空载、分别带50％、100％负荷时保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S8：不平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统中三相带不平衡负荷运行工况，记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S9：不平衡电压模拟：在不投入线路保护所有功能连片情况下，模拟线路远端单相非金属性接地运行工况，故障电流最大值不大于电流互感器二次额定值的2倍；记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S10：检查待校核保护装置定值是否与下达的正式定值一致；
S11：根据继电保护定值投入发电厂/变电站各保护装置功能连片、出口连片；
S12：分合各断路器，检查电气仿真系统采集开入量信号是否正确；之后合上仿真系统中所涉及的全部断路器，断路器控制方式、二次回路状态等与正常运行时一致；
S13：在电气仿真系统中模拟各电气一次设备不同的故障类型及故障点进行闭环仿真；
S14：检查保护装置及断路器动作情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后重新进行检测；如相符，进行步骤S15的检测；
S15：导出保护装置故障波形，查看故障过程中各通道模拟量特征是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有设备故障闭环仿真完成，且每次进行故障点仿真测试前要将仿真系统中所涉及的全部断路器合上，检查断路器控制方式、二次回路状态等与正常运行时一致；
S16：分别将输电线路、变压器保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟断路器失灵，然后进行对应设备的单相接地短路故障闭环仿真；检查输电线路、变压器断路器失灵时，母线失灵保护动作及相关断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一步检测；
S17：分别将各发电机保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟发电机出口断路器失灵，然后进行发电机定子相间短路故障闭环仿真；检查发电机断路器失灵时，主变保护动作及断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有发电机检测完成；
S18：恢复现场接线并检查。
进一步，所述步骤S2中的故障点对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障。
进一步，所述步骤S8中三相带不平衡负荷为发电机A相带10％、B相带30％、C相带50％额定负荷。
进一步，所述步骤S13中对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障。
本发明的有益效果是：
本发明是一种电气二次回路缺陷系统性检测方法，与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
(1)采用在仿真系统进行电气故障模拟，通过功率放大器输出故障相关模拟量的方法进行检测，与实际电气事故发生时的情况相同，能够保证检测的准确、客观；
(2)能够同时对发电厂/变电站安装的所有保护装置二次回路进行检测，节省人力和时间，效率高、成本低；
(3)接入了发电厂/变电站所有保护装置，根据检测需要调整断路器状态，可检测不同保护装置电气二次回路之间配合是否合理，系统性、全面性好。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示：本发明包括以下步骤：
S1：收集整理发电厂/变电站电气设备参数资料，并在电气仿真系统中建模；
S2：在电气仿真系统中设置待校核电气二次回路对应电气一次设备不同的故障类型及故障点(对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障。)；
S3：在电气仿真系统中模拟所述步骤S2中所述故障的开环仿真，录取故障波形，分析故障波形是否正确完整；如果不正确，分析原因并修改后，返回上一步，如果正确则进行下一步；
S4：在PT/CT二次出线处拆开并隔离保护相关电压、电流模拟量回路；
S5：连接电气仿真系统与PT/CT二次出线处的相关电压、电流模拟量回路并检查；
S6：连接待校核电气二次回路中的断路器位置至电气仿真系统开关量输入回路并检查；
S7：平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统空载、分别带50％、100％负荷正常运行；记录在系统空载、分别带50％、100％负荷时保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S8：不平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统中三相带不平衡负荷(发电机A相带10％、B相带30％、C相带50％额定负荷)运行工况，记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S9：不平衡电压模拟：在不投入线路保护所有功能连片情况下，模拟线路远端单相非金属性接地运行工况，故障电流最大值不大于电流互感器二次额定值的2倍；记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5％；
S10：检查待校核保护装置定值是否与下达的正式定值一致；
S11：根据继电保护定值投入发电厂/变电站各保护装置功能连片、出口连片；
S12：分合各断路器，检查电气仿真系统采集开入量信号是否正确；之后合上仿真系统中所涉及的全部断路器，断路器控制方式、二次回路状态等与正常运行时一致；
S13：在电气仿真系统中模拟各电气一次设备不同的故障类型及故障点进行闭环仿真(对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障)；
S14：检查保护装置及断路器动作情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后重新进行检测；如相符，进行步骤S15的检测；
S15：导出保护装置故障波形，查看故障过程中各通道模拟量特征是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有设备故障闭环仿真完成，且每次进行故障点仿真测试前要将仿真系统中所涉及的全部断路器合上，检查断路器控制方式、二次回路状态等与正常运行时一致；
S16：分别将输电线路、变压器保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟断路器失灵，然后进行对应设备的单相接地短路故障闭环仿真；检查输电线路、变压器断路器失灵时，母线失灵保护动作及相关断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一步检测；
S17：分别将各发电机保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟发电机出口断路器失灵，然后进行发电机定子相间短路故障闭环仿真；检查发电机断路器失灵时，主变保护动作及断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有发电机检测完成；
S18：恢复现场接线并检查。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电气二次回路缺陷系统性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集整理发电厂/变电站电气设备参数资料，并在电气仿真系统中建模；
S2：在电气仿真系统中设置待校核电气二次回路对应电气一次设备不同的故障类型及故障点；
S3：在电气仿真系统中模拟所述步骤S2中所述故障的开环仿真，录取故障波形，分析故障波形是否正确完整；如果不正确，分析原因并修改后，返回上一步，如果正确则进行下一步；
S4：在PT/CT二次出线处拆开并隔离保护相关电压、电流模拟量回路；
S5：连接电气仿真系统与PT/CT二次出线处的相关电压、电流模拟量回路并检查；
S6：连接待校核电气二次回路中的断路器位置至电气仿真系统开关量输入回路并检查；
S7：平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统空载、分别带50%、100%负荷正常运行；记录在系统空载、分别带50%、100%负荷时保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5%；
S8：不平衡负载模拟：利用电气仿真系统模拟系统中三相带不平衡负荷运行工况，记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5%；
S9：不平衡电压模拟：在不投入线路保护所有功能连片情况下，模拟线路远端单相非金属性接地运行工况，故障电流最大值不大于电流互感器二次额定值的2倍；记录在各保护装置各相电压、电流模拟量采样值，与仿真系统中计算出的电压、电流值比较，误差不大于2.5%；
S10：检查待校核保护装置定值是否与下达的正式定值一致；
S11：根据继电保护定值投入发电厂/变电站各保护装置功能连片、出口连片；
S12：分合各断路器，检查电气仿真系统采集开入量信号是否正确；之后合上仿真系统中所涉及的全部断路器，断路器控制方式、二次回路状态与正常运行时一致；
S13：在电气仿真系统中模拟各电气一次设备不同的故障类型及故障点进行闭环仿真；
S14：检查保护装置及断路器动作情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后重新进行检测；如相符，进行步骤S15的检测；
S15：导出保护装置故障波形，查看故障过程中各通道模拟量特征是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有设备故障闭环仿真完成，且每次进行故障点仿真测试前要将仿真系统中所涉及的全部断路器合上，检查断路器控制方式、二次回路状态与正常运行时一致；
S16：分别将输电线路、变压器保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟断路器失灵，然后进行对应设备的单相接地短路故障闭环仿真；检查输电线路、变压器断路器失灵时，母线失灵保护动作及相关断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一步检测；
S17：分别将各发电机保护装置所控制断路器操作箱两个操作回路电源断开，模拟发电机出口断路器失灵，然后进行发电机定子相间短路故障闭环仿真；检查发电机断路器失灵时，主变保护动作及断路器分闸情况，是否与所设置故障点相符，如果不相符，分析原因并处理后再次进行检测，如相符，进行下一项检测，直到所有发电机检测完成；
S18：恢复现场接线并检查。
2.根据权利要求1所述的电气二次回路缺陷系统性检测方法，其特征在于：所述步骤S2中的故障点对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障。
3.根据权利要求1所述的电气二次回路缺陷系统性检测方法，其特征在于：所述步骤S8中三相带不平衡负荷为发电机A相带10%、B相带30%、C相带50%额定负荷。
4.根据权利要求1所述的电气二次回路缺陷系统性检测方法，其特征在于：所述步骤S13中对于输电线路设置A、B、C三相瞬时性及永久性单相接地故障，对于高压母线设置相间短路接地故障，对于变压器设置高压侧单相接地故障及低压侧相间短路故障，对于发电机设置定子相间短路、定子匝间短路、定子接地、转子接地、励磁变相间短路故障。
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