CN114895179A - 一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法 - Google Patents

一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，包括选取真空接触器开关作为试验对象并确认执行好安全措施，结合试验设计临时的真空接触器开关合闸回路接线和设置微机继电保护测试仪的状态序列逻辑，进而模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸情况。通过依次设定开关不同的零序保护动作时间定值，重复模拟多次开关合闸于接地故障的试验并分析记录开关分闸固有延时时间，从而校核得到真空接触器开关分闸固有延时与零序保护动作时间整定值的匹配性关系，避免了开关在合闸的瞬间发生接地短路故障时出现因开关分闸延时而造成保护越级跳闸的隐患，提高了设备运行的可靠性，为合理整定开关的零序保护动作时间定值提供了有力的指导依据。

Description

一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法
技术领域
本发明属于发电厂高压真空接触器开断关合能力及其与保护整定值相配合的技术领域，具体涉及一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法。
背景技术
真空接触器开关是电力系统中重要的控制设备，火电厂或电网中真空接触器开关运行数量较多，运行条件和技术要求比较复杂，其运行可靠性不仅关系到真空接触器本身，而且影响到其他设备乃至整个电力系统。因此对真空接触器开关的分断关合能力测试是一项极其重要的工作，采用传统方法对真空接触器开关的动作特性进行测试时，仅能反映出开关正常分合闸时的机械特性，例如开关分合闸时间、弹跳次数和行程等，未能全面反映出开关在特殊方式或极端条件下分合闸时的相应特性，比如在开关合闸的瞬间发生单相接地故障时，若开关合闸线圈中仍存在剩磁，则此时开关的动作分闸特性将会受到一定的影响，出现因真空接触器开关分闸延时而造成保护越级跳闸的隐患。例如，2018年某电厂曾发生一起机组6kV工作段母线失电事件，原因是该母线段上的负载发生单相接地故障而其真空接触器开关切除故障时间超限致使母线进线开关越级跳闸。该真空接触器开关在合闸瞬间发生单相接地故障，开关综合保护装置零序过流保护延时0.1S动作出口，真空接触器开关因合闸于故障的分闸固有时间为0.75S，零序过流保护动作后真空接触器开关未按0.1S的整定延时跳开，而上一级进线开关由于整定动作延时0.7S，未能躲开真空接触器开关合闸瞬间发生故障的情况下故障切除时间，从而造成保护越级动作导致母线失电、机组甩负荷。经调查真空接触器普遍存在合闸于短路故障后，出现较长的分闸延时时间现象。
因此如何校核真空接触器开关合闸于故障后的分闸固有延时成为了火电厂现阶段急需解决的问题，现有技术中对于真空接触器固有延时与零序保护时间整定的匹配性校核问题，目前尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，，避免了真空接触器开关出现因存在固有分闸延时而造成保护越级跳闸的隐患，提高了设备运行的可靠性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选取母线段上的真空接触器开关为目标，断开开关的控制电源且确认好开关处于试验位置分闸状态；
S2：搭建临时的真空接触器开关合闸回路接线，对开关综合保护装置的零序保护定值进行整定；
S3：设置微机继电保护测试仪的状态序列逻辑，模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸情况；
S4：设定开关不同的零序保护动作时间定值，记录并分析出开关分闸固有延时时间来进行匹配性校核。
进一步，所述步骤S1中真空接触器需要断开开关的直流控制电源，且开关二次控制插头紧固连接。
进一步，所述真空接触器采用的型号为HN46AY-41。
进一步，所述步骤S2中临时搭接真空接触器开关的合闸控制回路，需要将开关合闸线圈的负电端搭接在直流控制电源的负极，合闸线圈的正电端串接一个常开干接点且搭接至直流控制电源的正极。
进一步，所述常开干接点采用微机继电保护测试仪的任一组开关量输出接点。
进一步，所述开关综合保护装置的型号采用CSC-237A，零序保护电流动作值I0＝0.4A，动作时间T0则根据现场实际需要分别整定为0.1S-0.6S。
进一步，所述步骤S3中的微机继电保护测试仪需完成继电保护测试仪的接线工作，
将继电保护测试仪的三相电流输出接点测试线IA、IB、IC和IN分别引接至开关控制柜内对应的三相负载电流端子排，接线时需断开电流端子排连接片使负载的电流互感器本体侧与开关综合保护装置侧隔离开，继电保护测试仪的三相电流输出接点测试线分别引接至开关综合保护装置侧；
选取一组继电保护测试仪的开关量输出接点A作为常开干接点用于真空接触器开关合闸控制，其两根测试线分别引接至开关直流控制电源的正极和开关合闸线圈的正电端；
选取一组继电保护测试仪的开关量输入接点A作为反馈接点用于返回开关的动作分闸时间，其两根测试线分别引接至开关的辅助常开触点两端；将继电保护测试仪上电运行后，通过执行状态序列逻辑程序模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸特性，返回开关的动作分闸时间。
进一步，所述微机继电保护测试仪的状态序列逻辑设置由两个状态组成，其中状态一参数设置为三相电压、电流幅值均为0，继电保护测试仪开出设置为开关量输出接点A闭合用于真空接触器开关合闸控制，状态一的结束方式设置为开关量输入接点A闭合，开关辅助触点反馈合位，状态一触发后设置延时为0.005S，用于作为开关动作后的一个缓冲过程时间；状态二参数设置为三相电压幅值均为0、电流幅值A相设置为0.42A，B和C相均设为0，开关量输出接点A则保持分断状态，状态二的结束方式设置为开关量输入接点A分断，开关辅助触点反馈分位。
进一步，所述步骤S4中保持零序保护电流动作值为0.4A且固定不变，将开关的零序保护动作时间T0依次整定为0.1S、0.2S、0.3S、0.4S、0.5S和0.6S，每修改设定一次零序保护动作时间定值则重复模拟进行多次开关合闸于接地故障时的动作分闸试验，依次记录返回的开关动作分闸时间。
进一步，将记录得到的返回的开关动作分闸时间减去设定的零序保护动作时间定值得到的差值ΔT即为开关分闸固有延时时间，开关正常运行时ΔT必须小于100mS才满足现场设备运行要求，通过反复多次地进行开关动作分闸试验测试即可校核出零序保护动作时间整定值与开关动作分闸固有延时时间之间的匹配性。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，通过选取真空接触器开关作为试验对象并确认执行好安全措施，结合试验设计临时的真空接触器开关合闸回路接线和设置微机继电保护测试仪的状态序列逻辑，进而模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸情况。通过依次设定开关不同的零序保护动作时间定值，重复模拟多次开关合闸于接地故障的试验并分析记录开关分闸固有延时时间，从而校核得到真空接触器开关分闸固有延时与零序保护动作时间整定值的匹配性关系，避免了真空接触器开关出现因存在固有分闸延时而造成保护越级跳闸的隐患，提高了设备运行的可靠性，为合理整定开关的零序保护动作时间定值提供了有力的指导依据。
附图说明
图1为本发明一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法流程图；
图2为本发明具体实施例中选取真空接触器开关控制回路原理图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：选取母线段上的真空接触器开关为目标，断开开关的控制电源且确认好开关处于试验位置分闸状态；
S2：搭建临时的真空接触器开关合闸回路接线，对开关综合保护装置的零序保护定值进行整定；
S3：设置微机继电保护测试仪的状态序列逻辑，模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸情况；
S4：设定开关不同的零序保护动作时间定值，记录并分析出开关分闸固有延时时间来进行匹配性校核。
具体的，所述步骤S1、S2、S3，以及S4操作之前需对所选负载电动机的状态进行确认，核对确认好负载电动机为停运状态，其真空接触器开关处于试验位置分闸状态，并确保涉及到的负载设备现场无检修作业。
优选的，步骤S1、S2、S3和S4的具体操作步骤为：
(1)本领域技术人员确认真空接触器开关的直流110V控制电源为断电状态，确认好开关的二次控制插头连接紧固。
(2)本领域技术人员临时搭接真空接触器开关的合闸控制回路，将开关合闸线圈的负电端HZ-搭接在直流控制电源的负极102，合闸线圈的正电端HZ+则串接一个微机继电保护测试仪的开关量输出常开干接点(Binary Output 1)再搭接至直流控制电源的正极101。如图2所示，将微机继电保护测试仪的开关量输出常开干接点一端接至端子排101，另一端接至端子排103即可。
(3)本领域技术人员对微机继电保护测试仪进行试验接线，将继电保护测试仪的三相电流输出接点IA、IB、IC和IN采用测试线分别引接至开关控制柜内对应的三相负载电流端子排，接线时需断开电流端子排连接片使负载的电流互感器本体侧与开关综合保护装置侧隔离开，核对确认好继电保护测试仪的三相电流输出接点测试线分别引接至开关综合保护装置侧。
(4)本领域技术人员选取继电保护测试仪的一组开关量输出常开干接点(BinaryOutput 1)用于真空接触器开关的合闸控制，将常开干接点的两端采用测试线分别引接至开关直流控制电源的正极101端子和开关合闸线圈正电端HZ+的103端子。
(5)本领域技术人员选取继电保护测试仪的一组开关量输入接点(Binary IutputA)作为反馈接点用于返回开关的动作分闸时间，将该接点的两端采用测试线分别引接至开关的合闸位置接点X3-1、X3-2的两端。
(6)本领域技术人员设置继电保护测试仪的状态序列逻辑，其中状态一参数设置为三相电压、电流幅值均为0，频率为50HZ，继电保护测试仪开出设置为开关量输出接点(Binary Output 1)闭合用于真空接触器开关合闸控制，状态一的结束方式设置为开关量输入接点(Binary Iutput A)闭合，即开关合闸位置接点反馈回合位则执行下一状态。此外，状态一触发后需设置延时0.005S用于作为开关动作后的一个缓冲过程时间。
(7)本领域技术人员将继电保护测试仪的状态二参数设置为三相电压幅值均为0、电流幅值A相设置为0.42A，B和C相均设为0，开关量输出接点(Binary Output 1)则设置为断开状态，状态二的结束方式设置为开关量输入接点(Binary Iutput A)分断，即开关合闸位置接点反馈回分位则结束试验。
(8)上述步骤执行完毕后，本领域技术人员送上真空接触器开关的直流110V控制电源，使开关综合保护装置上电运行，并对开关综合保护装置CSC-237A进行零序保护定值整定，将零序保护电流动作值I0整定为0.4A，动作时间T0则依次整定为0.1S、0.2S、0.3S、0.4S、0.45S、0.5S和0.6S。
(9)本领域技术人员将继电保护测试仪上电运行，通过执行状态序列逻辑程序模拟出开关在合闸的瞬间发生接地故障时的动作分闸情况，记录下返回的开关动作分闸时间。
(10)保持开关综合保护装置的零序保护电流动作值0.4A不变，将开关的零序保护动作时间定值T0依次整定为0.1S、0.2S、0.3S、0.4S、0.5S和0.6S，每设定一次零序保护动作时间定值则重复模拟进行3次开关合闸于接地故障时的动作分闸试验，依次记录每次返回的开关动作分闸时间。
(11)将返回的开关动作分闸时间减去设定的零序保护动作时间定值T0得到的差值ΔT即为开关分闸固有延时时间，一般情况下ΔT必须小于100mS才能满足设备现场运行要求。通过反复多次地进行开关动作分闸试验测试即可校核出零序保护动作时间整定值与开关动作分闸固有延时时间之间的匹配性，如表1所示。
表1
Figure BDA0003664859040000081
从表格中的开关分闸固有延时时间来看，通过设定不同的零序保护动作时间定值来校核开关的分闸固有延时时间，可以看出当开关的零序保护电流动作定值为0.4A，动作时间为0.45S之后的开关分闸固有延时时间均在100mS以内，开关分闸动作特性合格。因此，可以校核出开关零序保护动作时间的整定临界值为0.45S，只有当开关零序保护动作时间整定值大于0.45S时，开关才能够可靠地实现合分闸动作。
(12)试验结束后，由本领域技术人员将开关的试验接线恢复，同时将开关送至热备用状态。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选取母线段上的真空接触器开关为目标，断开开关的控制电源且确认好开关处于试验位置分闸状态；
S2：搭建临时的真空接触器开关合闸回路接线，对开关综合保护装置的零序保护定值进行整定；
S3：设置微机继电保护测试仪的状态序列逻辑，模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸情况；
S4：设定开关不同的零序保护动作时间定值，记录并分析出开关分闸固有延时时间来进行匹配性校核。
2.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述步骤S1中真空接触器需要断开开关的直流控制电源，且开关二次控制插头紧固连接。
3.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述真空接触器采用的型号为HN46AY-41。
4.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述步骤S2中临时搭接真空接触器开关的合闸控制回路，需要将开关合闸线圈的负电端搭接在直流控制电源的负极，合闸线圈的正电端串接一个常开干接点且搭接至直流控制电源的正极。
5.根据权利要求4所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述常开干接点采用微机继电保护测试仪的任一组开关量输出接点。
6.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述开关综合保护装置的型号采用CSC-237A，零序保护电流动作值I0＝0.4A，动作时间T0则根据现场实际需要分别整定为0.1S-0.6S。
7.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述步骤S3中的微机继电保护测试仪需完成继电保护测试仪的接线工作，
将继电保护测试仪的三相电流输出接点测试线IA、IB、IC和IN分别引接至开关控制柜内对应的三相负载电流端子排，接线时需断开电流端子排连接片使负载的电流互感器本体侧与开关综合保护装置侧隔离开，继电保护测试仪的三相电流输出接点测试线分别引接至开关综合保护装置侧；
选取一组继电保护测试仪的开关量输出接点A作为常开干接点用于真空接触器开关合闸控制，其两根测试线分别引接至开关直流控制电源的正极和开关合闸线圈的正电端；
选取一组继电保护测试仪的开关量输入接点A作为反馈接点用于返回开关的动作分闸时间，其两根测试线分别引接至开关的辅助常开触点两端；将继电保护测试仪上电运行后，通过执行状态序列逻辑程序模拟出开关合闸于接地故障时的动作分闸特性，返回开关的动作分闸时间。
8.根据权利要求7所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述微机继电保护测试仪的状态序列逻辑设置由两个状态组成，其中状态一参数设置为三相电压、电流幅值均为0，继电保护测试仪开出设置为开关量输出接点A闭合用于真空接触器开关合闸控制，状态一的结束方式设置为开关量输入接点A闭合，开关辅助触点反馈合位，状态一触发后设置延时为0.005S，用于作为开关动作后的一个缓冲过程时间；状态二参数设置为三相电压幅值均为0、电流幅值A相设置为0.42A，B和C相均设为0，开关量输出接点A则保持分断状态，状态二的结束方式设置为开关量输入接点A分断，开关辅助触点反馈分位。
9.根据权利要求1所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，所述步骤S4中保持零序保护电流动作值为0.4A且固定不变，将开关的零序保护动作时间T0依次整定为0.1S、0.2S、0.3S、0.4S、0.5S和0.6S，每修改设定一次零序保护动作时间定值则重复模拟进行多次开关合闸于接地故障时的动作分闸试验，依次记录返回的开关动作分闸时间。
10.根据权利要求9所述一种接触器固有延时与零序保护时间整定匹配性校核方法，其特征在于，将记录得到的返回的开关动作分闸时间减去设定的零序保护动作时间定值得到的差值ΔT即为开关分闸固有延时时间，开关正常运行时ΔT必须小于100mS才满足现场设备运行要求，通过反复多次地进行开关动作分闸试验测试即可校核出零序保护动作时间整定值与开关动作分闸固有延时时间之间的匹配性。
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