CN2619355Y - 继电保护带电校验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种继电保护带电校验仪，在长方体绝缘试验箱中，电源插座、电源开关、调压器和升流器(隔离变压器)顺序电连接，试验箱上面固定面板，面板上固定电源插座、电源开关、交流输出控制开关、直流输出控制开关、测量选择按钮、电压/电流表、毫秒表、AC/DC选择开关、交/直流电压电流输出插孔；在试验箱中，升流器的AC0－250V输出和AC0－10A输出经两组继电器的常开触点接至整流桥交流输入端，整流桥的直流输出端与滤波电容、电感线圈相连；升流器的电流输出穿过互感器，互感器的二次侧与电压/电流表相连；试验箱内固定控制线路板，控制线路板上焊接施密特与非门4093、十进制计数器4017、继电器。在试验箱内安装有保护装置，保护装置的高精度电流互感器、电压互感器分别与面板上的Ia、Ib、Ic、In和Ua、Ub、Uc、Un插孔相连，保护装置的跳闸输出、重合闸输出分别连到面板的插孔上。

Description

继电保护带电校验仪

所属技术领域

本实用新型涉及一种对电力网、变电站和发电厂的配电变压器保护、输电线路保护等不停电校验的装置。

背景技术

在供电企业，目前的继电保护试验装置只是一种能够提供交直流电压源、交直流电流源，开入量、开出量的装置，使得传统的继电保护检修一般要先对线路停电，这样保护校验、缺陷处理等停电次数多，停电时间长，经济损失比较大。

发明内容

本实用新型既能提供校验用的交直流电压和交直流电流、开入量、开出量，又具备保护功能，这样可以用本仪器将被校验保护完全替换，而由本仪器保护着一次设备继续运行，不需停电，待校验的保护设备就可以完全退出，检修人员可以对原保护设备进行校验，在此期间，一次设备有故障时，本仪器可以检测并跳闸，起到保护作用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、将线路CT保护二次回路的Ia、Ib、Ic、In分别接入本仪器内的高精度电流互感器上。

2、将线路PT保护二次回路的Ua、Ub、Uc、Un分别接入本仪器内的高精度电压互感器上。

3、将线路跳闸回路，接至本仪器跳闸输出回路；将线路重合闸回路，接至本仪器重合闸输出回路。

4、本仪器直流操作电源由现场提供。

5、本仪器共设三段定时限电流保护，各段电流和时间定值可独立整定，各段电流保护均可独立投退。(本仪器各保护的动作定值整定与线路相同)

6、由于线路CT及PT保护二次回路的电流及电压量已经引入本仪器，并且线路的跳闸及重合闸回路与本仪器的跳闸、重合闸回路连接，这样该线路的保护设备就可以完全退出，不需停电，而由本仪器保护着线路继续运行，检修人员可以对原保护设备进行校验，在此期间，线路有故障时，本仪器可以检测并跳闸，起到保护作用。

7、检修人员对原保护设备进行校验时所需要的交流电压、交流电流、直流电压、直流电流、开入量、开出量也由本仪器提供。

由于上述设计思想，可以实现继电保护的校验，而一次设备不停电。

本实用新型的有益效果是：该继电保护带电校验仪可用于110KV及以下配电变压器保护，线路保护等不停电校验。特别适应于辐射电网不停电校验，临时性配电设备及电机的保护，在特殊情况下本仪器可单独用作保护装置直接投入电网运行。该电路中有均匀可调的交直流电压源和交直流电流源，可以方便的整定、校验各种交直流继电器和时间继电器，对整套保护做整组实验。对供电保护设备进行的不停电校验，保证了保护回路可靠动作及电网的安全运行，给用电客户提供了连续可靠的供电保障，增加供电量，提高经济效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图，图2是本实用新型电原理图。

在图1中：(1)保护功能模件、(2)线路CT保护二次回路的Ia、Ib、Ic、In和线路PT保护二次回路的Ua、Ub、Uc、Un的引入端子、(3)交/直流电压电流输出插孔、(4)电源插座、(5)电压/电流表、(6)毫秒表、(7)测量选择按钮、(8)AC/DC选择开关、(9)交流输出控制开关、(10)直流输出控制开关、(11)电源开关、(12)调压器、(13)互感器、(14)升流器、(15)整流滤波模件、(16)控制板模件

图1中省略了仪器箱前板与侧板是便于直接看出其内部结构布局。

在图2中：

1、粗实线为主回路

2、细实线为控制及测量回路

3、虚线示意控制继电器及双路开关的触点，其他继电器可同样理解

4、虚线框电路实现校验部分与保护部分间功能连接

5、为仪器面板接线端子

6、

为保护部分背板端子

图2中(1)电源保险、(2)电源空气开关S0、(3)调压器T1、(4)交流输出控制开关S1、(5)直流输出控制开关S2、(6)升流器T2(隔离变压器)、(7)D3整流桥KBPC3510、(8)交流接触器JK1、(9)互感器T4、(10)测量选择按钮S3、(11)电压/电流表、(12)数显毫秒表、(13)AC、DC选择开关S5、(14)试验箱“接点接入”插孔、(15)施密特与非门4093、(16)十进制计数器4017、(17)试验/运行开关S6、(18)保护部分电源开关S7(19)保护部分整定/自检时用的试验电流及直流电源、(20)AC220V电源、(21)分流器、(22)复位开关S4、(23)AC220V电源、(24)停表、(25)启表、(26)启停表公共端、(27)校验功能电路、(28)蜂鸣器、(29)或门4071、(30)D1整流桥KBPC3510、(31)DC12V三端稳压块7812、(32)整流桥、(33)T3变压器、(34)电源指示灯、(35)交流电源输入AC220V、(36)模拟故障分量输出、(37)保护部分运行时的直流电源、(38)保护电压采样、(39)保护电流采样、(40)跳闸输出、(41)重合闸输出、(42)滤波及数据采集、(43)中央处理单元、(44)电流越限告警(面板显示)、(45)检无压检同期三相一次重合闸、(46)低频减载、(47)电流越限、(48)三相式低压闭锁、方向瞬时电流速断、限时速断、过电流、合闸后加速、(49)保护功能电路

具体实施方式

图1给出了本实用新型最佳实施例。保护功能模块，控制板模块均为多层印制板，各种元器件为工业级产品，各功能模块的印制板之间采用插拔式插头插座并用扁平软带连接起来各大功率元器件之间用容量足够的导线连接，面板为PVC膜衬铝板，仪器箱为铝合金箱。

在图2中：

(一)校验功能：

1、主回路：

输入的AC220V电源经保险(1)，再经电源空气开关S0(2)，接至调压器T1(3)的输入端，调节后的电压量输出通过交流输出控制开关S1(4)控制的继电器K1的一对触点或通过直流输出控制开关S2(5)控制的继电器K2接至升流器T2(6)(隔离变压器)的输入端，升流器分4个抽头输出：

第一个抽头为AC0-250V，额定电流为3A

该抽头一路通过交流输出控制开关S1控制的继电器K1的另一对触点输出AC0-250V电压，一路经继电器K5的一对触点接至整流桥D3(7)输入端，经整流滤波后输出DC0-350V电压。

第二个抽头为AC0-10A(75V)

该抽头一路穿过互感器T4(9)一次侧直接输出AC0-10A电流，一路通过继电器K4的一对触点接至整流桥D3(7)的输入端，经整流滤波后输出DC0-10A电流。

第三个抽头为AC0-50A(15V)

该抽头一路穿过互感器T4(9)一次侧直接输出AC0-50A电流，一路经交流接触器JK1(8)接至保护电流采样Ia，In端，作为保护装置整定/自检时用的试验电流。

第四个抽头为AC0-100A(8V)

该抽头穿过互感器T4(9)一次侧直接输出AC0-100A电流。

2、电压/电流测量回路：

通过按动测量选择按钮S3(10)，给施密特与非门(15)输入低电平，施密特与非门(15)的输出是高电平，此信号输入十进制计数器(16)脉冲触发端，可控制仪器内部控制板上继电器轮流吸合，每切换一个档，便可监视所对应的输出量，即主回路输出的模拟故障分量“AC0-250V，AC0-10A，AC0-50A，AC0-100A，DC0-350V，DC0-10A”。

电压输出及测量：要输出“AC0-250V”，将输出状态选择在“AC0-250V”档，将“交流输出控制”开关S1(4)置于“ON”位置，缓慢调节调压器(3)旋钮，此时电压/电流表(11)应有“*****V”交流电压显示。要输出“DC0-350V”，将“直流输出控制”开关(5)置于“ON”位置，调节方法同上。

电流输出及测量：要输出“AC0-10A”，将输出状态选择在“AC0-10A”档，将“交流输出控制”开关(4)置于“ON”位置，缓慢调节调压器T1(3)旋钮，此时电压/电流表(11)应有“*****A”交流电流显示。其他电流调节方法同上。

3、时间测量

设备内置6位数显毫秒表(12)，将被试继电器接点接至毫秒表(12)的“停表”端子，松开AC、DC选择开关S5(13)及按下交流输出控制开关S1(4)或者按下AC、DC选择开关S5(13)及按下直流输出控制开关S2(5)，毫秒表(12)即可启动，继电器接点动作可停止毫秒表，从而测出继电器线圈通电至接点动作时间，毫秒表单独设有电源开关，不用时可将毫秒表关掉。

4、声光提示电路

设备内置声光提示电路，在被测继电器接点动作时，可将接点接入试验箱“接点接入”插孔(14)，试验箱内发出报警声及发光，提示继电器接点动作情况。

(二)保护功能：

交流输入回路经隔离互感器引入装置，保护和测量用隔离互感器分别设置。保护用互感器设计容量为40倍额定电流不饱和；测量互感器的精度为0.1％。

本仪器共设三段定时限电流保护，各段电流和时间定值可独立整定，各段电流保护均可独立投退。

电流越限告警在软件设计时设定其告警值为0.9倍的电流保护最低整定值。过电流保护整定值一经整定，越限告警也随之确定了。按过电流保护整定计算原则，越限告警值约为1.2倍线路最大负荷电流，它是录波启动、返回的依据。

重合闸有两种起动方式：保护启动和不对应启动，两种方式均可设定投入与退出。重合闸充电时间为20S。

重合闸闭锁条件：

a.手动就地、遥控跳闸

b.控制回路断线

c.低周、低压减载动作

d.弹簧未储能等外部接点输入

后加速保护可实现重合闸之后加速带延时的保护，同时手动合闸也加速带延时的保护。后一种功能不必设置，在装置软件设计时已设定，手合后保护加速功能开放3S，自动返回。低频减载带有滑差闭锁，以区别频率降低的原因。系统发生故障时，频率快速下降，滑差df/dt较大，与系统功率不足引起频率缓慢下降有比较明显的区别。对滑差大于整定值的频率下降，保护判为系统故障引起，不减负荷。

应该指出的是，为了使低频减负荷装置的动作反应全系统的平均频率，而不是所接母线的频率瞬时值，要求装置的动作有一定的时限，一般考虑时限为0.2～0.3S，并以此为最短时限，逐级加长以保证选择性，因此本保护设有200ms固有延时。

低压减载与低频减载均为独立的动作条件，低压减载与低频减载之间没有闭锁关系。保护软件对电压回路故障设定了闭锁并告警，闭锁值已在内部设定。当电压低到频率测量回路不能正常工作时。启动闭锁并告警。

仪器设有欠流闭锁及告警段，当负荷电流小于整定值时，低压、低频减载被闭锁。低频和低压减载可分别设置投入和退出。

(三)、虚线框电路

该部分电路实现本仪器自检。

试验/运行开关S6(17)合上，仪器进入试验状态。继电器K10、K11线圈得电触点动作，同时交流接触器JK1(8)得电吸合。

1、保护功能部分所用直流电源DC220V切换到从仪器内部的DC220V电路提供。(运行时由外部提供)

2、AC0-50A从仪器内部经交流接触器(8)接到电流采样Ia、In端子上。

3、保护功能部分端子P4-4与P4-5短接，使用内部合闸试验线圈(在运行时断开)。端子P4-19与P4-20短接，使用内部跳闸试验线圈(在运行时断开)。

然后对仪器过流、速断、重合闸、低周、低压进行定值整定(与待校线路定值相符)。再对仪器进行自检。

仪器自检方法如下：定值整定结束后，将“交流输出控制”开关(4)置于“ON”位置，按电压/电流测量“选择”按钮(10)选择电流AC50A量程输出档位，根据整定值缓慢调节调压器(3)手轮加上相应的电流，仪器保护功能可靠动作，电流显示值与定值相同，证明仪器运行正常。然后将仪器信号复归。

Claims (2)

1.一种继电保护带电校验仪，在长方体绝缘试验箱中，电源插座、电源开关、调压器和升流器(隔离变压器)顺序电连接，试验箱上面固定面板，面板上固定电源插座、电源开关、交流输出控制开关、直流输出控制开关、测量选择按钮、电压/电流表、毫秒表、AC/DC选择开关、交/直流电压电流输出插孔；在试验箱中，升流器的AC0-250V输出和AC0-10A输出经两组继电器的常开触点接至整流桥交流输入端，整流桥的直流输出端与滤波电容、电感线圈相连；升流器的电流输出穿过互感器，互感器的二次侧与电压/电流表相连；试验箱内固定控制线路板，控制线路板上焊接施密特与非门4093、十进制计数器4017、继电器，其特征是：在试验箱内安装有保护装置，保护装置的高精度电流互感器、电压互感器分别与面板上的Ia、Ib、Ic、In和Ua、Ub、Uc、Un插孔相连，保护装置的跳闸输出、重合闸输出分别连到面板的插孔上。

2.根据权利要求1所述的继电保护带电校验仪，其特征是：试验箱面板上的直流电源DC220V插孔经继电器K10的常闭接点接至保护装置的电源端子；电源开关与一个降压变压器的输入连接，降压变压器的输出与一个整流桥的交流输入端连接，整流桥的直流输出与滤波电容、电感线圈相连，再经继电器K10的常开接点接至保护装置的电源端子；升流器的AC0-50A输出经交流接触器的常开接点接至面板的Ia、In插孔上。

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