0 引言
继电保护装置的功能测试是继电保护专业人员的一个*基本工作。其中一个重要的作业步骤是保护装置的整组试验,即保护装置以及其相对应断路器的分合闸传动工作。为了提高工作效率和培训效果,为此本文提出了出一种用于继电保护装置与昂立继保测试仪连接的便携式试验装置,通过航空接头和保护装置连接起来,不需要专门的电源,操作箱、模拟断路器及保护屏,能兼容不同厂家的保护接入和输出,分别能接入不同电压等级线路保护装置。只需保护装置就可模拟站内不同保护故障动作行为。且价格低、体积小、工作可靠和抗干扰性好。装置能充分利用退运设备来做培训,比较快速掌握调试保护的技能,提高现场安全工作的经验。
1 现状分析
目前的继电保护装置均装设在专用的保护屏体内,输入输出量均通过固定的端子排接线和本装置及外部一次设备进行有机连接。不同厂家的保护装置输入输出量大同小异,差别仅在于端子排的布线顺序不一样。由于不同的保护设备厂家及种类繁多,班组在自行搭建微小型继保试验平台时由于种种原因的限制,无法为每个厂家每一类型的保护配备固定专用的接线端子排,且搭建实操室需要占用更多的空间以及花费庞大的资金。因此,有必要研制出一种小型的便携式试验装置,使得不同厂家种类的保护输入输出量,可通过这种装置与本装置及外部昂立继保测试仪相连,可以方便进行各种继电保护原理逻辑试验。
2 研究意义
根据*新统计,一面保护屏包含 110 kV 保护装置在内价格约为 5 万元,一面保护屏包含一套 220 kV 保护装置在内价格为 8 万元,10 kV 保护装置价格大约为 2 万元,因此所搭建实操室需购买设备费用约为 15 万元。且一面保护屏柜尺寸为:2 260 mm × 800 mm × 600 mm( 高 × 宽 × 深) ,而研制的便携式试验装置占用尺寸仅为: 210 mm × 400 mm。便携式试验装置不仅可以连接新设备,也可以利用是综自改造退运下来的老设备。节省人力物力,组合拆卸方便,能够兼容不同厂家的同类保护,占用很小的地方,可在班组层面搭建实操室。解决建立常规实操所需大资金,场地宽的困难。
3 便携式试验装置原理
便携式试验装置有交、直流量及开关量输入,整合操作箱、开关的模拟功能和保护的裸机通过航空接头连接起来,主要由接口插座及接口插头组成,其中接口插座与外部设备通过若干电线连接,连接电气量分为 6 类,分别是交流采样、直流电源、功能开关量、设备状态量、外部信号、设备动作命令、无源空接点,其中外部设备包括不限于模拟断路器、三相交流发生器、昂立继保测试仪等。继电保护装置有不同电压等级和不同的厂家,目前市场主流的厂家就有北京四方、南瑞继保、国电南自、深瑞、许继电气等。甚至同一厂家不同型号的保护装置也不一样。那么如何将这些不同厂家的保护装置统一起来,设计出一个标准航空接头就可以通过试验装置连接至不同厂家的保护装置。其实不同厂家的保护装置输入输出量大同小异,差别仅在于端子排的布线顺序不一样,一般厂家内部线都包含电流、电压回路; 控制回路; 信号回路等等。起初的设想是为每个厂家每一类型的保护配备固定专用的接线端子排,由于不同的保护设备厂家及种类繁多种种原因的限制,此设想无法实现。接下来改变思路,设计出一个标准的航空接头,航空接头与继电保护装置的背板通过若干 1. 5 mm2 线径大小的厂家内部配线连接,连接电气量种类同样是 6 类,可将其按照保护装置厂家白图的顺序接至航空插头处,而航空接头插入接口插座,就可以实现继电保护装置与外部设备的电气量交换。这样就可以连接不同电压等级线路保护装置,可为不同电压等级保护配置一个专用航空插口。
便携式试验装置应用前后对比图如图 1 所示。解决了以往想进行保护试验需要立屏,并配备模拟断路器,对场地环境要求较高。而现在保护装置只需搭配本装置就可满足保护试验所有测试条件。对比传统的模拟断路器,本装置还具备价格低,体积小等优点,**兼容不同厂家的基点保护装置,模拟动作行为清晰明了。还可以模拟交流采样、开入测试、开出传动以及各种保护逻辑( 比如零序、差动、距离保护) 的校验以及模拟长久性故障下开关的动作行为。
4 装置测试过程
1) 工作前准备。准备昂立继保测试仪 1 台,便携式试验装置 1 台,110 kV 线路保护装置 1 台,交流电流、电压试验线各一组。昂立继保测试仪试验线接至试验装置的电流电压输入插口上,试验装置通过背部航空插头根据厂家白图将配线接至线路保护装置背板端子上。
2) 交流采样。昂立继保测试仪输入三相不平衡的交流电流、电压的采样,一般情况先输入电流电压分别为 0. 2A、0. 4A、0. 6A; 10 V、20 V、30 V; 再改变电流电压二次额定值,保护装置面板菜单上相对应显示相同的电流、电压示数,模拟现场开关在运行状态,保护装置通过交流采样采集二次电流电压值。便携式试验装置上有八个电流、电压试验的插孔,分别对应 A、B、C 三相电流、In; A、B、C 三相电压、Un 以及线路电压 Ux。
3) 开入功能试验。分别投退试验装置上不同的功能压板( 差动、零序、距离) ,保护装置上开入量菜单会显示相对应状态,切换重合闸把手,切换至不同重合闸方式( 单相重合闸、三相重合闸以及停用重合闸) 。
4) 保护逻辑校验。通过投入试验装置不同的功能压板( 差动、零序、距离) ,输入 1. 05 倍和 0. 95 倍保护装置的定值,校验定值大小正确性。模拟不同接地、相间故障,进行各种继电保护原理实验。
5) 出口传动开关。试验装置开关三相置于合闸位置( 即装置上合位指示灯亮) ,昂立继保测试仪加入故障量,模拟单相故障和长久性故障的动作行为。例如保护装置动作行为: A 相故障通过保护逻辑出口跳 A 相开关,A 相开关合位指示灯灭,A相分位指示灯亮,经过重合闸时间后重合开关,此时保护重合
闸动作,A 相开关合位灯亮后开关合于长久性故障,加速跳开三相开关,现象应为 A、B、C 三相开关都在分位。
5 结语
本试验装置可利用退运的设备,快速搭建一个班组实操室,节约成本,因地制宜,放在基层班组,满足班组人员渴望提高实操技能水平的需求,不受资金场地的限制,有利于实施; 对于新员工,能利用身边的实操平台,比较快速的掌握调试保护的技能,提高现场安全工作的经验; 接口装置拆装简单,体积
小,重量轻,能拿到培训现场讲解试验,有利用培训效果的提升; 通过标准接口连接,实现不同厂家设备的实操,运用范围广。解决了以往想进行保护试验需要立屏,并配备模拟断路器,对场地环境要求较高。而现在保护装置只需搭配本装置就可满足保护试验所有测试条件。已经在班组之中推广使用,使
用方便,性能可靠,得到一致的好评,未来计划推广至继保岗位胜任能力考试培训之中。