技术领域
[0001] 本
发明涉及柱上断路器试验领域,特别是涉及一种柱上断路器保护功能一二次融合试验方法。
背景技术
[0002] 柱上断路器作为分布式的保护设备,在配网的联络、分段、和支线中应用广泛。未来在智能
电网的建设中,柱上断路器将发挥越来越积极的作用。目前,柱上断路器的试验项目主要包括绝缘、机械特性、温升、防护等级等对本体的试验,没有从一二次融合的
角度全面对保护功能进行试验,导致在实际运行中会出现了误动或者拒动的事故。
[0003] 具有单相接地故障保护和相间
短路故障保护的柱上断路器在A、C相进线侧配置
电流互感器,出线侧配置零序电流互感器,与脱扣器及操作机构配合来实现单相接地故障、相间短路故障的速断和过流的断路器保护分闸。柱上断路器保护功能一二次融合试验就是要模拟单相接地故障、相间短路故障条件下,断路器动作是否正确,是否会发生误动或拒动的故障,检查互感器、脱扣器、操作机构及灭弧室动静触头是否能够协调正确动作。
发明内容
[0004] 本发明提供一种柱上断路器保护功能一二次融合试验方法,全面对保护功能进行试验。
[0005] 本发明的技术方案:一种柱上断路器保护功能一二次融合试验方法,包括单相接地故障试验和相间短路故障试验,所述单相接地故障试验包括以下步骤,[0006] 1)试验电源连接升流
变压器T,在试验电源与升流变压器T的输入端之间设置电源断路器Q,升流变压器T的输入端还安装电动自耦调压器TV,升流变压器T的输出端连接电流互感器TA,电流互感器TA连接外接的电流表PA,电流表PA连接稳流
控制器QA,稳流控制器QA连接升流变压器T以及电动自耦调压器TV;
[0007] 2)柱上断路器处于合闸状态,选择柱上断路器任意一相进线侧接入升流变压器T的输出端,柱上断路器出线侧接地,另外两相输入和
输出侧分别短接;
[0008] 3)将断路器零序保护延时定值设置为0s,设置零序保护整定值为I0i;
[0009] 4)接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV使电流逐渐增大,直至断路器动作,记录此时的电流值I0t。
[0010] 5)重复进行试验,每次断路器动作电流与整定值的误差应不大于±10%;
[0011] 6)在另外两相重复步骤2)~5),完成启动电流试验;
[0012] 7)将零序保护延时定值设置为t0i,设置零序保护整定值为I’0i;
[0013] 8)柱上断路器处于合闸状态,选择断路器任意一相进线侧接入升流变压器T的输出端,断路器出线侧接地,另外两相输入和输出侧分别短接;
[0014] 9)将柱上断路器脱扣器线圈断开,接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV使电流达到预设值I’0i,断开电源断路器Q;
[0015] 10)将柱上断路器脱扣器线圈接通,并将柱上断路器合闸,接通电源断路器Q,测量柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔t0t;
[0016] 11)重复进行试验,柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔即延时t0t的测量平均值与延时设定时间t0i比较,误差应不大于1%或40ms;
[0017] 12)在另外两相重复步骤7)~11),完成延时试验。
[0018] 所述相间短路故障试验包括以下步骤,
[0019] a.三相试验电源分别连接升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3,在三相试验电源与升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输入端之间设置电源断路器Q,升流变压器T1的输入端还安装电动自耦调压器TV1,升流变压器T1的输出端连接电流互感器TA1,电流互感器TA1连接外接的电流表PA1,电流表PA1连接稳流控制器QA1,稳流控制器QA1连接升流变压器T1以及电动自耦调压器TV1,升流变压器T2的输入端还安装电动自耦调压器TV2,升流变压器T2的输出端连接电流互感器TA2,电流互感器TA2连接外接的电流表PA2,电流表PA2连接稳流控制器QA2,稳流控制器QA2连接升流变压器T2以及电动自耦调压器TV2,升流变压器T3的输入端还安装电动自耦调压器TV3,升流变压器T3的输出端连接电流互感器TA3,电流互感器TA3连接外接的电流表PA3,电流表PA3连接稳流控制器QA3,稳流控制器QA3连接升流变压器T3以及电动自耦调压器TV3;
[0020] b.柱上断路器处于合闸状态,柱上断路器三相进线侧接入升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输出端,柱上断路器出线侧短接接地;
[0021] c.将柱上断路器过流保护延时定值设置为0s,设置过流保护整定值Isi;
[0022] d.接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV1、电动自耦调压器TV2和电动自耦调压器TV3,使电流逐渐增大,直至断路器动作,记录此时的电流值Ist;
[0023] e.重复进行试验,每次断路器动作电流与整定值的误差应不大于±10%;
[0024] f.将过流保护延时定值设置为tsi,设置过流保护整定值为I’si;
[0025] g.柱上断路器处于合闸状态,柱上断路器三相进线侧接入升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输出端,柱上断路器出线侧短路接地;
[0026] h.将柱上断路器脱扣器线圈断开,接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV1、电动自耦调压器TV2和电动自耦调压器TV3,使电流达到预设值I’si,断开电源断路器Q;
[0027] i.将柱上断路器脱扣器线圈接通,并将断路器合闸,接通电源断路器Q,测量柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔tst;
[0028] j.重复进行试验,柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔即延时tst测量平均值与延时设定时间比较,误差应不大于1%或40ms,完成相间短路故障试验。
[0029] 所述步骤5)中的试验次数为5次,其误差计算公式为,
[0030]
[0031] 式中ε0I为误差,I0i为零序保护整定值,I0t为零序保护实际动作值。
[0032] 所述步骤11)中5次延时t0t的测量平均值计算公式为
[0033]
[0034] 式中t0ta为延时t0t的测量平均值,t0t1为第1次延时测量值,t0t2为第2次延时测量值,…,t0t5为第5次延时测量值。
[0035] 所述步骤11)中的延时误差计算公式为
[0036]
[0037] 式中ε0t为延时误差,t0ta为延时t0t的测量平均值,t0i为延时设定值。
[0038] 所述步骤e中的试验次数为5次,其误差计算公式为
[0039]
[0040] 式中εSI为误差,Isi为过流保护整定值,Ist为过流保护实际动作值。
[0041] 所述步骤j中的5次延时tst测量平均值计算公式为
[0042]
[0043] 式中tsta为延时tst测量平均值,tst1为第1次延时测量值,tst2为第2次延时测量值,…,tst5为第5次延时测量值。
[0044] 所述步骤j中的延时误差计算公式为
[0045]
[0046] 式中εst为延时误差,tsta为延时tst测量平均值,tsi为延时设定值。
[0047] 本发明的有益效果是:从一二次融合的角度全面对柱上断路器的保护功能进行试验,能够准确的模拟单相接地故障、相间短路故障条件下,断路器动作是否正确,是否会发生误动或拒动的故障,检查互感器、脱扣器、操作机构及灭弧室动静触头是否能够协调正确动作。
附图说明
[0048] 图1为本发明单相接地故障试验接线示意图;
[0049] 图2为本发明相间短路故障试验接线示意图。
具体实施方式
[0050] 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,都属于本发明保护的范围。
[0051] 本发明的技术方案:
[0052] 一种柱上断路器保护功能一二次融合试验方法,包括单相接地故障试验和相间短路故障试验,
[0053] 当发生单相接地故障时,系统会产生零序电流,经断路器主回路后由零序电流互感器检测到,当零序电流超过速断或过流的整定值时,脱扣器立即动作,或经延时动作,由操作机构驱动断路器动触头与静触头在
真空灭弧室分开,断路器分闸。
[0054] 所述单相接地故障试验包括以下步骤,如图1所示,
[0055] 1)试验电源连接升流变压器T,在试验电源与升流变压器T的输入端之间设置电源断路器Q,升流变压器T的输入端还安装电动自耦调压器TV,升流变压器T的输出端连接电流互感器TA,电流互感器TA连接外接的电流表PA,电流表PA连接稳流控制器QA,稳流控制器QA连接升流变压器T以及电动自耦调压器TV;
[0056] 2)柱上断路器处于合闸状态,选择柱上断路器任意一相进线侧接入升流变压器T的输出端,柱上断路器出线侧接地,另外两相输入和输出侧分别短接;本实施例选择A相接入升流变压器T的输出端,B和C相输入和输出侧分别短接。
[0057] 3)将断路器零序保护延时定值设置为0s,设置零序保护整定值为I0i,本实施例设置零序保护整定值400A;
[0058] 4)接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV使电流逐渐增大,直至断路器动作,记录此时的电流值I0t,本实施例记录电流值为383.15A,误差为-4.21%;
[0059] 5)重复进行试验,每次断路器动作电流与整定值的误差应不大于±10%。本实施例重复试验5次,实验数据如表1。
[0060] 表1 A相接地故障启动电流试验数据
[0061]试验次数 1 2 3 4 5
启动电流/A 383.15 380.03 375.91 369.54 379.68
误差/% -4.21 -4.99 -6.02 -7.62 -5.08
[0062] 6)在另外两相重复步骤(2)~(5),完成启动电流试验。本实施例B、C相接地故障的试验数据如表2、表3。
[0063] 表2B相接地故障启动电流试验数据
[0064]试验次数 1 2 3 4 5
启动电流/A 366.44 374.96 377.16 367.60 375.52
误差/% -8.39 -6.26 -5.71 -8.10 -6.12
[0065] 表3C相接地故障启动电流试验数据
[0066]试验次数 1 2 3 4 5
启动电流/A 372.68 368.60 372.20 371.28 367.40
误差/% -6.83 -7.85 -6.95 -7.18 -8.15
[0067] 7)将零序保护延时定值设置为t0i,本实施例设置为1s。设置零序保护整定值为I’0i,本实施例设置为600A;
[0068] 8)柱上断路器处于合闸状态,选择断路器任意一相进线侧接入升流变压器T的输出端,断路器出线侧接地,另外两相输入和输出侧分别短接;本实施例选择A相接入升流变压器T的输出端,B和C相输入和输出侧分别短接。
[0069] 9)将柱上断路器脱扣器线圈断开,接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV使电流达到预设值I’0i,本实施例使电流达到600A,断开电源断路器Q;
[0070] 10)将柱上断路器脱扣器线圈接通,并将柱上断路器合闸,接通电源断路器Q,测量柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔t0t,本实施例测量的时间间隔为1.013s。
[0071] 11)重复进行试验,柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔即延时t0t的测量平均值与延时设定时间t0i比较,误差应不大于1%或40ms。本实施例重复试验5次,试验数据如表4。
[0072] 表4 A相接地故障延时测量试验数据
[0073]
[0074] 12)在另外两相重复步骤(7)~(11),完成延时试验。本实施例B、C相接地故障的试验数据如表5、表6。
[0075] 表5 B相接地故障延时测量试验数据
[0076]
[0077] 表6 C相接地故障延时测量试验数据
[0078]
[0079] 当发生相间短路故障时,经断路器A、C相电流互感器检测到短路电流,当短路电流超过速断或过流的整定值时,脱扣器立即动作,或经延时动作,由操作机构驱动断路器动触头与静触头在真空灭弧室分开,断路器分闸。为保护两相短路故障和三相短路故障,A、C相电流互感器各连接一个独立的脱扣器,能够各自控制断路器分闸。GB1984-2014规定了断路器若有多个脱扣器,相互间不应干扰,相同功能的脱扣器应在物理上独立,即
磁场隔离。当发生三相短路时,由于A、B、C三相短路电流产生的磁场相互
叠加,可能使电磁式脱扣器的动作值比单相发生故障的动作值更小,为考察脱扣器是否满足磁场隔离的要求,用三相短路的方法比两相短路更为合适。
[0080] 所述相间短路故障试验包括以下步骤,如图2所示,
[0081] a.三相试验电源分别连接升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3,在三相试验电源与升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输入端之间设置电源断路器Q,升流变压器T1的输入端还安装电动自耦调压器TV1,升流变压器T1的输出端连接电流互感器TA1,电流互感器TA1连接外接的电流表PA1,电流表PA1连接稳流控制器QA1,稳流控制器QA1连接升流变压器T1以及电动自耦调压器TV1,升流变压器T2的输入端还安装电动自耦调压器TV2,升流变压器T2的输出端连接电流互感器TA2,电流互感器TA2连接外接的电流表PA2,电流表PA2连接稳流控制器QA2,稳流控制器QA2连接升流变压器T2以及电动自耦调压器TV2,升流变压器T3的输入端还安装电动自耦调压器TV3,升流变压器T3的输出端连接电流互感器TA3,电流互感器TA3连接外接的电流表PA3,电流表PA3连接稳流控制器QA3,稳流控制器QA3连接升流变压器T3以及电动自耦调压器TV3;
[0082] b.柱上断路器处于合闸状态,柱上断路器三相进线侧接入升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输出端,柱上断路器出线侧短接接地;
[0083] c.将柱上断路器过流保护延时定值设置为0s,设置过流保护整定值Isi,本实施例设置过流保护整定值400A;
[0084] d.接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV1、电动自耦调压器TV2和电动自耦调压器TV3,使电流逐渐增大,直至断路器动作,记录此时的电流值Ist,本实施例记录电流值为379.13A,误差为-5.22%;
[0085] e.重复进行试验,每次断路器动作电流与整定值的误差应不大于±10%。本实施例重复试验5次,实验数据如表7。
[0086] 表7相间故障启动电流试验数据
[0087]试验次数 1 2 3 4 5
启动电流/A 372.88 364.64 374.88 366.88 360.24
误差/% -6.78 -8.84 -6.28 -8.28 -9.94
[0088] f.将过流保护延时定值设置为tsi,本实施例设置为0.5s。设置过流保护整定值为I’si,本实施例设置为600A;
[0089] g.柱上断路器处于合闸状态,柱上断路器三相进线侧接入升流变压器T1、升流变压器T2和升流变压器T3的输出端,柱上断路器出线侧短路接地;
[0090] h.将柱上断路器脱扣器线圈断开,接通电源断路器Q,调节电动自耦调压器TV1、电动自耦调压器TV2和电动自耦调压器TV3,使电流达到预设值I’si,本实施例使电流达到600A,断开电源断路器Q;
[0091] i.将柱上断路器脱扣器线圈接通,并将断路器合闸,接通电源断路器Q,测量柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔tst,本实施例测量的时间间隔为0.504s。
[0092] j.重复进行试验,柱上断路器从施加试验电流到断路器分闸的时间间隔即延时tst测量平均值与延时设定时间比较,误差应不大于1%或40ms,完成相间短路故障试验。本实施例重复试验5次,试验数据如表8。
[0093] 表8相间故障延时测量试验数据
[0094]
[0095] 所述步骤5)中的试验次数为5次,其误差计算公式为,
[0096]
[0097] 式中ε0I为误差,I0i为零序保护整定值,I0t为零序保护实际动作值。
[0098] 所述步骤11)中5次延时t0t的测量平均值计算公式为
[0099]
[0100] 式中t0ta为延时t0t的测量平均值,t0t1为第1次延时测量值,t0t2为第2次延时测量值,…,t0t5为第5次延时测量值。
[0101] 所述步骤11)中的延时误差计算公式为
[0102]
[0103] 式中ε0t为延时误差,t0ta为延时t0t的测量平均值,t0i为延时设定值。
[0104] 所述步骤e中的试验次数为5次,其误差计算公式为
[0105]
[0106] 式中εSI为误差,Isi为过流保护整定值,Ist为过流保护实际动作值。
[0107] 所述步骤j中的5次延时tst测量平均值计算公式为
[0108]
[0109] 式中tsta为延时tst测量平均值,tst1为第1次延时测量值,tst2为第2次延时测量值,…,tst5为第5次延时测量值。
[0110] 所述步骤j中的延时误差计算公式为
[0111]
[0112] 式中εst为延时误差,tsta为延时tst测量平均值,tsi为延时设定值。
[0113] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型,本发明的范围由所附
权利要求及其等同物限定。