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继电保护谐波叠加试验方法

“谐波叠加”测试单元可实现三相电压、电流的各次谐波分量叠加输出,用于测试电力系统的设备在各种谐波情况下的工作行为。常用来校验差动谐波制动系数。l UA、UB、UC、IA、IB、IC均可以叠加直流及2~20次谐波输出l 各次分量可以按幅值显示和记录,也可以按基波的百分比方式显示和记录l 可以选择自动变化,也可选择手动变化,幅值和相位均可变化l 可测量动作值、返回值以及动作时间、返回时间
工具/原料

电工箱

第一节 界面说明
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¢ 谐波数据设置本模块里的谐波有两种显示模式:一是以幅值的方式,另外一种就是以基波的百分比来表示。此时,谐波的幅值就和基波的幅值有直接联系。而且,测试仪输出的叠加后的波形也和这个基波的幅值有关系。一般来说,在进行谐波制动试验时,基波的幅值应设置得大于保护的动作整定值(比如说差动保护的启动值),以保证在谐波较小或为0的时候,保护能可靠动作。在这个页面设置谐波的幅值和相位。图上左边红色的数据相指的是将要叠加谐波的对应相的通道。幅值有两种方式表示,图中是以幅值的方式表示的,所以其单位是想对应的电流电压的单位,如果以基波的百分比来表示,则显示的是占基波的百分之多少。这里基波和谐波的相位对试验的结果影响不是很大,一般就用默认的设置就可以了。如果需要设置的话,根据保护的定值设置其两者之间的相位就可以了。

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数据复归按钮:试验前设置好的试验数据,在试验期间各量的幅值和相位可能有变化,在试验结束后,按此键可以让数据“复归”到试验前的状态。这极大地方便了重复性试验。刷新按钮:该按钮对那些参与过前一个试验的参数不起作用,而只对进行下一个试验前修改的新数据有效。能将新修改的数据“刷新”至修改前的状态。清零按钮:它将当前窗口中显示的各次波形(包括基波、直流,以及2~20次谐波)的幅值清零,相位回到其默认状态。即A相的相位回到“ 0° ”,B相的相位回到“-120°”,C相的相位回到“120°”,该键仅对当前界面上显示的参数有效。这里是对叠加后的波形显示。可以选择3相都显示,也可以单独显示一相的波形。如图中所显示的就是A相电压叠加后的了谐波以后的波形。这个图形显示很方便与示波器的图形进行对比。各相电压的直流输出范围是-160~160V,基波和谐波的输出范围是0~120V;各相电流的直流输出范围是-10~10A,基波和谐波的输出范围是0~40A。在同一个通道中叠加的波形有效值总和不能超过120V(40A/30A)。若超出范围,软件将给出超出范围提示,此时请检查输入数值或检查数据变化后总幅值是否已经超过了120V(40A/30A)。在数据输入时和输出变化中均要进行叠加幅值检查。

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变量参数—  变量选择变量:从下拉菜单中选择需要变化的通道,如图中选择的是A相电压做为变化量。波形:指的是叠加的谐波次数,从直流到20次谐波幅值步长:这里的步长也与“谐波表示方法”相对应。当选择“以幅值表示”时,步长也以幅值表示,单位是A或V;而选择“以基波的百分比表示”时,则步长也是百分比。

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变化范围、时间变化初值:变化初值是前面所设置好的谐波的值。初值是从前页的谐波数据页面中取来的,不能直接修改。要修改这个初值必须在谐波数据页面里进行。初值在这里以幅值的方式表示。变化上限:变化量的输出上限值,该值可以确保输出的量值不至于太大,以损坏保护装置。变化时间:变化时间指的是每变化一步的间隔时间,一般设置为稍大于保护的整定动作时间。—  谐波表示方法各相的谐波分量的数据可以选择“以幅值的方式表示”,也可以选择“以基波的百分比表示”。当选“以基波的百分比表示”,在“谐波” 页面中各相谐波的值显示为相对于基波幅值的百分比,变量的幅值步长也以基波的百分比表示。例如,在“以幅值表示”时,某相电压2次谐波幅值为2V,基波幅值为10V,则当选择“以基波的百分比表示”时,此时显示的2次谐波为20%。

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¢ 开关量开关量页用来定义开关量和记录开关量的动作情况。默认A、B、C、R、a、b、c七路开关量全部有效。试验时可自定义指定哪几路开关量有效(前面打“√”为有效)。各开关量的关系为或关系。—  防接点抖动时间  默认为5ms。做继电器试验时,如果接点抖动较大,应设置较大值。

第二节 试验指导
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¢ 谐波制动系数检验(变压器差动保护部分)● 试验接线:接线方法1(高、低压侧同时加电流):测试仪IA接高压侧A相,IB接低压侧a相,高、低压侧的中性线短接后接测试仪IN。接线方法2(仅高压侧加电流):测试仪IA接高压侧A相,高压侧的中性线接测试仪IN。i-font-family:Arial;font-size:16px;mso-font-kerning:1px;' >防接点抖动时间  默认为5ms。做继电器试验时,如果接点抖动较大,应设置较大值。

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试验方法:下面以接线方法2为例(仅高压侧加电流):假设某变压器的二次谐波制动系数为20%。先在“参数”页面中选择“以基波的百分比表示”。然后在“谐波”页面中选中IA,设置基波幅值为2A,并在表格中设置2次谐波为25%(大于谐波制动系数为20%,使保护开始试验时不动作),如图所示:切换至“参数”页面,选择IA为变量,波形为“二次谐波”,并设幅值步长为1%,选择“手动变化”方式。设置好的参数如上图所示。开始试验,按步长逐步减小变量致保护动作。将动作时IA的二次谐波百分比值与整定的制动系数对照。

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¢ 接线方法测试仪三相电压UA、UB、UC接保护三相电压,测试仪UN接保护的UN;测试仪开入量A、B分别接保护的第一轮和第二轮甩负荷开出引线的一端,另一端短接后接测试仪开入量的公共端;最后接上装置的工作电源(如果装置需要直流工作电源,可以从测试仪后面板的独立直流电源引接)。¢ 选择打开“频率及高低周保护”测试模块,选择“低周保护”测试对象的“动作频率”测试项目;¢ 设置切换到“动作频率”测试界面,设置试验数据,如右图所示:—  整定值按照保护的定值单或保护实际整定的定值设置。该设置项在试验期间只起参考作用,不影响试验结果。

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开始试验按钮检查试验参数均设置正确后,即可开始试验。试验期间,界面上的“当前频率Hz”栏可以观察到当前测试仪输出的实时频率。测试仪未输出电压时,保护上的“异常”灯会亮。当测试仪输出的频率小于保护的“启动值”时,保护上“启动”灯亮,即启动低周动作元件。试验的过程如下:输出50Hz电压电流,经过变化前延时——频率以df/dt速率均匀下滑至“测试初值”——按“变化步长”以“整定动作时间”+0.2秒的时间间隔逐格下降频率并记录是否保护动作。

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用于测试同期电压差、频率差、角度差的动作值。其右侧的下拉菜单有“调电压”、“调角度”和“调频率”三个选项。选中其中一项后,再设置界面下端的“变电压(频率、角度)步长”。开始试验后,可按所设置的变化步长手动增减相应的量至同期接点动作,即测出相应的同期动作值。用该功能也可对线路检同期或检无压的重合闸保护进行测试。上述三个参量中,当要测试某一个时,应该总是预先让其它两个参量满足同期条件,通过改变需测试的参量的值,最终使同期装置完全满足同期要求而动作。下面以测试同期电压值为例来说明试验的方法:先设定“调电压”,设待并侧电压V1为90V,不满足同期条件。设待并侧频率F1和相位Φ1满足同期条件(可设与系统侧频率很接近的49.9Hz、相位任意,也可设为频率相等50Hz、相位相等0°),同时设置一定的“变电压步长”。点击“添加”按钮,将所设置的参数添加进测试数据区中。开始试验后,手动按步长增▲(或减▼)键,改变电压至同期装置动作。试验期间,如果频率不相等,可以观察到“待并侧”和“差值”栏中的角度在不断地变化。如果按下按钮栏里的“同步指示器”按钮,从打开的同步窗口中更能观察到待并侧电压矢量在不断地旋转且长度在变化。如果两侧频率相等,待并侧电压矢量不会旋转,仅长度变化。当同期三个条件:电压、频率和相角均满足要求(待并侧与系统测两电压矢量接近到允许范围时),同期装置将会发出口信号。测试仪记录下动作时的压差、频差和角差。t;mso-font-kerning:1px;' >。

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