Подробное описание тестера трехфазной последовательной электрической защиты
Тестер трехфазной релейной защиты — специализированный прибор, используемый на электростанциях, подстанциях и в лабораториях для проверки работоспособности устройств релейной защиты. Для сложных схем защиты, таких как дифференциальная защита трансформатора, прибор точно моделирует амплитудные и фазовые соотношения токов с обеих сторон, проверяя ключевые рабочие параметры, включая пусковой ток, характеристики пропорционального торможения и характеристики подавления гармоник. Имея портативный интегрированный дизайн, он включает в себя высокопроизводительный модуль управления DSP, высокоточный модуль цифро-аналогового преобразования и модуль усилителя высокой мощности. Управляемый микрокомпьютером с визуальным интерфейсом, прибор одновременно выдает несколько независимых сигналов тока для имитации разницы токов между сторонами высокого и низкого напряжения трансформатора. Используя технологии управления с обратной связью и цифровой фильтрации, он обеспечивает стабильные и точные выходные сигналы, что делает его идеальным для периодической проверки и тестирования систем дифференциальной защиты.
Визуальная аналогия принципа испытаний (метод дифференциального моделирования рабочих условий): двусторонний имитатор рабочих условий + взаимосвязанный предохранительный клапан.
Роли, участвующие в процессе тестирования:
- Дифференциальная защита трансформатора действует как согласованный предохранительный клапан для двусторонних трубопроводных сетей, одновременно контролируя условия потока воды как на стороне высокого, так и на стороне низкого напряжения. При нормальной работе вода течет одинаково с обеих сторон, сохраняя предохранительный клапан закрытым.
- Дифференциальный тестовый сигнал имитирует условия потока воды с обеих сторон: при нормальных условиях эксплуатации расходы воды с обеих сторон равны, но в противоположных направлениях, что приводит к нулевой разности потоков; во время внутренних неисправностей разница потоков между двумя сторонами внезапно увеличивается, что приводит к срабатыванию предохранительного клапана.
- Квалифицированная система дифференциальной защиты = точно согласованный предохранительный клапан: он срабатывает точно и быстро, когда внутренний дифференциальный ток повреждения достигает заданного значения; при внешних повреждениях надежно блокируется даже при высоких токах торможения, предотвращая ложное срабатывание.
- Несоответствующая дифференциальная защита = неисправный предохранительный клапан с блокировкой: либо внутренняя неисправность серьезно прогрессирует, но клапан не реагирует, либо внешняя неисправность вызывает ложное срабатывание, что делает невозможным точное распознавание неисправностей внутри или за пределами защитной зоны.
Эта «рабочая характеристика дифференциальной защиты» составляет основу нашей проверки. Большее отклонение коэффициента торможения и большая погрешность рабочего тока указывают на плохую работу предохранительного клапана и более высокий риск для трансформатора. Неспособность своевременно изолировать трансформатор во время внутренних неисправностей может привести к его перегоранию или даже к масштабным отключениям электроэнергии.
В методе испытаний с имитацией дифференциальных рабочих условий используется прецизионная испытательная машина, специально разработанная для проведения «испытаний на блокировку» двусторонних предохранительных клапанов. Эта машина может моделировать различные тормозные токи и условия работы дифференциальных токов, последовательно проверяя пороги срабатывания предохранительных клапанов для определения их соответствия. Тестер трехфазной релейной защиты использует эту методологию, используя высокоточные, независимо регулируемые многоканальные источники тока для выполнения комплексной проверки характеристик дифференциальной защиты.
Сценарии применения тестера трехфазной релейной защиты:
- Электросетевая компания: Регулярная калибровка дифференциальной защиты главного трансформатора, завершение приемки вновь построенных трансформаторов
- Энергомашиностроительная компания: Монтаж и пуско-наладка трансформаторов, сдаточные испытания устройств дифференциальной защиты
- Промышленные предприятия: ежедневное обслуживание систем дифференциальной защиты трансформаторов самостоятельных электростанций
- Производитель оборудования: Заводской контроль качества и характеристическая отладка устройств дифференциальной защиты.
- Сторонняя испытательная организация: проверка качества устройств дифференциальной защиты, судебная оценка неисправностей.
Типичные объекты испытаний дифференциальной защиты на тестере трехфазной релейной защиты:
- Проверка пропорционального торможения и пускового тока: наиболее фундаментальный и основной элемент проверки, проводимый на месте. Схема подключения должна строго соответствовать принципиальной схеме защищаемого устройства, фактической конфигурации проводки трансформатора тока и документу с уведомлением о настройке. Обычно заданные токи подаются как на входные клеммы токов высокого, так и на низковольтного устройства защиты для моделирования дифференциального тока во время внутренних повреждений и пересекающего тока торможения во время внешних повреждений, тем самым проверяя пусковые параметры защиты и пропорциональную характеристику торможения.
- Проверка фазы тока и гексаграммы: используется для проверки правильной последовательности фаз, полярности и подключения вторичной цепи трансформатора тока (ТТ). Тестер одновременно выдает трехфазное напряжение и трехфазный ток, генерируя гексаграмму тока, которая помогает полевому персоналу выявить возможные сбои в работе или отказ дифференциальной защиты, вызванные неправильным подключением трансформатора тока.
- Тестирование характеристик гармонического торможения. Этот тест моделирует состояние пускового тока возбуждения во время включения трансформатора без нагрузки. Тестер накладывает определенные гармонические составляющие (например, вторую и пятую гармоники) на основной ток, чтобы проверить, может ли дифференциальная защита надежно отключиться на основе содержания гармоник, тем самым предотвращая ложное отключение, вызванное пусковыми токами. Физическая проводка остается такой же, как при обычном тестировании пропорционального торможения, с отличием, заключающимся в конфигурации формы сигнала в программном обеспечении.
Подробные шаги по использованию продукта
Далее, используя в качестве примера испытание характеристики пропорционального торможения дифференциальной защиты трансформатора, мы проиллюстрируем экспериментальные процедуры и рабочие протоколы, которые необходимо соблюдать.
Предтестовая подготовка
- Первичное оборудование трансформатора должно быть полностью обесточено, и должны быть приняты комплексные меры по обеспечению безопасности, такие как отключение питания, проверка напряжения и установка заземляющего провода.
- Все жесткие нажимные пластины на выходе отключения и функциональные мягкие нажимные пластины испытуемого устройства дифференциальной защиты должны быть удалены (включая пластины на стороне высокого напряжения, на стороне низкого напряжения, шинопроводе и нажимных пластинах с потенциальным повторным включением), оставляя под напряжением только источник питания постоянного тока устройства и цепь отбора проб переменного тока, чтобы предотвратить фактические инциденты отключения во время испытаний.
- При проведении испытаний корпус прибора и корпус защитного устройства должны быть надежно заземлены.
- Подробно запишите значения уставок дифференциальной защиты, включая пусковой ток, коэффициент торможения, коэффициент гармонического торможения, а также информацию о положении отвода тока и коэффициенте трансформации трансформатора тока.
Процесс тестирования
I. Проводка
- Выполняйте все подключения, когда прибор и защитное устройство полностью отключены. В соответствии с конструктивными чертежами защищаемого устройства и фактической конфигурацией проводки локального трансформатора тока подключите клеммы токового выхода прибора к клеммам токового входа высокого и низкого напряжения устройства защиты. Если защита требует напряжения для логического определения (например, блокировка восстановления напряжения), подключите выходы трехфазного напряжения прибора к соответствующим входным клеммам трехфазного напряжения защитного устройства.
- Подключите выходной контакт защитного отключения (обычно неэлектрический защитный или сигнальный контакт, фактическое отсутствие которого подтверждено) к входной клемме прибора для обнаружения сигнала защитного действия.
- Клемма заземления прибора должна быть надежно подсоединена как к корпусу защитного устройства, так и к заземляющему электроду, обеспечивая надежное и герметичное соединение без каких-либо ослаблений.
| тестовый предмет | Содержание и цель теста | Ключевые точки проводки |
|---|---|---|
| Тест пропорциональной тормозной динамики | Проверьте рабочий ток при различных токах торможения, постройте полную кривую торможения и проверьте коэффициент торможения. | Определение соответствия подаваемого тока на основе принципа защиты и метода подключения трансформатора тока представляет собой испытание активной зоны. |
| Тест дифференциального пускового тока | Проверьте минимальный рабочий ток в режиме без торможения, чтобы проверить пусковые параметры. | Проводку пропорционального торможения можно сохранить, а ток на стороне торможения установить на ноль. |
| Тестирование характеристик гармонического торможения | Смоделируйте состояние пускового тока возбуждения, чтобы проверить эффективность функции блокировки пускового тока. | Физическая проводка и проверка пропорционального торможения идентичны; программное обеспечение устанавливает параметры гармонической суперпозиции. |
| Тест гексаграммы текущей фазы | Исследуйте ошибки последовательности фаз и полярности во вторичной цепи трансформатора тока и проверьте правильность проводных соединений. | Трехфазное напряжение и ток должны быть подключены в указанной последовательности фаз. |
Панель устройства: введение
- 10,4-дюймовый сенсорный дисплей
- Область клавиатуры
- Клавиша [Стоп]:Используется для остановки теста на полпути.
- Клавиша [ESC]:отменить выбор.
- Клавиша [Назад]:Используется для удаления предыдущей цифры или символа при вводе чисел или текста.
- Клавиша [Пуск]:Используется для запуска теста после входа в тестовый модуль. Клавиши [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]: используются для цифрового ввода.
- Клавиша [可]:Ключ десятичной точки.
- [+] клавиша:Плюс знак ключа.
- [-] клавиша:Ключ со знаком минус.
- Клавиша [TAB]:Используется для переключения состояний с помощью «ключевого триггера» в модуле «Последовательность состояний».
- [/] ключ:Используется для ввода символа «/».
- Клавиша [Ввод]:Подтверждать.
- Клавиша [ ←]:Переместите выделение влево или измените данные.
- Клавиши [↑↓]:Клавиши «вверх» и «вниз», используемые для перемещения выделения или изменения данных.Клавиша [→]:Переместите выделение вправо или измените данные.
- Подключитесь к USB-порту компьютера.Можно подключить USB-накопитель, USB-мышь или USB-клавиатуру.
- Подключитесь к коммуникационному порту ПК;устройством можно управлять с ПК через кабель Ethernet.
- IA, IB, IC и IN — клеммы токового выхода.Маленькие сигнальные лампочки над каждой токовой клеммой (IA, IB, IC) указывают, имеет ли соответствующий токовый выход открытую нагрузку.
- UA, UB, UC, UN — клеммы вывода напряжения.
- 8 пар выходов с сухими контактами для цифровых сигналов.Номинал сухого контакта: 220 В постоянного тока / 0,2 А; 220 В переменного тока / 0,5 А.
- Клеммы цифровых входов, совместимые как с сухими контактами, так и с входами с потенциалом 0–250 В,Всего 10 каналов, с положительной клеммой в качестве общей клеммы.
- Фиксированная выходная клемма DDC 110 В/220 В.Переключатель источника питания постоянного тока с тремя положениями: 220 В / 0 / 110 В, который можно использовать в качестве источника питания для полевых испытаний.
- Примечание:Перед включением питания убедитесь, что трехпозиционный тумблер установлен в положение «0». Источник питания постоянного тока должен быть переключен в положение «0», когда он не используется или перед включением питания.
- Область индикатора:Световой сигнал зуммера, индикатор питания, индикатор перегрева (указывает на защиту, когда усилитель мощности в приборе работает слишком долго и температура повышается) и ходовой свет.
Испытательный модуль постоянного тока обеспечивает специальный выходной сигнал постоянного напряжения и тока, в основном удовлетворяющий требованиям проведения испытаний, включая реле напряжения постоянного тока, реле времени и вспомогательное реле. Основной интерфейс модуля постоянного тока показан на следующем рисунке:
Раздел 1. Инструкция по интерфейсу
Интерфейсы модулей «Тест постоянного тока» и модулей «Тест переменного тока» очень похожи, и принцип их работы в основном одинаковый. При использовании теста постоянного тока см. раздел «Тест переменного тока». Здесь мы лишь проиллюстрируем их различие следующим образом:
Настройка параметров
Максимальное выходное напряжение каждой фазы составляет ±160 В. Когда необходимо выводить более высокое напряжение, вы можете использовать выходное двухфазное напряжение. Одно числовое значение положительное, а другое отрицательное, тогда максимальное выходное напряжение может достигать 320 В. Например, если UA=100В, UB= -100В, то UAB=100－(-100) = 200В. Амплитуда линейного напряжения отображается в левом нижнем углу основного интерфейса. Значения UA и UB не всегда равны друг другу, и следует обращать внимание на положительную и отрицательную полярность.
Максимальный выходной ток однофазного двигателя составляет 10 А. Если требуется более высокий ток
Для вывода можно использовать режим параллельного двухканального или трехканального тока. Амплитуда каждой фазы в принципе должна быть одинаковой.
Внимание:
При проверке реле по времени следует выбрать режим тестирования «Ручной режим», поскольку обычное время действия больше. Оно не должно меняться после подачи номинального напряжения на реле, а просто ждать его действия. При подключении проводов контакт реле времени задержки должен быть соединен с цифровым входом тестера.Независимый выход постоянного тока
На задней панели тестера имеется одноканальный независимый источник питания постоянного тока большой мощности. При проведении испытаний на месте мы используем источник питания постоянного тока, чтобы обеспечить одноканальный источник питания постоянного тока для реле. Этот источник питания обеспечивает выходное напряжение 110 В или 220 В в две смены, а также имеет сдвиг ВЫКЛ, закрывающий выход. Выходы этого источника питания постоянного тока осуществляются посредством выпрямления и фильтрации обмотки трансформатора, поэтому он не имеет функции стабилизации напряжения и не может обеспечить высокую точность.
Если дисплей реле не работает должным образом, сначала измерьте рабочее напряжение выхода постоянного тока с помощью мультиметра и проверьте, нормально ли напряжение и работает ли защитная трубка.
Внимание:
Выходной сигнал может быть получен, как только тестер будет подключен к источнику питания постоянного тока, поэтому, пожалуйста, обратите внимание на безопасность при использовании тестера!Раздел 2. Инструкции по тестированию
Тестирование реле времени
Тестовая проводка показана на рисунке справа:
В программе установите UA=110В,UB= －110В.
и подключите клеммы UA и UB тестера к
два конца катушки напряжения реле
соответственно. В этот момент выходное напряжение постоянного тока тестера составляет 220 В. Каналы цифрового входа тестера должны быть подключены к контактам с задержкой реле.
Выберите режим ручного тестирования. После запуска вывода в течение определенного периода времени можно измерить время работы.
Чтобы проверить рабочее напряжение реле, установите UA или UB в качестве переменной и изменяйте величину UAB от маленькой до большой с фиксированными шагами, пока реле не сработает. Во время этого испытания цифровой вход тестера должен быть подключен к мгновенному контакту реле.
II. Начать эксплуатацию оборудования
- Еще раз убедитесь, что вся проводка правильна и надежна, нет оголенных тестовых проводов и все защитные пластины правильно закреплены.
- Включите питание хоста прибора и подождите, пока промышленный компьютер нормально запустится и войдет в основной интерфейс программного обеспечения.
- В программном обеспечении выберите соответствующий тестовый модуль (например, «Пропорциональное торможение дифференциальной защиты»), введите значения уставки устройства в соответствии с запросом и настройте параметры тестирования, такие как точка измерения тока торможения, время доставки образца и задержка дрожания контактов.
- Убедившись в правильности настроек, включите выключатель питания усилителя и нажмите кнопку «Начать тест». Прибор автоматически выдаст соответствующий ток торможения и дифференциальный ток в соответствии с заданными параметрами тестирования.
- Дождитесь завершения теста; Программное обеспечение автоматически создаст пропорциональную характеристику торможения и отчет об испытаниях, записывая рабочий ток в каждой контрольной точке и рассчитанный коэффициент торможения.
- После выполнения всех пунктов проверки сначала прекратите операции вывода в программном обеспечении, затем отключите питание усилителя и, наконец, отключите питание основного блока. Тестовые кабели можно отсоединять только после полного отключения питания оборудования. Следуйте принципу «отключение кабелей перед восстановлением», чтобы восстановить первоначальную проводку защитного устройства и отключенных контактных пластин отключения.
III. Меры предосторожности во время процесса тестирования
- Проведение испытаний строго запрещено, если основное оборудование не обесточено и не соблюдены меры безопасности.
- Категорически запрещается менять местами проводку между сторонами высокого и низкого напряжения или подключать внешний источник питания к выходным клеммам прибора; это может привести к повреждению прибора и принятию неправильных решений по защите.
- Перед включением питания необходимо определить проводку в соответствии с чертежами; Перед отсоединением проводов устройство необходимо выключить. Категорически запрещается вставлять или отключать какие-либо тестовые кабели при включенном усилителе мощности.
- Категорически запрещается непосредственно выключать прибор, пока активен токовый выход. Сначала завершите вывод программного обеспечения, затем последовательно отключите источник питания и источник питания основного блока, чтобы предотвратить обратную электродвижущую силу или ошибочные сигналы, которые могут вызвать ложное срабатывание защиты.
- При проверке характеристик торможения контрольные точки должны в разумных пределах перекрывать границу между зоной действия и зоной торможения. Контрольные точки должны быть плотно распределены в областях, прилегающих к полной характеристике торможения, чтобы обеспечить всестороннюю проверку порога срабатывания защиты.
IV. Распространенные проблемы и решения
| Проблема Феномен | Возможная причина | резольвента |
|---|---|---|
| Характеристическая кривая торможения имеет ненормальное смещение или дисперсию. | Текущая проводка с обеих сторон поменяна местами; настройки полярности или коэффициента трансформации ТТ не соответствуют указанным на месте. | Проверить разводку токовых каналов как со стороны высокого, так и со стороны низкого напряжения; просмотрите настройки коэффициента трансформации трансформатора тока и групповой компенсации в таблице настроек защиты. |
| Во время тестирования защита не сработала. | Выходной дифференциальный ток не достигает заданного значения; нажимная пластина отключения не задействована; проверка заданного значения неверна. | Проверьте правильность ввода заданного значения; убедитесь, что выходная нажимная пластина, используемая для захвата сигнала действия, правильно задействована; постепенно увеличивайте амплитуду дифференциального тока. |
| Значительные различия наблюдались в результатах нескольких тестов. | Плохой контакт проводки; Размер шага теста слишком велик в краевой области. | Снова затяните все клеммы тока и напряжения; уменьшите размер шага поиска в граничной области, чтобы повысить точность тестирования. |
| Проверка гармонического торможения не удалась | Неправильные настройки гармонической составляющей; управляющее слово функции защитного гармонического торможения не активировано. | Проверьте амплитуду, фазу и порядок выходных гармоник; проверить и активировать соответствующую команду управления подавлением гармоник в устройстве защиты. |
| Отклонение фазы шестиугольной диаграммы слишком велико. | неправильное чередование фаз тока; обратная полярность | Проверьте подключение каждой фазы в соответствии с руководством по эксплуатации устройства защиты и проверьте правильность полярности клемм вторичной обмотки трансформатора тока. |
V. Характеристики результатов испытаний дифференциальной защиты
- Тестовая проводка и настройки параметров должны строго имитировать реальные условия эксплуатации, чтобы получить результаты испытаний, сопоставимые с заданными значениями устройства.
- Результаты испытаний не следует оценивать исключительно на основе изолированного значения «коэффициента торможения»; вместо этого кривые границ действия, построенные в каждой контрольной точке поиска, следует сравнивать с теоретическими характеристиками устройства и нормативными требованиями, чтобы определить, попадают ли они в разрешенную зону действия или зону недействия.
- Если кривая торможения демонстрирует аномальное отклонение или неравномерную дисперсию, сначала убедитесь, что настройки последовательности фаз, полярности и коэффициента трансформации внешнего трансформатора тока правильны. После устранения возможных ошибок проводки проведите тщательный диагностический анализ самого устройства защиты.
- После завершения всех процедур тестирования и устранения неисправностей защитное устройство должно быть восстановлено до исходной конфигурации проводки, заданных параметров и всех положений переключателей. Только после проверки вторым лицом, подтвердившей точность, устройство может быть введено в эксплуатацию для обеспечения безопасной работы трансформатора.
Справочное изображение продукта