繼電保護和安全自動裝置的兩種基本試驗方法比較

吳丹陽

摘要：激勵量緩慢施加的方法和激勵量突然施加的方法是《GB/T7261-2016繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》中“6.5.2單輸入激勵量量度繼電器及裝置特性量的準確度試驗”建議的兩種試驗方法，也是最基本的兩種方法，本文以最常用的過流型繼電保護裝置為例，通過對兩種試驗方法的測量結果對裝置的影響因素進行了分析，對測試的不確定度進行綜合評定。得出在日常繼電保護和安全自動裝置調(diào)試中采用激勵量突然施加的方法，在設備要求和測量結果穩(wěn)定性方面均優(yōu)于激勵量緩慢施加的方法。

關鍵詞：激勵量緩慢施加；激勵量突然施加；過流保護裝置

測量準確度是繼電保護和安全自動裝置的最基本要求，而過流保護是繼電保護裝置的常備功能，本文不確定度評定為基于過流保護測試進行。

一、過流保護原理（過程）及測試方法

過流保護原理（過程）：一次元件流過的電流經(jīng)電流互感器變換成二次電流輸入過流保護裝置的TA（內(nèi)置電流互感器）經(jīng)處理后送處理器，當輸入電流大于裝置整定值時驅(qū)動出口接點OUT接通開關跳閘回路，從而將所保護的一次元件脫離電網(wǎng)。

測試方法：如圖1所示，由綜合繼保測試

儀器產(chǎn)生電流輸出至過流保護裝置，動作輸出至綜合繼保測試儀器的IN端，觸發(fā)記錄動作電流和時間。

二、過流保護測試不確定度來源分析

過流保護測試系統(tǒng)由綜合繼保測試儀器（元件①）、測試導線（元件②）和過流保護裝置的內(nèi)置TA（元件③）三個部分組成。確定不確定度的三個來源。

三、不確定度的評定

測試結果的不確定分量可分為兩部分來評定：一是測試過程中由測試方法產(chǎn)生的不確定分量，通過數(shù)學統(tǒng)計即A類評定方法來研究；二是由綜合繼保測試儀器固有誤差、測試導線過載、過流保護裝置的內(nèi)置TA過載產(chǎn)生的不確度定分量，這些分量無法通過統(tǒng)計學的方法獲取信息，需要通過其他的途徑（本文采用相關標準的規(guī)定值）即B類評定方法來確定。

（一）A類評定

1.測試過程中由測試方法產(chǎn)生的不確定分量

（1）激勵量緩慢施加的方法

依據(jù)《GB/T7261-2016繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》中6.5.2.2.1試驗程序中的描述，單激勵量緩慢施加的方法是對過量繼電器及裝置所施加的激勵量從零開始連續(xù)緩慢增大到動作值。

（二）B類評定

1.按《DL/T624-2010繼電保護微機型試驗裝置技術條件》4.3.2.4表3：當輸出電流在0.1In

2.按《DL/T478-2010繼電保護和安全自動裝置通用技術條件》4.3.1.1交流回路固有準確度。交流電流在0.05In～20In范圍內(nèi)，相對誤差不大于2.5%或絕對誤差不大于0.02In；。這里In=5A，假設服從均勻分布，固則由過流保護裝置的內(nèi)置TA（元件③）引起的標準不確定度分量為：

四、標準不確定度匯總表

六、結果分析

（一）各不確定度分量作用

由測試導線（元件②）引入的標準不確定度分量，如按《DL/T624-2010繼電保護微機型試驗裝置技術條件》A.1.7測試較大電流時，要選擇導線線芯截面較大的銅芯導線。一般，銅芯導線載流量應不小于10A/mm?。的要求選擇導線，可不引人此分量。

激勵量緩慢施加的方法由綜合繼保測試儀器（元件①）與過流保護裝置的內(nèi)置TA（元件③）引入的標準不確定度分量相加；而單激勵量突然施加的方法的不確定度僅來自過流保護裝置的內(nèi)置TA（元件③）。

（二）合格判定

根據(jù)《DL/T478-2010繼電保護和安全自動裝置通用技術條件》4.3.4動作準確度。在正常工作大氣條件下，連續(xù)5次測得的動作準確度（以百分表示）應不大于5%。則本測量結果應在（19A

激勵量緩慢施加的方法測量結果為（19.24A

激勵量突然施加的方法測量結果為（19.47A

七、原因分析

當用算術平均值X作為被測量的最佳估計值時，影響被測量估計值的A類評定的標準不確定度來源于測得值的離散程度，而激勵量緩慢施加的方法所測得的結果不可避免的引入標準不確定度（s（x1）=0.1860A），要減低這種輸入的標準不確定度，只能增加測試次數(shù)。

八、結論

現(xiàn)在工程上繼電保護和安全自動裝置，在裝置調(diào)試時普遍采用綜合型，多種功能可以共用同一種輸入量；當試驗中使用激勵量緩慢施加的方法校驗整定值時，由于試驗過程緩慢勢必引起試驗設備和保護裝置的工況不穩(wěn)定（例如長時間大電流引起裝置過熱-此時各不確定度分量已不獨立）、各相關保護啟動甚至先于目標保護出口（如測試速斷保護時過流保護先出口）、裝置出口動作總帶一定的短延時（尤其是穩(wěn)態(tài)保護）導致試驗裝置顯示動作值與保護裝置動作值不一致等等都會增大測試的不確定度。

除去一些必須用激勵量緩慢施加的保護類型（如震蕩閉鎖、滑差閉鎖）采用激勵量突然施加的方法完全消除上述缺陷，具體體現(xiàn)在以下幾點：

1.能以最小的不確定度表出測試值。（以本測試為例?A取1A，當?A取0.1A時測量結果為（20±0.12）A，k=2）；

2.對于多段式保護的測試，可以不用退出其他段（利用測試裝置收到保護裝置出口信號即切除或改變故障量）；

3.故障量（尤其是故障電流）的工作時間，避免因長時間大電流引起保護裝置和測試裝置工作不正常甚至損壞；

4.實現(xiàn)手段與實際故障發(fā)生一致，試驗過程直觀；

以下表4是對一兩段式過流保護測試記錄，供參考。

從表4可以直觀地分析出當故障電流位于那一段時的動作類型，如故障電流達18A持續(xù)時間超過0.5S，可以肯定過流保護動作。

參考文獻：

[1]《GB/T7261-2016繼電保護和安全自動裝置基本試驗方法》

[2]《DL/T624-2010繼電保護微機型試驗裝置技術條件》

[3]《DL/T478-2010繼電保護和安全自動裝置通用技術條件》