泵站數(shù)字式保護(hù)測控裝置的試驗檢測方法研究

韓光林

（安徽省駟馬山引江工程管理處，安徽 馬鞍山 238251）

電動機(jī)、變壓器、斷路器等是保障泵站機(jī)組正常運行的重要設(shè)備。為及時發(fā)現(xiàn)和切除故障設(shè)備，避免更大損失，現(xiàn)在大中型泵站中都安裝了數(shù)字式保護(hù)測控裝置，可在電動機(jī)、變壓器、斷路器、電力電纜等設(shè)備發(fā)生相間短路故障、絕緣故障以及過負(fù)荷等不正常運行狀態(tài)時，發(fā)出告警并全面保護(hù)。

對新安裝、更換或長時間停用的電動機(jī)、變壓器等保護(hù)裝置投入運行前，管理單位常常會委托專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)通過試驗來了解數(shù)字式保護(hù)測控裝置的性能狀態(tài)是否滿足運行管理需要，本文總結(jié)分析了實際中所采取的試驗檢測方法與有關(guān)要求等。

1 試驗環(huán)境和準(zhǔn)備

1.1 試驗環(huán)境

數(shù)字式微機(jī)保護(hù)測控裝置是精密的電子產(chǎn)品，它的試驗與運行對環(huán)境溫度有一定的要求。一般試驗場所環(huán)境溫度不低于5℃、相對濕度不超過85%。為防止保護(hù)裝置內(nèi)芯片程序遭受意外擦除或者程序出錯，試驗場所應(yīng)采取屏蔽、接地等措施避免強(qiáng)電場、強(qiáng)磁場干擾。

1.2 試驗前準(zhǔn)備工作

（1）試驗前應(yīng)認(rèn)真了解被校驗保護(hù)裝置與被保護(hù)對象的工作原理、一次設(shè)備及與之關(guān)連的二次設(shè)備運行情況，結(jié)合保護(hù)規(guī)程要求、試驗儀器編制安全試驗的技術(shù)措施和接線圖。

（2）準(zhǔn)備一份與現(xiàn)場裝置相符的產(chǎn)品說明書、開關(guān)柜二次施工圖、設(shè)計保護(hù)項目整定書、上次試驗檢測記錄等。

（3）校驗所用的儀器、儀表應(yīng)經(jīng)過檢驗合格。定值檢驗所用的儀表如微機(jī)繼電保護(hù)測試儀，其準(zhǔn)確度等級應(yīng)不低于0.5級。絕緣電阻測定，一般情況選用500 V兆歐表。

2 校驗項目與方法

2.1 裝置外觀檢查

裝置外觀應(yīng)清潔完好無損；各復(fù)位及試驗按鈕、鍵盤按鍵操作靈活，無卡阻及失效狀況；柜體接地線連接良好。

2.2 裝置上電檢查

按鍵操作靈活，查看功能菜單顯示正常，運行指示燈、斷路器分位、合位指示燈、液晶屏幕顯示、軟件版本、技術(shù)參數(shù)等狀態(tài)信息應(yīng)與說明書一致。時鐘整定與校核。對裝置的時鐘進(jìn)行修改與整定，裝置失電10 min后再次恢復(fù)通電檢查，時鐘應(yīng)走時準(zhǔn)確。

2.3 裝置絕緣檢查

將保護(hù)裝置背板的電流電壓回路、測量回路、遙信回路等與端子排相連線路斷開，即拔開各插件外部線纜，用電壓500V的兆歐表測量裝置的交流回路對地、直流回路對地、交流回路對直流回路之間的絕緣電阻值，各回路絕緣電阻應(yīng)不小于100 MΩ。

2.4 保護(hù)定值核對

根據(jù)設(shè)計單位給定的定值單或模擬一套保護(hù)定值進(jìn)行保護(hù)功能校驗，當(dāng)裝置定值切換時，定值區(qū)整定數(shù)值應(yīng)正確無改變。

2.5 裝置開入、開出回路檢測

對新安裝的或維修更換控制板的保護(hù)裝置需要進(jìn)行開入、開出回路檢測。方法是在保護(hù)屏端子排處，按照產(chǎn)品技術(shù)說明書規(guī)定的方法，分別接通、斷開斷路器試驗位置、儲能回路、保護(hù)跳閘的連接片或轉(zhuǎn)動把手，觀察裝置的動作。對電壓開入回路繼電器用不大于0.75倍電壓值作為輸入回路的啟動激勵信號，去觀察裝置的動作和信號燈指示情況。其中“0”表示觸點斷開，“1”表示觸點已閉合。

對開關(guān)量輸出回路通斷檢查。進(jìn)入開出菜單，將各開出操作代碼下面的“0”改成“1”，然后按“確認(rèn)”鍵，觀察裝置所有輸出觸點的通斷情況。注意各個輸出觸點接通時應(yīng)可靠連接，接觸良好不抖動，并且動作返回時間滿足工程和設(shè)計要求。

2.6 交流量精度測試

用微機(jī)繼電保護(hù)儀輸出不同幅值和相位的電流、電壓量，施加在裝置的交流電流、電壓回路輸入端，查看裝置顯示的量值，計算顯示值與輸入值的相對誤差，一般要求誤差為不超過±3%，或符合制造廠技術(shù)文件要求。如果顯示量值誤差大于標(biāo)準(zhǔn)要求，可要求制造廠商檢查調(diào)整。

表1 電流精度測試

表2 電壓精度測試

2.7 數(shù)字式電動機(jī)保護(hù)測控裝置保護(hù)試驗

電動機(jī)常用保護(hù)項目有：電流速斷、過流、堵轉(zhuǎn)、過負(fù)荷、低電壓、過電壓、過熱等保護(hù)項目。進(jìn)行保護(hù)項目試驗時，應(yīng)通過將繼電保護(hù)測試儀電流、電壓輸出連線及時間測量連線接到相應(yīng)端子排上，根據(jù)定值通入電流、電壓，逐項進(jìn)行試驗，檢查測控裝置和斷路器分合閘機(jī)構(gòu)動作情況、記錄動作電流、電壓、時間參數(shù)值，應(yīng)符合保護(hù)動作定值通知單或制造廠技術(shù)文件規(guī)定。下面用實例說明電動機(jī)保護(hù)測控裝置的試驗檢測方法。

2.7.1 電動機(jī)額定參數(shù)整定

安徽省阜南縣方集鎮(zhèn)張灣排澇站，裝機(jī)4臺套，總?cè)萘?40 kW。三相交流異步電動機(jī)YE2315L1，額定電流為200 A，額定電壓380 V，額定功率 110 kW，接法△，頻率50 Hz。保護(hù)測控裝置采用上海南繼電力自動化有限公司SNP-2371電動機(jī)保護(hù)測控單元。

進(jìn)入“保護(hù)定值”菜單設(shè)置參數(shù)： CT變比為250/5=50，電動機(jī)二次額定電流Ie=200/50=4.0 A，啟動時間9.0 s。電動機(jī)啟動時間tqd＝9.0 s。設(shè)定以上參數(shù)后，下面所有的試驗都將基于上面的電動機(jī)額定參數(shù)。

2.7.2 過流I段保護(hù)測試

中小容量的交流電動機(jī)通常采用過流I段保護(hù)作為相間短路保護(hù)以快速切斷故障，定值一般按電動機(jī)額定電流的1.8倍整定，Idz1=1.8Ie=7.2A。在裝置中設(shè)過流I段整定值Idz1=7.2 A，過流I段延時定值tdz1=0.5 s，進(jìn)入保護(hù)投退界面，把過流I段軟壓板RLP1投入，電流速斷、過流II段等其它未校驗保護(hù)項目軟壓板均設(shè)為退出，在保護(hù)交流回路上依次輸入a、b、c三相電流，將電流調(diào)至1.05倍(7.56 A)整定值，裝置繼電器應(yīng)可靠動作，裝置事故燈亮，同時液晶顯示事故類型。同樣將電流調(diào)至0.95倍(6.84 A)整定值，裝置應(yīng)不動作，這說明裝置的過流I段保護(hù)功能正常。

如果采取以上方法，保護(hù)裝置繼電器不動作或測試不出來，請檢查裝置中過流保護(hù)I段軟壓板控制字是否已設(shè)置為“1”；檢查整定的數(shù)值是不是錯誤；通過“采樣數(shù)值”菜單查看裝置實時通入的試驗電流是否正確，如果顯示值不正確，檢查輸入電流源有沒有加到正確的端子上；如果端子正確，用萬用表測量試驗用微機(jī)保護(hù)測試儀器的電流源或者電壓源輸出是否正常，如果輸出正常而裝置采樣顯示與所加的數(shù)值不一致,相差較大，請用替換法檢查,即用同型號其他裝置的采樣板或者CPU控制板換到此裝置上，再施加電流查看裝置顯示是否正確，如若正常說明原來的采樣板或者CPU控制板有故障，更換備用板即可。

2.7.3 過流II段保護(hù)測試

過流II段保護(hù)常作為電動機(jī)運行堵轉(zhuǎn)時提供過流保護(hù)。設(shè)其電流定值Idz2=5.0 A。過流II段時間定值有取定時限和反時限2種，這里設(shè)延時定值tdz2=1.0 s，保護(hù)投退中過流II段軟壓板RLP2投入，其余軟壓板設(shè)為退出。在保護(hù)回路端子上任意一相輸入0.95倍定值電流，裝置不動作，將電流快速升至過流II段1.05倍定值之上并保持不變，從此時開始計時，在電動機(jī)啟動時間9.0 s之內(nèi)，過流II段將被閉鎖，啟動時間之后任意時間裝置檢測到所加電流為1.05倍定值（5.25 A）以上，過流II段將延時1 s后動作。如果在9 s之內(nèi)端子上所加電流降低到電動機(jī)定值電流0.95倍（4.75 A）以下，過流II段應(yīng)不動作，這說明裝置的過流II段保護(hù)功能正常。測試數(shù)據(jù)記錄如下表3。

表3 異步電動機(jī)電流保護(hù)測試

2.8 電動機(jī)保護(hù)整組試驗

主要是模擬設(shè)備故障條件，對裝置連同斷路器進(jìn)行整組試驗，檢查保護(hù)裝置故障跳閘動作情況。斷開端子排二次交流回路的連接片，在電流回路端子處，通入模擬的故障電流量，裝置相應(yīng)保護(hù)功能投入、此時斷路器的控制回路處于給電狀態(tài)，相應(yīng)的壓板也投入，以檢驗裝置在故障狀態(tài)時的動作情況。如保護(hù)動作后（聽到繼電器吸合聲）但斷路器不跳閘，應(yīng)檢查斷路器是否滿足合閘條件（如儲能、閉鎖）、相應(yīng)跳閘壓板、接線是否接觸可靠，此外還檢查該項保護(hù)是發(fā)告警信號還是具備跳閘功能等。電動機(jī)電流速斷保護(hù)跳開斷路器為例測試整組試驗數(shù)據(jù)見表4。

表4 電動機(jī)電流速斷保護(hù)整組試驗：

3 結(jié)束語

隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和泵站自動化、信息化的進(jìn)步，數(shù)字式繼電保護(hù)測控裝置以功能集成度高、配置靈活、人機(jī)界面友好等優(yōu)點在大、中型泵站得到越來越廣泛的應(yīng)用，新的控制原理和方法也不斷應(yīng)用于微機(jī)繼電保護(hù)中，試驗人員中要不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、借鑒新方法，及時總結(jié)實踐經(jīng)驗，使校驗方法更加科學(xué)完善更加安全。