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

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

1 試驗環(huán)境和準備

1.1 試驗環(huán)境

數(shù)字式微機保護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，試驗場所應采取屏蔽、接地等措施避免強電場、強磁場干擾。

1.2 試驗前準備工作

（1）試驗前應認真了解被校驗保護裝置與被保護對象的工作原理、一次設備及與之關連的二次設備運行情況，結合保護規(guī)程要求、試驗儀器編制安全試驗的技術措施和接線圖。

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

（3）校驗所用的儀器、儀表應經(jīng)過檢驗合格。定值檢驗所用的儀表如微機繼電保護測試儀，其準確度等級應不低于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

裝置外觀應清潔完好無損；各復位及試驗按鈕、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、技術參數(shù)等狀態(tài)信息應與說明書一致。時鐘整定與校核。對裝置的時鐘進行修改與整定，裝置失電10 min后再次恢復通電檢查，時鐘應走時準確。

2.3 裝置絕緣檢查

將保護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，各回路絕緣電阻應不小于100 MΩ。

2.4 保護定值核對

根據(jù)設計單位給定的定值單或模擬一套保護定值進行保護功能校驗，當裝置定值切換時，定值區(qū)整定數(shù)值應正確無改變。

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裝置需要進行開入、開出回路檢測。方法是在保護屏端子排處，按照產(chǎn)品技術說明書規(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。

對開關量輸出回路通斷檢查。進入開出菜單，將各開出操作代碼下面的“0”改成“1”，然后按“確認”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計要求。

2.6 交流量精度測試

用微機繼電保護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%，或符合制造廠技術文件要求。如果顯示量值誤差大于標準要求，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)字式電動機保護測控裝置保護試驗

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

2.7.1 電動機額定參數(shù)整定

安徽省阜南縣方集鎮(zhèn)張灣排澇站，裝機4臺套，總?cè)萘?40 kW。三相交流異步電動機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。保護測控裝置采用上海南繼電力自動化有限公司SNP-2371電動機保護測控單元。

進入“保護定值”菜單設置參數(shù)： CT變比為250/5=50，電動機二次額定電流Ie=200/50=4.0 A，啟動時間9.0 s。電動機啟動時間tqd＝9.0 s。設定以上參數(shù)后，下面所有的試驗都將基于上面的電動機額定參數(shù)。

2.7.2 過流I段保護測試

中小容量的交流電動機通常采用過流I段保護作為相間短路保護以快速切斷故障，定值一般按電動機額定電流的1.8倍整定，Idz1=1.8Ie=7.2A。在裝置中設過流I段整定值Idz1=7.2 A，過流I段延時定值tdz1=0.5 s，進入保護投退界面，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項目軟壓板均設為退出，在保護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，裝置應不動作，這說明裝置的過流I段保護功能正常。

如果采取以上方法，保護裝置繼電器不動作或測試不出來，請檢查裝置中過流保護I段軟壓板控制字是否已設置為“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保護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段保護測試

過流II段保護常作為電動機運行堵轉(zhuǎn)時提供過流保護。設其電流定值Idz2=5.0 A。過流II段時間定值有取定時限和反時限2種，這里設延時定值tdz2=1.0 s，保護投退中過流II段軟壓板RLP2投入，其余軟壓板設為退出。在保護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定值電流0.95倍（4.75 A）以下，過流II段應不動作，這說明裝置的過流II段保護功能正常。測試數(shù)據(jù)記錄如下表3。

表3 異步電動機電流保護測試

2.8 電動機保護整組試驗

主要是模擬設備故障條件，對裝置連同斷路器進行整組試驗，檢查保護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，裝置相應保護功能投入、此時斷路器的控制回路處于給電狀態(tài)，相應的壓板也投入，以檢驗裝置在故障狀態(tài)時的動作情況。如保護動作后（聽到繼電器吸合聲）但斷路器不跳閘，應檢查斷路器是否滿足合閘條件（如儲能、閉鎖）、相應跳閘壓板、接線是否接觸可靠，此外還檢查該項保護是發(fā)告警信號還是具備跳閘功能等。電動機電流速斷保護跳開斷路器為例測試整組試驗數(shù)據(jù)見表4。

表4 電動機電流速斷保護整組試驗：

3 結束語

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