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电力系统继电保护检验分类、期限及注意事项
电力系统继电保护检验分类、期限及注意事项
1.1 检验的分类、期限及注意事项
通则是将各种继电器相同的检验项目及要求列于之内。
一、检验的分类
继电器检验分为以下三种类别：
(1)新安装验收检验；
(2)定期检验；
(3)补充检验。
新安装验收检验在继电器新安装时进行。新安装验收检验时，要求对继电器进行全面检查试验，以保证继电器投入运行后的性能和质量满足要求。
定期检验是指继电器运行后定期进行的检验。定期检验又分为定期全部检验、定期部分检验以及作用于断路器的整组跳合闸试验三种情况。定期检验时，应根据不同情况按照现场检验规程的要求，分别进行项目和内容的检查试验。
补充检验主要是指由于装置改造、一次设备检修或更换、运行中发现异常现象情况以及在事故以后所进行的检验，检验项目主要根据实际情况考虑确定。
二、检验限期
为了保证继电保护装置的正确工作，继电器在现场运行后应定期进行检查试验。根据部颁的规定，继电器及装置在新投入运行后的第一年内必须进行一次全部检验，以便对继电器作全面检查、评价。第一次定期全部检验以后，要求下一次进行全部检验的时间间隔为３～５年，即检验周期时间。确定检验周期的长短，主要应从现场运行条件及继电器制造质量等方面考虑。继电器及装置有需要经常予以监督的缺陷与薄弱环节，或者运行环境差、运行经验不足，或者运行状态不稳定时，可适当缩短检验周期，而在制造质量好、运行情况好时，可考虑适当延长检验周期。
除按照检验周期的规定进行定期全部检验外，根据检验条例要求，每年还必须进行一次部分检验及每年不少于一次作用于断路器的跳合闸试验，重点考核整组动作性能是否正常。
三、试验用电源及仪器设备
进行试验所采用的交流试验电源必须保证具有良好的波形，加入继电器的电压和电流的波形应为正弦波，不得有畸变现象。由于试验电源波形的质量会影响继电器的电气特性，一般要求加入继电器的试验电流及试验电压的谐波分量不宜超过基波的５％，可用谐波分析仪检测谐波分量的大小。
交流试验电源和相应的调整设备应有足够的容量，保证作大负载试验时电源波形不会畸变。还应注意在进行试验时应尽量取相同的电压作试验电源，调整电流时采用电阻器调节的方法。
电源波形的畸变对电气特性有影响的继电器，特别是带速饱和变流器的ＢＣＨ型差动继电器等，在试验时应采用线电压作为电源，而电流应用电阻调节。
直流电源的脉动对继电器的特性也会带来影响。直流电源的电压质量以蓄电池为最好。当采用整流电源时，要求电源的波纹系数不大于６％，必要时应测量波纹系数。测量波纹系数可先用磁电系电压表测出整流电源直流分量平均值，再用真空毫伏表测出其交流分量有效值，则波纹系数Ｋ可用下式计算
为保证检验质量，在电气试验中根据被测量的特性，选用合适的测量表计。在对继电器进行整定试验时，所用仪表的精度应不低于０.５级。测量继电器内部回路所用的仪表应保证不破坏回路特性为原则，并接至电压回路的仪表应尽量选用高内阻仪表，测量电流回路的仪表应用低内阻仪表等。
试验用的调节设备以及专用试验装置，应有足够的热稳定性能，其容量可根据电源电压大小、试验接线误差及定值要求合理选定，操作应方便灵活，调整应均匀平滑。
试验时频率与50Ｈz有差异时，应计及频率的影响。用电秒表测量时间时，应对测量时间值进行修正。
四、试验回路接线
进行试验时，试验回路接线的基本构成原则是应尽量模拟实际运行情况，使得试验时加入继电器的电气量与继电器的实际工作情况相符合。例如，对于反应过电流动作的继电器，应采用突然加入电流，模拟故障发生时电流突然上升的方法；对于阻抗继电器试验电压应由正常运行电压值突然下降而电流突然上升的方法进行试验。对继电器进行整定检验时，应以符合故障实际情况的检验方法作为整定标准。
五、试验数据记录
记录测量结果的数据时，应注意以下事项：
１.对有铁质外壳的继电器，应将外壳罩好后录取测试数据作为正式试验数据。
２.继电器在整定位置下测试时，应重复试验三次，要求每次测量值与整定值间的误差均不超过规定范围。
３.在对继电器进行电流或电压冲击试验时，冲击电流值按保护安装处的最大故障电流，冲击电压值按1.1倍额定电压。
六、继电保护检验的目的
运行中的继电保护装置与电网安全装置及二次回路接线，由于受到灰尘、潮气、腐蚀气体的侵入和机械力的作用等，会引起装置零件锈蚀、磨损、紧固件连接松动以及定值和电气特性的变化等，影响了装置工作的可靠性。新安装的装置可能由于产品质量、安装质量、运输等引起的质量问题。所以对投运前及运行一定时间后的装置都必须进行检验，及时发现并消除各种潜在的隐患，确保装置正常工作。
1.2 继电保护准确度和精密度的表示方法
一、测量误差的表示方法
在测量中，被测量所具有的真实大小称为该量的真值。在一定的条件下，被测量的真值是一个客观存在的确定数值。但在测量中，由于各种原因，使测量结果仅是近似值，与真值并不一致。这种测量结果对被测量的真值的偏差称为测量误差。
测量误差按表示方法来分，通常分为绝对误差和相对误差两种。
(一)绝对误差
绝对误差是指被测量的测得值与真值之间的差值。在大多数情况下，由于测量中存在不可避免的误差，要确切地定出真值的大小是很困难的。准确度高的仪器比准确度低的仪器测得值更接近真值，因此在一般测量中，通常用高一级以上的标准仪器测得的值代替真值。
绝对误差是具有量纲的量，其单位与测量值相同。绝对误差是有符号的量，可用“±”表示，“＋”表示测量值比实际值大，“－”表示测量值比实际值小。
绝对误差可以说明测得值偏离实际值的程度，但不能很好地反映测量的准确程度。例如测量两个频率，其中一个是工频， ，其测量绝对误差为 ，与实际值相比误差达2％，显然此误差太大而不能允许；另一个频率 ，测量绝对误差为 ，与实际值相比误差达0.1％。由上可见，尽管 小于 ，却不能由此而得出对 的测量比 的测量准确度高的结论。应将绝对误差与被测量的示值并列在一起才能看出测量的准确程度。
(二)相对误差
相对误差有相对真误差、示值相对误差两种。
(1)相对真误差
测量的绝对误差与测量的真值的百分比，称为相对真误差，简称相对误差。相对误差可以恰当地表征测量的准确程度。相对误差只有大小和符号而没有量纲的量。
(2)示值相对误差
在一般工程测量中，真值也可以用测量得到的值代替，这时的相对误差称为示值相对误差。
由于测得值也含有误差，所以示值相对误差只适用于误差较小，要求不太严格的场合，用作近似计算。
二、继电器准确度的表示方法
在国家标准GB2900.17《继电器及继电保护装置》中规定，对量度继电器和定时限继电器的准确度用下列术语来表示。
(一)绝对误差
继电器特性量或时间量的实测值与它的整定值的代数差。即
式中 ─ 继电器特性量或时间量的实测值；
─ 继电器特性量或时间量的整定值。
在一般测量中，△x通常表示测得值比实际值大还是小，即△x是以实际值作为参考讨论问题的。若偏高，则△x为正值，反之△x为负值。
(二)相对误差
绝对误差与整定值之百分比，即
(三)平均误差
在相同规定条件下，对同一继电器所进行的规定测量中，每次测量所得误差值(绝对误差、相对误差)的代数和的平均值。
(四)刻度准确度
刻度准确度是指继电器刻度值与实测值之间的误差，其表示方法有绝对刻度准确度和相对刻度准确度两种，分别表示如下
绝对刻度准确度＝最大(最小)实测值－整定刻度值
三、继电器动作测量精度的表示方法
在继电器动作值的测量中，通常采用变差和离散度来说明测试数据的精确度。
(一)动作值变差
n次试验中动作值的最大值与最小值之差称为变差，其表示方法有绝对变差和相对变差两种：
绝对变差
式中 ── n次试验中动作值的最大值；
──n次试验中动作值的最小值。
相对变差Ｖr为
式中 Ｘ─—n次试验中动作值的平均值。
(二)动作值的离散度
n次试验中与平均值之差最大的动作值减去n次动作值的平均值，再与n 次动作值的平均值之比称为动作值的离散度。记为
式中 ─—第n次测量值。
随着微机智能仪表的使用，在继电保护测试中已开始尝试采用方差估计法以更严密地衡量数据的精密度，并对测量数据进行判别和剔除。
1.3 一般性检验项目和要求
一、外部检查
验收或定期检验时，对继电器进行检查的内容和要求如下：
(1)清扫继电器外壳上的灰尘；
(2)继电器外壳与底座间接合应紧密，玻璃完整，嵌接良好，安装端正；
(3)继电器端子接线应牢固可靠。
二、内部和机械部分检查
继电器在新安装和定期检验时，其内部及机械部分检查的项目和要求为：
(1)继电器内部应清洁，无灰尘和油污；
(2)继电器的可动部分应动作灵活，转轴的横向和纵向活动范围应适当；
(3)各部件的安装应完好，螺丝插头应牢固可靠， 发现有虚焊或脱焊时应重新焊牢；
(4)整定把手应能可靠地固定在整定位置， 整定螺丝插头与整定孔的接触应良好；
(5)弹簧无变形，与转轴要垂直，层间距离要均匀；
(6)触点的固定要牢靠并无折伤和烧损，动合触点闭合后有足够的压力。 对具有多对触点的继电器，应检查各触点的接触时间是否符合要求；
(7)对于静态继电器，印刷电路板不得有断线、剥落及锈蚀现象。 面板整插孔与插销、信号灯与灯座固定可靠。
三、绝缘检验
(1)继电器在验收和定期检验时，用1000Ｖ摇表对全部保护接线回路测定绝缘电阻，其值应比小于１ＭΩ；
(2)单个继电器在新安装时或经过解体检修后， 应用1000Ｖ摇表( 额定电压为100Ｖ及以上)或500Ｖ(额定电压为100以下)测定绝缘电阻：
1) 全部端子对底座和磁导体的绝缘电阻应不小于50ＭΩ；
2) 各线圈对触点间的绝缘电阻不低于50ＭΩ；
3) 各线圈间的绝缘电阻应不小于10ＭΩ；
(3)耐压试验：新安装和继电器经过解体检修后，应进行50Ｈz交流电压、历时1min的耐压试验，所加电压应根据继电器技术数据中的要求而定。也允许用2500Ｖ摇表测定绝缘电阻来代替交流耐压试验，所测绝缘电阻应不小于20ＭΩ。
(4)测定绝缘电阻或耐压试验时，试验前应将绝缘水平低于1000Ｖ的元件短接或拆除。
(5)电容器绝缘耐压试验
测量电容器极间及两极对地电阻时，摇表电压等级不得高于直流耐压数值，绝缘电阻见厂家规定。
对继电器内的电容器必要时应作极间直流耐压 试验。特殊用的金属膜CZJ型电容器加1.5倍额定电压；CZM型密封纸介电容器加3倍(额定电压≤1000Ｖ)和2倍(额定电压为1500～1600Ｖ)额定电压，并在额定电压下测量其泄漏电流。
四、继电器线圈电阻的测定
继电器电压线圈的直流电阻应用电桥或欧姆表测量，其值不应超过额定值的±10％。
五、留底试验
为了鉴定上年度保护运行水平和积累检验经验，定期检验时，对个别保护装置在开盖前应作定值留底试验。
六、继电器触点工作可靠性检验
新安装和定期检验时，应仔细观察继电器触点的动作情况，发现触点有抖动、接触不良等现象要及时处理。同时应结合保护装置整组试验，将继电器触点带上实际负荷，再对继电器的触点进行检查，不应有抖动、粘住或出现火花等异常现象。
七、重复检查
继电器经检验和调整完毕后，应重复检查拆动过的元件、螺丝和整定插头是否拧紧，定值是否正确，检验项目是否齐全，临时接线、联线是否拆除等。
继电器加盖后，应结合保护装置整组试验，检查继电器动作情况、信号牌及复归是否正确灵活。
八、解体检查
各种继电器(尤其是有传动机构的继电器，如DS-100系列时间继电器) 应定期进行解体检查修理。
1.4 继电保护装置一般性试验方法
一、二次回路检查及试验
竣工后，应根据批准的施工接线图，检查实际接线是否有与图纸不符之处( 包括设备类型)，均应在查明后提交有关部门重新审查批准，并在图纸上表明。
在进行各盘间、各盘至互感器间、各盘至其它设备的接线检查及多层配线方式的盘和隐蔽的安装处所接线的检查时，一般采用导电法。
在回路查对同时，尚应注意检查导线、电缆、继电器、开关、按钮、接线端子等是否有标记或说明，且是否正确，是否符合施工图。有极性关系的保护还应检查其极性是否正确。
二、电气特性试验
(1)电气特性试验注意事项
1)对继电保护装置或继电器，应按照该保护装置或继电器的检验规程所规定的项目进行试验。
2)试验时应注意到同处于一试验电压或电流下的其它继电器是否可能遭到损坏。否则应事先将它们短接或断开。
3)与电流、电压之间的相角有关的继电器，尚应考虑试验设备中的变阻器或分压器所应起的角度误差。建议按下述方法配置，其角度误差不大于3°～7°。
①变阻器：工作部分电阻≥25倍继电器线圈阻抗；
②分压器：工作部分电阻≤0.1倍继电器线圈阻抗。
4)试验时尚应检查继电器可能发生误动作的工作情况，如方向继电器的反向试验等。
(2)极性、波形的检查
1)极性的检查
凡是保护用的电流互感器、电压互感器及具有电流线圈又有电压线圈的设备和继电器，应进行极性检查。
试验接线如图所示。将电池接到一次线圈两端；直流电流表接至二次线圈两端。
极性检查接线
试验时断续地拉合几次刀闸ＱＫ，当ＱＫ合上瞬间如果表针指正，则表示一次线圈接电池正极端子与二次线圈接电表正极的端子为同极性。反之电池负极与电流表整极同极性端。为使电流表试验时摆动明显，应采用灵敏的直流毫安表或毫伏表。试验前电池与表计的极性应确知，并与实际相符合。
2)波形检查
电源波形畸变对测试结果的准确性影响很大，因此在若干试验中有必要对试验电源及某些元件输出的电流电压波形，用示波器进行观察。
(3)参数的测量
1)直流电阻的测量
直流电阻一般采用万用表的欧姆档进行测量。如需要精确测量一个元件的直流电阻时，通常用惠斯登或凯尔文电桥进行。使用时应根据被测元件的大概欧姆值选择需要的电桥，以免造成过大的测量误差。
2)电容量的测量
电容量的测量可以用伏安特性法和交流电桥测量电容量。接线如图所示。
伏安特性法测量电容量
3)线圈电感量的测定
线圈电感量的测量可采用伏安法或交流电桥法。伏安法测定接线如图示。
伏安特性法测量电感量
4)相位的变更和测量方法
通常采用移相器、相位表法，此法的优点是比较准确，且可从 平滑的改变到任一需要的角度。
三、继电器的相互动作检验
继电器的相互动作检验系用手动办法闭合或断开某些继电器的触点，以观察保护装置动作情况和顺序，是否符合原理接线图、安装质量是否良好等。检验时应注意以下几点：
1)在相互动作检验前，应断开在相互动作过程中可能引起其他装置误动作的压板或回路；
2)检验时应将盘上的直流电压降至80％额定电压进行，以模拟直流电压降低时，检验继电器的可靠性；
3)如保护是按相分开的，相互动作检查亦应按相进行。所有联线、压板、切换开关均应在工作的位置下，检查保护装置动作的正确性。同时应注意检查是否有迂回电路存在；
4)若保护装置的动作情况与短路类型有关，则应模拟各种可能短路情况( 包括由一种短路过渡到另一种短路情况)以及其它暂态过程来进行检查；
5)若保护同时操作几台开关，则应分别检查每台开关跳合闸回路的正确性和可靠性。
四、用外部电源供给一次电流来检验保护装置
新安装的或二次回路经变动后的各种保护装置，应在一次回路通过大电流来检验其动作的正确性和可靠性。
大电流可采用升流器获得，此法常用且简单。它可以检验线路、母线、发电机及变压器的电流保护。
五、试验设备及仪表
试验时选用的设备及仪表，应充分注意以下几个方面：
(1)设备及仪表的额定容量及测量范围，应能满足整个试验中可能达到的最大量值，而不致过载或超越其量程。
(2)选用的仪表设备的准确等级，一般不低于0.5级，特殊表计如双臂电桥等也应不低于2.5级。为使读数准确，试验时应利用仪表全刻度盘的20％以上的范围。
(3)选用的仪表应在所规定的合格期内。
(4)应注意仪表本身的阻抗和损耗对测量结果的影响。当测量小容量电源供给的电流、电压时(如滤过器、差动保护回路等)，较大的仪表自身损耗，会导致测量结果不正确。故应选用内阻最低的毫安表和内阻最高的电压表。
(5)测量小电流、低电压时，应适当选用接线方式，以获得最准确的测量结果。
(6)所用的仪表的刻度，都是按正弦波形的有效值来刻划的。测量正弦波电流、电压时，可使用任何类型的交流仪表。当测量非正弦波电流、电压时，则因测量仪表类型不同，测量结果各异。对继电器反应电流有效值者，应采用电磁型或电动式仪表；对反应平均值者，宜采用磁电式或整流型仪表。
(7)电动式与电磁型仪表的指示与外部磁场有关，故使用时应特别注意周围外部磁场的影响。
(8)电流的调整可采用分压器或串联电阻和负荷变阻器、升流器及水阻等方法。凡与试验电源波形有关的继电器，试验时宜采用纯电阻的变阻器，且应接于相间电压。如因设备限制只能使用相电压或升流器时，应先检查加入继电器的电源波形是否满足要求。
(9)时间的测量应根据测量的准确度的要求， 分别采用周波积数器、电秒表、毫秒表等。
六、二次回路绝缘试验
(1)一般说明与注意事项
绝缘试验包括绝缘电阻和耐压试验两项。用摇表进行绝缘电阻测定，一般不能代替耐压试验。摇表的端电压应随其所测的负荷阻抗大小而异。故仅当绝缘电阻在10ＭΩ以上，或者无耐压设备时，允许用2500Ｖ摇表加压的办法代替耐压试验。
1)试验应特别注意人身和设备安全，其具体措施按“电业安全工作规程”执行。
2)试验前应仔细原理图、安装图，查明被试回路诸元件的状态、位置，它们的绝缘状况和额定电压，决定需要退出、短接和断开部分。特别注意被试回路要与运行设备、回路断开。
3)被试回路中被接点、操作键、切换开关等断开的部分，应改变它们的位置并联接起来。但应注意所有因试验而临时断开、退出、联接和被改变位置的部件及地点，必须逐项登记，试验结束后，必须逐项恢复。
4)电压回路试验，应在电压互感器二次线圈断开情况下进行。在被试回路中，凡是具有电流、电压线圈的继电器和仪表，应将电流线圈从电流回路断开，并与电压线圈联通。而且回路中一切高欧姆电阻、线圈均加以短接。
5)电流回路试验，应连同电流互感器二次线圈，并在全部接线接好的情况下进行。在被试回路中，凡是具有电流、电压线圈的继电器和仪表，均需将电压线圈从电压回路断开，并与电流回路联接。
6)被试回路中的电容器、半导体、整流器均应短接。氖气灯、稳压管应取下后方可试验。
7)新安装时应作所有电缆芯间的绝缘试验。对瓦斯保护回路在定期检验时，也应作电缆芯间的绝缘试验。
二次回路的定期绝缘试验应在清扫前进行，仅对改装部分才能在清扫后进行。
(2)绝缘电阻的测定
对新安装与运行中的二次回路作绝缘电阻的测定，应使用1000Ｖ的摇表进行。其绝缘电阻一般不应低于1ＭΩ。
(3)交流耐压试验
交流耐压试验，须在二次回路绝缘电阻合格后进行。
发布日期：2008-6-14 【返回】