微机保护与测控装置技术培训资料手册(6)

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根据上面的计算，我们写出下表：

两表法功率计算：Ua=Ub=Uc=57.7V，Ia =Ib=Ic=5A ,φ1 = -60, φ2 = -0,P = 750,Q =433 cosφ=0.866 电流相异常 φ1 φ2 cosφ1+cosφ2 sinφ1+sinφ2 P Q cosφ A,C换相 -60 120 0 0 0 0 0或 不固定 A,B换相 180 0 0 0 0 0 0或 不固定 B,C换相 60 -120 0 0 0 0 0或 不固定 A反向 -120 0 0.5 -0.866 250 -433 0.5 B反向 60 0 1.5 0.866 750 433 0.866 C反向 60 180 -0.5 0.866 -250 433 -0.5

由上面的分析，可以看出．在反相序情况下，有功功率和无功功率都接近为0。功率因数为不固定。而反相的情况下，功率因数接近为0.5，Ｂ相反向对计算功率没有影响。以上的计算是假设功率角为30°的情况。实际上面的推论可以更广泛。我们假设功率因数角为φ，那么有：

令 φ1 = φ+α φ2 = φ+β

cosφ1 + cosφ2 = cosφ(cosα +cosβ ) – sinφ(sinα +sinβ) sinφ1 + sinφ2 = sinφ(cosα +cosβ ) + cosφ(sinα +sinβ)

AC换相：α = -90°, β=90° AB换相：α =150°, β=-30° BC换相：α =30°, β=-150°

将α，β带入到公式中，发现cosφ1 + cosφ2=0, sinφ1 + sinφ2=0

可见此时，只要电流相序是反的，有功P，无功Q都是0。 Ａ相反向时： α = -150°, β=-30°

cosφ1 + cosφ2 = sinφ sinφ1 + sinφ2 = -cosφ

P = UI sinφ Q = -UI cosφ 功率因数：sinφ

C相反向时： α = 30°, β=150°

cosφ1 + cosφ2 = -sinφ sinφ1 + sinφ2 = cosφ

P = -UI sinφ Q = UI cosφ 功率因数：-sinφ

下面总结一下功率错误问题的分析方法：

如果现场发现电压、电流都采集正常。当有功、无功都为零，那么存在的问题应该是存在相序反接的问题。如果有功和无功都存在，但不正确，那么，根据上面的计算，功率因数本来应该是cosφ,现在变成了sinφ。就向上面的例子，本来是0.866的功率因数，变成了0.5，一般情况下，如果功率因数小于0.6(对应正常功率因数0.8)，那么肯定是存在极性接反的问题。因为一般正常功率因数都是大于0.8的。如要判断哪个相接反，只需要判断Ｐ的符号就可以，P>0,Ａ相接反；P<0，Ｃ相接反。

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4.2 电动机比率差动保护问题分析

电动机的比差动作问题，在现场实验时，容易出现两点问题。 １ 动作时间测量

由于比率差动保护在电动机启动过程中，需要短时闭锁一段时间（可整定），主要是为了躲避启动瞬间大电流冲击而造成的暂态不平衡电流，而引起比率差动保护误动作。在现场实验时，容易忽略这个问题，在测量动作时间时，导致比率差动动作时间增加。闭锁时间+固有动作时间。解决的办法是，先在机端侧加一个小的启动电流（>0.1Ie）一段时间，然后突加故障电流来测量动作时间。

2 只加中性点侧电流比差不投入问题

由于电动机差动保护只有在起机闭锁过后才能投入，而起机是判断了机端侧电流。因此，在没有加机端侧电流时，比差是无法投入的。这实际给实验造成了麻烦，因此，在以太网版本的程序中，判电动机启动，机端侧电流和中性点侧电流都进行判断，就不会引起实验的麻烦。但现场的程序还是按机端侧电流判断的。所以要注意该点。

4.3 反时限过流保护问题

反时限保护，应该注意的有一点。反时限对加入的电流倍数是有限制的，如果超过一定的倍数，反时限继电器只是按最大的倍数动作。这样的目的是，反时限保护认为在大于一定的倍数时，需要靠速断和差动等主保护去切除，而反时限不应抢先动作。600Hb取的是15倍电流作为上限。（310Hb取10倍）

4.4 保护装置出口继电器的容量问题

保护装置的出口继电器，它的接点容量一般是指接通容量。其断弧能力是非常脆弱的。 一般出口继电器的额定接通电流是8A,接通电压是250Vac。最大的直流电压下，断开电流能力见下图：

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图16 出口继电器直流负荷切断能力 从图中可以看到，在直流220V条件下，继电器的切断电流能力要小于0.5A。由此可见，我们的出口继电器一般只负责接通强电回路，而断开强电需要通过其它结构或者中间继电器的接点来实现。操作回路里的跳闸保持继电器，对此特别有意义。

4.5 交流电源经过整流桥进入开入问题

前一段时间，出现了用户的控制电源是交流电源，而我公司产品的开入为直流开入，不支持交流开入。现场采用了整流桥，将交流变换成了直流，但由于没有进行电容平波，因此造成了保护装置不能采集到开入的情况。

T/12T15T/12T27T/1211T/12合T1分T2合T1分T2合T1

图17 交流电压加入到开入量的情况 从图１７我们可以清楚的看到，由于脉动电压的存在，导致开关量来回的在分合之间抖动。那么在装置上看到的开入状态是什么呢？是“分”状态。因为，开关量判别里有消除抖动的程序，确认时间为20mS，也就是一个周波。因为在一个周波内，状态连续变化了４次，因此，开关状态是得不到确认的。解决的办法是，增加平波电容，消除脉动电压。

4.6 保护计量精度问题

测量电流的精度: 0.2级 测量电压的精度: 0.2级 保护动作精度: ±3%

动作时间精度：1 s内误差不超过20mS，其他不超过±1%

4.7 功率显示不正确的问题

在现场遇到，装置MTPR-635H-B的有功和无功测量跟实际偏差很大，用相序表测量三相电流为正序，然后相序表再换到测三相电压，相序也为正序，各电流电压幅值也对，但功率显示不对，功率因数也不对。改变测量相序的方法，用相序表同时测量电流电压六个量，显示电流电压之间相位不对，根本原因是本路CT的三相电缆联结到屏端子时，顺时针依次错位，虽然相序还是正序，但功率角不正确。

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4.8 各PT二次接地不一致导致产生零序电压的问题

现场的现象是，当同期开关切换到手动时，MGPR-650H定子接地就误动作，零序电压动作值100V。查出原因是，高压侧PT二次为B相接地，机端PT二次为N相接地，当同期开关联通B相时，造成机端PT二次B相被短接，烧断PT二次保险，并产生零序电压。这种情况比较多见。

4.9 变压器差动因接线形式整定不当导致差动误动的问题

在二次CT全部为Y接线的前提下，变压器差动保护的转角是根据变压器接线形式判断怎么转角的。因此去现场处理差动动作原因分析，应该先核实平衡系数、接线形式、CT二次接线定值的正确性。常见的问题是，当高、低压侧颠倒接线时（如MTPR-620H，由于是主后一体的，涉及到电源侧在低压侧时），接线形式容易整定错。譬如：Y/△-11,当颠倒接到装置时， 应该变成了△/ Y-1接线。注意钟点数变化。

4.10 区外故障、同期合闸或雷击使CT饱和而导致差动误动的问题。

波形和动作报告在分析保护动作正确与否的过程中起关键性的作用，目前600H系列装置的录波在后台存储，可以在后台机展开查看。以下分别是MTPR-6110H主变差动和MGPR-610H的动作波形，动作原因为用户采用的CT特性不好，在雷击或同期合闸时，冲击电流导致一次CT饱和，且是单侧CT饱和：

变压器接线Y/d—11，

高压侧CT变比20，低压侧变比80，

下图为区外雷击瞬间性故障，差动动作波形。 动作值：

三相差流分别为：9.33A、9.95A、9.95A； 三相制动电流为：8.97A、9.11A、9.26A； 二次谐波电流为：0.6A、0.09A、0.47A；

定值：35kV/10kV，速断定值：16.5A，比率差动定值：1.2A，0.5，0.15，平衡系数1.81。

（这是高压侧IC、低压侧IC）

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分析：绿线为高压侧C相，波形饱和特性明显，跟低压侧C相严重不平衡，I1+I2不等于零,必然产生差流。

机端和中性点CT变比都为：1000/5。

下图为主变高压侧非同期合闸是，发电机差动动作波形。 动作值：B相，差流4.91A，制动电流：7.4A。

分析：由于同期合闸角过大，产生很大的冲击电流，在其衰减的过程中，两侧CT暂态特性不一致，并有局部饱和，产生差流。

4.11 发电机电压小于5%或大于90%专用出口的应用注意事项。

发电机后备保护MGPR-620H中,为了水电上的需求，配置有电压小于5%保护和电

压大于90%保护，这两个保护的出口是专用出口5和出口6，此时其它保护不能整定到这两出口上。当这两个保护投退控制字退出后，则这两个出口释放，可以跟其它的保护

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