动作特性和时间特性是继电保护装置最重要的基本性能。动作特性对于有或无继电器主要是检验产品的动作值、返回值及保持值等。对于量度继电器及装置主要检验产品的动作值的整定范围、整定值的准确度及返回系数等。时间特性对于有或无继电器主要是检验产品的动作时间、返回时间等。对于量度继电器及装置,除了检验产品的动作时间、返回时间外,有的产品还需检验定时限特性和反时限特性等。
1.动作值整定的准确度
(1)根据IEC60225系列标准的规定
1)极限误差:
2)平均误差:
3)一致性:
一致性=5次测量最大值-5次测量最小值
对于有刻度整定值的一致性:
对于无刻度整定值的一致性:
4)返回系数:
(2)根据DL/T 478—2010《继电保护和安全自动装置通用技术条件》规定
1)固有准确度为在基准条件下5次测量最大值相对误差的绝对误差。
2)动作准确度为在正常工作条件下测量的动作准确性。
3)变差。同一整定值两次测试值的差与标准值的比。
2.确定动作特性激励量(或特性量)施加的方法
(1)缓慢施加 施加的激励量从零逐渐增大到动作值,再由动作值升至额定值后逐渐下降至返回值,然后下降到零。试验程序如图7-12所示。
(2)突然施加 先将激励量(特性量)调整到测量规定的动作值,再施加于产品。然后突升至额定值,再由额定值突然降至返回值,最后降至零。试验程序如图7-13所示。
图7-12 缓慢施加法测量程序
3.有或无继电器功能的检验
检验程序按图7-14所示的程序程序检验,每个程序检验5次。激励量及继电器相应的工作状态见表7-1。
图7-13 突然施加法测量程序
图7-14 直流有或无继电器功能试验程序
表7-1 继电保护装置的工作状态
产品施加激励量采用突然施加的方法。除另有规定外,产品试验应在无自然热状态下进行。产品在突然施加激励量时,动作或返回前后电压变化不允许超过5%,当电压有变化时,应取动作前的电压作为产品的动作电压值,返回前的电压作为产品的返回电压值。为了保证电压变化不超过5%,直流电压采用电阻分压时的分压电阻值应小于线圈电阻值的1/4.75。
当产品标准规定产品在不同极性下进行试验时,应分别在不同电源极性下进行试验。产品的动作状态可以用中间继电器或灯光信号显示。对具有延时功能的继电器,应注意延时特性对继电器工作状态的影响。对于多个输出触点的继电器,应注意不同触点对继电器功能的影响。如果不是按上述规定的试验方法进行试验,应在产品标准中另行规定。合格评定方法:根据施加激励量的大小及产品所处的工作状态来评定,包括第一次施加激励量。
4.保护及保护装置动作特性的检验
(1)单输入激励量保护及装置特性准确度的试验
1)试验方法:激励量缓慢施加的方法;激励量突然施加的方法。
2)试验程序:单激励量缓慢施加法的试验程序。
3)过量保护及装置。
①过量保护及装置特性准确度缓慢施加方法的试验程序如图7-15所示。施加的激励量从零开始逐渐增大到动作值,被试产品的状态由初始状态转变为终止状态。被试产品变为动作状态后,试验再由动作值增大至额定值。
②由额定值逐渐减少至返回值,被试产品的状态由终止状态转变为初始状态。
③由返回值降至零。
④微机型产品测量5次。
过量保护及装置一般应采用动合触点的状态来反映其工作状态。
4)欠量保护及装置:欠量保护及装置特性量准确度缓慢施加方法的试验程序如图7-16所示。
图7-15 缓慢法测量过量保护的准确度试验程序
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图7-16 缓慢法测量欠量保护的准确度试验程序
试验步骤如下:
①激励量从零开始增大到两倍整定值,此阶段不测量产品特性量的准确度,被试产品的初始状态是以施加激励量为两倍整定值(返回值)时的状态,即动作状态。
②将激励量从两倍整定值(或额定值)开始下降至动作值,被试产品的状态转变为终止状态。
③逐渐增大至返回值,被试产品的状态由终止状态转变为初始状态。
④产品处于初始状态后,由返回值增大至两倍整定值(或额定值)。
⑤微机型产品测量5次。
(2)单激励量突然施加法的试验程序
1)过量保护及装置。过量保护及装置特性量准确度突然施加方法的试验程序如图7-17所示。
试验步骤:调整激励量的大小分别为Aset-ΔA和Aset+ΔA(Aset为特性量整定值,ΔA为误差要求)。激励量分别由零增加到Aset-ΔA和Aset+ΔA,合闸相角为任意角。观察产品的动作情况:当激励量由零增加到Aset-ΔA,产品不应动作。当激励量增加到Aset+ΔA,产品应可靠动作。
2)欠量保护及装置。欠量保护及装置特性量准确度突然施加方法的试验程序如图7-18所示。
图7-17 突然施加方法测量过量保护的准确度试验程序
图7-18 突然施加法测量欠量保护及装置的准确度试验程序
试验步骤:将特性量增大至额定值Bn,并分别调整Bset-ΔB和Bset+ΔB(Bset为特性量整定值,ΔB为误差要求)。激励量分别由Bn下降到Bset-ΔB和Bset+ΔB,合闸相角为任意角。观察产品的动作情况:当激励量由额定值下降到Bset+ΔB时,产品不应动作;当激励量由额定值下降到Bset-ΔB时,产品可靠动作。
(3)使用微机保护试验装置检验单输入激励量保护及装置准确度的方法
1)缓慢施加法测量输入激励量过量保护特性量准确度的试验方法。选择微机保护试验装置输出的变量为单输入激励量,如交流电流、交流电压、交流频率或相位角,并设置单输入激励量的变化步长的大小、单输入激励量的初始值和终止值。
采用手动或自动方式,按设置单输入激励量的变化步长中步进式改变变量的大小。试验过程中,单输入激励量应从初始值按设定的变化步长逐步增大至终止值,再由终止值按设定的变化步长逐步减小至初始值;在单输入激励量的变化过程中,根据被试产品的出口触点的动作情况来确定动作电流、返回电流等特性量的准确度。
2)缓慢施加法测量单输入激励量欠量保护特性量准确度的试验方法。选择微机保护试验装置输出的变量为单输入激励量,如交流电压或相位角,并设置单输入激励量变化步长的大小、单输入激励量的初始值和终止值。
采用手动或自动方式,按设置单输入激励量的变化步长中步进式改变变量的大小。试验过程中,单输入激励量应从初始值按设定的变化步长逐步减小至终止值,再由终止值按设定的变化步长逐步增大至初始值;在单输入激励量的变化过程中,根据被试产品的出口触点的动作情况来确定动作电压、返回电压等特性量的准确度。
3)突变施加法测量单输入激励量过量保护准确度的试验方法。选择微机保护试验装置输出的变量为单输入激励量,如交流电流、交流电压或相位角,并设置单输入激励量的变化步长的大小、单输入激励激励量的初始值和终止值。单输入激励量变化步长分别为Aset-ΔA和Aset+ΔA(Aset为特性量整定值,ΔA为误差要求)。
采用手动或自动的方式,按设置单输入激励量的变化步长中步进式改变变量的大小。试验过程中,单输入激励量应从初始值突降至Aset-ΔA时,被试产品的出口触点不应动作;当从初始值突增至Aset+ΔA时,被试产品的出口触点可靠动作。
4)突变施加法测量单输入激励量欠量保护准确度的试验方法。选择微机保护试验装置输出的变量为单输入激励量,如交流电流、交流电压或相位角,并设置单输入激励量的变化步长的大小、单输入激励量的初始值和终止值。单输入激励量变化步长分别为Bset-ΔB和Bset+ΔB(Bset为特性量整定值,ΔB为误差要求)。
采用手动或自动的方式,按设置单输入激励量的变化步长中步进式改变变量的大小。试验过程中,单输入激励量应从初始值突增至Bset+ΔB,被试产品的出口触点不应动作;当从初始值突降至Bset-ΔB时,被试产品的出口触点可靠动作。
5.双激励量保护及装置特性量准确度试验
实验要求:激励量采用缓慢施加方法和突然施加方法。
1)两个电流激励量的产品试验程序接线如图7-19所示。固定其中一个电流激励量,改变另一个电流激励量,试验程序与单激励量的保护及装置的试验程序相同。
需要改变两个电流激励量相位时,可改变施加电流的相序,改变两电流激励量间的相位角(其相位角应为0°、30°、60°、90°等);当相位角为任意角时,在两个激励量中增加移相回路(即移相器),试验接线如图7-20所示。所施加激励量的相序与激励量的相位角的关系见表7-2。
图7-19 两个电流激励量的产品试验接线图
图7-20 两个激励量间相位角任意改变试验接线图
表7-2 相序与相位角的关系
2)两个电压激励量产品的试验程序接线如图7-21所示。固定其中一个电压激励量;改变另一个电压激励量,试验程序与单激励量保护的试验程序相同。需要改变两个激励量相位时,可改变施加电压的相序,改变两个电压激励量间的相位角(其两电压激励量间的相位角应为0°、30°、60°、90°等);当相位角为任意角时,在两个激励量中增加移相回路(即移相器)。所施加激励量的相别与激励量的相位角的关系见表7-2。
3)一个电流、一个电压激励量的产品试验程序按图7-20接线,两个激励量间的相位角可以任意改变;缓慢施加激励量的试验程序。
固定电流、电压和电流间的相位角:缓慢改变电压激励量,电压由额定值下降至动作值;由动作值继续下降至零;由零上升至返回值;由返回值上升至额定值。
固定电流、电压,改变相位角:施加电流、电压激励量为技术条件的规定值;逐渐改变电流和电压间的相位角φ;确定产品动作区的边界角。
固定电压、电压和电流间相位角:缓慢改变电流激励量,电流激励量由零逐渐上升至额定值;由动作值继续上升至额定值;由额定值下降至返回值;由返回值下降至零。
4)突然施加激励量的试验程序。固定电流和电压激励量间的相位角,改变电压、电流激励量:电流激励量由零上升至额定值,同时电压由额定值下降至Uset-ΔZI,观察产品是否处于动作状态;电流激励量由零上升至额定值,同时电压由额定值下降至Uset+ΔZI,观察产品是否处于不动作状态。
固定电流和电压激励量间的相位角,改变电压、电流激励量;电流激励量由零上升至额定值,同时电压由零上升至规定动作电压,观察产品是否处于动作状态;电流激励量由零上升至额定值,同时电压由零上升至规定不动作电压,观察产品是否处于不动作状态。
固定电流、电压,改变电流和电压激励量间的相位角:电流、电压为额定值;调整电流、电压间的相位角,使其为动作区边界角+Δφ,观察产品是否处于不动作状态;调整电流、电压间相位角,使其为动作区边界角-Δφ,观察产品是否处于动作状态。
6.合格评定
根据试验检测的数据,计算产品整定值的误差、一致性及返回系数。其结果是否符合产品的技术要求,符合要求可评定为合格;不符合要求评定为不合格。
图7-21 两个电压激励量的产品试验接线图
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