SEL继电保护装置在核电站动力中心中的应用

SEL继电保护装置在核电站动力中心中的应用

陈建新

摘要:常用继电保护装置线路调试系统，调整采样时间次数较少，测得线路动作时间与装置显示动作时间存在误差，导致调试结果准确率较低。针对这一问题，提出智能变电站继电保护装置线路调试系统设计。硬件设计方面，选取主机装置、子机装置、电子式互感器等，设计系统总体结构，搭建通信网络，检验传输线路状态信号;软件设计方面，分析通信网络报文结构，计算通信延迟时间，调整采样次数，设置单体和单间隔调试项目，合并后组成合并单元用于整体联调，诊断线路回路异常，监测故障报文参数并预警。

关键词:继电保护;调试系统;通信网络

CAP1400国和一号示范工程380V动力中心综合继电保护装置主要运用的是美国SEL公司生产的SEL351，SEL551C系列继电保护装置。SEL351主要用于进线柜保护、SEL551C是过流和重合闸继电保护装置。SEL装置在本系统中主要用到的的保护有：反时限过流保护、反时限接地过流保护、欠电压保护、过电压保护、过流速断保护等。

1、施工过程中的方法及技术要求

1.1、施工步骤

先决条件检查—继电器上电前动作触电状态检查—继电器上电后状态检查—零漂检查—模拟量输入幅值特性实验—定值及逻辑校验—试验后恢复。

1.2、施工步骤技术要求

1.2.1继电器上电前输出口状态检查

根据二次接线图，用万用表的电阻挡测量各OUT口的状态，并将测量结果进行记录。或在计算机与设备建立连接后在超级终端的人机界面中监测。

1.2.2继电器通电初步检查

根据说明书判断SEL保护继电器的工作电压，用继电器保护综合测试仪模拟直流源连接到SEL保护继电器的电源端口。注意直流电源的正负不能接反。

合上保护装置的工作电源开关，继电器上电，确认继电器前面板上的EN指示灯亮，按下自检按钮（Status），在继电器液晶显示屏上显示装置内部的状态，确认所有状态良好。

1.2.3用万用表的电阻档测量保护装置各输出口的状态，并将结果记录到表中。

1.2.4将便携式计算机通过继电器前面板的试验口连接到继电器，通过以太网将便携式计算机与继电器互联。打开电脑上的超级终端，选择合适的COM口，在电脑画面上修改端口的速度（SPEED）并将数据流控制选项设置为无。一般SEL保护继电器的每秒位数为9600，但SEL-551C的每秒位数为2400.当端口的速度设置错误时，将会导致与继电保护装置连接失败。当不清楚该保护继电器的端口速度时，可以点击界面上的自动连接按钮，计算机将会自动匹配合适的端口参数来进行与保护继电器的连接，但是这样连接需要的时间会比较长。

1.3、分类继电器试验

SEL-351继电器试验

a)零漂检查

利用MET命令，显示继电器当前一次侧的参数，对显示的电压值进行记录；要求零漂值均在±2.5%范围以内。将记录试验数据。

b)模拟量输入的幅值特性检验

在保护装置的电压端子VA、VB、VC和N施加三相正序电压，电压幅值按照额定值的25%、50%、75%和100%进行改变。利用MET命令，在命令层1监测继电器当前一次侧的参数，对母线电压的幅值进行记录；采样精度不大于5%（参考DL/T478-2013）。

在保护装置的电流端子IA、IB和IC施加三相正序电流，其电流幅值按照额定值的25%、50%、75%和100%进行改变。利用MET命令，在命令层1监测继电器当前一次侧的参数，对输入电流的幅值进行记录；采样精度不大于5%。

c)模拟量输入的相位特性检验

改变输入三相交流电压及三相交流电流的相角，电压和电流均为正相序，分别以VA相电压和IA相电流为基准，按0°、-60°和60°进行改变，利用MET命令，在计算机上显示继电器当前一次侧的参数，对每相电压及电流的相角进行记录；其采样精度应满足±5°的要求。

d)保护装置逻辑检查

根据二次接线图验证外部接线，通过外部电路的分合闸等动作控制IN端口状态，再根据逻辑图及定值手册进行逻辑试验的验证，例如在低压动力中心进线断路器柜综合保护装置OUT103端口验证过程中，跟据图纸SNG-ECS-E7-0008，在本侧断路器分闸状态下，我们首先使用继电器保护综合测试仪给综保装置供220VDC电流，再用继电器保护综合测试仪模拟熔丝熔断保护（27B2），通过人机界面端监视OUT103端口动作，若此时OUT103翻转，按下复位按钮，该端口复位，则该项逻辑验证合格。

e)保护整定值校验

1. 反时限接地过流保护(50G)

根据定值手册设定电流整定值、整定曲线、时标及整定倍数。向综保装置In相端口施加对应整定倍数的整定电流，用继电器保护综合测试仪记录动作时间。动作误差不超过5%。

其中，M——启动电流倍数；

TD——时标；

TP——以秒计动作时间。

根据定值手册及逻辑图，在低压动力中心进线断路器柜综合保护装置中，我们选用C1曲线，时标为0.3，分别验证整定倍数为3、5、8倍时端口OUT106的翻转时间。

2. 母线75%欠电压(27B1)

为保护装置的电压输入端子VA相输入额定电压，VB、VC施加略大于75%额定电压，相位分别为0°，-120°和120°；按0.01V步长同时减小其中两相的电压；记录对应输出端子（OUT101）状态翻转时的电压动作值。按0.01V步长同时增加此两相的电压幅值，直到接点状态复位后，记录电压的返回值。

动作时间及返回时间：因继电器零漂值的存在，测得的电压动作值在测动作时间时可能存在不动作的情况。此时我们需要增大调节的步长。通常做法为先给VA相施加额定电压，VB、VC相施加略高于动作值的三相电压，再按1V的步距减两相电压值确保继电器动作，用继电器保护综合测试仪记录动作时间。（也可在计算机端使用定位命令SER，计算时间间隔）。

3. 母线30%不可用、熔丝熔断(27B2)及母线VN相75%低电压（27B3）

过程参考27B1试验内容，其中，母线30%不可用须分别验证单相不可用及两相不可用，最终动作值其中最大值为准。VN相75%低电压（27B3）只需向VN相施加相应电压。

4. 进线侧过电压（59S）

VA,VB,VC三相分别施加略小于整定值的电压信号，相位分别为00°，-120°和120°；按0.01V步距同时增加三相电流，使对应端口翻转，记录动作值。缓慢减少三相电流，使端口复位，记录返回值。

时间测量参考27B1。

2、试验难点及注意事项

2.1、由于SEL保护装置在工作中用的是直流电，所以上电时一定要检查电压、及正负极是否正确，直流源容量是否够用，直流源电流值是否调节到符合设备用电容量，检查无误后方可上电，且必须在直流源与SEL保护之间加一个空气开关，在试验完成后断电时应该先将空开断开再断直流源。若直接断直流源的，直流源中的电压是慢慢降低的，容易使保护继电装置在低于正常工作电压范围内带电，容易产生安全直流风险。

2.2、SEL通讯软件安装时，需要注意其软件安装需要的条件，如电脑操作系统的版本，内存等要求，否则软件安装容易不成功，软件安装需在厂家的指导下进行，。继电保护装置在与电脑进行通讯时，一定要注意不同型号的保护端口速率。这个设置错误则容易连接失败。

2.3、在保护内下载下来的保护逻辑及整定值程序，在更改完成后一定要及时的上传到保护中去，并需进行确认，以免试验完成后保护中的逻辑还是旧版本。

2.4、SEL保护装置上的部分信号指示灯所指示的信号在出厂的时候没有做成固定的，是需要现场给其自定义。在进行这部分验证试验的时候，需要与上游沟通，将信号指示灯进行从新定义，并需厂家现场服务人员更改完成后再进行验证试验。

2.5、SEL继电保护装置中大部分时间整定值中的动作时间都是用周波(单位是cycles)表示。而整定值手册上给出的整定值时间单位是秒（S），所以我们在设定整定值的时候一定要注意换算以及注意时间整定值的单位。

3、结束语

此次设计的继电保护线路调试系统，能够充分保证装置显示动作时间，和调试测得动作时间的一致性，提高了继电保护线路调试的正确率。

参考文献

《继电保护和安全自动装置技术规程》GB/T14285-2006

《继电保护和安全自动装置基本试验方法》GB/T7261-2016

《继电保护和电网安全自动装置检验规程》DL/T995-2016

《继电保护与安全自动装置通用技术条件》DL/T478-2013

《电气继电器第5部分量度继电器和保护装置的绝缘配合要求和试验》GB/T14598.3-2006

电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-2006

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