继电保护和安全自动装置的两种基本试验方法比较

吴丹阳

摘要：激励量缓慢施加的方法和激励量突然施加的方法是《GB/T7261-2016继电保护和安全自动装置基本试验方法》中“6.5.2单输入激励量量度继电器及装置特性量的准确度试验”建议的两种试验方法，也是最基本的两种方法，本文以最常用的过流型继电保护装置为例，通过对两种试验方法的测量结果对装置的影响因素进行了分析，对测试的不确定度进行综合评定。得出在日常继电保护和安全自动装置调试中采用激励量突然施加的方法，在设备要求和测量结果稳定性方面均优于激励量缓慢施加的方法。

关键词：激励量缓慢施加；激励量突然施加；过流保护装置

测量准确度是继电保护和安全自动装置的最基本要求，而过流保护是继电保护装置的常备功能，本文不确定度评定为基于过流保护测试进行。

一、过流保护原理（过程）及测试方法

过流保护原理（过程）：一次元件流过的电流经电流互感器变换成二次电流输入过流保护装置的TA（内置电流互感器）经处理后送处理器，当输入电流大于装置整定值时驱动出口接点OUT接通开关跳闸回路，从而将所保护的一次元件脱离电网。

测试方法：如图1所示，由综合继保测试

仪器产生电流输出至过流保护装置，动作输出至综合继保测试仪器的IN端，触发记录动作电流和时间。

二、过流保护测试不确定度来源分析

过流保护测试系统由综合继保测试仪器（元件①）、测试导线（元件②）和过流保护装置的内置TA（元件③）三个部分组成。确定不确定度的三个来源。

三、不确定度的评定

测试结果的不确定分量可分为两部分来评定：一是测试过程中由测试方法产生的不确定分量，通过数学统计即A类评定方法来研究；二是由综合继保测试仪器固有误差、测试导线过载、过流保护装置的内置TA过载产生的不确度定分量，这些分量无法通过统计学的方法获取信息，需要通过其他的途径（本文采用相关标准的规定值）即B类评定方法来确定。

（一）A类评定

1.测试过程中由测试方法产生的不确定分量

（1）激励量缓慢施加的方法

依据《GB/T7261-2016继电保护和安全自动装置基本试验方法》中6.5.2.2.1试验程序中的描述，单激励量缓慢施加的方法是对过量继电器及装置所施加的激励量从零开始连续缓慢增大到动作值。

（二）B类评定

1.按《DL/T624-2010继电保护微机型试验装置技术条件》4.3.2.4表3：当输出电流在0.1In

2.按《DL/T478-2010继电保护和安全自动装置通用技术条件》4.3.1.1交流回路固有准确度。交流电流在0.05In～20In范围内，相对误差不大于2.5%或绝对误差不大于0.02In；。这里In=5A，假设服从均匀分布，固则由过流保护装置的内置TA（元件③）引起的标准不确定度分量为：

四、标准不确定度汇总表

六、结果分析

（一）各不确定度分量作用

由测试导线（元件②）引入的标准不确定度分量，如按《DL/T624-2010继电保护微机型试验装置技术条件》A.1.7测试较大电流时，要选择导线线芯截面较大的铜芯导线。一般，铜芯导线载流量应不小于10A/mm?。的要求选择导线，可不引人此分量。

激励量缓慢施加的方法由综合继保测试仪器（元件①）与过流保护装置的内置TA（元件③）引入的标准不确定度分量相加；而单激励量突然施加的方法的不确定度仅来自过流保护装置的内置TA（元件③）。

（二）合格判定

根据《DL/T478-2010继电保护和安全自动装置通用技术条件》4.3.4动作准确度。在正常工作大气条件下，连续5次测得的动作准确度（以百分表示）应不大于5%。则本测量结果应在（19A

激励量缓慢施加的方法测量结果为（19.24A

激励量突然施加的方法测量结果为（19.47A

七、原因分析

当用算术平均值X作为被测量的最佳估计值时，影响被测量估计值的A类评定的标准不确定度来源于测得值的离散程度，而激励量缓慢施加的方法所测得的结果不可避免的引入标准不确定度（s（x1）=0.1860A），要减低这种输入的标准不确定度，只能增加测试次数。

八、结论

现在工程上继电保护和安全自动装置，在装置调试时普遍采用综合型，多种功能可以共用同一种输入量；当试验中使用激励量缓慢施加的方法校验整定值时，由于试验过程缓慢势必引起试验设备和保护装置的工况不稳定（例如长时间大电流引起装置过热-此时各不确定度分量已不独立）、各相关保护启动甚至先于目标保护出口（如测试速断保护时过流保护先出口）、装置出口动作总带一定的短延时（尤其是稳态保护）导致试验装置显示动作值与保护装置动作值不一致等等都会增大测试的不确定度。

除去一些必须用激励量缓慢施加的保护类型（如震荡闭锁、滑差闭锁）采用激励量突然施加的方法完全消除上述缺陷，具体体现在以下几点：

1.能以最小的不确定度表出测试值。（以本测试为例?A取1A，当?A取0.1A时测量结果为（20±0.12）A，k=2）；

2.對于多段式保护的测试，可以不用退出其他段（利用测试装置收到保护装置出口信号即切除或改变故障量）；

3.故障量（尤其是故障电流）的工作时间，避免因长时间大电流引起保护装置和测试装置工作不正常甚至损坏；

4.实现手段与实际故障发生一致，试验过程直观；

以下表4是对一两段式过流保护测试记录，供参考。

从表4可以直观地分析出当故障电流位于那一段时的动作类型，如故障电流达18A持续时间超过0.5S，可以肯定过流保护动作。

参考文献：

[1]《GB/T7261-2016继电保护和安全自动装置基本试验方法》

[2]《DL/T624-2010继电保护微机型试验装置技术条件》

[3]《DL/T478-2010继电保护和安全自动装置通用技术条件》