繼電保護試驗箱測試目的與測試原理

試驗概述
繼電保護裝置是實現(xiàn)繼電保護功能的設備，就是指能反應電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生故障或不正常運行狀態(tài)，并動作于斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動裝置。它主要包含著下列主要的環(huán)節(jié)：①信號的采集，即測量環(huán)節(jié)；②信號的分析和處理環(huán)節(jié)；③判斷環(huán)節(jié)；④作用信號的輸出環(huán)節(jié)。
在電力系統(tǒng)中，如果一次系統(tǒng)*，而保護發(fā)生了誤動，那么將影響對用戶的可靠供電，若重負荷線路發(fā)生誤動跳閘，還有可能引起系統(tǒng)振蕩事故，破壞系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行；如果一次系統(tǒng)發(fā)生了短路故障，但保護拒動，將擴大事故范圍，甚至損壞電力設備。為了使保護真正起到對電力系統(tǒng)的保護與控制作用，必須使保護整體處于良好的運行狀態(tài)，使得各相關(guān)元件及設備特性優(yōu)良、回路接線正確、定值及動作特性正確。所以必須加強對保護的檢驗質(zhì)量。
U/I測試試驗
測試目的
用于對保護裝置的電壓、電流保護功能，電壓、電流繼電器進行手動和自動測試。
界面左上邊是參數(shù)設置，左下是實驗結(jié)果顯示欄，右上邊是矢量圖、線分量、序分量圖顯示，F(xiàn)2鍵可以切換顯示，下邊依次是接點狀態(tài)模擬顯示及注釋。
測試原理
手動方式測試時，首先輸出初始電壓或電流值，然后由用戶控制，按上、下光標鍵增減變量值，直至保護裝置、繼電器接點動作后，再按光標鍵增減變量值，直到保護裝置、繼電器接點返回。
以自動方式測試時，首先輸出初始電壓或電流值，然后將變量按步時正向逐步變化一個步長（加步長），直至保護裝置、繼電器接點動作，記錄動作值；如果返回方式是“始→終→始”時，程序?qū)⒆兞糠聪蛑鸩阶兓粋€步長（減步長），直至保護裝置、繼電器接點返回，記錄返回值。
測試完畢后，各項試驗結(jié)果顯示在屏幕上，用戶可將結(jié)果文件存盤。
線路聯(lián)接根據(jù)被測保護裝置、繼電器的類型（電壓保護、電流保護；電壓型、電流型）、將線圈繞組聯(lián)接到本裝置相應的電壓或電流輸出端。將被測保護裝置的動作接點、被測繼電器的動作觸點聯(lián)接到本裝置的接點輸入。參數(shù)說明
A．項目設置頁
1.測試方式：選擇本次測試的方式，提供2個選項：自動測試、手動測試。
當測試方式為自動測試時，則需設置如下2~8項參數(shù)：
2.測試項目：選擇本次測試的項目，提供3個選項：低電壓保護、過電壓保護、電流保護
3.測試相別：選擇所測繼電器的相別，提供7個選項：AN、BN、CN、AB、BC、CA和3U0或三相并聯(lián)。
4.變量設置：設置上述測試相別變量的初值及每次變化的步長。
5.Z大電流：設置電流保護測試時，搜索的Z大的電流值，僅在電流保護時須設置，以防止電流過大，損害保護裝置或繼電器。
6.返回方式：選擇本次測試的流程，提供2個選項：始→終→始（測量動作值、返回值、動作時間）、始→終（測量動作值、動作時間）。
7.每步時間：設置每變化一個步長等待的時間。范圍：0－3600秒。
8.抖動時間：設置防接點抖動的時間，范圍0－3秒。為了防止接點的抖動影響試驗結(jié)果而設置，只有接點動作超過該時間時，才被確認保護裝置、繼電器已經(jīng)動作（或返回）。缺省值：200毫秒。
當測試方式為手動測試時，則需設置如下9~11項參數(shù)：
9.*變量：設置*變量及每次變化的步長。
10.第二變量：設置第二變量及每次變化的步長。
11.第三變量：設置第三變量及每次變化的步長。
這*、第二、第三變量皆可設置為電壓幅值、電流幅值、電壓相位、電流相位或頻率等；而且幅值及相位均可單相、兩相或六相任意選擇。
B．輸出設置頁
設置6相電壓，6相電流的幅值、角度及頻率。
【說明】：在自動測試過程中，對應的測試相別的模擬量輸出，將由程序自動計算、更改并輸出。而其他的量，則根據(jù)本相設置輸出。比如：測試低電壓保護、AN相，則A相電壓的幅值、角度，將由程序計算并輸出，而其他電壓以及電流的輸出，將根據(jù)本頁中的設置輸出。
直流測試
測試目的
可對直流繼電器或時間繼電器的動作值、返回值及動作時間等參數(shù)進行手動或自動測試。
界面左上邊是參數(shù)設置，左下是測試結(jié)果顯示，而右上邊是直流模擬表顯示，下邊是接點狀態(tài)模擬顯示及注釋。
測試原理
以手動方式試驗時，首先輸入電壓、電流和頻率的初始值，用戶可按↑↓鍵增減變量值，若要測試時間，應先敲“F3”鍵，然后用戶按↑↓鍵增減變量值并開始計時。*范圍為0--3600秒，比如設置20秒，即指若在20秒內(nèi)被測設備沒有動作，則自動解除計時狀態(tài)。
以自動方式試驗時，首先輸入各參量的初始值，再逐漸加步長改變變量值，其速度據(jù)每步時間的設置而定；若繼電器或保護裝置動作，逐漸減步長改變變量值，直至保護返回，軟件將記錄其動作值與返回值。期間若變量已加至Z大或減至Z小而保護未動，軟件則自動退出試驗。
測試完畢后，各項試驗結(jié)果顯示在屏幕上，用戶可將結(jié)果文件存盤。
線路聯(lián)接：（同U/I測試試驗）
參數(shù)說明
1.直流電壓：設置的直流電壓的初始值和Z大值，范圍：0--300伏。【注意】：直流電壓的輸出方式：Udc=Uxy,即Ux端子為正，Uy端子為地。
2.直流電流：設置的直流電壓的初始值和Z大值，范圍：-10--10安。【注意】：直流電流的輸出方式：Idc=Iz,即Iz端子為正，In端子為負。
3.變量選擇：選擇本次測試的變量，提供2個選項：直流電壓、直流電流。
4.測試方式：選擇本次測試的方式，提供2個選項：手動測試、自動測試。
5.變化步長：設置變量的步長。范圍:電壓0--300伏；電流-10--10安。
6.每步時間：設置變量每變化一個步長所用的時間。范圍：0--60秒該值越大，相對應的精度就越高。僅當自動方式時，須設置本參數(shù)。
7.返回方式：（同U/I測試試驗）
8.動作*：設置繼電器的動作*。它是指該繼電器動作的Z大時間須在這個時間之內(nèi)，若它的值小于動作時間，則關(guān)閉計時器或退出試驗。范圍：0--60秒。
9.電壓補償系數(shù)：設置一個補償系數(shù)來修正直流電壓的精度。范圍：0.7--1.43。
10.電流補償系數(shù)：設置一個補償系數(shù)來修正直流電流的精度。范圍：0.7--1.43。
11.抖動時間：（同U/I測試試驗）
實驗舉例
測試時間繼電器時，請盡量使用手動方式。先將直流電壓初值設為0V，步長則設為220V（大于動作電壓），試驗運行后，按下F3鍵打開計時器，同時按上光標鍵增加電壓至220V，軟件將很測出動作時間。
整組測試
測試目的
主要用于測試距離、零序等保護的整組特性，可以模擬電力系統(tǒng)中各種簡單的單相接地、兩相相間、兩相接地和三相短路故障，包括瞬時性、*性，以及轉(zhuǎn)換性故障，模擬傳動開關(guān)跳閘、重合等全過程。
界面左上邊是參數(shù)設置，而右上邊是故障前后電壓、電流的幅值與相位及它們的矢量圖顯示，下邊依次是接點狀態(tài)模擬顯示及注釋。
測試原理
首先輸入為0的電壓、電流值，然后提示用戶“按回車鍵進入故障前”；繼而提示“按回車鍵開始故障”。故障前的電壓、電流值為正常值（電壓：57.8V，電流：0安）。開始故障后，測試裝置輸入故障電壓、電流值，此時一旦出現(xiàn)跳閘則軟件會記錄被測保護的動作情況，否則記錄零值。軟件同時給出參量向量值和矢量圖。試驗結(jié)果顯示并可以保存。
參數(shù)說明
A．參數(shù)1頁
1.故障類型：選擇測試要模設置故障類型，有十種故障類型選擇，它們是：AN 單相接地、BN單相接地、CN 單相接地、AB兩相接地、BC 兩相接地、CA兩相接地、ABC三相短路、AB相間短路、BC 相間短路、CA相間短路。
2.整定阻抗值R+jX：設置整定阻抗Zd的直角坐標形式：電阻、電抗。
3.整定阻抗值Z：設置整定阻抗Zd的極坐標形式：幅值、角度。
4.短路點：設置故障短路點的位置。
5.故障電流值：設置故障發(fā)生時的故障電流值，范圍：0－30安。
6.故障方向：選擇故障的方向，提供2個選項：正向故障、反向故障。
7.故障性質(zhì)：選擇故障的性質(zhì)，提供2個選項：*性故障、瞬時性故障。*性故障表示：故障重合后仍有故障而送出故障量；瞬時性故障表示：故障重合后已*而送出正常量。
8.電壓初始相角：設置電壓的初始角度。范圍：-360--360度。
9.系統(tǒng)電抗值：設置系統(tǒng)電抗值。在接地故障中使用，適用于多系統(tǒng)。用來整定系統(tǒng)的反方向電源的系統(tǒng)阻抗，目的是修正電壓的突變量，以適應保護的動作特性，并不影響改變?nèi)魏喂收狭康恼ㄖ怠?br />10.零序補償：設置零序補償系數(shù)Kr、Kx值，范圍：0－4，同上，具體關(guān)系如下：（由軟件完成）R0=R1（3Kr+1）；
X0=X1（3Kx+1）；
11、PT安裝位：設置要模擬故障中，PT的安裝位置。提供2個選項：母線側(cè)、線路側(cè)。PT 安裝于母線側(cè)指故障相切除后，該相電流為0，電壓為正常值；而PT 安裝于線路側(cè)指故障相切除后，該相電流與電壓都為0。
12.Ux設置：設置Ux輸出方式，可有十一種方式選擇，分別為（0、+3U0、-3U0、+3√3U0、-3√3U0、抽取電壓UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA），當UX設為抽取電壓時，需設置幅值及相位差。
B．參數(shù)2頁
1.轉(zhuǎn)換性故障：選擇是否是否模擬故障轉(zhuǎn)換，提供2個選項：非轉(zhuǎn)換性故障、轉(zhuǎn)換性故障。
2.轉(zhuǎn)換故障類型：選擇轉(zhuǎn)換性故障的類型，提供4個選項：AB兩相接地、BC 兩相接地、CA兩相接地、ABC三相短路。用戶應根據(jù)不同的故障選擇相應的轉(zhuǎn)換性故障類型。
3.發(fā)生轉(zhuǎn)換時刻：設置輸入轉(zhuǎn)換時間，用戶可根據(jù)具體情況選擇保護的出口前、重合前、重合后等時刻發(fā)生。范圍：0--15秒。
4.故障量切換：選擇試驗期間故障量的切換方式，提供2個選項：接點方式（接點的開閉）、自動方式（設定時間值）。
5.故障時間：設置故障態(tài)的時間，即故障開始后到*次跳閘的時間（或是故障重合后到第二次跳閘的時間）。本參數(shù)在自動方式下須設置，范圍0.200-5秒。
6.間隔時間：設置間斷狀態(tài)的時間，即*次跳閘到故障重合的時間（或是第二次跳閘后到試驗結(jié)束的時間）。本參數(shù)在自動方式下須設置，范圍0.300-3秒。
7.故障前電壓：設置故障前的電壓值，即正常量，一般情況下為57.8V。范圍：0－130伏。
8.故障前電流：設置故障前的電流值，即正常量，一般情況下為0A。范圍：0－30安。
9.重合閘出口時間：設置重合閘的出口時間（即開關(guān)合閘延時）。范圍：0－1.5秒。
10.跳閘滅弧時間：設置滅弧時間，來準確的作傳動實驗。通過調(diào)整滅弧時間參數(shù)達到模擬斷路的固有時間，缺省設置0.140秒；如果輸入測試裝置的接點信號直接由被測保護裝置的出口接點給出，則該值應設為0。范圍：0－1.5秒。
11.后加速時間：設置后加速滅弧時間，來準確的作傳動實驗。原理同上。缺省設置0.500秒；范圍：0－9.9秒。
12.開入接點設置：可選擇分相跳、三跳。
【注意】如果被測設備是分相跳閘的（如220KV以上設備），請選擇分相跳。接線方法：將被測設備跳A、跳B、跳C、重合閘信號，分別接入測試儀A、B、C、R接點，才能正確做出實驗。
如果被測設備不是分相跳閘的，請選擇三跳選項。接線方法：將被測設備跳閘信號，接入測試儀A、B、C任意一個接點，重合閘信號接入R接點。
C．同步對調(diào)頁
本頁設置外接GPS對時裝置的參數(shù)：
1.GPS故障觸發(fā)：選擇是否啟用GPS觸發(fā)故障。
2.串口選擇：本機提供兩個串口選擇，COM1和COM2。
3.波特率：設置與GPS通訊的波特率，有四種選擇，分別為1200、2400、4800、9600。
4.校驗方式：通訊參數(shù)，有三種選擇，分別為無校驗、奇校驗、偶校驗。
5.停止位：通訊參數(shù)，有二種選擇，1或2。
6.數(shù)據(jù)位：通訊參數(shù)，有二種選擇，7或8。
7.故障觸發(fā)時刻：設置故障啟動時的時間，設置時、分。
8.GPS對時：該項為對本機進行對時。
9.通訊規(guī)約選擇：該項為GPS對時采用的通訊規(guī)約。
注意事項
（1）校驗中的注意事項：
a、在人體觸及微機保護前，確認保護裝置已可靠接地。
b、試驗過程中絕不能插、拔插件，等斷開電源后才可用專門的插拔器插、拔插件。
c、裝置的電源直接從端子排接入，不要直接接入保護裝置。
（2）運行中的注意事項：
a、嚴禁他人帶紫外線設備進入控制室內(nèi)，防止紫外線擦除微機保護芯片程序，或者造成保護程序出錯。
b、為免除人為干擾，應阻止他人在控制室內(nèi)使用高能輻射設備(如對講機)。
c、當繼電保護人員對微機保護輸入定值，裝置內(nèi)部作業(yè)，或者在裝置使用的交流電流、交流電壓、開關(guān)量輸入、輸出回路作業(yè)時，必須申請停用整套微機保護裝置。