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六相微機繼電校驗儀工作原理及特點第1章 特點與技術參數(shù)
一節(jié)主要特點
1、滿足現(xiàn)場所有試驗要求。既可對傳統(tǒng)的各種繼電器及保護裝置進行試，也可對現(xiàn)代各種微機保護進行各種試驗，特別是對變壓器差動保護和備自投裝置，試驗更加方便和。
型具有標準的四相電壓，三相電流同時輸出，電壓125V、相，電流40A/相。三相電流并聯(lián)可達120A。
2、各種技術指標*達到電力部頒發(fā)的DL/T624-1997《繼電保護微機型試驗裝置技術條件》的標準。
3、單機獨立運行，內置高性能工控機，主頻300--600MHz，內存512M，硬盤4--12G，運行Windows XP操作系統(tǒng)。
4、國內同行業(yè)首先采用進口拉絲不銹鋼面板，不銹鋼鍵盤，同時采用觸摸式鼠標，克服了軌跡球鼠標操作不靈活、容易損壞的缺點，并選用8.4寸,分辨率為800×600的TFT真彩顯示屏,使得單機整體操作方便自如,經(jīng)久耐用。
5、主控板采用DSP+FPGA結構,16位DAC輸出,對基波可產生每周2000點的高密度正弦波,大大改善了波形的質量,提高了測試儀的精度。
6、功放采用高保真線性功放,既保證了小電流的精度,又保證了大電流的穩(wěn)定。
7、采用USB接口直接和PC機通訊，無須任何轉接線，方便使用。
8、可連接筆記本電腦運行。筆記本電腦與工控機使用同一套軟件，無須重新學習操作方法。
9、具備GPS同步試驗功能。裝置可內置GPS同步卡（選配）通過RS232口與PC機相連，實現(xiàn)兩臺測試儀異地進行同步對調試驗。
10、配有獨立直流輔助電壓源輸出，輸出電壓分別為110V（1A），220V（0.6A）。以提供給需要直流工作電源的繼電器或保護裝置使用。
11、具有軟件自校準功能，避免了要打開機箱通過調整電位器來校準精度，從而大大提高了精度的穩(wěn)定性。
六相微機繼電校驗儀工作原理及特點第2節(jié) 技術參數(shù)
技術參數(shù)
1、交流電流源:
相電流輸出（有效值）： 0--40A/相 精度：0.2%
三相并聯(lián)輸出(有效值)： 0--120A/三相同相位并聯(lián)輸出
相電流長時間允許工作值(有效值)： 10A
每相大輸出功率 ：420VA
三相并聯(lián)電流大輸出功率 ：900VA
三并電流大輸出允許工作時間 ：10s
頻率范圍： 0--1000Hz 精度：0.001Hz
諧波次數(shù)： 2--20次 相位：0--360° 精度：0.1°
2、直流電流源:
電流輸出： 0--±20A/相 精度 0.2%
3、交流電壓源:
相電壓輸出（有效值）： 0--125V/相 精度：0.2%
線電壓輸出（有效值）： 0--250V
相電壓/線電壓輸出功率 ： 75VA/100VA
頻率范圍： 0--1000Hz 精度：0.001Hz
諧波次數(shù)： 2--20次 相位：0--360° 精度：0.1°
4、直流電壓源:
相電壓輸出幅值：0--±150V 精度：0.2%
線電壓輸出幅值：0--±300V
相電壓/線電壓輸出功率： 90VA/180VA
5、開關量端子:
開關量輸入端子： 8對
空接點： 1--20mA，110V裝置內部有源輸出
電位翻轉： 0--6VDC為低電平
15--250VDC為高電平
開關量輸出端子：4對，空接點 遮斷容量：110V/2A，220V/1A。
6、時間測量范圍:
范圍：1ms--9999s 測量精度：1ms
7、體積重量:
體積： 365(mm )×400(mm )×195 (mm ) 約18Kg
8、電源:
AC220V±10% 50Hz 10A
六相微機繼電校驗儀工作原理及特點第2章 硬件結構
硬件組成
內置高性能工業(yè)控制計算機
采用高性能工控機作為控制計算機，配置512M內存，4--12GCF卡，預裝Windows XP操作系統(tǒng)，面板帶有8.4″800×600分辨率TFT真彩LCD顯示器,不銹鋼優(yōu)化鍵盤和觸摸鼠標，不用外接鍵盤和鼠標就可直接使用，裝置面板配有兩個USB接口，可方便地進行數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)通信和軟件升級等。
DSP數(shù)字信號處理系統(tǒng)
采用6000系列DSP控制器作為核心，F(xiàn)PGA可編程邏輯器件輸出波形，由于采用的是DDS硬件輸出波形的技術，使波形頻率和相位精度相當高，同時，該系統(tǒng)與工控機通訊直接采用USB2.0接口，使得數(shù)據(jù)通訊穩(wěn)定可靠。
D/A和A/D轉換
采用高精度D/A轉換器，同時采用有源低通濾波器，使輸出波形平滑，幅頻特性優(yōu)良。同時控制系統(tǒng)還保留了12路12位A/D轉換電路，可實時采集12路模擬量的輸出波形并通過軟件在屏幕上顯示實際輸出的波形，幅值和相位。
高精度線性電壓，電流功率放大器
電流、電壓采用高性能線性放大器直接耦合輸出方式，使電流，電壓源可直接輸出交流和直流波形，并可通過軟件計算輸出各種如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，可以較好地模擬各種短路故障時的電流，電壓特征。功放電路采用進口大功率高保真模塊式功率器件做功率輸出級，結合精心合理設計的散熱結構，具有足夠大的功率冗余和熱容量，功放電路具有完備的過熱、過流、過壓及短路保護，電流回路允許開路，不會損壞裝置。面板有電流開路指示燈，以方便用戶檢查接線正確與否。同時面板還有電壓過載或短路指示燈，當電壓回路（在有輸出情況下）發(fā)生短路時，該指示燈亮。大電流*采用*的硬件，*電路，克服了傳統(tǒng)的軟件*的缺點，使大電流使用更安全和更可靠。
開關量輸入、開關量輸出
共有開關量輸入端子8對，開關量輸出端子4對。
開入量由光電隔離器組成,其工作電源為獨立的110V工作電源，所以在COM端與開入量之間有110V的直流電壓。
開出量由光電隔離器和24V直流繼電器組成，其工作電源為獨立的24V工作電源，所以在COM端與開出量之間有24V的直流電壓。
以下是幾種常見的開入量的接線示意圖：
① 帶電位的空接點
② 電位翻轉
③ 空接點
獨立的直流電源輸出
裝置配有兩路110V直流電源電壓輸出，頭尾相接組成+110V、0V、-110V三個端子輸出，只能作保護裝置的工作電源，不能作為直流操作電源使用。這樣+110V、-110V兩端子可輸出220V直流電壓。
型：【輔助直流電壓輸出端子】設計在測試儀的后面板上。
六相微機繼電校驗儀工作原理及特點第2節(jié) 面板說明
一、整體結構
二、前后面板介紹
1、8.4″液晶顯示屏。
2、不銹鋼鍵盤。
3、觸摸式鼠標。
4、電壓短路告警指示燈，電流開路告警指示燈。
5、USB接口，USB1為數(shù)據(jù)交換用，USB2為外接筆記本電腦用。
6、USB切換開關，當切換開關撥向左邊時，為連接工控機通訊；當切換開關撥向右邊時，為外接筆記本電腦通訊。
7、DSP控制板復位按鈕，當軟件顯示發(fā)送數(shù)據(jù)失敗或無設備連接時，按此按鈕，使DSP板復位，同時屏幕右下方可出現(xiàn)USB設備的標記。
8、主機電源開關。為工控機的工作電源。
9、功放電源開關。當需要輸出電流、電壓時，可開啟此電源開關。
10、輔助直流電壓輸出端子。
11、裝置接地端。
12、裝置電源輸入插座，AC220±10%，保險10A。
13、散熱柵格。
14、風扇出風孔。
15、電流、電壓輸出端子（在裝置左側板）。
16、開關量輸入、輸出端子（在裝置上蓋板上）。
六相微機繼電校驗儀工作原理及特點第三章 快速入門
一節(jié) 試驗注意事項
1、內置了工控機和Windows操作系統(tǒng)，請勿過于頻繁地開關主機電源。
2、裝置面板或背板裝有USB插口，允許熱撥插USB口設備（如U盤等），但注意撥插時一定要在數(shù)據(jù)傳輸結束后進行。
3、為了保證工控機內置的Windows操作系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠運行，請不要隨意刪除或修改硬盤上的文件和桌面上的圖標，請不要隨意操作、更改、增加、刪除、使用內置Windows系統(tǒng)，以免導致操作系統(tǒng)損壞。使用USB盤拷貝數(shù)據(jù)時請一定保證U盤干凈無病毒，也請不要利用U盤在本系統(tǒng)中安裝其它軟件程序。
4、外接鍵盤或鼠標時，請勿插錯端口，否則Windows操作系統(tǒng)不能正常啟動。
5、請勿在輸出狀態(tài)直接關閉電源，以免因關閉時輸出錯誤以致保護誤動作。
6、開入量兼容空接點和電位（0－250VDC），使用帶電接點時，接點電位（正極）應接入公共端子COM端。
7、使用本儀器時，請勿堵住或封閉機身的通風口，一般將儀器站立放置或打開支撐腳稍傾斜放置。
8、禁止將外部的交直流電源引入到測試儀的電壓、電流輸出插孔。否則，測試儀將被損壞。
9、如果現(xiàn)場干擾較強或安全要求較高，試驗之前，請將電源線（3芯）的接地端可靠接地或裝置接地孔接地。
10、 如果在使用過程中出現(xiàn)界面數(shù)據(jù)出錯或設備無法連接等問題，可以這樣解決：向下觸按復位按鈕鍵，使DSP復位；或退出運行程序回到主菜單，重新運行程序，則界面所有數(shù)據(jù)均恢復至默認值。
第2節(jié) 開/關機步驟
一、 開機步驟
1、首先將測試儀電源線插入AC220V電源插座上，開啟主機電源，工控機啟動Windows XP操作系統(tǒng)，啟動完畢后，主機自動進入測試儀軟件主界面。
2、然后開啟功放電源開關，接好電流、電壓回路，有必要也要接好開入量，選擇相應軟件模塊進行試驗。
注意事項：
①當連接電流回路時，可能會出現(xiàn)打火現(xiàn)象，這是正常的，不必擔心。電流回路有20V左右的直流電壓。當回路短接后，此電壓自動消失。如果想不出現(xiàn)打火現(xiàn)象，可關閉功放電源開關，再接電流回路的線，接好以后再開啟功放電源開關，這樣就可避免出現(xiàn)打火現(xiàn)象。
②檢查接線是否正確。當電流開路指示燈亮起紅燈時，說明該相電流回路接線有誤；當電壓短路指示燈亮起紅燈時，說明該相電壓回路接線有誤。電壓短路指示燈是不能自行恢復正常的。當電壓回路排除故障后，應關閉功放電源，暫停20秒后再開啟功放電源，這時，電壓短路燈沒有亮起紅燈，則說明接線正確。
二、關機步驟
1、首先關閉功放電源開關。
2、然后關閉測試軟件菜單。在【開始】欄里點擊【關機】，當Windows操作系統(tǒng)提示【可以安全關機了】后，再關閉主機電源，并撥下相關測試連接線，后將儀器裝入包裝箱。
第三節(jié) 鍵盤、鼠標操作使用方法
一、鍵盤功能及使用方法
型裝置的鍵盤和鼠標如所示：
鍵盤按鍵的紅色字體為*功能，黑色字體為第二功能。*功能以輸入阿拉伯數(shù)字為主，第二功能以輸入26個英文字母為主?！綟n】為功能切換鍵，當【Fn】按下一次，F(xiàn)n指示燈發(fā)亮，表示目前使用第二功能，當再按下一次【Fn】時，F(xiàn)n指示燈滅，表示目前使用*功能，默認狀態(tài)是*功能狀態(tài)。
二、鼠標使用方法
用中指在觸摸板上移動，可使鼠標移動，用食指點擊左鍵或右鍵，表示選中某菜單。也可雙擊觸摸面板，直接進入菜單選項。
第四節(jié) 繼電保護試驗項目索引
1、繼電器類試驗
繼電保護類型 | 測試項目 | 建議試驗的模塊 | 備 注 |
信號繼電器 | 相應的測試項目 | 直流試驗 中間繼電器 直流試驗 | 若是要求交、直流混合輸入的中間繼電器，請在“交直流試驗"模塊中測試。 額定電流太小的信號繼電器，可用測試儀的電壓回路輸出測試。 |
時間繼電器 | |||
中間繼電器 | |||
重合閘繼電器 | |||
電流繼電器 | 相應的測試項目 | 交流試驗 電流電壓 反時限電流繼電器 直流試驗 | 可在“交流試驗"專門的序分量模塊中測試序分量繼電器。 也可在“反時限過流"中測試反時限繼電器。 |
過(欠)電壓 繼電器 | |||
序分量繼電器 | |||
同步檢查（或相位比較）繼電器 | |||
反時限電流繼電器 | |||
差動繼電器 | 直流助磁特性 | 差動繼電器 差動試驗 諧波試驗 | 試驗時請參考說明書中的“差動試驗"的接線方式正確接線。 |
諧波制動特性 | |||
比例制動特性 | 差動試驗、 差動繼電器 交流試驗 | ||
功率(方向) 繼電器 | 相應的測試項目 | 功率方向 交流試驗 | 測試功率（方向）繼電器前，應預先確定接線類型，和保護大致的動作邊界。 |
阻抗繼電器 | |||
同期繼電器 | 相應的測試項目 | 同期試驗 交流試驗 | “同期試驗"模塊固定由測試儀的UA、UB分別作為系統(tǒng)側和待并側電壓輸出，可測動作頻率，動作電壓和動作相位，并可進行自動準同期試驗。 |
頻率繼電器 | 相應的測試項目 | 頻率試驗 | 能測試動作頻率和滑差閉鎖定值。 |
2、微機型保護裝置試驗
繼電器保護類型 | 測試項目 | 建議試驗的模塊 | 備注 | |
線 路 保 護 | 多段過流 | 相應的測試項目 | 交流試驗 頻率試驗 功率方向 | 只要方法得當，用“交流試驗"模塊能進行大部分繼電器和微機保護的試驗，應重點學習該模塊。 |
過（欠）電壓 | ||||
序分量電壓電流 | ||||
頻率裝置 | ||||
功率方向保護 | ||||
重合閘及 轉換性故障 | 相應的測試項目 | 整組試驗 狀態(tài)系列 | 要求測試檢同期和檢無壓，用Ux作為待并側電壓輸出， | |
距離和零序 | 距離和零序定值校驗 | 阻抗階梯 零序保護 | “阻抗階梯"和“零序保護"均能一次性自動測試多段、各種故障類型、各種相別的距離和零序定值。 | |
阻抗特性 | 阻抗相位特性 | |||
工頻變化量距離 | 定值校驗 | 工頻變化量距離 | 應設置故障電流足夠大，比如10~1（當制CT時）。 | |
復合電壓閉鎖 （方向）過流 | 過流、低壓、負序電壓閉鎖過流等 | 交流試驗 | 有的保護的“低電壓"和“負序電壓"由不同的端子輸入，試驗時需更換接線。 | |
低周、低壓 減載裝置 | 相應的測試項目 | 同期低周 頻率試驗 交流試驗 | 若其它條件都滿足，裝置卻不能動作，請確認裝置是否還需要同時輸入電流和開關接點。 | |
發(fā) 變 組 保 護 | 差動保護 | 比例制動特性 | 差動繼電器 差動保護 交流試驗 | 發(fā)電機差動保護，用“差動保護"進行試驗時，可看作接線為Y/Y，高、低壓側平衡系數(shù)均為1 的變壓器保護。 “差動試驗"注重曲線特性搜索，分比例制動邊界搜索、比例制動定點測試、諧波制動邊界搜索和諧波制動定點測試，能全面測試差動保護。 |
諧波制動特性 | 差動試驗 差動保護 諧波試驗 | |||
失 磁 保 護 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 試驗時應注意輸出的電壓、電流的夾角。 | |
勵 磁 保 護 | ||||
復合電壓閉鎖（方向）過流（后備） | 相應的測試項目 | 交流試驗 | ||
其 它 保 護 | 自動準同期裝置 | 相應的測試項目 | 同期試驗 | 做自動調整試驗時，測試各開入量，必須按說明書要求接線。 |
備 自 投 裝 置 | 動作邏輯和各開關動作時間 | 狀態(tài)系列 | 試驗前預設計試驗過程，正確接線是試驗成功的關鍵。 | |
母線差動保護 光纖線路差動保護 | 相應的測試項目 | 交流試驗 | 請參見附錄6中“南瑞部分保護"有關BP－2B和RCS－915的說明 試驗前先確定裝置是否形成“自環(huán)"，若是，則保護的動作值應等 于其整定值的一半。 |
現(xiàn)微機繼電保護已廣泛運用于線路保護，主變差動保護，勵磁控制等各個領域。變電站綜合自動化已成為主流。繼電保護測試儀是保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的一種重要測試工具。
現(xiàn)代微機繼電保護測試儀可分為兩種形式，一種是采用傳統(tǒng)的OCL功放，體積大，重量在25Kg左右，比較笨重，功放管工作在放大區(qū)，時間長了容易損壞，且動態(tài)范圍窄，精度不高。另一種是采用開關電源，功放采用數(shù)字功放，體積小，重量輕，效率高，是繼電保護測試儀的發(fā)展方向。
繼電保護測試儀是在總結國內外同類產品優(yōu)缺點的基礎上，廣泛聽取用戶意見，充分運用現(xiàn)代微電子技術和電力電子技術而實現(xiàn)的一種新型小型化微機繼電保護測試儀，它采用流行的DSP和開關放大器技術，單機獨立運行功能已十分強大，再配以PC軟件，使其能聯(lián)接電腦運行，功能錦上添花，而其體積和重量只有傳統(tǒng)測試儀的一半，*設計理念使該款測試儀達到了*水平。
一、繼電保護測試儀器的工作原理：
繼電保護測試儀器分為主回路和輔回路兩個回路，主回路采用大旋鈕調節(jié)，輔回路采用小旋鈕調節(jié)，主回路通過面板上“輸出選擇"按鍵開關控制其輸出的各種量，并且每切換一種輸出的同時，儀器上的數(shù)字電壓/電流表可自動監(jiān)視其輸出值。輔回路通過輸出開關控制直接調節(jié)輸出，測量可外附萬用表測量。
1）繼電保護測試儀器主回路原理
輸入的AC220V電源經(jīng)保險通過輸出控制繼電器K1進入雙碳刷調壓器T1輸入端，通過T1大旋鈕調節(jié)的電量進入隔離變壓器T2，升流器分三個抽頭輸出，一個抽頭為AC0-250V輸出，額定電流為3A；該抽頭輸出電壓經(jīng)整流濾波后可輸出0-350V直流電壓；第二個抽為15V（10A），該抽頭一路經(jīng)傳感器通過繼電器控制輸出0-10A交流電流，一路經(jīng)電阻輸出0-500mA交流電流，一路經(jīng)繼電器轉換可輸出0-10A或0-500mA直流電流；第二個抽頭為10V（100A）大電流端，該抽頭穿過傳感器一次側直接輸出100A電流，該回路帶負載能力較強，但輸出稍有過載，不能長時間處于大電流狀態(tài)下。熱繼電器校驗儀
2）繼電保護測試儀器輔回路
繼電保護測試儀器輔回路與主回路一樣，AC220V電源經(jīng)保險進入雙碳刷調壓器T1小旋鈕調節(jié)的電壓量，通過隔離變壓器T4可直接調節(jié)輸出0-20V或0-250V交流電壓或0-350V直流電壓，此回路額定電流為1A。按下輔回路“輸出控制"開關，調節(jié)小旋鈕即可輸出。
二、微機繼電保護測試儀的主要特點：
1、單機獨立運行，裝置由旋轉鼠標通過大屏幕液晶顯示屏進行操作，全套中文顯示，可對現(xiàn)場各種繼電器，保護及安全自動裝置進行檢定，并可模擬各種大型復雜的瞬時性、*性、轉換性故障進行整組試驗。
2、聯(lián)接電腦運行，通過Windows98平臺上的全套中文操作軟件，可進行各種大型復雜及自動化程度更高的校準工作，可方便地測試及掃描各種保護定值，可實時存貯測試數(shù)據(jù)，顯示矢量圖，繪制故障波形，聯(lián)機打印報告等。
3、液晶顯示采用320×240點陣圖形模塊，操作界面均中文顯示，顯示直觀清晰。
4、“傻瓜式"操作，采用*“旋轉鼠標"控制器，免去復雜的鍵盤操作，不需要計算機知識都可操作，簡便易學。
5、整機采用開關電源及開關放大器技術，體積小，重量輕，僅重11.6公斤。
6、模塊化設計，所有插件之間*獨立，只需更換插件即可實現(xiàn)硬件的維護和升級。
7、隨意配置，如配置成6相電流，5相電壓+2相電流等。
8、用戶可通過軟件對測試儀精度進行校準
9、可對Comtrade格式的故障錄波數(shù)據(jù)進行回放。
10、按標準設計有電源功率因數(shù)校正電路，使裝置效率高達95%以上。
11、供電電壓下降到120V時，仍保證裝置正常工作。
12、功放采用硬件保護方式，保證裝置的可靠性。
三、繼電保護測試儀器的異?，F(xiàn)象及處理
1.電流某相插孔間報警燈亮，并有報警聲：此相電流開路或負載超過實際輸出范圍，檢查接線及負荷后再試。
2.功放電源一投或一輸出電壓立即跳開功放，電源指示燈閃爍紅光并有報警聲：彈開功放按鈕，檢查電壓回路有否短路或嚴重過載。
3.測試過程中，跳開功放電源：首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕，自保護信號應復歸，電源指示燈發(fā)綠光并停止報警聲。再按下功放按鈕，再繼續(xù)試驗。若彈起面板功放按鈕后，不能復歸自保護信號，或再次按下按鈕后，自保護再次動作，應考慮是否大電流長時間輸出。
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