三相微机继保校验仪工作原理及特点

三相微机继保校验仪工作原理及特点§1.1 产品简介

是上海来扬电气科技有限公司参照中华人民共和国电力行业标准《DL/T624-1997继电保护微机型试验装置技术条件》，在广泛听取用户意见的基础上，认真总结多年积累的产品开发和生产经验，采用目前*新的电子技术研制的新一代继电保护测试装置，可以独立完成继电保护、励磁、计量等专业领域内的装置和元器件测试调试，广泛适用于电力、铁路、石化、冶金和矿山等行业的科研、生产和电气试验现场。

本产品的主要特点：

1、业内开创真彩触摸屏+键控，让操作更得心应手

本机采用8寸真彩触摸屏，配合自主设计的键盘，让操作更快捷，更得心应手，同时，程序开始试验时，自动关闭触摸屏，防止任何误操作。

2、业内开创内置单路嵌入式模拟断路器

模拟断路器主要用于继电保护装置的整组试验以及在备用电源自投装置试验等项目中替代真实的高压断路器。本机内置的模拟装置为微机继电保护测试系统的配套产品，特别在新建电厂、变电站的高压断路器没调好或未投直流电源的情况下，使用内置模拟断路器进行继电保护试验将不受外界因素影响，从而缩短调试时间，提高试验工作效率。

3、嵌入式主机，配备超大规模可编程逻辑器件（CPLD）

主机采用高速高性能嵌入式微机系统配备CPLD，响应速度快，传输频带宽，对基波可产生每周波500点的高密度拟合正弦波，输出波形光滑，无谐波分量。由于 输出点数多，且通过精准的滤波电路，波形的失真度极小，在谐波输出时，即使对 9次谐波、450Hz也可以达到每周波55点的高密度。

4、单机8路D/A同时输出

采用16位高精度DAC芯片，确保拟合波形精度高，线性度好。可同时输出8路模拟信号，满足变压器保护、备用电源自投等全方位测试。

5、高精度线性功放，同时输出5相电压及3相电流

精心设计的电压、电流放大器实现交/直流共享，输出级采用独有的高精度超线性放大技术。精度高，可靠性好，同时输出5相交流电压和3相交流电流，每相交流电压输出高达130V、70VA，交流电流全并输出高达90A。直流电压输出可达300V、130VA。

6、接口完整，主机一体化单机箱结构

系统操作界面和试验结果是全中文显示，全部操作过程均在显示屏上设定，显示直观清晰。装置可用自带触摸屏和键盘操作，亦提供外接键盘/鼠标口。还提供2个USB口、2个RS232口，可与外部计算机及其他设备通信。只需交流220V电源，开机即可工 作。携带方便，非常适合流动试验及野外工作。

7、智能型自我保护

采用*新设计的散热结构，保证*好的通风状况。并可同时判断过流、过压、过载、短路、温度过高、数据异常等危及装置本身**的现象，即便是操作错误也不致损坏装置。另外，当危险信号如外部电压通过端子进入测试仪时，装置告警指示灯变红，并自动切断功放。

8、接点丰富、试验适用能力强

本装置具有八路开关量输入（A B C R a b c r）和4路开关量输出。输入接点为空接点和0-250V电位接点兼容方式，可智能识别。

9、放置灵活、软件功能强大

装置立卧式放置均可，可脱机操作，亦可外接PC机操作，测试结果能自动整理、记录成试验报告，以备查阅，亦可使用U盘直接保存且方便传送到外接PC机中编辑、打印等处理。软件升级简单快捷，直接通过U盘升级或外部PC机下传，无需改动任何硬件。 软件辅助计算功能强大，可自动计算正、负、零序电压电流，一、二次侧有功、无功、功率因数。可选配内置 GPS 模块，只需外接天线，就可以同步联调。

三相微机继保校验仪工作原理及特点§1.2 产品型号说明及参数

●主要额定参数

三相微机继保校验仪工作原理及特点§1.3  面板说明

接线端子

◎电压输出： UA、UB、UB分别对应A、B、C三相电压，UX、UY、UZ分别对应X、Y、Z三相电压，UN电压接地端子。

◎接地端子：用于可靠接大地。

◎开关量输入：A、B、C、R、a、b、c、r及N公共端。

开入量可以接空接点，也可以接10～250V的带电位接点。一般地，A、B、C分别连接保护的跳A、跳B、跳C接点，R连接保护的重合闸接点。

使用带电接点时，直流电源的＋端，即控制源的＋KM，必须接公共端(N)。直流电源允许电压为0～250伏。如图

◎开关量输出：1、2、3、4，空接点，接点容量250V/2A，其断开、闭合的状态切换由软件控制。

◎电流输出：一般地，IA、IB、IC分别对应A、B、C三相电流，IX、IY、IZ分别对应X、Y、Z三相电流，IN为电流接地端子（IA、IB、IC任意两并或三并输出大电流时，建议用三个IN端子并联输出）。

二．指示灯

IA IB IC IX IY IZ交流电流源开路告警指示灯：当打开功放并开始送模拟量后，如果电流源处于开路状态，对应灯常亮示警，但装置不会保护。

UA UB UC UX UY UZ 电压源短路告警指示灯：当打开功放并开始送模拟量后，如果电压源处于开路状态，装置保护，但对应灯常亮告警。

T 温度告警指示灯：送大电流后，装置内部温度上升，如果超出**范围，装置保护，切断功放开关，本灯常亮告警。

三．外部接口

装置上盖处接口分别是：

PS2口，可外接101电脑键盘及鼠标，以操作装置软件

USB口，可插U盘，拷贝测试报告或给软件升级

COM1,RS232口，用于与PC连接，使用Windows操作软件

COM2,RS232口，可用于同步对调时外接GPS接收机。对于内置GPS模块的，此端口预留。

四．嵌入式模拟断路器

1.输入接点：跳闸、公共端、合闸。

2.指示灯：110V0.5A、110V1A、220V0.5A、220V1A。当前电压及动作电流选择指示灯。

3.调档开关：模拟断路器总电源及档位选择开关。

4.时间旋钮：设置动作时间。范围是0-200ms。

5.辅助接点：跳闸、公共端、合闸。指示当前模拟断路器的开关位置。

下面以 RCS-9612A 线路保护装置为例，介绍做重合闸实验时，内置模拟断路器的接线方法：

【注意】：本模块适用于110KV及以下的保护。对于220KV以上的，要测试分相跳闸的的实验，请另接其他模拟断路器。

三相微机继保校验仪工作原理及特点§1.4 注意事项

1．开关机顺序:开机：电源开关 －→ 功放开关

关机：功放开关 －→ 电源开关

测试仪启动完毕后，才能投入功放开关。

2．装置应可靠接地。为保证本机外壳可靠接大地，外部电源的引入线一定要用三芯电源线！

另外，还提供一个接地端子，可用来接大地。对应标识。

3．优良禁止将外部交直流电源引入测试仪的电压、电流插孔！

4．使用带电接点时，直流电源的＋端，即控制源的＋KM，必须接公共端(N)。直流电源允许电压为0～250伏。

5．建议开机后，按下功放开关先预热5～15分钟,再进行试验！

6．如果被测设备是在运行现场，则请将现场的电流互感器(CT)、电压互感器(PT)回路与保护设备解开，以免本装置受强烈干扰而不能正确测试。

三相微机继保校验仪工作原理及特点第2章 软件操作说明

§2.0  概述

测试仪启动后，进入如下主菜单：

一．脱机运行：选择进入脱机运行主界面。每个测试菜单的介绍，参照下面章节。

二．外接PC试验

外接笔记本电脑，使用Windows下程序，进行试验。ESC退出本菜单项。

【注意事项】：

正确操作步骤：

1．接好电源线及电压电流接至被测装置的线。

2．开机后，按下功放开关先预热5～15分钟。

3．接上串口线，使用Windows下程序，进行试验。

三．系统管理：选择进入如下菜单

U盘拷贝测试报告

本菜单将拷贝测试仪中所有已保存的测试报告至U盘中的AT_REP。

插好U盘，然后打开测试仪电源。

选择进入本菜单，程序自动完成拷贝。

关闭测试仪电源，拔出U盘。

使用U盘升级软件

将软件升级包解压并拷贝至U盘，注意不要改变目录，否则不能正常完成操作。其正确目录应该是U盘根目录下AT_UPD。

插好U盘，打开测试仪电源。

选择进入本菜单，程序自动完成升级。

关闭测试仪电源，拔出U盘。

外接PC升级软件

开机后，不要打开功放开关，接好串口线，选择进入本菜单，再使用Windows程序中“下位机软件升级” 菜单，选择本系统的升级包中配置文件，开始升级操作。

初始化各菜单设置

输入密码确认后，将所有菜单的参数设置，恢复到出厂值。

删除所有测试报告

输入密码确认后，删除所有的测试报告。

打开或关闭触摸屏

配置打开或者关闭触摸屏。关闭后，触摸屏操作无效。

装置使用注意事项

显示测试仪使用中*重要的注意事项。

§2.1  任意测试

本菜单可设置三相的交流电压、三相交流电流的任意输出；各相模拟量的幅值、角度及频率可以任意调整、变化，试验过程中也能在线修改；可用手动或自动方式测量时间、动作值；可以实现用户自己设计的试验方法，满足大部分现场要求。

主界面分为五个区域：

• *上面是标题及主菜单

• 左边为参数设定、显示栏

• 右上是辅助图示栏，包括矢量图形及线序分量图示，根据“显示切换”选择

• 右下是测试状态及试验结果显示栏

• *下面是状态栏：参数输入过程中的帮助提示，测试过程中的状态提示及时间显示

一．按键操作及快捷键说明

• 【↑↓←→】键：移动光标

• 【Enter】键：选择当前菜单或进入对应设置

• 【Esc】键：退出设置菜单，或退出测试，或退出本测试程序

• 【F1】键：进入在线帮助系统

• 【F2】键：保存当前参数设置到文件

• 【F3】键：从参数文件读取设置

• 【F4】键：轻载、重载间切换，测试过程中不能切换。

• 【F5】【Star】键：开始测试

二．菜单及参数说明

1．参数设置：设置测试所需参数

UA—IC八个模拟量：每个模拟量包括10个参数设置：幅值、幅值是否可变、幅值变化步长、是否输出直流、相位、相位是否可变、相位变化步长、频率、频率是否可变、频率步长

测试方式：试验采用的方式

☆ 自动方式：测试过程中，选中变量的变化过程完全由程序控制，按Esc键中止测试

☆ 手动方式：测试过程中，选中变量的变化过程完全由用户控制

计时器限时：手动方式下有效，手动测量时间时，用户使用←（或→）时，变量加（或减）一个步长，同时开启计时器，等待动作的*大时间为“计时器限时”。为保证测试的正确，计时器限时的设置应大于继电器的动作（或返回）时间

每步时间：自动方式下有效，每变化一次选中变量的时间；手动方式下，测量动作时间时等待的时间。为保证测试的正确，每步时间的设置应大于继电器的动作（或返回）时间

2．参数文件：保存参数文件或读取参数文件，每个功能菜单提供3个参数文件供使用。

3．辅助图示：切换或显示辅助图示，提供矢量图、线分量、序分量、相线功率四种图示

4．测试报告：查看已经保存的测试报告，每个功能菜单提供8个预设的测试报告。用户需在测试结束后、保存测试报告时，存至这8个预设的测试报告中才能查看。请在“文件服务”菜单中，查看自定义名称的测试报告

5．帮助主题：进入在线帮助系统

6．轻重载F4：轻载、重载间切换，测试过程中不能切换

7．试验F5：开始本次测试

8．退出Esc：退出本试验菜单

三．试验原理及测试过程

☆ 手动方式试验时，首先输出电压、电流及频率的初始值，然后试验由用户控制，可进行以下操作：

【Enter】键，进入在线修改状态，可修改变量设置属性页中所有参数，Esc退出在线修改状态，继续测试

【↑↓】键，增加、减小选中变量值

【←→】键，加或减一个步长，同时开始计时，等待一个“计时器限时”，以等待继电器动作并测量动作时间

【Esc】键，退出试验

☆ 自动方式试验时，首先输出各参量的初始值，再逐渐加步长改变变量值，其速度据“每步时间”的设置而定；若保护动作，逐渐减步长改变变量值，直至保护返回，软件将记录其动作值与返回值。期间若变量已加至*大或减至*小而保护未动，软件自动退出试验。

测试完成后，测试装置自动进入标准状态，无电压电流输出。用户根据提示可保存测试报告存盘。

     现微机继电保护已广泛运用于线路保护，主变差动保护，励磁控制等各个领域。变电站综合自动化已成为主流。继电保护测试仪是保证电力系统**可靠运行的一种重要测试工具。

     现代微机继电保护测试仪可分为两种形式，一种是采用传统的OCL功放，体积大，重量在25Kg左右，比较笨重，功放管工作在放大区，时间长了容易损坏，且动态范围窄，精度不高。另一种是采用开关电源，功放采用数字功放，体积小，重量轻，效率高，是继电保护测试仪的发展方向。
继电保护测试仪是在总结国内外同类产品优缺点的基础上，广泛听取用户意见，充分运用现代微电子技术和电力电子技术而实现的一种新型小型化微机继电保护测试仪，它采用流行的DSP和开关放大器技术，单机独立运行功能已十分强大，再配以PC软件，使其能联接电脑运行，功能锦上添花，而其体积和重量只有传统测试仪的一半，先进的设计理念使该款测试仪达到了先进水平。

一、继电保护测试仪器的工作原理：

    继电保护测试仪器分为主回路和辅回路两个回路，主回路采用大旋钮调节，辅回路采用小旋钮调节，主回路通过面板上“输出选择”按键开关控制其输出的各种量，并且每切换一种输出的同时，仪器上的数字电压/电流表可自动监视其输出值。辅回路通过输出开关控制直接调节输出，测量可外附万用表测量。
1）继电保护测试仪器主回路原理
输入的AC220V电源经保险通过输出控制继电器K1进入双碳��调压器T1输入端，通过T1大旋钮调节的电量进入隔离变压器T2，升流器分三个抽头输出，一个抽头为AC0-250V输出，额定电流为3A；该抽头输出电压经整流滤波后可输出0-350V直流电压；第2个抽为15V（10A），该抽头一路经传感器通过继电器控制输出0-10A交流电流，一路经电阻输出0-500mA交流电流，一路经继电器转换可输出0-10A或0-500mA直流电流；第2个抽头为10V（100A）大电流端，该抽头穿过传感器一次侧直接输出100A电流，该回路带负载能力较强，但输出稍有过载，不能长时间处于大电流状态下。热继电器校验仪
2）继电保护测试仪器辅回路
继电保护测试仪器辅回路与主回路一样，AC220V电源经保险进入双碳刷调压器T1小旋钮调节的电压量，通过隔离变压器T4可直接调节输出0-20V或0-250V交流电压或0-350V直流电压，此回路额定电流为1A。按下辅回路“输出控制”开关，调节小旋钮即可输出。

二、微机继电保护测试仪的主要特点：

1、单机独立运行，装置由旋转鼠标通过大屏幕液晶显示屏进行操作，全套中文显示，可对现场各种继电器，保护及**自动装置进行检定，并可模拟各种大型复杂的瞬时性、*性、转换性故障进行整组试验。
2、联接电脑运行，通过Windows98平台上的全套中文操作软件，可进行各种大型复杂及自动化程度更高的校准工作，可方便地测试及扫描各种保护定值，可实时存贮测试数据，显示矢量图，绘制故障波形，联机打印报告等。
3、液晶显示采用320×240点阵图形模块，操作界面均中文显示，显示直观清晰。
4、“傻瓜式”操作，采用先进的“旋转鼠标”控制器，免去复杂的键盘操作，不需要计算机知识都可操作，简便易学。
5、整机采用开关电源及开关放大器技术，体积小，重量轻，仅重11.6公斤。
6、模块化设计，所有插件之间完全独立，只需更换插件即可实现硬件的维护和升级。
7、随意配置，如配置成6相电流，5相电压+2相电流等。
8、用户可通过软件对测试仪精度进行校准
9、可对Comtrade格式的故障录波数据进行回放。
10、按标准设计有电源功率因数校正电路，使装置效率高达95%以上。
11、 供电电压下降到120V时，仍保证装置正常工作。
12、功放采用硬件保护方式，保证装置的可靠性。