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1.1702微机继电保护测试仪概述
702微机继电保护测试仪是继电保护通用测试装置,主要用于各电压等级的电磁型,集成电路型及微机型各类保护继电器及保护系统的测试和研究,可实现电压电流幅值,相位频率的灵活控制,并具备各种继电器和保护的测试模块。是电力基层单位保护装置投运前调试和定期检验的*工具。
上海汉仪电气有限公司是一家专业生产测试仪器的专业厂家,本公司所生产的测试仪器技术*,开拓创新,致力于研制开拓新产品,至今正形成多种型号测试仪器的生产线。特殊产品可按客户要求去设计加工,本公司会不断积累和更新。本公司完善的质量和售后服务,为客户提供实用信心及保证。
702由内嵌工控机或外接PC机控制,采用单机箱、模块化结构,面板8.4吋彩色LCD显示。图形窗口操作界面,操作简便,内置虚拟键盘,仅用鼠标即可进行操作。备有扩展并口及USB口,可与其它PC机通讯,试验结果可上传,也可在线打印,软件可通过Internet网络进行本地升级。D/A位数高,电流、电压精度好,功放采用直接耦合放大,交直流两用,能很好地仿真电力系统的暂态过程,超大的电流源输出功率及良好的宽频幅频特性,使其不但能对各类微机型保护进行特性和整定值的检验,也适用于常规电磁型等保护及安全自动装置的特性及整定值校验。不但满足发电厂、供电局等基层电力单位调试继电保护要求,也适合各级研究部门及高等院校用来研制和考核各种继电保护。
702系统框图如图1-1所示。
必须保证电位翻转前后,输入信号两连线之间不悬浮,也即电位非悬浮电位,如图1-4接线,可识别接点两端电位信号,而图1-3接线,因a点悬浮,不能识别a点电位翻转信号,只能当空接点翻转识别。
第二章
2.1 软件系统简介
2.1.1 702简介
软件系统主界面如图2-1所示,开机自动进入主界面后,若要选择某一应用程序可用光标键移动光标,或用鼠标移至要选择的应用程序栏目单击左键,用回车键或再单击鼠标左键运行程序。按ESC键或用鼠标左键点击右下角“退出”栏目退出测试系统,按F1键或左键点击右下角“帮助”栏目进入在线帮助系统。也可用鼠标左键点击右上角退出方块退出本测试软件。
图2-1软件系统主界面
2.1.2应用程序的基本操作说明
1.选择并运行某一应用程序后进入应用程序界面(见图2-2所示),所有程序都可独立用键盘或鼠标完成所有操作,在应用程序主窗口中,一般左上部为电流电压测试参数设置区。可用上、下、左、右光标键移动设置区光标,按1、2、3键增大或向前选择光标所在栏目参数值,按Q、W、E键减小或向后选择参数值。其中1、Q, 2、W, 3、E分别为微调、细调、粗调键。也可用鼠标左键选择某一栏目,再点击光标所在栏目进入本栏目参数设置区,若参数设置区为弹出窗口,则用鼠标选择参数后,点击“确认”区(或按回车键) 完成修改,若放弃选择则点击“取消”区(或按Esc键) ;若进入某栏目参数置区后,显示输数光标,则要求用键盘输入数字, 在此过程可用退格键删除前面输入有误的数字,输完后用回车键确认。
对于用黑体字标示的栏目,表示不能在主窗口中进行设置,需要通过相应的控制栏目进入次级窗口设置,若通过某一控制栏目进入次级窗口对参数进行设置,则进入次级窗口后,鼠标或键盘的操作方法与主窗口参数设置区的操作一样,设置后按ESC键或用鼠标点击右上角的“退出”方块返回主窗口。
图2-19其它参数设置
“非周期直流分量”──设置叠加非周期分量时,在故障开始瞬间有一衰减的直流分量叠加在正弦信号上。
图2-22故障类型及测试选项界面
2.12.5接线
电流电压星形接线(三相电压黑色插孔分别用短路线短接)。跳闸,重合信号任意接至N1~N5不同通道。
2.13 整组阶梯动作时间特性测试
本程序用于阶梯动作时间特性的测试及定值检验,软件界面及参数设置方法与“距离保护定值检验”程序相似。其中内缩系数为设定短路阻抗与定值的比例系数,例如设为0.05, 则短路阻抗可设定为0.95和1.05倍定值阻抗。
在本程序中关闭输出接点功能,另外所选故障规定为瞬时故障。在测试结果中
只显示跳闸时间和时间特性曲线。
同样在设置参数后可以通过“图形显示”栏目查阅各种测试选项的三相电压、电
流矢量图及数据。
2.14 阻抗继电器
“阻抗继电器”程序主界面如图2-24所示。主要用于检验阻抗继电器刻度和扫描微机功率方向继电器动作区,此程序可以设置各种故障方式并选择阻抗或阻抗角为变量,当设置前者为变量时可以校验阻抗刻度;当设置后者为变量时可以校验微机功率方向继电器动作区或园特性阻抗继电器灵敏角,这样比用现“阻抗特性”程序做这两方面的测试更方便直观。
图2-24阻抗继电器程序主界面
图2-29 差动直流助磁程序主界面
每点测量时间:对应每点直流电流,交流电流存在的长时间,此时间需大于动作时间。
动作确认时间:为防止误测继电器动作接点抖动信号,规定测试仪收到的动作信号须经过动作确认时间后仍保持不变,才认为继电器确已动作。
输出间断时间:每测试一点后,中断交直流输出的时间,此时间要大于继电器复归时间,为避免大电流连续输出,需设此时间让测试仪及时散热。
分析点(ε,K)K=:助磁特性曲线f(ε,K)中,往往希望分析对应某一K值下的ε值,此参数设定后,在测试结果曲线中,自动画出对应此K值的下ε点,增强直观性。主窗口左边中间显示已设定的阻尼线圈抽头位置,以及每点的直流电流值,其中直流电流值由左下方的“制动直流”控制栏进入设置区,并且*点不论设成何值,程序后置成0,也即程序首先测试在没有直流制动下的交流动作值。
2.测试过程:程序询问是否检测*个阻尼线圈抽头位置下的特性,按ESC或鼠标右键跳过,按其它键或鼠标左键开始测试,程序首先由A相电流输出交流电流, 直流不输出,测试无直流时的交流动作电流。然后据设定的各直流点值,输出直流电流,经过一短时间后,A相输出交流动作电流,若收到保护动作信号,停止输出,否则经过每点测量时间后,才停止输出。经间断时间后,据上次保护动作与否调整动作电流再测试,一直到两次测试所求的动作电流差小于0.01A。测完*点后,重复上述过程测试以后各点,直至测完设定的所有点。测完所有点后,若设定的阻尼抽头数不为1,则询问是否检测下一抽头位置,按ESC键或鼠标右键跳过此位置,若要检测需在此时改变抽头的位置,按其它任意键重复上述过程,测完所有抽头位置后,程序自动结束试验。
在测试中途可以按ESC键或鼠标右键取消测试。测试结果显示在右下方结果框中,据动作电流,制动直流计算出K及ε值,ε=Id/Ido,K=Iz/Id,其中Ido-无直流时动作电流;Iz-直流电流,Id-交流动作电流,对应每一点,动作时在其上方的图中标出-“+”点。测试结束后按ESC键或用鼠标左键点击主窗口右上角退出方块退出此程序。
3.接线方法:B相电流接动作线圈,A相电流端子接至直流制动线圈,动作信号接N1~N5任一输入信号端子。
2.18 702阻抗相位特性测试
2.18.1 702程序功能
该软件用于自动测试方向阻抗继电器,偏移或全阻抗继电器的各段阻抗动作相位特性,并自动绘出特性曲线。程序主界面如图2-30所示。
图2-30 阻抗相位特性测试程序主界面
2.18.2 702参数设置
1.扫描方式:有“辐射式”及“平行式”两种,对辐射式方式,可选择“附加测试角”测试,针对所选择的阻抗角进行阻抗扫描(相对于中心阻抗的阻抗角)。
2.故障类型:包括单相接地,相间短路等六种故障状态。
3.零序补偿系数的实部(Re)和虚部(Im): 软件中定义:
若考虑到Zo与Z1的阻抗角相等,则Ko仅为一实
数,其虚部为零。所以Ko的第二项(Im)一般都取为零。
4.接线方式:星形接线。
5.附加测试点:除了辐射式所确定的扫描线外,有时需要测出某些感兴趣的阻抗角下的动作阻抗值。然而仅由辐射式测试方式下其参数的设置很难获得这些特殊的扫描线。所以,在试验菜单上设有附加测试点的设置一项。测试点通过阻抗角进行设置,多可设置18点。
6. 整定特性:当扫描多边形特性时据用户输入的定值X、R及六个边角画出四边形或六边形理想曲线。当扫描园特性时据定值Z1、Z2、Φ1、Φ2画出理想园特性。用于粗略确定被测保护继电器的动作区域,并确定右上角图的X、R坐标比例刻度,为中心点阻抗、扫描半径等测试参数的设置提供参考。Z1、Z2、Φ1、Φ2的定义,见图2-31所示,Φ1和Φ2以逆时针方向为正。试验之前先设置以上整定值,初步确定边界范围,以便设置搜索区域。
图2-38 图2-39
2.18.4搜索过程描述
测试开始后,测试装置进入故障前状态(如果设置为大于0的时间),输出正常态电压电流。故障前状态结束后,首先使短路阻抗等于扫描区域内侧位置(辐射式)或扫描线始端位置(平行式)阻抗,摸拟故障进入短路状态。如果在该点保护动作,且动
作时间大于小动作时间,测试装置再经过一返回和短路前过程,然后取扫描区域外侧或扫描线末端的阻抗值摸拟短路过程。如果在该点保护不动作,说明在该扫描线内存在动作边界。接着按十倍测试精度改变阻抗值,沿着扫描线向边界值位置逼近。如果测试开始后的*点保护不动作或在第二点保护动作时,说明该扫描线内不存
在边界阻抗,于是放弃该扫描线的搜索而进入到下一扫描线。
为了在同样测试精度下减少搜索时间,在阻抗逼近过程中,采用阻抗变步长的方
式进行逼近。每找到一点边界值,计算机将在屏幕上打上“+”进行标记。整个搜索过
程顺序如图2-40所示。
图2-47多态转换程序主界面
程序主界面如图2-47。通过屏幕底端控制块激活对应的状态,对每一种状态可设置为空载状态、某一种故障状态或任意状态,当设置为任意状态时,不改变现有三相电流、电压值,当选择空载状态或某一类型故障状态时,按故障参数重新计算现有三相电流、电压。计算后用户仍可对计算出的电流、电压值做修改,以满足某些特殊试验要求。U0通道电压可选择为+3U0,-3U0,+√3X3U0,-√3X3U0,任意等方式。
可通过“控制参数”块设置状态切换方式。
“时间切换”——首*入开始态,经过本态长时间后,进入*态。经过*
态长时间后,转入第二态,如期间某一态时间为零,则跳过此状态直至结束。
“按键切换”——进入开始状态后,等待按键,再进入下一状态。
“据开关量切换”——首*入开始态,经开始态长时间后转入*状态并启动
计时,在此状态判断开入量是否满足条件,若满足转入下一状态,并记录各开关量翻转的时间;如果此状态没有设置开入量停时条件则经此态长时间后转入下一状态,如此继续直至结束。若不满足停时条件即转至结束状态。
通过“开入开出”控制块可设置各状态开出量状态及开出量翻转时刻(从进入本态开始的延时时间)如此时间为0,则立即查询各选择开入通道状态,与前一状态结束时刻开入通道状态相比较,若此时间不为0,则经过此时间后查询通道状态与此时间到时刻的通道状态相比较,若满足停时条件,结束本状态,转入下一状态。否则直至本态长时间到后,转入结束态。
通过“状态流程”块可查阅设置的各状态矢量图、故障参数等。
2.23 702直流继电器
2.23.1 702程序功能
用此程序可测试直流继电器(中间、时间及重和闸继电器)的动作、返回值及动作时间、返时间。程序主界面如图2-48。
图3-1功率方向继电器测试接线
在额定电压下加额定电流,确定继电器的动作边界和大灵敏角,进入“功率方向”程序。并设置合适的试验参数,参数设置举例如下:
(四)分相差动试验(2 路电流)时,I1、I2 和保护线圈之间的接线方式:
对于三绕变,假定其某一侧电流为0,将其简化为双绕变,然后进行分相比率制
动试验;
一般取I1 为保护的高压侧(Y 侧)线圈电流相量,I2 为低压侧(△侧)线圈电
流相量。
以A相为例接线方式如下:
其它相差动试验时梯推出I1、I2 和保护线圈之间的接线方式如下表1、表2 所示:
附录2 备用电源投入装置的测试
一、基本测试接线
AAT方式1、 方式2测试接线
1、 电压量
AAT工作方式为方式1或方式2时(母联断开),AAT装置要监测母线I和母线Ⅱ的电压,判断其是否带电,测量仪需要提供两组母线电压。如使用有四相电压输出的测试仪,可用两相电压V接方法(设置两相电压幅值100V(或大于有压定值),相位差60°将AAT装置“Ub”端子接测试仪“Un”端)获得三相对称电压,输出两组三相电压,接如图6-6所示。
2、 电流量
AAT测试时,要模拟进线L1、进线L2电流。作为电压互感器二次回路断线的判别条件。
3、 AAT测试时,需要监测QF1、QF2、QF3位置信号,作为工作方式识别和动作逻辑的判别依据。现场测试时,使用真实断路器测试时,将真实断路器辅助接点位置信号接入,使用模拟断路器时,可使用正宇电气JJC-2A模拟断路器,用单跳单合方式可模拟3台三跳三合断路器,将模拟断路器辅助接点位置信号接入,试验室测试时,可用测试仪开出量接点模拟断路器位置信号。
AAT方式3、方式4测试接线
2、电流量及断路器位置信号的模拟同方式1和方式2。
二、综合测试接线
如AAT装置低电压元件动作条件为任意线电压低于定值即判别为该母线失压,则可使用有四相电压输出的测试仪,可同时输出两路母线电压和两路进线电压。采用模拟断路器及四相电压输出的测试仪进行测试AAT测试的接线。用真实断路器测试时,将模拟断路器改接线到真实断路器即可。
也可以采用测试仪开出量接点模拟断路器位置测试,如图6-10所示
三、AAT测试方法
AAT装置测试时,测试仪输出正常运行和故障情况的电压电流,AAT监测电压电流和断路器位置,AAT动作过程中断路器返回位置信号。
模拟AAT各种情况下的电压电流变化的方法的多种,可将AAT动作过程分为正常运行、母线失压(分段AAT时为母线1失压和母线2失压)、工作电源跳闸、备用电源投入四个状态。基本步骤如下:
备用电源投入装置测试实例
以NSP641数字式备用电源自投入装置为例,测试中定值整定、测试参数设置接线均该说明书进行,测试其它型号AAT装置请参照说明书做适当修改。
对应系统接线。QF3断开,母线I、母线Ⅱ分列运行。以方式1进行试验的过程如下:
电压定值Udz1为30V(I母或Ⅱ母失压定值)
电压定值Udz3为70V(I母或Ⅱ母有压定值)
使用DJC-120系列软件多态转换程序:
(1)状态1——正常状态。其中:
说明:NSP641装置断路器信号使用常闭按点,当0态保持时间设为0.1s时,进入状态1后,测试仪开出量设为闭合,实际是断开。当AAT装置用模拟断路器常开接点时,开出量设置状态相反。
触发条件:“方式”为开入量翻转触发,“触发逻辑”设置成逻辑或。
状态4——各自投合闸(QF3合闸),其中:
1)、状态参数;Ua为100V;Ub为100V;Uc为100V;U0为100V;Ia为0.0A ;Ib为0.21A。
2)、触发条件:开入量翻转触发(无开入量翻转则按时间触发) 。
3)、开出量:“开出1”为断开;“开出2”为闭合;“开出3”为闭合;“开出4”为闭合;“延时时间”为0.0s。
准备测试
开始试验前,将AAT装置“AAT总投入”软压板设置为“投入”状态。QF1、QF2合闸、QF3分闸。
测试仪进入状态1,AAT装置检测母经I电压Ua为100V、Ⅱ母线电压Uc为100V,断路器位置信号为QF1合闸、QF2合闸、QF3分闸。已确认10-15s, 符合AAT方式1起动条件,AAT装置“充电”指示灯亮,状态1保持15s后结束。
测试进入状态2,母线I电压29V(低于母线无压定值)、母线Ⅱ电压71V(高于母线有压定值)、进线L1电流0.19A(低于进线L1无流定值)、AAT装置符合“I母线失压”条件,“跳QF1”出口接点闭合,跳开进线L1断路器,QF1接点翻转,结束状态2,测试仪记录QF3动作值(O1开入量)时间。
测试状态3,母线电压及进线电流同状态2,QF1接点改变为分闸状态,AAT装置判定“QF1已跳开”,“合QF3”出口接点闭合,合上分段断路器,QF3接点翻转,结束状态3,测试仪记录QF3动作值(开入量O1)时间。
测试进入状态4,母线电压及进线电流同状态1,QF3接点改变为合闸状态,AAT装置自投成功,4态时间到时结束状态4。
测试“AAT总闭锁、保护动作闭锁方式1”项目时,状态2、状态3的“开出4”改为断开,当母线失压值大于定值31V、母线有压电压值小于定值69V时,AAT装置被闭锁不动作。以上是方式1测试过程。进行方式2测时,相应改动如下:
开出量:“开出1”为闭合;“开出2”为断开;“开出3”为闭合;其它参数不变。
QF3合上,母线I、母线Ⅱ并列运行,以方式3进行试验的过程如下:
测试接线
测试前QF1、QF3合闸,QF2分闸。在状态参数设置页中设置QF1、QF2、QF3分合状态。
使用DJC-120系列软件多态转换程序:
(1)状态1——正常状态。其中:
说明:NSP641装置断路器信号使用常闭按点,当0态保持时间设为0.1s时,进入状态1后,测试仪开出量设为闭合,实际是断开。当AAT装置用模拟断路器常开接点时,开出量设置状态相反。
(4)状态4——各自投合闸(AF2合闸),其中:
1)、状态参数;Ua为100V;Ub为100V;Uc为100V;U0为100V;Ia为0.0A ;Ib为0.21A。
2)、触发条件:开入量翻转触发,“触发逻辑”设置成逻辑或 。
3)开出量:“开出1”为断开;“开出2”为闭合;“开出3”为闭合;“开出4”为闭合;“延时时间”为0.0s。
准备测试
开始试验前,将AAT装置“AAT总投入”软压板设置为“投入”状态。QF1、QF2合闸、QF3分闸。
测试仪进入状态1,AAT装置检测母经I电压Ua为100V、Ⅱ母线电压Uc为100V,进线L1电压Ub为100V、进线L2电压Uo为100V, 断路器位置信号为QF1合闸、QF2分闸、QF3合闸。已确认10-15s, 符合AAT方式1起动条件,AAT装置“充电”指示灯亮,状态1保持15s后结束。
测试进入状态2,母线I电压29V(低于母线无压定值)、进线L1电压29V(低于进线L1有压定值)、进线L1电流0.19A(低于进线L1无流定值)、进线L2电压71V、(高于进线L2有压定值),AAT装置符合“母线失压、进线L1失压、进线L2有压”条件,“跳QF1”出口接点闭合,跳开进线L1断路器,QF1接点翻转,结束状态2,测试仪记录QF1动作值(O1开入量)时间。
测试状态3,母线电压及进线电流同状态2,QF1接点改变为分闸状态,AAT装置判定“QF1已跳开”,“合QF2”出口接点闭合,合上分段断路器,QF2接点翻转,结束状态3,测试仪记录QF2动作值(开入量O2)时间。
测试进入状态4,母线电压及进线电流同状态1,QF2接点改变为合闸状态,AAT装置自投成功,4态时间到时结束状态4。
测试“AAT总闭锁、保护动作闭锁方式1”项目时,状态2、状态3的“开出4”改为断开,当母线失压值大于定值31V、进线有压电压值小于定值69V时,AAT装置被闭锁不动作。以上是方式3测试过程。进行方式4测时,相应改动如下:
(1)状态1开出量改为“开出1”为断开;“开出2”为闭合;“开出3”为闭合。
1)、状态参数:Ua为29V;Ub为71V;Uc为29V;U0为29V;Ia为0.0A ;Ib为0.19A。
2)、开出量:“开出1”为断开;“开出2”为断开;“开出3”为闭合。
开出量:“开出1”为闭合;“开出2”为断开;“开出3”为闭合;其它参数不变
附注:现场测试时,使用真实断路器测试时,将真实断路器辅助接点位置信号接入。
Uab接入L1,Ucb或U0相接入L2。Ua、Ub、Uc再通过开出接点串接进I、Ⅱ母线。对ATT工作方式为方式3或方式4时测试。