第七章    諧波疊加試驗(yàn)

 “諧波疊加”測試單元可實(shí)現(xiàn)三相電壓、電流的各次諧波分量疊加輸出，用于測試電力系統(tǒng)的設(shè)備在各種諧波情況下的工作行為。常用來校驗(yàn)差動諧波制動系數(shù)。

 l UA、UB、UC、IA、IB、IC均可以疊加直流及2～20次諧波輸出

 l 各次分量可以按幅值顯示和記錄，也可以按基波的百分比方式顯示和記錄

 l 可以選擇自動變化，也可選擇手動變化，幅值和相位均可變化

 l 可測量動作值、返回值以及動作時間、返回時間

   

第一節(jié)   界面說明

¢ 諧波數(shù)據(jù)設(shè)置

本模塊里的諧波有兩種顯示模式：一是以幅值的方式，另外一種就是以基波的百分比來表示。此時，諧波的幅值就和基波的幅值有直接聯(lián)系。而且，測試儀輸出的疊加后的波形也和這個基波的幅值有關(guān)系。一般來說，在進(jìn)行諧波制動試驗(yàn)時，基波的幅值應(yīng)設(shè)置得大于保護(hù)的動作整定值（比如說差動保護(hù)的啟動值），以保證在諧波較小或?yàn)?span>0的時候，保護(hù)能可靠動作。

在這個頁面設(shè)置諧波的幅值和相位。圖上左邊紅色的數(shù)據(jù)相指的是將要疊加諧波的對應(yīng)相的通道。幅值有兩種方式表示，圖中是以幅值的方式表示的，所以其單位是想對應(yīng)的電流電壓的單位，如果以基波的百分比來表示，則顯示的是占基波的百分之多少。這里基波和諧波的相位對試驗(yàn)的結(jié)果影響不是很大，一般就用默認(rèn)的設(shè)置就可以了。如果需要設(shè)置的話，根據(jù)保護(hù)的定值設(shè)置其兩者之間的相位就可以了。

   

數(shù)據(jù)復(fù)歸按鈕：試驗(yàn)前設(shè)置好的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在試驗(yàn)期間各量的幅值和相位可能有變化，在試驗(yàn)結(jié)束后，按此鍵可以讓數(shù)據(jù)“復(fù)歸”到試驗(yàn)前的狀態(tài)。這極大地方便了重復(fù)性試驗(yàn)。

刷新按鈕：該按鈕對那些參與過前一個試驗(yàn)的參數(shù)不起作用，而只對進(jìn)行下一個試驗(yàn)前修改的新數(shù)據(jù)有效。能將新修改的數(shù)據(jù)“刷新”至修改前的狀態(tài)。

清零按鈕：它將當(dāng)前窗口中顯示的各次波形（包括基波、直流，以及2~20次諧波）的幅值清零，相位回到其默認(rèn)狀態(tài)。即A相的相位回到“ 0° ”，B相的相位回到“－120°”，C相的相位回到“120°”，該鍵僅對當(dāng)前界面上顯示的參數(shù)有效。

這里是對疊加后的波形顯示。可以選擇3相都顯示，也可以單獨(dú)顯示一相的波形。如圖中所顯示的就是A相電壓疊加后的了諧波以后的波形。這個圖形顯示很方便與示波器的圖形進(jìn)行對比。

各相電壓的直流輸出范圍是-160~160V，基波和諧波的輸出范圍是0~120V；各相電流的直流輸出范圍是-10~10A，基波和諧波的輸出范圍是0~40A。

在同一個通道中疊加的波形有效值總和不能超過120V（40A/30A）。若超出范圍，軟件將給出超出范圍提示，此時請檢查輸入數(shù)值或檢查數(shù)據(jù)變化后總幅值是否已經(jīng)超過了120V（40A/30A）。在數(shù)據(jù)輸入時和輸出變化中均要進(jìn)行疊加幅值檢查。

         

 

¢ 變量參數(shù)

    —  變量選擇

變量：從下拉菜單中選擇需要變化的通道，如圖中選擇的是A相電壓做為變化量。

波形：指的是疊加的諧波次數(shù)，從直流到20次諧波

幅值步長：這里的步長也與“諧波表示方法”相對應(yīng)。當(dāng)選擇“以幅值表示”時，步長也以幅值表示，單位是A或V；而選擇“以基波的百分比表示”時，則步長也是百分比。

    —  變化范圍、時間

變化初值：變化初值是前面所設(shè)置好的諧波的值。初值是從前頁的諧波數(shù)據(jù)頁面中取來的，不能直接修改。要修改這個初值必須在諧波數(shù)據(jù)頁面里進(jìn)行。初值在這里以幅值的方式表示。

變化上限：變化量的輸出上限值，該值可以確保輸出的量值不至于太大，以損壞保護(hù)裝置。

變化時間：變化時間指的是每變化一步的間隔時間，一般設(shè)置為稍大于保護(hù)的整定動作時間。

              

 

    —  諧波表示方法

各相的諧波分量的數(shù)據(jù)可以選擇“以幅值的方式表示”，也可以選擇“以基波的百分比表示”。當(dāng)選“以基波的百分比表示”，在“諧波” 頁面中各相諧波的值顯示為相對于基波幅值的百分比，變量的幅值步長也以基波的百分比表示。例如，在“以幅值表示”時，某相電壓2次諧波幅值為2V，基波幅值為10V，則當(dāng)選擇“以基波的百分比表示”時，此時顯示的2次諧波為20％。

¢ 開關(guān)量

開關(guān)量頁用來定義開關(guān)量和記錄開關(guān)量的動作情況。默認(rèn)A、B、C、R、a、b、c七路開關(guān)量全部有效。試驗(yàn)時可自定義指定哪幾路開關(guān)量有效（前面打“√”為有效）。各開關(guān)量的關(guān)系為或關(guān)系。 

    —  防接點(diǎn)抖動時間  默認(rèn)為5ms。做繼電器試驗(yàn)時，如果接點(diǎn)抖動較大，應(yīng)設(shè)置較大值。

第二節(jié)   試驗(yàn)指導(dǎo)

¢ 諧波制動系數(shù)檢驗(yàn)（變壓器差動保護(hù)部分）

● 試驗(yàn)接線：

接線方法１（高、低壓側(cè)同時加電流）：測試儀IA接高壓側(cè)A相，IB接低壓側(cè)a相，高、低壓側(cè)的中性線短接后接測試儀IN。

接線方法２（僅高壓側(cè)加電流）：測試儀IA接高壓側(cè)A相，高壓側(cè)的中性線接測試儀IN。

● 試驗(yàn)方法：

下面以接線方法2為例（僅高壓側(cè)加電流）：

假設(shè)某變壓器的二次諧波制動系數(shù)為20%。

先在“參數(shù)”頁面中選擇“以基波的百分比表示”。然后在“諧波”頁面中選中IA，設(shè)置基波幅值為2A，并在表格中設(shè)置2次諧波為25%（大于諧波制動系數(shù)為20%，使保護(hù)開始試驗(yàn)時不動作），如圖所示：

切換至“參數(shù)”頁面，選擇IA為變量，波形為“二次諧波”，并設(shè)幅值步長為1%，選擇“手動變化”方式。設(shè)置好的參數(shù)如上圖所示。開始試驗(yàn)，按步長逐步減小變量致保護(hù)動作。將動作時IA的二次諧波百分比值與整定的制動系數(shù)對照。

              

第八章    頻率及高低周試驗(yàn)

 “頻率及高低周試驗(yàn)”測試模塊主要是用來測試低周減載和高周切機(jī)等保護(hù)的各項功能。根據(jù)其功能，將這個模塊分成了六個測試單元。

 l 測試項目全面，包含了幾乎所有的頻率及高低周保護(hù)

 l 頻率可以下滑進(jìn)行低周減載測試，也可以上滑進(jìn)行高周試驗(yàn)

  

第一節(jié)   界面說明

¢ 測試項目

有“動作頻率”、“動作時間”、“df/dt閉鎖”、“dv/dt閉鎖”、“低電壓閉鎖”以及“低電流閉鎖”等六個測試項目。根據(jù)需要，可以選擇其中的一個或者多個進(jìn)行試驗(yàn)。選擇多個測試項目時，在一個測試項目測試完畢后，會彈出相應(yīng)對話框提示是否進(jìn)行下一個測試項目。

測試對象名稱中包含“低周保護(hù)”、“頻率繼電器”、“差頻繼電器”、“低頻繼電器”以及“高頻繼電器”五種繼電器。默認(rèn)情況下選擇“低周保護(hù)”。其下拉菜單如圖所示：

      

¢ 試驗(yàn)參數(shù)

—  頻率變化前延時

在變量的每個變化過程中，裝置先以額定頻率50Hz輸出，維持至“頻率變化前延時”結(jié)束，然后再開始變化。該項在有些保護(hù)測試是非常有用，可以用來等待保護(hù)頻率閉鎖后解除閉鎖。

—  測試間斷時間
每一次試驗(yàn)結(jié)束后裝置將停止輸出至“測試間斷時間”結(jié)束，再進(jìn)入下一次試驗(yàn)。

—  整定值

各測試功能頁中均有整定值輸入框，這些整定值大多在試驗(yàn)期間并不起作用，只是在試驗(yàn)后起到參考對比作用。根據(jù)需要自行設(shè)定“允許誤差”。試驗(yàn)測得的“測試值”與“整定值”進(jìn)行比較后，得出一個相對誤差，從而反映保護(hù)的性能。

¢ 動作頻率

     

—  動作頻率測試范圍

動作頻率測試范圍的測試始值和終值均應(yīng)設(shè)置在動作頻率附近。測試始值應(yīng)大于保護(hù)整定動作值，測試終值小于整定動作值，

動作頻率的測試方法：測試時頻率分兩階段變化：開始以50Hz輸出，經(jīng)過變化前延時后，先按所設(shè)定的df/dt均勻下滑（或上滑）至測試始值頻率，然后按設(shè)定的步長以一定時間間隔逐格降低（或上升）頻率，在該過程中如保護(hù)動作，則測出動作值。如未動作，當(dāng)變化至測試終值，即認(rèn)為保護(hù)不會動作而結(jié)束該項目測試。

這里逐格變頻的時間間隔是根據(jù)整定的動作時間自動確定的，該時間間隔比整定動作時間長0.2S。故整定動作時間應(yīng)設(shè)置正確，以保證在變化時間間隔內(nèi)保護(hù)有足夠時間可以動作。

做低周減載試驗(yàn)一般測試范圍小于50Hz，做高周切機(jī)試驗(yàn)一般測試范圍大于50Hz。

例如：已知低周動作值為48.5Hz，可以設(shè)定測試范圍為48.7—48Hz，步長為0.05Hz。測試始值和終值不能設(shè)置得太小（一般應(yīng)不低于45Hz），否則保護(hù)將閉鎖。

¢ 動作時間

  

動作時間測試的方法：頻率從始值（一般為50Hz）下滑至終值并等待動作。該終值應(yīng)略小于動作頻率值以確保裝置動作，但測試動作時間的計時器是從所設(shè)定的“開始計時點(diǎn)的頻率”處開始計時，故該值若有偏差將影響時間測量精度。試驗(yàn)過程見右圖。

—  開始計時的頻率點(diǎn)

測動作時間時，應(yīng)特別注意正確設(shè)置“開始計時點(diǎn)的頻率”。一般設(shè)置為裝置整定的動作頻率，或測試出的準(zhǔn)確動作頻率值。

¢ df/dt閉鎖

—  df/dt測試范圍

測試“df/dt閉鎖值”時，在此范圍內(nèi)逐點(diǎn)進(jìn)行試探測試，每次測試時都從頻率始值下滑（或上滑）至終值，下滑（或上滑）的df/dt值在該范圍內(nèi)逐點(diǎn)變化，試探至某一輪試驗(yàn)至保護(hù)動作，則測出此時的df/dt閉鎖的邊界值。

因?yàn)楸Ｗo(hù)在大于整定的df/dt值下滑時閉鎖，所以，一般變化始值應(yīng)設(shè)置為大于保護(hù)整定的閉鎖值，變化終值應(yīng)設(shè)置為小于保護(hù)整定的閉鎖值，即測試保護(hù)從不動作到動作，測出保護(hù)的df/dt閉鎖值。

—  頻率變化范圍

每輪試驗(yàn)頻率從始值下滑（或上滑）至終值。始值一般為50Hz，變化終值不能設(shè)置太小，因?yàn)橐话阊b置都有一個固有的“閉鎖頻率”，頻率太低了，裝置將會被閉鎖不出口。

注意：

做該試驗(yàn)時頻率變化前延時一般不能太小，以使保護(hù)有足夠時間解除閉鎖狀態(tài)。

¢ dv/dt閉鎖

這個測試頁與上文中的“df/dt閉鎖”很相似，區(qū)別在于每輪測試變化的是dv/dt值。下面只對它們的不同點(diǎn)做介紹。

—  dv/dt測試范圍

測試“dv/dt閉鎖值”時在此范圍內(nèi)逐點(diǎn)進(jìn)行試探測試，每次測試時電壓都從電壓變化始值下滑至終值，下滑的dv/dt值在該范圍內(nèi)逐點(diǎn)變化，試探至某一輪試驗(yàn)如果保護(hù)動作，則測出dv/dt閉鎖的邊界值。

因?yàn)檠b置在大于整定的dV/dt閉鎖值時處于閉鎖狀態(tài)，所以，一般變化始值應(yīng)設(shè)置為大于裝置整定的閉鎖值，變化終值應(yīng)設(shè)置為小于裝置整定的閉鎖值。即試驗(yàn)從裝置不動作做到動作，從而測出裝置的dv/dt閉鎖值。

—  電壓變化范圍

為了模擬電壓下降的過程，一般應(yīng)設(shè)電壓的“變化始值”大于“變化終值”。同時，為了保證低周裝置不因低電壓而閉鎖，因此設(shè)置的電壓“變化終值”應(yīng)大于裝置定值菜單中整定的低電壓閉鎖值。

—  測試時df/dt值

在此測試單元里頻率總是按所設(shè)置的df/dt變化，因此設(shè)置df/dt時，應(yīng)保證其值小于裝置所整定的df/dt閉鎖值。

¢ 低電壓閉鎖

該頁與上文中的“df/dt閉鎖”和“dv/dt閉鎖”相似。下面僅介紹不同點(diǎn)。

—  電壓測試范圍

測試時電壓在此范圍內(nèi)逐點(diǎn)進(jìn)行試探測試，每輪測試時頻率變化，但電壓固定為某一值。電壓值從始值逐漸增加，至某一值時裝置解除閉鎖正確動作，則該值即為低電壓閉鎖邊界值

由于裝置在電壓小于閉鎖值時處于閉鎖狀態(tài)，故一般變化始值應(yīng)設(shè)置為小于裝置整定的閉鎖值，變化終值應(yīng)設(shè)置為大于裝置整定的閉鎖值。即試驗(yàn)從裝置不動作到動作，從而測出裝置的低電壓閉鎖值。

¢ 低電流閉鎖

該測試頁與“低電壓閉鎖”試驗(yàn)方法非常相似。現(xiàn)場試驗(yàn)時，請參考“df/dt閉鎖”、“dv/dt閉鎖”和“低電壓閉鎖”中的使用說明。

第二節(jié)   試驗(yàn)指導(dǎo)

下面僅以“低周動作值測試”為例，詳細(xì)說明具體的試驗(yàn)方法

¢ 接線方法

測試儀三相電壓UA、UB、UC接保護(hù)三相電壓，測試儀UN接保護(hù)的UN；測試儀開入量A、B分別接保護(hù)的第一輪和第二輪甩負(fù)荷開出引線的一端，另一端短接后接測試儀開入量的公共端；最后接上裝置的工作電源（如果裝置需要直流工作電源，可以從測試儀后面板的獨(dú)立直流電源引接）。

¢ 選擇

打開“頻率及高低周保護(hù)”測試模塊，選擇“低周保護(hù)”測試對象的“動作頻率”測試項目；

¢ 設(shè)置

     

切換到“動作頻率”測試界面，設(shè)置試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如右圖所示：

—  整定值

按照保護(hù)的定值單或保護(hù)實(shí)際整定的定值設(shè)置。該設(shè)置項在試驗(yàn)期間只起參考作用，不影響試驗(yàn)結(jié)果。

—  動作頻率測試范圍

“測試始值”必須大于保護(hù)整定動作頻率，并且“測試終值”必須小于整定動作頻率。“變化步長”依據(jù)對試驗(yàn)的精度要求而定，一般按默認(rèn)的0.05Hz設(shè)置即可。

—  測試時df/dt值

指頻率下降過程中第一階段的均勻變頻速率，df/dt值應(yīng)小于保護(hù)整定的閉鎖值。

—  變頻步長

指第二階段逐格變頻的“變化步長”，該值越小能使測試的精度越高。

—  動作時間

整定動作時間。第二階段逐格變頻的時間間隔等于該值加0.2秒。該值如果設(shè)置太小，有可能會使保護(hù)在一個變頻時間間隔內(nèi)來不及動作，故該值應(yīng)正確設(shè)置。

¢ 開始試驗(yàn)按鈕

檢查試驗(yàn)參數(shù)均設(shè)置正確后，即可開始試驗(yàn)。試驗(yàn)期間，界面上的“當(dāng)前頻率Hz”欄可以觀察到當(dāng)前測試儀輸出的實(shí)時頻率。測試儀未輸出電壓時，保護(hù)上的“異常”燈會亮。當(dāng)測試儀輸出的頻率小于保護(hù)的“啟動值”時，保護(hù)上“啟動”燈亮，即啟動低周動作元件。

試驗(yàn)的過程如下：輸出50Hz電壓電流，經(jīng)過變化前延時——頻率以df/dt速率均勻下滑至“測試初值”——按“變化步長”以“整定動作時間”＋0.2秒的時間間隔逐格下降頻率并記錄是否保護(hù)動作。

第九章    功率方向及阻抗試驗(yàn)

功率方向及阻抗測試模塊主要用來測試電力系統(tǒng)中與“方向”有關(guān)的保護(hù)，例如功率方向保護(hù)、負(fù)序功率方向、零序功率方向、相間功率方向、逆功率方向、相間阻抗和接地阻抗等等，測試它們的動作邊界、最大靈敏角，以及電壓、電流的動作值和動作時間、動作阻抗等。下面僅以“功率方向保護(hù)”為例，對這個測試模塊的各個測試單元進(jìn)行介紹，主界面如下圖所示：

l即包含功率方向保護(hù)的各種測試項目，也可以進(jìn)行相間和接地阻抗的各項測試

l軟件引入了“突變量啟動”選項，能滿足需突變量啟動的保護(hù)的測試要求

l采用兩種示圖方式，使試驗(yàn)的過程不再神秘抽象

l邊界測試時，能自動繪出兩條動作邊界，自動計算最大靈敏角并繪制最大靈敏線

        

第一節(jié)   界面說明

¢ 測試項目

—  測試對象名稱

可選擇的保護(hù)裝置類型有“功率方向保護(hù)”、“負(fù)序功率保護(hù)”、“負(fù)序功率方向”、“零序功率”、“零序功率方向”、“相間功率方向”、“逆功率保護(hù)”、“相間阻抗”和“接地阻抗”。

—  突變量啟動

選擇突變量啟動時，試驗(yàn)過程中每次都是先輸出故障前狀態(tài)量，然后再輸出試驗(yàn)所設(shè)定的電壓電流量，為了滿足某些保護(hù)對突變量啟動的需要，此時需要設(shè)定“故障前時間”。若不選突變量啟動，則“故障前時間”無效（自動為0），試驗(yàn)時每次直接輸出試驗(yàn)所設(shè)定的電壓電流量，并且連續(xù)變化。

以“測電壓”為例，突變量的意義可以用右圖表示。點(diǎn)擊“開始試驗(yàn)”按鈕后，測試儀先輸出正常的電壓，并維持至“故障前電壓”結(jié)束；后輸出“故障電壓1”（界面上設(shè)置的故障電壓），并維持至“最大故障時間”結(jié)束；后測試儀短暫停止輸出（當(dāng)“試驗(yàn)間斷時間”不為0時）。

之后，測試儀再次輸出正常的電壓，并維持至“故障前電壓”結(jié)束；后輸出“故障電壓2”（變量變化了一個步長之后的電壓），并維持至“最大故障時間”結(jié)束；后測試儀短暫停止輸出（當(dāng)“試驗(yàn)間斷時間”不為0時）。如此循環(huán)輸出。

這樣，測試儀的輸出總是從正常電壓100V突變到故障電壓。整個輸出變化過程如右圖所示：

              

 

¢ 測邊界

自動測試出方向性保護(hù)的兩個動作邊界，并且自動計算出最大靈敏角。在“顯示動作角矢量圖”的顯示方式下，從主界面右側(cè)的圖中可以很直觀地觀察到兩條邊界線和最大靈敏線。

—  試驗(yàn)參量

選定一個電壓和一個電流輸出，其夾角Φ（U，I）在給定范圍內(nèi)變化，測試出左右動作邊界。

考慮到保護(hù)一般采用90°接線方式，所以測試時也一般取線電壓和第三相的相電流，如取電壓UAB，電流IC。有時也可以選一相電壓和一相電流進(jìn)行試驗(yàn)，但一般不選線電流。注意，所選電壓電流的值可以設(shè)定，但未被選擇的各相電壓值均等于額定電壓，角度保持對稱，未被選擇的各相電流均為0。

設(shè)置Φ（U，I）的搜索范圍時，首先應(yīng)了解保護(hù)裝置的“最大靈敏角”的整定值，要保證設(shè)置的搜索范圍能覆蓋保護(hù)實(shí)際的兩個動作邊界，即搜索始值和搜索終值均應(yīng)設(shè)置在動作區(qū)之外，測試儀從“非動作區(qū)”向“動作區(qū)”搜索。

搜索開始時保護(hù)不動作，當(dāng)角度變化到某一值時保護(hù)動作，即認(rèn)為找到一個動作邊界，并在圖中劃條線，然后立即轉(zhuǎn)換搜索方向搜索另一個邊界角（備注：此時測試儀輸出的起始角度就是所設(shè)置的“搜索終值”）。當(dāng)搜索出第二條動作邊界時，軟件再次劃線。在計算出最大靈敏線后，軟件自動在圖中標(biāo)出最大靈敏線。

—  動作角定義

根據(jù)所測試的保護(hù)類型選擇動作角是“試驗(yàn)相夾角”、“（U0，I0）”還是“（U2，I2）”。若是普通功率方向或阻抗繼電器時選“試驗(yàn)相夾角”，即所選試驗(yàn)電壓電流的夾角。若是零序或負(fù)序保護(hù)時，應(yīng)選（U0，I0）或（U2，I2）。

—  矢量圖顯示

當(dāng)選擇“顯示三相電壓、電流矢量圖”時，圖中顯示的是各相電壓電流的矢量圖。

當(dāng)選擇“顯示動作角矢量圖”時，圖中只顯示所選定動作角的電壓量和電流量。如選（U2，I2），則只顯示U2和I2的值和角度。這種顯示方式，便于直觀地觀察到動作邊界的搜索過程。

            

 

¢ 測電流

測動作電流的方法是：電壓和夾角固定，電流由小到大按步長遞增，直到保護(hù)動作，測出動作電流值。試驗(yàn)中Φ（U，I）夾角一般應(yīng)設(shè)置為保護(hù)的最大靈敏角。如右圖所示：

試驗(yàn)時，選取一個線電壓，為非變量；選取第三相電流，為變量。電流的變化范圍應(yīng)包含保護(hù)的整定動作電流。軟件對角度的定義是：電壓超前電流的角度為正。所以設(shè)置角度時應(yīng)注意正、負(fù)角。一般，當(dāng)角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時，保護(hù)動作最靈敏，測出的動作電流也趨于一個定值。當(dāng)設(shè)置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界，測出的動作電流可能偏大或不動作。

 

¢ 測電壓

測動作電壓方法是：電流和夾角固定，電壓由小到大按步長遞增，直到保護(hù)動作，測出動作電壓值。試驗(yàn)中Φ（U，I）夾角一般應(yīng)設(shè)置為保護(hù)的最大靈敏角。

試驗(yàn)時，選取一相電流，為非變量；選取另外兩相的線電壓，為變量。電壓的變化范圍應(yīng)包含保護(hù)的整定動作電壓。軟件對角度的定義是：電壓超前電流的角度為正。所以設(shè)置角度時應(yīng)注意正、負(fù)角。一般，當(dāng)角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時，保護(hù)動作最靈敏，測出的動作電壓也趨于一個定值。當(dāng)設(shè)置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界，測出的動作電壓可能偏大或不動作。

¢ 測動作時間

測動作時間的方法是：直接給保護(hù)加一個動作電壓和動作電流，并且電壓與電流的夾角應(yīng)設(shè)置在動作區(qū)內(nèi)，最好是靈敏角。保護(hù)動作即記錄下動作時間。

¢ 測阻抗

測動作阻抗的方法與上面的“測電壓”、和“測電流”很相似，也是通過單獨(dú)改變電壓或電流使保護(hù)動作。所不同的是，該單元記錄的是保護(hù)的動作阻抗值，而不是動作電壓或動作電流。如下圖所示：

Φ（U，I）的夾角要保證在保護(hù)動作區(qū)內(nèi)，一般取最大靈敏角。

阻抗值是根據(jù)動作時的電壓電流值計算得出的，注意如果是接地阻抗時，要考慮零序補(bǔ)償系數(shù)的問題，這種情況必須正確設(shè)置零序補(bǔ)償系數(shù)，默認(rèn)值為0.667。

              

 

第二節(jié)   試驗(yàn)指導(dǎo)

¢ 微機(jī)保護(hù)對角度的定義

一般，微機(jī)保護(hù)對角度的定義為：電壓超前電流的方向?yàn)檎�，反之為�?fù)。并且，常常默認(rèn)電壓的角度為0°，即電流的角度是以電壓為參考的。右圖所示為某功率方向保護(hù)的動作特性。其最大靈敏角為－45°，兩個動作邊界分別為：－135°≤Φ≤45°。這與X/Y坐標(biāo)里的角度概念正好相反。

圖中，陰影部分為保護(hù)的動作區(qū)，對應(yīng)著兩個動作邊界：45°和－135°。試驗(yàn)設(shè)置試驗(yàn)參數(shù)時，應(yīng)保證兩個搜索邊界分別大于45°和小于－135°，也即在非動作區(qū)。然后將由非動作區(qū)向動作區(qū)搜索。

¢ 動作邊界的搜索

在測試保護(hù)的最大靈敏角時，若不知道其實(shí)際的動作邊界，可采用以下方法進(jìn)行探求：

將“測邊界”頁面中的“Ф（U，I）搜索范圍從”設(shè)置為0°，開始試驗(yàn)。若保護(hù)不動作，再將該參數(shù)該為30°，以次類推。假設(shè)當(dāng)Ф（U，I）為20°時保護(hù)不動作，在0°時動作，則說明保護(hù)的一條動作邊界在0°～20°之間。用同樣的方法找出保護(hù)動作的另一條邊界的大致范圍，假設(shè)為－130°～－120°。

在軟件界面上設(shè)置搜索角時應(yīng)注意，軟件總是從“Ф（U，I）搜索范圍從”這個角度開始按步長增加，測試出一條動作邊界后，再從“到”這個角度開始按步長減小。所以，假設(shè)“Ф（U，I）搜索步長”設(shè)置為1°（正值），則以上面的數(shù)據(jù)為例時，“Ф（U，I）搜索范圍從”應(yīng)設(shè)為-130°，“到”應(yīng)設(shè)為20°

   

 第十章    同期試驗(yàn)

該測試模塊用于準(zhǔn)同期裝置測試，也可用于線路檢同期、檢無壓的同期重合閘保護(hù)。

l 能測試同期各項動作值、電壓閉鎖值、頻率閉鎖值、導(dǎo)前角及導(dǎo)前時間、調(diào)壓脈寬、調(diào)頻脈寬

l 能進(jìn)行自動準(zhǔn)同期裝置的自動調(diào)整試驗(yàn)

l 可以測試自動準(zhǔn)同期裝置，也可測試同期類各種繼電器（如同步繼電器）

l 可以測試線路檢同期、檢無壓的同期重合閘保護(hù)

l 可以自動測試，也可手動測試

      

 

第一節(jié)   界面說明

¢ 測試項目

—  同期動作值

用于測試同期電壓差、頻率差、角度差的動作值。其右側(cè)的下拉菜單有“調(diào)電壓”、“調(diào)角度”和“調(diào)頻率”三個選項。選中其中一項后，再設(shè)置界面下端的“變電壓（頻率、角度）步長”。開始試驗(yàn)后，可按所設(shè)置的變化步長手動增減相應(yīng)的量至同期接點(diǎn)動作，即測出相應(yīng)的同期動作值。用該功能也可對線路檢同期或檢無壓的重合閘保護(hù)進(jìn)行測試。

上述三個參量中，當(dāng)要測試某一個時，應(yīng)該總是預(yù)先讓其它兩個參量滿足同期條件，通過改變需測試的參量的值，最終使同期裝置完全滿足同期要求而動作。

下面以測試同期電壓值為例來說明試驗(yàn)的方法：

先設(shè)定“調(diào)電壓”，設(shè)待并側(cè)電壓V1為90V，不滿足同期條件。設(shè)待并側(cè)頻率F1和相位Φ1滿足同期條件（可設(shè)與系統(tǒng)側(cè)頻率很接近的49.9Hz、相位任意，也可設(shè)為頻率相等50Hz、相位相等0°），同時設(shè)置一定的“變電壓步長”。點(diǎn)擊“添加”按鈕，將所設(shè)置的參數(shù)添加進(jìn)測試數(shù)據(jù)區(qū)中。開始試驗(yàn)后，手動按步長增▲（或減▼）鍵，改變電壓至同期裝置動作。

試驗(yàn)期間，如果頻率不相等，可以觀察到“待并側(cè)”和“差值”欄中的角度在不斷地變化。如果按下按鈕欄里的“同步指示器”按鈕，從打開的同步窗口中更能觀察到待并側(cè)電壓矢量在不斷地旋轉(zhuǎn)且長度在變化。如果兩側(cè)頻率相等，待并側(cè)電壓矢量不會旋轉(zhuǎn)，僅長度變化。當(dāng)同期三個條件：電壓、頻率和相角均滿足要求（待并側(cè)與系統(tǒng)測兩電壓矢量接近到允許范圍時），同期裝置將會發(fā)出口信號。測試儀記錄下動作時的壓差、頻差和角差。

        

注意：

手動改變待并側(cè)電壓和角度值的方法是按鍵盤的▲、▼鍵，手動改變待并側(cè)頻率值的方法是按鍵盤上的◄、►鍵，將鼠標(biāo)移至按鈕欄中會有提示。

軟件固定系統(tǒng)側(cè)電壓的頻率為50Hz，角度為0°，系統(tǒng)側(cè)的電壓默認(rèn)為100V，但允許調(diào)整。待并側(cè)電壓由測試儀的UA輸出，系統(tǒng)側(cè)電壓由測試儀的UC。

—  電壓閉鎖值

試驗(yàn)前先設(shè)置待并側(cè)的電壓和頻率滿足裝置的同期條件，但電壓也有一定差值，頻率有一定差值，可以使兩側(cè)角差能周期性拉開和擺攏。試驗(yàn)開始后，由于兩側(cè)電壓的幅值和頻率滿足同期條件，每當(dāng)角度擺入動作范圍內(nèi)，同期裝置發(fā)出合閘命令（從裝置的動作指示燈中能觀察到）。手動或自動增、減待并側(cè)電壓至同期裝置閉鎖（在動作角差內(nèi)不再動作）。自動變化時測試儀每次都朝電壓差增大的方向改變待并側(cè)電壓，使壓差逐步增大到同期裝置不再動作（動作閉鎖），即測得壓差閉鎖值。

—  頻率閉鎖值

試驗(yàn)前先設(shè)置待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)的電壓和頻率滿足裝置的同期條件，但頻率有一定差值可以使兩側(cè)角差能周期性拉開和擺攏。試驗(yàn)開始后，由于兩側(cè)電壓的幅值和頻率滿足同期條件，每到角度擺入動作范圍內(nèi)，同期裝置發(fā)出合閘命令。手動或自動增、減待并側(cè)頻率至同期裝置閉鎖（在動作角差內(nèi)不再動作）。自動變化時測試儀每次都朝頻率差增大的方向改變待并側(cè)頻率，使頻差逐步增大到同期裝置不再動作（動作閉鎖），即測得頻差閉鎖值。

—  導(dǎo)前角及導(dǎo)前時間

試驗(yàn)前先設(shè)待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)的電壓相等，頻率不滿足同期條件。試驗(yàn)開始后，由于頻差較大，在角度旋轉(zhuǎn)中，同期裝置不發(fā)合閘命令。手動或自動增、減待并側(cè)電壓的頻率。當(dāng)待并側(cè)頻率處于臨界允許動作值，且角度擺入動作范圍內(nèi)時，同期裝置第一次動作發(fā)合閘命令。測試儀將計算并記錄下頻差剛滿足同期條件時的導(dǎo)前角和導(dǎo)前時間。

導(dǎo)前角與導(dǎo)前時間存在以下關(guān)系：

△ф = △t / Tw•360º           Tw = 1 / │f1-f2│

其中：   △ф為導(dǎo)前角                  △t為導(dǎo)前時間   

f1為待并側(cè)電壓的頻率          f2為系統(tǒng)側(cè)電壓的頻率

自動試驗(yàn)時，軟件總是在每一個周期內(nèi)檢查同期裝置是否有合閘脈沖傳來。如果測試儀在一個周期內(nèi)未接收到合閘脈沖，則自動朝頻差減小的方向改變待并側(cè)頻率。如此每周期進(jìn)行調(diào)整，直至同期裝置發(fā)動作信號。軟件即計算并記錄下此時的導(dǎo)前角和導(dǎo)前時間。

—  調(diào)壓脈寬或調(diào)頻脈寬

自動準(zhǔn)同期裝置在壓差和頻差不滿足同期條件時，可以自動發(fā)升、降電壓或升、降頻率的脈寬信號。該信號的脈寬和周期可以在此功能中測量。

  調(diào)壓脈寬試驗(yàn)方法：

試驗(yàn)前先設(shè)置待并側(cè)的電壓不滿足同期條件（低于或高于系統(tǒng)側(cè)電壓）。頻率滿足條件但不相等，可以使兩側(cè)角差能周期性拉開和擺攏。將同期裝置的升、降壓信號分別接入測試儀開入A和a中。試驗(yàn)時，由于電壓不滿足同期條件，裝置不發(fā)合閘信號，但周期性發(fā)“升（降）壓”信號。這時，測試儀將可以測量在這一壓差下的調(diào)壓脈寬和調(diào)壓周期。調(diào)壓脈寬一般與壓差基本呈線性關(guān)系。

  調(diào)頻脈寬試驗(yàn)方法：

試驗(yàn)前先設(shè)置兩側(cè)電壓滿足同期條件，但頻率不滿足同期條件（低于或高于待并側(cè)頻率）。將同期裝置的升、降頻率信號分別接入測試儀開入B和b中。試驗(yàn)時，由于頻率不滿足同期條件，裝置不發(fā)合閘信號，但周期性發(fā)“升（降）頻”信號，這時，測試儀將可以測量在這一頻差下的調(diào)頻脈寬和調(diào)頻周期。調(diào)頻脈寬一般與頻差基本呈線性關(guān)系。

—  調(diào)整試驗(yàn)

調(diào)整試驗(yàn)的過程是：

試驗(yàn)前設(shè)置待并側(cè)電壓的幅值和頻率均與系統(tǒng)側(cè)差值較大，不滿足同期條件。試驗(yàn)時，由同期裝置給測試儀發(fā)“升壓”、“降壓”或“升頻”、“降頻”信號，測試儀根據(jù)接收到的信號自動地按設(shè)置的變化率向“滿足同期條件”的方向調(diào)整待并側(cè)電壓和頻率，直到壓差、頻差和角差均滿足同期條件，同期裝置發(fā)合閘命令為止。測試儀將記錄下合閘時的壓差、頻差和角差。

試驗(yàn)期間，當(dāng)壓差或頻差滿足同期要求時，同期裝置上壓差合格燈或頻差合格燈亮，若角差也滿足要求時，同期裝置即并發(fā)合閘信號。這就是同期的三個動作必要條件：待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)的頻率基本相等、電壓基本相等以及相位差小于一定值。

¢ 其它參量

—  調(diào)整方式與步長

在各測試項目下，軟件設(shè)置了不同的調(diào)整方式。測試“同期動作值”、“調(diào)壓脈寬”、“調(diào)頻脈寬”等項目時，軟件僅為“手動”調(diào)整，其它幾個測試項目則既可以“手動”也可以“自動”調(diào)整。“手動” 的調(diào)整方式下，要求在試驗(yàn)期間通過按鍵盤上的▲▼、◄►鍵，或軟件界面上的相關(guān)按鈕來改變變量的輸出；“自動”調(diào)整方式下，測試儀是依據(jù)同期裝置發(fā)來的調(diào)整信號而自動調(diào)整變量的輸出。

—  添加、刪除與全部刪除

試驗(yàn)時可以把多個項目設(shè)置好后一次性完成所有試驗(yàn)。基本操作過程是：選擇測試項目——設(shè)置測試該項目所需的各種參數(shù)——確定無誤后點(diǎn)擊“添加”按鈕，將該項目添加至列表框中——點(diǎn)擊開始試驗(yàn)按鈕開始試驗(yàn)，將按添加的項目順序依次進(jìn)行試驗(yàn)。如果想刪除測試項目列表中的某一項，則先用鼠標(biāo)選中它，然后點(diǎn)擊“刪除”按鈕。如果想刪除列表中的全部項目，則直接點(diǎn)擊“全部刪除”按鈕。

—  同步窗口

根照同期裝置的整定值，設(shè)置△V、△F、△Fmin、△Fmax以及△φ的值。注意這些值在試驗(yàn)過程中只起參考作用，不影響試驗(yàn)。設(shè)置完之后，可以在右側(cè)的圖中實(shí)時觀察到相應(yīng)的效果圖。在試驗(yàn)過程中將看到試驗(yàn)軌跡。

—  兩側(cè)固有角度差

這是兩側(cè)的接線角差、變壓器Y/△角差等各種固有角差之和。試驗(yàn)時軟件將自動對該角度進(jìn)行補(bǔ)償。

—  斷路器合閘時間

斷路器的合閘延時，模擬同期裝置發(fā)合閘命令后斷路器的延時合閘。

—  開入防抖動時間

用于消除試驗(yàn)期間保護(hù)繼電器接點(diǎn)抖動對試驗(yàn)造成的影響。對微機(jī)同期裝置一般設(shè)5ms，對繼電器一般設(shè)20－40ms。

—  同步指示器

試驗(yàn)期間點(diǎn)擊“同步指示器”按鈕打開同步指示器，能觀察到待并側(cè)與系統(tǒng)側(cè)在試驗(yàn)過程中的電壓幅值、頻率與相角的變化矢量圖。如右圖所示：

 

第二節(jié)   試驗(yàn)指導(dǎo)

¢ 試驗(yàn)接線

● 電壓接線

待并側(cè)電壓U1接測試儀UA，系統(tǒng)側(cè)電壓U2接測試儀UC，中性線UN接測試儀的UN。

● 開入量接線：

同期裝置“升壓”、“降壓”、“升頻”、“降頻”開出信號分別接測試儀開入A、a、B、b，合閘動作出口信號接測試儀開入R，同期裝置上述開出信號的另一端短接，接至測試儀開入量的公共端（紅色端子）。如果保護(hù)的各個開出是有源接點(diǎn)，注意將各個開出接點(diǎn)的正電源接測試儀開入量的公共端。

注意：

進(jìn)行同期試驗(yàn)測試時，開始應(yīng)按下同期裝置的啟動按鈕。試驗(yàn)前請查找裝置上的同期啟動信號輸入端子，引出兩根線。開始試驗(yàn)后，先短接它們以啟動同期裝置。另外，有些同期裝置能設(shè)置同期時間，試驗(yàn)期間，如果同期過程超過該時間，裝置將閉鎖本次同期合閘，同時發(fā)告警信號。此時應(yīng)再次按下同期啟動按鈕或短接上述兩根線以再次啟動同期。

 

第十一章    整組試驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ

整組試驗(yàn)相當(dāng)于繼電保護(hù)裝置的靜模試驗(yàn)，通過設(shè)置各試驗(yàn)參數(shù)，模擬各種瞬時、永久性的單相接地、相間短路或轉(zhuǎn)換性故障，以達(dá)到對距離、零序保護(hù)裝置以及重合閘的動作進(jìn)行整組試驗(yàn)或定值校驗(yàn)。下面以“整組試驗(yàn)Ⅰ”為例，簡要說明其使用方法。軟件界面如圖。

    l 整組校驗(yàn)過流、零序和距離等保護(hù)，進(jìn)行整組傳動試驗(yàn)

    l 能測試在有（無）檢同期和檢無壓條件下，重合閘及后加速動作情況

    l 能模擬轉(zhuǎn)換性故障、反方向故障

 

第一節(jié)   界面說明

¢ 故障量設(shè)置 

    ● 故障類型

可設(shè)定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型故障。

    ● 整定阻抗

按照定值單給定的阻抗設(shè)置方式，故障阻抗可以Z、Φ方式輸入或R、X方式輸入，當(dāng)以一種方式輸入，另一種方式的值軟件會自動計算出來。

    ● 短路阻抗倍數(shù)

為nד整定阻抗”，以此值作為短路點(diǎn)阻抗進(jìn)行模擬。一般按0.95或1.05倍整定值進(jìn)行檢查。如果不滿足，也可以0.8或1.2倍整定值進(jìn)行檢查。這是“容忍性”的檢查界限，如果保護(hù)還不能正確動作，請檢查其它方面的原因。

    ● 零序補(bǔ)償系數(shù)

Ko = ( Z0 / Z1 – 1 ) / 3

如果正序組抗角Φ(Z1)與零序阻抗角Φ(Z0)不等，此時Ko為一復(fù)數(shù)，則常用Kor、Kox進(jìn)行計算。

Kor = ( R0 / R1 – 1 ) / 3          Kox = ( X0 / X1 – 1 ) / 3

對某些保護(hù)(如901系列)以Ko、Φ方式計算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，則Ko為一實(shí)數(shù)，此時需設(shè)置Kor＝Kox＝Ko 。

    ● 故障方向

如果保護(hù)具有方向性，請注意選擇正確的故障方向。

    ● 故障性質(zhì)

選擇“瞬時性”或“永久性”故障的不同點(diǎn)在于：在“時間控制”的試驗(yàn)方式下，選擇“瞬時性” 故障時，當(dāng)測試儀接收到保護(hù)的動作信號后即停止故障輸出進(jìn)入下一狀態(tài)，盡管此時故障時間還沒有結(jié)束；但在“永久性”故障時，即便測試儀接收到保護(hù)的動作信號，故障量繼續(xù)存在，直到所設(shè)置的“故障持續(xù)時間” 到。也就是說，“永久性”故障時，測試儀的故障輸出時間只受“故障持續(xù)時間”控制。因此，在“永久性”故障下試驗(yàn)容易造成后加速保護(hù)動作，并且重合閘無法重合。所以，建議一般選擇“瞬時性”故障方式。

    ● 故障電流

以上只設(shè)置了相應(yīng)的短路阻抗，如果再告訴軟件一定的故障電流，軟件將自動計算出相應(yīng)的故障電壓，由測試儀輸出相應(yīng)的故障電壓和電流給保護(hù)。設(shè)置的故障電流應(yīng)滿足以下要求：1、大于保護(hù)的啟動電流；2、故障電流與短路阻抗的乘積應(yīng)不大于57.7V。

    ● 時間控制／接點(diǎn)控制

接點(diǎn)控制時，由測試儀接收到的保護(hù)的跳閘、重合閘、永跳接點(diǎn)變位信號來控制試驗(yàn)狀態(tài)，決定測試儀在相應(yīng)狀態(tài)應(yīng)輸出的電流、電壓。

時間控制時，裝置根據(jù)所設(shè)置的時間順序，依次輸出故障前、故障時、跳閘、重合閘、永跳后的各種量，保護(hù)跳合閘時只記錄時間，而不改變各種量的輸出進(jìn)程。

    

  

   —  故障時間、斷開時間、重合時間

在時間控制方式，用于控制輸出故障量的持續(xù)時間、故障斷開后輸出正常量的持續(xù)時間、重合閘再次輸出故障量的持續(xù)時間，見上圖。在接點(diǎn)控制時不起作用。

   —  轉(zhuǎn)換性故障／非轉(zhuǎn)換性故障

用于設(shè)置轉(zhuǎn)換性故障。從故障開始時刻起，當(dāng)轉(zhuǎn)換時間到，無論保護(hù)是否動作跳開斷路器，均進(jìn)入轉(zhuǎn)換后故障狀態(tài)。但跳開相的電壓電流不受轉(zhuǎn)換性故障狀態(tài)影響，其電壓V＝57.7V（PT安裝在母線側(cè)）或0V （PT安裝在線路側(cè)），I=0A。故障轉(zhuǎn)換時間是指從第一次故障開始時算起的時間。

   —  轉(zhuǎn)換后故障類型

可設(shè)定為AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型。一般轉(zhuǎn)換后的故障類型設(shè)置為與第一次故障類型不同更符合實(shí)際。

   —  轉(zhuǎn)換起始時刻和轉(zhuǎn)換時間

可以設(shè)定為從第一次開始故障時起算，還是從保護(hù)跳閘后起算，還是從重合閘后起算，何時發(fā)生故障轉(zhuǎn)換。

   —  故障起始角

故障發(fā)生時刻電壓初始相角。由于三相電壓電流相位不一致，合閘角與故障類型有關(guān)，一般以該類型故障的參考相進(jìn)行計算：單相故障以故障相、兩相短路或兩相接地以非故障相、三相短路以A相進(jìn)行計算。

 

   —  PT安裝位置

模擬一次側(cè)電壓互感器是安裝在母線側(cè)還是線路側(cè)。PT裝于母線側(cè)時，故障相斷開后，該相電流為零，電壓恢復(fù)到正常相電壓（V＝57.7V，I=0A）； PT裝于線路側(cè)時，故障相斷開后，該相電流及電壓均為零（V＝0V，I=0A）。

 —  分相跳閘／三相跳閘

用于定義開入量A、B、C三端子是作為“跳A”、 “跳B”、 “跳C”端子還是“三跳”端子。若設(shè)為“分相跳閘”時，則單相故障時可以模擬只跳開故障相。即這種情況下，“跳A”、“跳B”、“跳C”哪幾個信號到，模擬哪幾相跳開。