微机继电保护测试仪
英译:Microprocessor-based relay protection tester
【仪器简介】微机继电保护测试仪以称为：微机继保仪、继电保护测试仪、三相继电保护测试仪、继保测试仪、三相继保测试仪、三相继电保护校验仪、继保校验仪、三相继保校验仪、继保仪。
微机继电保护测试仪是一个新型智能化测试仪器
，以前的继电保护试验工具主要是用调压器和移相器组合而成，体积笨重，精度不高，已不能满足现代微机继电保护的校验工作。随着科学技术的不断发展，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。
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。
可对各类型电压、电流、频率、功率、阻抗、谐波、差动、同期等继电器以手动或自动方式进行测试，可模拟各种故障类型进行距离、零序保护装置定值校验和保护装置的整组试验，可自动扫描微机和数字型变压器、发变组差动保护比率制动曲线，具备GPS触发功能。
继电保护微机型测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展，应用最新技术成果不断推出新型高性能微机继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。
三相微机继电保护测试仪测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展，应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。三相继电保护测试仪，它在参照了原电力部颁发的《微机继电保护试验装置技术条件》的基础上，认真总结前几代产品的开发、生产经验，并采用现代最新数字技术、高精密电子器件、微机系统及新线路、新结构研制而出。可独立完成微机保护、继电保护、励磁、计量、故障录波等专业领域内的装置测试，广泛应用于电力、石化、冶金、铁路、航空、军事等行业的科研、生产和电气试验现场。
微机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。
【仪器特点】1、智能型主机，主机采用DSP芯片控制，16位DAC输出，对基波可产生每周2000点的高密度正弦波，为国内测试仪中的最高水平。大大改善了波形质量，提高了测试仪的精度。
2、单机独立运行，装置由旋转鼠标通过大屏幕液晶显示屏幕进行操作，全套中文显示，可对现场各种继电器，保护及安全自动装置进行检定，并可模拟各种大型复杂的瞬时性、永久性、转换性故障进行整组试验。
3、联接电脑运行，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，连机打印报告等。
4、“傻瓜式”操作,采用先进的“光电旋转鼠标”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、模块化设计，所有插件之间完全独立，只需要换插件即可实现硬件的维护和升级。
６、由于是六相电流，六相电压输出，可方便对备自投装设置和微机差动保护装置进行试验，使该项试验非常完美。
７、单机独立运行，内置高性能工控机，住频300~600MHZ，128M内存，12G硬盘，运行Windows Xp操作系统，面板配有高级不锈钢键盘，轨迹球鼠标8.4寸TFT真彩液晶显示器。【仪器特性】1.微机继电保护测试仪满足现场所有试验要求。具有标准的四相电压，三相电流输出，电压125V/相，电流30A/相。三相并联可达90A。既可对传统的各种继电器及保护装置进行试验，也可对现代各种微机保护进行各种试验，特别是对变压器差功保护和备自投装置，试验更加方便和完美。
2.各种技术指标完全达到电力部颁发的DL/T624-1997 《继电保护微机型试验装置技术条件》的标准。
4.国内同行业首先采用进口拉丝不锈钢面板，不锈钢键盘，同时采用触摸式鼠标，克服了轨迹球鼠标操作不灵活、容易损坏的缺点，并选用8.4寸,分辨率为800*600的TFT真彩显示屏,使得单机整体操作方便自如,经久耐用.
5.主控板采用DSP+FPGA结构,16位DAC输出,对基波可产生每用2000点的高密度正弦波,大大改善了波形的质量,提高了测试仪的精度.
6.微机继电保护测试仪电流、电压采用高性能线性放大器直接耦合输出方式，使电流，电压源可直接输出交流和直流波形，并可通过软件计算输出各种如方波、各次谐波叠加的组合波形，故障暂态波形等，可以较好地模拟各种短路故障时的电流，电压特征。功放电路采用进口大功率高保真模块式功率器件做功率输出级，结合精心合理设计的散热结构，具有足够大的功率冗余和热容量，功放电路具有完备的过热、过流、过压及短路保护，电流回路允许开路，不会损坏装置。
【发展历史】微机继电保护测试仪是一个新型智能化测试仪器
，以前的继电保护试验工具主要是用调压器和移相器组合而成，体积笨重，精度不高，已不能满足现代微机继电保护的校验工作。随着科学技术的不断发展，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。
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。
可对各类型电压、电流、频率、功率、阻抗、谐波、差动、同期等继电器以手动或自动方式进行测试，可模拟各种故障类型进行距离、零序保护装置定值校验和保护装置的整组试验，可自动扫描微机和数字型变压器、发变组差动保护比率制动曲线，具备GPS触发功能。
继电保护微机型测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展，应用最新技术成果不断推出新型高性能微机继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。继电保护测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着现代电力系统规模的不断扩大，对电力系统运行和管理的可靠性、高效性要求的不断提高，继电保护人员的测试工作变得更加频繁和复杂。在计算机技术、微电子技术、电力电子技术飞速发展的今天，应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试仪是技术进步的必然趋势，也是时代赋予我们的责任。继电保护测试仪是在参照中华人民共和国电力行业标准《继电保护微机型试验装置技术条件》（DL/T 624 ─ 1997）的基础上，充分使用现代先进的微电子技术和器件实现的一种新型小型化微机继电保护测试仪。它采用可单机独立运行，亦可联接其它电脑运行的先进结构，主机内置高性能工控机和高速数字信号处理器，真16位DAC模块、新型模块式高保真大功率功放，自带TFT真彩色LCD显示器和嵌入式微机键盘。既可以单机独立操作，也可以连接笔记本电脑操作。操作功能强大，体积小，精度高。既具有大型测试仪优越的性能、先进的功能，又具有小型测试仪小巧灵活、操作简便、可靠性高。
【性能指标】1、10个通道同时输出，即同时输出不同频率、相位的三路电压及三路电流、一路3U0，电压0-120V，电流0-40A/三相。
2、微机继电保护测试仪采用8.4寸TFT（800*600）真彩液晶显示屏，可依据现场采光环境设置界面颜色，提供直观图象显示，便于观测。
3、下位机采用精简稳定的Windows ce嵌入式操作系统，Windows界面操作风格，应用程序简小，运行速度快，系统稳定，界面风格友好快捷。
4.微机继电保护测试仪率先在业界采用快捷键方式操作实验，全一体化设计，主机内置鼠标，键盘，也可外接鼠标跟键盘，更加方便用户的使用习惯．
5、采用最新美国TI公司的DSP及大规模可编程器件FPGA，1448点波形模拟，使测试仪具备更佳瞬态响应，及更良好的幅频特性，并是国内独家使用16位串口DA，进一步提高输出精度
6、可对各类型电压、电流、频率、功率、阻抗、谐波、差动，同期微机继电保护测试仪的继电器等分别以手动或自动方式进行测试，可以模拟各种故障类型进行距离、零序保护装置定值校验及保护装置的整组实验，可测试高压线路保护（单、双端测试）、自动重合闸、中间继电器、同步继电器、过激磁保护、反时限正负序过流保护、定时限正负序过流保护、复压闭锁过流保护、频率及低周减载保护、逆功率保护、失步保护、定予接地保护、负序零序及相间功率保护、故障回放。具备GPS触发功能。
【仪器用途】1．二次调度中所有单个元件的测试(电流、电压、时间、差动、平衡、负序、距 离、功率方向、反时限、频率、同期、重合闸等继电器)。
2．整组传动，能摸拟各种简单或复杂的瞬时性，永久性，转换性故障，可在基 波上叠加暂态直流分量。
3．能随意叠加各次谐波，叠加初始角及含量在线可控。
4. 可分相输出不同频率交流量、交直流两用。
5. 专用低周单元,可方便测试微机低周低压减载保护。
6．各种保护时间特性的自动扫描。功率及阻抗保护特性曲线的扫描。
7．微机主变保护差动比例及谐波制动特性的自动测试。
8．整组距离、零序、过流保护自动测试。
9．用户可编程测试单元，以满足特殊试验用途，例备自投装置的测试。
10．电机失磁失步、反激磁、逆功率及同期等各种保护的测试。
【引用标准】中华人民共和国电力行业标准DL/T 624-1997《继电保护微机型试验装置技术条件》。
【仪器技术参数】主要技术参数：
项 目
技术参数
电压源
最大输出电压
6×125V
最大输出功率
6×80VA
分辨率
1mV
精度
≤0.2(5V-110V),≤0.5(<5V或>110V)
谐波失真
≤0.1%
其它
各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电压输出，短路自动保护。
电流源
最大输出电流
6×30A或1×180A
最大输出功率
6×350VA或1×1600VA
分辨率
1mA
精度
≤0.2(1A-30A),≤0.5(0.2A-1A)
谐波失真
≤0.1%
其它
各相输出幅值、频率、相位独立可调，并可以作为直流电流输出，过载自动保护。
相位
范围
-360°——+360°
精度
0.1°
频率
范围
0-1000Hz
分辨率
50μHz
漂移
5ppm
开关量输入
输入端口数量
8对
响应时间
100μs
计时范围
1ms-999,999.999s
输入方式
空接点（ON<5KΩ,OFF>10KΩ）或带电位，
耐压250VDC
其它
防抖动时间可设置
开关量输出
输出端口数量
4对
输出方式
空接点,耐压250VDC，容量250VA
GPS触发器
脉冲精度
误差<1uS
同步性
<100uS
触发模式
内置GPS触发器或外接触发器
尺寸
440mm×180mm×330mm(宽×高×深)
重量
16Kg
供电电源
单相220VAC(±15%)，频率50/60Hz，功率2.5KW/15A
【仪器工作原理】内嵌计算机为具有双向并口工控机，支持标准101键盘，LCD或CRT。当仪器面板交流电源开关合上时，计算机启动,同时仪器产生±5V、±15V、25V电压，这时D/A板能正常工作，测试仪自动进入主菜单,当选择某一应用程序后，PC机打开功放电源软开关，此时若按下面板功放按钮，则功放电源投入，功放能正常工作。PC机据测试项目及所设置参数，计算好各种状态电流电压波形数据，当软件操作试验时，PC机把计算好的数据分别送给8路D/A，D/A转换以后的摸拟信号经功放放大从面板电流电压输出端子输出至被测保护。同时，被测保护动作信号，经输入信号端子送到I/O接口芯片，PC机在送数的同时不断查询I/O接口芯片，据测试项目，调整传送的电流电压数据，直至测试完毕。测试结束，退出应用程序回到主菜单时，功放电源软开关自动断开。
【型号分类】微机继电保护测试仪按机型分类可大体先分为三大类：单项，三相和六相。
1.单项
PSJBC-A
2.三相
PSJBC-03
PSJBC-3000
3.六相
PSJBC-6000
【单机运行软件使用方法】1.交流试验此软件定义测试仪为一个三相交流源，其中电压、电流的幅值，相位，频率可任意调整。并可测量继电器的动作时间。可用于测试电流、电压、阻抗、差动等各种继电器及保护装置。
初始值设置为电压57.73V、电流5A、相位互差120正序、频率50Hz。“可变否”一栏全为“N”表示不可变化。若要某量自动变化，可将“N”改为“Y”即表示该量可以按选定的步长进行变化。频率步长初始值为0。若要变频，可将频率步长设置成所需值，则频率可按步长进行变化，频率范围为1-1000Hz。时间间隔即为每步变化时间，用来控制变化快慢，改变此参数可用来做df/dt、dv/dt、di/dt试验，若继电器动作时间较长，则可加大时间间隔值，用来准确测量继电器的动作时间。此外，变化方式有两种，即自动试验和手动试验。自动试验时，按“开始”后，程序控制各量按给定步长和时间进行自动增减。若为手动试验时，按“开始”程序输出屏幕上的当前值，此时“右旋”鼠标即增加一个步长，“左旋”鼠标即减少一个步长。
用手动方法可以做继电器的动作值和返回值。将电压或电流接入继电器的电压线圈或电流线圈，将继电器的常开节点接入测试仪的开关量输入通道中的任一路，当手动旋转鼠标使继电器动作，屏幕显示动作时间，屏幕上的值为动作值，接点状态由 ＿/ ＿ 变为＿|￣|＿。此时再反方向旋转鼠标，直至继电器接点返回，此时屏幕上的值即为返回值。2.直流试验输出三相直流电压和三相直流电流，电压幅值范围0～±110VDC，当VA=110V，VB=-110V时，由于中性点已短接成VN，则VAB可输出直流220V，电流幅值范围0～30ADC，操作方法与“交流试验”基本相同。电压、电流的初值设定为0，可由旋转鼠标进行初值设定。试验方式有自动和手动试验两种。参数选择好后，点击“开始”程序即按设定量值输出，点击“终止”程序则停止测试仪的输出。可以用来做直流继电器的测试。3.低周同期三相电压，三相电流输出频率范围45-60Hz。最小调节精度为0.001Hz，用于测试低周减载或滑差闭锁装置。当开始输出时，程序输出起始频率保持3秒钟，3秒钟以后程序开始变频。用户可设置起始频率和终止频率。频率步长可正可负，时间间隔的调整可用来设定频率的变化速率，步长除以时间间隔等于滑差速率。即fs=△f/△t，例如滑差闭锁定值是3.00Hz/S时，可将频率步长设为-0.061，间隔时间设为0.02S，则fs=0.061/0.02=3.1Hz/S，点击“开始”程序即开始输出并开始变频，此时保护装置或继电器应不动作。当fs小于滑差闭锁定值时保护装置或继电器应动作，此时可将△f设为-0.058，时间间隔不变，点击“开始”程序即开始输出并开始变频，继电器动作后既记录动作频率。此时反方向变化频率，直到继电器接点返回，记录返回频率，程序自动停止输出。
同期试验：将起始频率设为52Hz，UA，UB同时变频，UC不变频，UC的频率维持50Hz不变，而UA，UB的频率由52Hz开始按设定的步长下降，当两个频率相等时继电器动作，液晶显示动作频率为50Hz。
手动试验时，转动鼠标即可改变频率，直到继电器动作，点击“终止”则停止测试仪输出。接线方式：将测试仪的电压、电流接入被试装置的电压、电流回路，装置动作常开接点，接入测试仪的开关量输入通道中的任意一路。4.时间测量类似于毫秒计功能。可用于单通道也可用于双通道测量，此时测试仪没有电压、电流输出，只测量开关量输入通道的接点闭合情况。5.功率阻抗用于测试功率方向继电器和阻抗继电器的动作电压和返回电压。电压和电流的选择是联动的，一般按90度接线方式。关系如下：
Va，Ia、Vb，Ib、Vc，Ic.
Vab，Ic、Vbc，Ia、Vca，Ib.
不要变化的量值其步长可设为0，时间间隔可以控制变化的快慢，用此程序可以做功率方向继电器的灵敏角。试验方式有自动试验和手动试验。
自动试验程序自动按步长改变量值，直到继电器动作，再按反方向变化量值，直到继电器返回。
手动试验可做最大灵敏角测试。先取一电流相位为一不动作区，手动旋转鼠标改变电流相位，直到继电器动作，此时继续改变相位，直到继电器返回，然后停止试验。假设电流动作相位为φ1，电流返回相位为φ2，则灵敏角φ=（φ1－φ2）／2。6.叠加谐波三相电流、电压在基波上可叠加2—11次谐波，谐波的幅值、相位可在线控制。初始值，基波电压为57.73V，电流为5A，相位互差120°正序，2—11次谐波的幅值均为0，用户可自行设定，谐波相位用户也可设定。由于屏幕限制，所以幅值和相位是分屏显示的。把光标移到“幅值”上，然后将其切换成“相位”，屏幕将所有参数全部切换成相位，变化量可选Va，Vb，Vc，Ia，Ib，Ic全选、不选。全选表示Va，Vb，Vc，Ia，Ib，Ic全部可变，不选表示所有参数都不可变，只按设定值连续输出。当选择某一个变量时，该变量的幅值、相位同时发生变化。若只按幅值变化时，可将相位步长设为0。本程序只有自动输出，没有手动输出。
【PC软件的使用说明】1.硬件要求PC机至少应具有Pentium200以上，32M内存，显示器分辨率800×600以上，能运行Windows98操作系统的笔记本电脑或台式电脑。2.硬件连接关闭测试仪和PC机电源，用9芯通信电缆将PC机串口1与测试仪背板上的PC机通信器连接。然后打开测试仪和PC机电源。在测试仪脱机软件主菜单上选“PC”菜单即进入PC机通信状态。3.软件运行启动PC机，运行Windows98操作系统，建议将显示器分辨率设为800×600，打开桌面上的“PSZDKJ”文件夹，进入各项子功能菜单即可进行各项试验。4.交、直流试验该项测试模块可用于交流电压、电流及功率继电器及各种保护装置进行自动或手动试验。也可用于各种直流电压、直流电流继电器的自动或手动试验。
该程序是一通用型试验模块，是所有程序中使用功能最强的模块。各相电压、电流的幅值，相位及频率均可自行设定。并可按各自步长按设定的时间进行任意变化，以对各种继电器及保护装置进行任意试验。测定动作值、返回值、动作时间等。试验界面如上图：
电压初值为57.73V、电流5A、相位互差120°、频率50Hz。直流可变否标志：在直流一栏内如果选“√”，表示该相输出直流。可变否一栏如选“√”表示该参数将参与变化，不选取则为固定不变。
自动试验：程序输出时，参与变化的量将按设定步长和间隔时间自动变化，其他量值固定不变。继电器动作则停止输出，程序自动返回。
手动试验：程序连续输出当前值，当点击“增加”按钮时，可变的量即增加一个步长，当点击“减小”按钮时，可变的量即减小一个步长。如果继电器动作，可记录动作值和动作时间，这时测试仪并没有停止输出，操作者可反方向变化参数，直到继电器返回，记录返回值和返回时间。所以手动试验可用来做返回值。
试验间隔时间：自动试验时每变化一个步长的间隔时间。打开参数、保存参数、恢复数据，界面上设置的数据，可以用“保存参数”保存在硬盘文件中，以后可以用“打开参数”调出，界面上的数据在试验时增减后被改变，可用“恢复参数”将数据恢复为初始值。
试验时，计算机自动计算并显示线电压、负序电压、零序电压等数据，并显示各相电流、电压的矢量图。矢量图可用“放大镜”进行放大和缩小。基本性能①灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。
②可靠性。在该动作时，不发生拒动作。
③快速性。能以最短时限将故障或异常消除。
④选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。选择继电保护方案时，除设置需满足以上4 项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。