继电保护配置研究
2006-11-29 10:23:25 来源：
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电力18讯： 1 引言
随着新型继电保护装置，特别是微机保护的推广应用，对测试技术有了更高的要求，涉及计算机自动测试等先进技术的继电保护微机型试验装置已成为不可缺少的专用设备。为此，电力部已颁发了“继电保护微机型试验装置技术条件”，使选择试验装置有了依据。有的省电力试验研究所对进口和国产继电保护试验装置进行了测试，并公布了各种试验装置的对比结果。本文从智能电子仪器的原理和继电保护试验校验要求的综合角度，简述目前国内外继电保护微机型试验装置的技术性能及检验方法。
2 试验装置的电子线路结构特性
微机型试验装置是由人机对话设定输入电流、电压的参数，由程序控制信号源指导电子线路、D/A转换、功率放大，输出具有一定功率的三相电流、电压送给继电保护装置，同时接受继电保护装置的反馈信息，作出系列响应，予以记录，以达到自动测试结果，并将结果以文字、图表打印报告。
2.1 人机对话
国产的试验装置具有汉字菜单，进入各种专用试验程序，程序界面友好，并有帮助菜单。进口试验装置则为英文界面。
2.2 参数设定
通过屏幕画面直接输入或修改参数，一般试验装置在出厂前必须调整好，使得输出的电流、电压信号就是设定的数值。由于试验装置在自动测试过程中(如二分法渐近)都是电流、电压突变，一般没有用仪表监测。在日后的试验中，不论装置工况如何，就认定设定值就是输出值。这里就存在一个大问题，一旦负载阻抗较大，输出波形削顶或产生自激振荡或功放回路参数有了变化，使输出值和设定值有误差，就会造成继电保护误整定。现将国内外装置中解决这些问题的几种办法分述如下。
(1) 瑞典OMICRON CMC156采用A/D测量自动反馈修正。它的优点是当功放级尚未饱和时能提高精度。如负荷阻抗较大，功放级饱和后，自动反馈修正的误差反而会变大，但试验装置在误差超标时能在计算机屏幕上告警。
(2) 江西华东电力仪器厂JJC―1H采用专有的失真判别措施，相当于用电路比较信号源和输出是否一致的办法。若输出电流、电压的有效值与计算机设定值误差超过3％时，就发出音响告警，超过5％时延时关机，并指示误差相别，避免错误整定。JJC―111试验装置设有电流、电压回路的开路、短路保护，失真判别措施还加强了电流、电压电源的开路、短路保护。这是国内其它试验装置所不具有的。
2.3 程序控制信号源
目前大多数的试验装置都是由数据通讯线将微机中已计算的瞬时值数据传往D/A，产生信号源，有的是逐点传送，有的是批处理传送，这对试验波形每周分隔的点数有很大关系。
北京威特MRT―02B、广东昂立的3100D据悉基波每周只有40个点，幅频特性很差，谐波叠加和变频试验只是定性地，而非定量地进行测量，在这两个项目中输出的试验值与计算机整定值有误差。
江西华东电力仪器厂JJC―1H试验装置为无变压器输出，基波每周点为180点，幅频特性大为提高。在叠加2、3、5、7次谐波时，其谐波输出值和计算机设定值的误差不超过3％。从计算机逐点传送、通讯握手所需机时考虑，每周180点也已到了极限，否则要增加硬件存储器，实行批处理传送。但逐点传送也有它的好处，能仿真输出长过程的故障信号。
国外试验装置都保证任何频率下海周的点数有256点，送出的波形十分光滑，幅频特性很好。在20次谐波时，其和计算机设定值的误差均在3％以下，因而做单频率的试验时，效果特好。由于采用批处理传送需要前置存储器，而前置存储器容量有限，在故障仿真时，仿真信息的长度就有限制。国外试验装置容量偏小，增加容量需要增设功率放大器，增加体积重量，选择时要考虑应用场所。
2.4 数模变换D/A
数模变换一般都采用12位或以上。在阻抗元件试验中，电压信号可能降得很低，这时信号源的D/A的有效位数就减少，影响波形的台阶数。如考虑叠加谐波的幅值裕度，一般相电压取80V是适宜的。零序电压3Uo一般应设计为100V。
2.5 功率放大级
目前有两种设计。一种是经变压器输出，好处是通过变压器进行阻抗匹配，充分发挥功放管的容量，缺点是不能传送非周期分量，暂态响应和幅频特性都不好；另一种是无变压器输出，暂态响应好，且高电压、大电流功放管的价格低。使用无变压器输出已是目前的趋势。功放级设计有很多的关键技术，与制造厂家硬件投入有关。对试验装置而言，电压级的功放一般都能满足，而电流级功放容量要求最大，功放级的功放管参数选得高低不同，厂家提供容量的表达是不同的，下面只比较电流功放级的容量。
(1) 江西华东电力仪器厂JJC―1H参数为：最大输出功率300VA/相，电流30A/相时，输出到负载上的不失真电压为10V。当环境温度20℃时，30A电流允许持续5min，这个指标目前在国内外都是很高的。电流10A/相时，输出到负载上的不失真电压为15V，此时允许长期工作。在现场用JJC―1H校验故障
随着新型继电保护装置，特别是微机保护的推广应用，对测试技术有了更高的要求，涉及计算机自动测试等先进技术的继电保护微机型试验装置已成为不可缺少的专用设备。为此，电力部已颁发了“继电保护微机型试验装置技术条件”，使选择试验装置有了依据。有的省电力试验研究所对进口和国产继电保护试验装置进行了测试，并公布了各种试验装置的对比结果。本文从智能电子仪器的原理和继电保护试验校验要求的综合角度，简述目前国内外继电保护微机型试验装置的技术性能及检验方法。
2 试验装置的电子线路结构特性
微机型试验装置是由人机对话设定输入电流、电压的参数，由程序控制信号源指导电子线路、D/A转换、功率放大，输出具有一定功率的三相电流、电压送给继电保护装置，同时接受继电保护装置的反馈信息，作出系列响应，予以记录，以达到自动测试结果，并将结果以文字、图表打印报告。
2.1 人机对话
国产的试验装置具有汉字菜单，进入各种专用试验程序，程序界面友好，并有帮助菜单。进口试验装置则为英文界面。
2.2 参数设定
通过屏幕画面直接输入或修改参数，一般试验装置在出厂前必须调整好，使得输出的电流、电压信号就是设定的数值。由于试验装置在自动测试过程中(如二分法渐近)都是电流、电压突变，一般没有用仪表监测。在日后的试验中，不论装置工况如何，就认定设定值就是输出值。这里就存在一个大问题，一旦负载阻抗较大，输出波形削顶或产生自激振荡或功放回路参数有了变化，使输出值和设定值有误差，就会造成继电保护误整定。现将国内外装置中解决这些问题的几种办法分述如下。
(1) 瑞典OMICRON CMC156采用A/D测量自动反馈修正。它的优点是当功放级尚未饱和时能提高精度。如负荷阻抗较大，功放级饱和后，自动反馈修正的误差反而会变大，但试验装置在误差超标时能在计算机屏幕上告警。
(2) 江西华东电力仪器厂JJC―1H采用专有的失真判别措施，相当于用电路比较信号源和输出是否一致的办法。若输出电流、电压的有效值与计算机设定值误差超过3％时，就发出音响告警，超过5％时延时关机，并指示误差相别，避免错误整定。JJC―111试验装置设有电流、电压回路的开路、短路保护，失真判别措施还加强了电流、电压电源的开路、短路保护。这是国内其它试验装置所不具有的。
2.3 程序控制信号源
目前大多数的试验装置都是由数据通讯线将微机中已计算的瞬时值数据传往D/A，产生信号源，有的是逐点传送，有的是批处理传送，这对试验波形每周分隔的点数有很大关系。
北京威特MRT―02B、广东昂立的3100D据悉基波每周只有40个点，幅频特性很差，谐波叠加和变频试验只是定性地，而非定量地进行测量，在这两个项目中输出的试验值与计算机整定值有误差。
江西华东电力仪器厂JJC―1H试验装置为无变压器输出，基波每周点为180点，幅频特性大为提高。在叠加2、3、5、7次谐波时，其谐波输出值和计算机设定值的误差不超过3％。从计算机逐点传送、通讯握手所需机时考虑，每周180点也已到了极限，否则要增加硬件存储器，实行批处理传送。但逐点传送也有它的好处，能仿真输出长过程的故障信号。
国外试验装置都保证任何频率下海周的点数有256点，送出的波形十分光滑，幅频特性很好。在20次谐波时，其和计算机设定值的误差均在3％以下，因而做单频率的试验时，效果特好。由于采用批处理传送需要前置存储器，而前置存储器容量有限，在故障仿真时，仿真信息的长度就有限制。国外试验装置容量偏小，增加容量需要增设功率放大器，增加体积重量，选择时要考虑应用场所。
2.4 数模变换D/A
数模变换一般都采用12位或以上。在阻抗元件试验中，电压信号可能降得很低，这时信号源的D/A的有效位数就减少，影响波形的台阶数。如考虑叠加谐波的幅值裕度，一般相电压取80V是适宜的。零序电压3Uo一般应设计为100V。
2.5 功率放大级
目前有两种设计。一种是经变压器输出，好处是通过变压器进行阻抗匹配，充分发挥功放管的容量，缺点是不能传送非周期分量，暂态响应和幅频特性都不好；另一种是无变压器输出，暂态响应好，且高电压、大电流功放管的价格低。使用无变压器输出已是目前的趋势。功放级设计有很多的关键技术，与制造厂家硬件投入有关。对试验装置而言，电压级的功放一般都能满足，而电流级功放容量要求最大，功放级的功放管参数选得高低不同，厂家提供容量的表达是不同的，下面只比较电流功放级的容量。
(1) 江西华东电力仪器厂JJC―1H参数为：最大输出功率300VA/相，电流30A/相时，输出到负载上的不失真电压为10V。当环境温度20℃时，30A电流允许持续5min，这个指标目前在国内外都是很高的。电流10A/相时，输出到负载上的不失真电压为15V，此时允许长期工作。在现场用JJC―1H校验故障
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