第1章    QZJBY-8继电保护测试仪技术要求与技术参数

第1节   技术要求

1、真彩触摸屏+键控，让操作更得心应手，本机采用10.5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、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12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12路模拟信号，满足变压器保护、备用电源自投等全面测试。

5、高精度线性功放，同时输出6相电压及6相电流，精心设计的电压、电流放大器实现交/直流共享，输出级采用的高精度超线性放大技术。精度高，可靠性好，同时输出6相交流电压和6相交流电流，每相交流电压输出高达250V、270VA，交流电流全并输出高达270A。直流电压输出可达550V、480VA。

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4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。

第2节 QZJBY-8继电保护测试仪技术参数

第2章    装置硬件结构

第1节   装置硬件组成

¿ 数字信号处理器微机

装置采用高速数字控制处理器作为输出核心，软件上应用32位双精度算法产生各相任意的高精度波形。由于采用一体结构，各部分结合紧密，数据传输距离短，结构紧凑。克服了笔记本电脑直接控制式测控仪中因数据通信线路长、频带窄导致的输出波形点数少的问题。

¿ D/A转换和低通滤波

采用高精度D/A转换器，保证了全范围内电流、电压的精度和线性度。

由于拟合点数密度高，波形保真度高，谐波分量小，对低通滤波器的要求很低，从而具有很好的暂态特性、相频特性、幅频特性，易于实现准确移相、谐波叠加，高频率时亦可保证很高精度。

¿ 电压、电流放大器

相电流、电压一直坚持采用高性能线性放大器输出方式，使电流、电压源可直接输出从直流到含各种频率成份的波形，如方波、各次谐波叠加的组合波形，故障暂态波形等，并且输出波形干净平滑，对邻近设备无高频辐射干扰，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作功率输出级，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。当电流回路出现过流，电压回路出现过载或短路时，自动限制输出功率，关断整个功放电路，并给出告警信号显示。为防止大电流下长期工作引起功放电路过热，装置设置了大电流下软件*。10A及以下输出时装置可长期工作，当电流超过10A时，软件*启动，*时间到，软件自动关闭功率输出并给出告警指示。输出电流越大，*越短。

¿ 开入、开出量  

装置有8路开入和4路开出。

开关量输入电路可兼容空接点和0～250V电位接点。电位方式时，0～6V为合，11～250V为分。开关量可以方便地对各相开关触头的动作时间和动作时间差进行测量。

开入部分与主机工作电源、功放电源等均隔离。开入地为悬浮地，所以，开入部分公共端与电流、电压部分公共端UN、IN等均不相通。

开关量电位输入有方向性，应将公共端接电位正端，开入端接电位负端，保证公共端子电位高于开入端子。现场接线时，应将开入公共端接＋KM，接点负端接开入端子。如果接反，则将无法正确检测。

开出部分为继电器空接点输出。输出容量为DC：220V／0.2A，AC：220V／0.5A。开关量输出与电压、电流、开入等各部分均*隔离。各个开出量的动作过程在各个测试模块中各有不同，详细请参看各模块软件操作说明。

以下是两种常见的开出量接线示意图：

¿ 直流电源输出

装置在机箱底板上装设有一路可调直流电源输出，分 110V 及 220V 两档，可作为现场试验辅助电源。为该电源还设置了一个电位器，可在 80％－110％ 范围内调节。该电源额定工作电流1.5A，可作为保护装置的直流工作电源，也可作为跳合闸回路电源。该电源如过载或短路，将烧坏相应保险（2A／250V），此时更换此保险管即可。

第五章    交流试验

“交流试验”模块是一个通用型、综合性测试模块，它有独立的4相电压和3相电流的测试单元，也有独立的6相电压、独立的6相电流测试单元，更有独树一支的12相同时输出单元，以及按序分量输出测试单元。通过界面上的3P、6U、6I、12P和序分量五个按钮进行相互的切换。这些独立的单元互相调用，能充分满足电力系统各种条件下的交流试验测试。它们的共同点是：通过设置相应的电压或电流为变量，赋予变量一定的变化步长，并且选择合适的试验方式（有“手动”、“半自动”和“全自动”三种试验方式），方便地测试各种电压电流保护的动作值、返回值，以及动作时间和返回时间等，并自动计算出返回系数。鉴于*常用的是“四相电压和三相电流”的单元，而其它几个在使用方法上与此基本相同，所以下面仅以“四相电压和三相电流”为例进行详细介绍。

可以灵活控制输出4相电压3相电流、6相电压、6相电流、12相同时输出多种组合

具有按序分量输出功能，直接设置序分量数值，自动组合出各相电压、电流输出，并按序分量进行变化输出

各相电压、电流输出均可以任意设置幅值和相位，幅值可以设置上限限制

各量的幅值和相位、频率均可以设置变化，变化步长均可任意设定

Ux可以设置多种输出方式组合，也可以任意置数

可以全自动、半自动、手动变化，且在输出时可以任意切换

在输出状态可以直接修改幅值、相位、步长以及变量的个数

可以直接显示功率数值，用于校验功率计量仪表

可测量动作值、返回值、动作时间、返回时间

第1节   界面说明

¢ 交流量设置

键入电压、电流的有效值后，按“确认”键或将鼠标点至其它位置，被写入的数据将自动保留小数点后三位有效数字。电压的单位默认为V，电流的单位默认为A。设置相位时，可键入-180~360°范围内的任意角度。若写入的角度超出以上范围，系统会将其自动转换至该范围内。例如输入“-181°”，则自动转换成“179°”。在矢量图窗口中能实时观察到所设置的各个交流量向量的大小和方向的效果图。

交流电压单相*大输出120V。当需要输出更高电压时，可将任意两路电压串联使用，它们的幅值可不同，但相位应反向。例如：设Ua输出120V、0°，Ub输出120V、180°，则Uab输出的有效值为240V。

六相型6相每相*大30A。若要输出更大电流，可将多路电流并联使用，并联使用时各相的相位应相同。采用大电流输出时，应尽量用较粗、较短的导线，并且输出的时间尽可能短。

在上页图中，交流量设置有效值旁边上的“变”一栏是用于选择该输出量是否可变的，如果在某相的有效值或相位后面的“变”栏上点击鼠标打“√”，则说明该输出相是可以变化的,同时“步长”一栏也由灰色变成高亮色，即“步长”允许设置。幅值的变化步长*小值为0.001，角度的变化步长*小值为0.1。

“上限”一栏是设置各相*大允许输出的有效值。试验时如果担心某相会不小心输出太大而损坏继电器，可为该相设一“上限值”，则在试验过程中该相将永远不会超限，可确保继电器安全。“上限值”在软件出厂的默认值是电压电流的*大输出幅值。

¢ Ux

Ux是特殊相，可设置多种输出情况：

设定为 +3UO、-3UO、+×3UO、-×3UO时，UX的输出值由当前输出的UA、UB、UC组合出3UO成分，然后乘以各自系数得出，并始终跟随UA、UB、UC 的变化而变化。

若选择等于某相（如UA）的值，则Ux的输出与相对应相的输出相同。

若选“任意方式”，此时Ux的输出和其他3相电压一样，可以在输出范围内任意输出，也可以按照一定的步长变化其幅值和角度。

注意：

在此测试仪中，有UA、UB、UC和Ua、Ub、Uc六相电压输出，而没有单独的Ux特殊相。因此，在程序设计时，程序第四相电压Ua为特殊相Ux。请务必注意。

¢ 序分量、线电压等参量显示

在界面的左下脚显示当前状态下的线电压以及电压、电流的零序、正序和负序分量。通过这个窗口，不仅可以实时监视“序分量”以及“线电压”的变化情况，这部分的数值是*根据上面所给的各相分量的当前值计算出来的，不能设置。这个窗口有利于试验人员观察保护动作时各序分量和线电压的值，便于根据不同需要来记录保护的动作值。比如说，做低电压闭锁过流的时候，如果保护定值给的是线电压，那么保护动作时不但可以从上面很直观的看到保护动作时的相电压的值，而且可以从这个窗口直接读出线电压的值，而不需要试验人员自行计算。

¢ 功率计量仪表显示按钮

点击此按钮后，将弹出“功率显示”框，如右图所示：

在该显示框中，默认显示的是二次侧的各种幅值、相位、功率等数据。若需显示一次侧的数值，如用于对现场表计进行校验时，只需选“一次侧功率和电流”，并输入相应的TV和TA变比即可。点选“功率单位为兆级”，可使功率显示单位由“KW、KVar”自动转换为“MW、MVar”。

¢“测接点动作”和“测动作和返回”

在试验目的栏中选择“测接点动作”时，试验过程中测试仪收到保护动作信号后就自动停止试验，此时测试仪记录下保护的动作情况。

在试验目的栏中选择“测动作和返回”时，测试仪能测试保护的动作值和返回值，并自动计算出返回系数。

¢ 手动、半自动、全自动方式

—  手动方式

各变量的变化*由手动控制，手动按一下工具条上的键或者键盘上的“↓”或“↑”键，各变量将加、减一个步长量。保护动作时，测试仪发出“嘀”声，并记录下所需记录的动作值。如果还需要测保护的返回值，这时反方向减小或增加变量至保护接点返回，装置“嘀”声消失，记录下所需记录的返回值，并自动计算出返回系数。

—  半自动方式

该方式下，当选择“递增”或“递减”时，开始试验后各变量将自动按步长递增或递减，增减的时间间隔可以设定。当保护动作，测试仪自动记录所需记录的量并维持输出但暂停变化，同时弹出一对话框，请求给定下一步的变化方向是“增加”、“减小”还是直接“停止”试验，按照试验的要求选定一个变化的方向。

—  全自动方式  

该方式下，当选择“递增”或“递减”时，开始试验后各变量将自动按步长递增或递减，增减的时间间隔可以设定。当保护动作时，自动记录所需记录的量。如果已选“仅测接点动作”，装置测得动作值后将自动停止试验；如果选择“测动作值和返回值”，在测得动作值后，装置将自动转换方向，反向变化变各量，直到装置接点返回，从而测量出返回值，记录下返回值并计算返回系数。

¢ 自动变化间隔时间

自动变化间隔时间是指在自动方式时每一步个故障变化的间隔时间，因此我们在设置间隔时间的时候必须保证间隔时间比保护动作的时间长，以便保护能够可靠动作。

注意：

1. “手动”试验中，快到保护动作值时，增、减变量的速度不能太快，以保证变量在每个步长停留足够时间让动作出口，这样测得的结果才更准确。

2. 在自动试验中，每变化一步时，内部计时器将自动清零。在测量继电器的动作时间时，若时间较长，请用“手动试验”方式，并缓慢变化。

¢ 输出状态直接置数改变输出值

试验过程中，软件允许在输出状态进行多种直接更改输出功能：

在输出状态可以进行手动、半自动、全自动方式的切换，可以进行“递增”或“递减”切换、“测接点动作”或“测动作和返回”切换。在手动方式下可以改变“自动变化时间间隔”。

在各种方式下均可随时更改哪些量需要变化，点击对应的“变”框打“√”或取消即可。

在手动方式时，可以同时将各相输出改变为所需要的值。具体操作方法是：依次直接键入所需改变的各相的幅值和相位值（在未完成前不按“确认”键），在各值均输入完后按“确认”键，装置将立即同步地将各相输出改变为键入的各值。

¢ 开入量

“继保”系列测试仪各开入量是共用一个公共端的。接入保护的动作接点的时候，一端接测试仪公共端，另外一端接开入A、B、C、R、a、b、c中任一个。需要注意的是当接点是带电位的时候，一定要把正电位接入公共端。

在本测试模块中，开入量A、B、C、R、a、b、c 均默认有效，互为“或”的关系，不需要某个开入量时，可选择关闭。试验时，保护的跳、合闸接点可接至任一路开入量中（在线路保护中，软件默认开入R为重合闸信号接入端）。开入公共端（红色端子）在接有源接点时，一般接电源的正极。只要测试仪接收到某路开入量的变位信号，即在该开入量栏中记录下一个时间。

如果有多路开入量变位，各路中将会记录各自的时间。

¢ 开关变位确认时间

各种继电器和微机保护，其接点的断开与闭合常会有一定抖动。为防止抖动对试验结果造成的影响，常设置一定的“开关变位确认时间”。一般来说对于常规的继电器，开关变位时间设置为20ms，而微机型保护，开关变位时间设置为5ms就可。

¢ 测试结果记录

界面的右下角为测试结果的“动作值”、“返回值”和“返回系数”的记录区。记录的内容非常丰富，可以记录三相电压、电流，各线电压，电压、电流的正序、负序及零序分量，各交流量的相位，以及频率等。需要记录哪个量只需在该量前打勾即可。如右图所示。

¢ 短路计算按钮

“交流试验”模块是一个非常通用的模块。当需要模拟更复杂的试验时，请点击工具栏中的短路计算按钮，将弹出如右图所示的“短路计算”对话框，在这个对话框中可以设置：

—  故障类型

在下拉菜单中可选择故障类型有：单相接地短路、两相短路、三相短路，或者是正常状态。其中正常状态是指三相电压为正序额定电压，三相电流为0A。

—  故障方向

默认情况下是“正向故障”，对有些方向性保护需模拟反向故障时，可在下拉菜单中选择“反向故障”。

—  额定电压

系统的额定相电压。一般额定电压为57.735V。非故障相电压为此电压。

—  整定阻抗

根据定值单给出的定值类型不同，在界面上可按“Z / Ф”或“R / X”两种方式设置故障阻抗。选择哪一种方式设置整定阻抗主要是根据定值单来设置，用哪一种方式设置的时候，另一种方式的值都会由计算机自动计算得出。

—  短路阻抗倍数

上面设置的是定值单中的“整定阻抗”，而试验时常常按0.95倍或1.05倍来进行校验。因此“短路阻抗”＝“倍数值”ד整定阻抗”，用此“短路阻抗”再参与短路计算。做“零序保护”试验时，有时可通过灵活设置短路阻抗，在不退出距离保护的情况下来躲开距离保护的抢动。

—  计算模型

当选择“短路电流不变”时，需要设置一定的短路电流。通过给定的“短路阻抗”和该“短路电流”计算出相应故障类型下的“短路电压”。当选择“短路电压不变”时，需要设置一定的短路电压。通过给定的“短路阻抗”和该“短路电压”计算出相应故障类型下的“短路电流”。做“距离保护”试验时，有时可通过灵活设置短路电流，在不退出零序保护的情况下来躲开零序保护的抢动。

注意:

“短路电压”在两相短路时是指故障线电压，在其他类型短路时是指故障相电压。

—  零序补偿系数

在模拟“接地距离保护”试验时，必须考虑相应的零序补偿系数。软件给出了三种设置方式，请按照定值单中给出的零序补偿系数设置方式对应设置。

设置完以上试验参数后点击“确认”按钮，软件立即将计算出的短路电压、电流，以及相应的角度写入“交流试验”界面中。比如，按上述设置后，计算的结果如右图所示：

¢ 按序分量输出功能

序分量测试界面，如下图所示：

在界面上直接设置需输出的电压电流的各种序分量，不需要象传统的通过设置各相电压电流幅值和相位来得到各序分量，大大简化了操作，甩开了传统的复杂计算，为测试序分量继电器提供了方便。例如，要输出三相负序电压，若在三相交流输出页面，就必须分别设置三相电压的幅值和相位，而现在只需要将所需输出的负序电压值赋予给“U－”，软件能自动计算出测试仪每相应输出的电压幅值和相位关系。

注意:

1. 需要注意的是，这里设置的幅值、变化步长和相位都是序分量，是三相电压或三相电流组合出的各序分量，而不是测试仪单相的实际输出。任意改变界面上的序分量值（包括幅值和相位），软件都能实时计算出相应的三相电压、电流值，其数值在界面左下角的列表区中显示，测试仪电压电流输出端子实际输出的电压电流值即为该量，而非序分量。

2. 界面上的U0、I0、U-、I- 是各序量值，是我们在保护中常用的3U0、3I0、3U-、3I- 的三分之一，这与三相交流试验界面中左下角结果列表显示的值是相*的。试验时，首先要区分保护所给定的整定值给的是U0、I0、U-、I- 还是3U0、3I0、3U-、3I-，若是U0、I0、U-、I-，试验时可直接按定值设置参数，若是3U0、3I0、U-、I-，应将实际的整定值除以3，再按新的定值进行参数设置。

第2节   试验指导

¢ 变压器复合电压闭锁（方向）过流保护

这是当前大容量变压器常见的后备保护之一。用“交流试验”进行模拟时，应注意以下几点：

— 如何输出复合电压

复合电压是指低电压和负序电压。在闭锁过流时，这两种电压是“或”的关系。也就是说，可以理解为是“低电压闭锁（方向）过流”和“负序电压闭锁（方向）过流”两套保护的组合。一般保护提供了两组电压输入端子，一组用于输入低电压（正序电压），一组用于输入负序电压，因此，试验时电压的接线不同。

保护定值单中，“低电压”和“负序电压”常常指线电压，可将其除以1.732，转换成相电压，由测试仪输出三相电压进行试验。低电压试验时，在“交流试验”中设置三相电压相位为：0°、－120°、120°；负序电压试验时，在“交流试验”中设置三相电压相位为：0°、120°、－120°；

—  电压电流怎样配合输出

如果采用三相电压同时输出，则试验时可任意取其中一相电流输出。

如果采用两相电压输出，则需要通过阅读保护说明书，查看保护是采用什么接线方式。比如，采用90°接线，则按“UAB，IC”，“UBC，IA”，“UCA，IB”方式进行输出；采用0°接线，常常按“UAB，IA”，“UBC，IB”，“UCA，IC”方式进行输出。

—  怎样测试方向更简单

假设某保护采用90°接线方式，低电压定值为60V，试验时可在“交流试验”中进行如下设置：UA=60V，相位为0°；UB=0V，相位为0°。这样，UAB即为60V，0°。然后固定电压，改变电流IC的相位来测试两条动作边界。

—  *大灵敏角的“正”、“负”是怎样定义的

保护定义：电压超前电流的角度为正，反之为负。假设右图所示的IC为灵敏角指向，UAB为参考方向0°，则该保护的灵敏角即为：－45°，两动作边界分别为45°、－135°（阴影部分为动作区）。

●  需要测试哪些项目

过电流值、低电压值、负序电压值、动作灵敏角等。

¢ 怎样在输出期间直接置数改变输出

有些保护要求在输出故障之前先输出正常状态量（电压为57.735V，电流为0A），以使保护的“TV断线”信号消失，或重合闸充电灯亮。还有些保护是通过突变量起动的，要求在试验期间加上突变量。这些都要求软件能在试验期间直接修改数据，改变测试仪的输出量。

首先选择“手动”试验方式，在试验输出状态下，依次直接修改所需改变的各相的参数（幅值或相位）。按“确认”键之前，尽管界面上的数据已经修改，但测试仪实际输出的电压电流还是修改前的。全部修改完后按“确认”键，测试仪的各相输出立即同时改变为修改后的值。由于这种改变是各相同步改变的，所以能适应某些突变量起动的保护的输出要求。

有时会发现：界面上的“步长”参量不能修改。其实，这是因为当前状态下该交流量是非变量，只要在“变”栏点击鼠标，使其变为变量，就会发现：刚才还灰色显示的步长栏变成了激活状态。软件允许修改步长参数了。

如果当前采用的是“半自动”或“全自动”试验方式，可在试验输出状态下选择为“手动”试验方式，此时测试仪的输出不再变化（并没有停止输出，而是维持在当前值输出）。然后按上述方式改变试验参数。

在“半自动”或“全自动”试验方式下，如果当前按“递增”变化，而要改为按“递减”，同样可在试验输出状态下直接点选“递减”来实现。

¢ 交流试验测试时应注意事项

—  在测试常规继电器时，“开关变位确认时间”应设置得大一点，比如20ms左右；若测试的返回值误差过大，可能是由于继电器接点抖动过大，这时可以选择“手动”方式来完成；在测试继电器的动作时间时，测试仪输出的交流量应大于保护的启动值，以保证保护可靠动作。

—  在测试多段式过流保护时，一般是一段一段地分别进行试验。也就是说，做Ⅰ段定值的时候，把Ⅱ段、Ⅲ段都退出，然后逐步升电流直到保护动作。在这种方式下测出的动作时间往往是不准确的。测动作时间时，*好是直接由测试仪输出1.2倍及以上的整定动作值（低电压保护为0.8倍及以下）,保证保护能够启动动作，这样测出来的动作时间就比较准确。

—  测试距离保护时，短路阻抗在小于整定定值的时候保护才会出口，所以一般取定值的0.95倍来做试验，可保证保护能够可靠出口；在模拟接地距离故障的时候，零序补偿系数一定要设置正确；

—  校验零序电流定值时，要注意区分定值单里给出的是3I0的定值，还是I0的定值。如果是I0的定值，在测试模块的左下角会有显示，如果是3 I0的定值，则将左下角显示的I0的值乘3，看是不是和定值一样。对于距离和零序保护定值的校验，后面有专门的校验模块，测试会更方便，关于这部分软件已在后面介绍。

—  测试低周保护时，选择频率可变。频率变化的步长根据精度的要求来设置，*好是选择“自动”的方式来完成，因为低周有df/dt的闭锁值，用手动方式的话不好控制。频率从50开始下降一直降到保护动作为止，需要注意的是，间隔时间应该大于保护的动作时间。