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中試控股技術研究院魯工為您講解：三相繼電保護調試儀（中試大廠）

整機模塊化設計，進行了大量的優化設計和工藝改進，更加小型化、輕型化，易操作、易維護。
參考標準：GB/T 7261-2016，DL/T 624-2010

三相微機繼電保護測試儀：該產品用于對發電廠、變電站各種繼電保護裝置參數的整定和測試，智能化程度高，測試準確。

能模擬12路電流、電壓的調幅、移相、分相獨立變頻、多態故障模擬、疊加諧波，具有失真告警、錄波數據回放輸出等功能，是確保發電廠、變電站及線路安全運行的重要測試儀器。
測試軟件采用Windows界面，功能齊全，界面友好，能完成各種繼電保護裝置的全面測試，自動生成試驗數據庫和試驗報告，圖文并茂，使用方便，是發電廠、供電局、科研院所、相關企業等單位理想的繼電保護測試裝置。

技術參數
標準模擬量電壓電流輸出
交流電流輸出6路，每路30A / 450VA
交流電壓輸出6路，每路120V / 70VA
交流輸出精度0.1%（主量程范圍內）
直流電流輸出6路，每路±10A / 200VA
直流電壓輸出6路，每路±160V / 70VA
直流輸出精度0.2%（主量程范圍內）
相位0~360°
相位準確度＜0.2°
輸出頻率0~1200Hz
頻率準確度＜0.001Hz
疊加諧波0~24次諧波
開關量
數量10路開入8路開出
便攜錄波儀參數
交流電壓
測量范圍4 x 0~180Vrms
交流電流
測量范圍4 x 0~180Vrms
交流電流（霍爾）
測量范圍2 x 0~125Arms
交流電流（鉗形表）
測量范圍4 x 0~100Arms
直流電壓（大量程）
測量范圍1 x 0~+750V
直流電壓（中量程）
測量范圍1 x 0~+10V
直流電壓（小量程）
測量范圍1 x 0~+200mV
直流電流測量范圍1 x 0~+200mA
繼電保護是為保證并聯運行電力系統的穩定性、可靠性，能自動迅速而準確地將故障設備從電力系統切除,保證非故障設備的繼續運行,并防止故障設備繼續遭破壞的一種綜合多功能保護裝置，保障主設備的安全

如:發電機、變壓器、母線、電抗器、電容器等。繼電保護有過電流保護、低電壓保護、過電壓保護、功率方向保護、距離保護、差動保護、高頻（載波）等，根據試驗要求規定，繼電保護的試驗可根據運行的情況采取臨時檢修和定期檢修。

繼電保護測試儀現階段市場上以微機型繼電保護測試儀為主。
微機繼電保護測試儀分為三相微機繼電保護測試儀和六相微機繼電保護測試儀，二次回路中常見的測試項目有繼電保護、互感器、高壓開關、真空開關、電容等，針對這些設備進行繼電保護測試、互感器變比、比差角差測試、高壓開關接觸電阻及動特性測試等。

三相及六相繼電保護測試儀廣泛的適用在電力、鐵路、冶金、石油、化工、水利等行業。

1、主要特點
? 標準的4相電壓3相電流輸出  具有4相電壓3相電流輸出，可方便地進行各種組合輸出進行各種類型保護試驗。每相電壓可輸出120V，電流三并可輸出120A，第4相電壓Ux為多功能電壓項，可設為4種3U0或檢同期電壓，或任意某一電壓值的情況輸出。
? 單機操作方便  單機由方便靈活的光電軌跡球鼠標通過大屏幕液晶顯示屏進行操作，全部中文顯示。可完成現場大多數試驗檢定工作，可對各種繼電器及微機保護進行檢定，并可模擬各種復雜的瞬時性、永久性、轉換性故障進行整組試驗。開機即可使用，操作方便快捷。
? 雙操作方式，聯接電腦運行  通過Windows平臺上的全套中文操作軟件，可進行各種大型復雜及自動化程度更高的校驗工作，可方便地測試及掃描各種保護定值，可實時存貯測試數據，顯示矢量圖，繪制故障波形，聯機打印報表等。
? 軟件功能強大  可完成各種自動化程度高的大型復雜校驗工作，如三相差動試驗、廠用電快切、備自投試驗、線路保護檢同期重合閘等，能方便地測試及掃描各種保護定值，進行故障回放，實時存儲測試數據，顯示矢量圖，聯機打印報告等。 
? 開關量接點豐富  10路接點輸入和8對空接點輸出。輸入接點為空接點和0～250V電位接點兼容，可智能自動識別。輸入、輸出接點可根據用戶需要擴展。
? 大屏幕TFT顯示屏  本機采用800×600點陣大屏幕TFT高分辨率真彩液晶顯示屏，全部操作過程均在顯示屏上設定，操作界面和試驗結果均漢化顯示，顯示直觀清晰。
? 自我保護  采用合理設計的散熱結構，并具有可靠完善的多種保護措施及電源軟啟動，和一定的故障自診斷及閉鎖功能。
? 具有獨立專用直流電源輸出  裝置設有一路110V 及 220V專用可調直流電源輸出。

內置高性能工控機，采用嵌入式工業系統WindowsCE.Net，其簡潔的系統內核具有穩定可靠高效的硬件實時性能，集成化、一體化，無需外接電腦即可輕松完成各種復雜的試驗功能。

還可以杜絕電腦病毒侵犯，即使誤操作刪除文件也不會破壞操作系統，保證系統安全。

獨創動態跟蹤技術，采用高性能DSP、FPGA、24位DA和高精度線性功放技術，輸出每周波1600點的高精度波形

能快速準確靈活的控制響應模擬輸出電力系統故障模型各種瞬時變化的暫態波形，使模擬量輸出全量程、從直流到1kHz都能全面保證瞬時變化特性和高精度，對超高壓繼電保護測試工作的準確性具有特別重要的意義。

變壓器在運行中不可避免地要遭受各種短路故障電流的沖擊，特別是出口短路和近區短路對變壓器的危害大，變壓器繞組將承受巨大的、不均勻的軸向和徑向電動應力作用。當繞組內部機械結構存在薄弱環節，必然會產生繞組變形現象。包括軸向、徑向尺寸變化，器身位移，匝間短路及繞組扭曲、鼓包等。變壓器繞組變形后繼續運行可有發生下列情況：

（1）變壓器立即損壞。我局曾有一臺110kv變壓器在遭受近區短路，重合成功后，二十多秒后瓦斯動作，事后檢查繞組變形，返廠重繞；

（2）由于繞組變形，引起變壓器的絕緣材料損傷或者絕緣距離發生改變，導致絕緣強度下降，在長期正常電壓或過電壓作用下，終可能導致絕緣擊穿，此類情況可以用電氣試驗和油試驗等常規的方法檢出其絕緣缺陷；

（3）繞組變形后，絕緣狀況沒有損壞，但線圈的機械強度下降，當再次遭受短路故障時，將承受不住巨大的電動力而發生損壞，此類情況由于絕緣沒有損壞，常規電氣試驗及油試反映不出問題，只能通過繞組變形測試的手段才能得出正確的結論。同時，這種情況也比較常見，因為許多的變壓器并不會只遭受一次短路就損壞，而運行中的變壓器可能已經遭受多次短路沖擊，機械強度已下降，甚至有輕微變形，但由于常規試驗無法檢出其內部的變形故障，在大修吊檢之前是無法判斷其狀態的，是嚴重的事故隱患。

因此，積極開展變壓器繞組變形測試工作，及時發現和處理有問題的變壓器，有針對性地進行吊檢，即可節省大量的人力，物力，對防止變壓器事故的發生也有極其重要的作用。

2.變壓器繞組變形測試方法

變壓器繞組發生局部的機械變形后，其內部的電感、電容等分布參數必然發生變化，特別是電感值。以往多使用的是集中參數檢測法，如常規的測驗變比，直流電阻等來診斷變壓器繞組是否發生變形，因其靈敏度較低，顯得困難；另一種方法是短路阻抗來判斷，但也是中繞組變形非常嚴重時才能發現。同時這種試驗需要龐大的試驗設備及試驗電源容量，在現場很難滿足開展該項試驗的條件。目前，我局使用中試控股ZSBX-III繞組變形測試系統采用的是頻率響應分析（FRA）的原理。該方法建立在對變壓器繞組分布參數網絡分析的基礎上，變壓器繞組可以被看作是電阻、電感、電容構成的無源線性雙端口網絡，根據電工學原理，其網絡特性可以用傳遞函數H（jw）或n（f）來概述。如圖1所示。

根據電工學理論，如果繞組發生機械變，即發生了軸向、徑向尺寸，勢必會改變網絡上的L、K、C等分布參數，隨著網絡參數的改變，從而導致其頻率響應特性。因此我們比較不同時期該變壓器的頻率響應特性是否一致，就可以判斷變壓器是否發生了變形及變形程度的大小。

3.TDT型變壓器繞組變形測試系統及其分析方法

該測試系統是采用頻響法診斷變壓器繞組變形的。其原理顯通過計算機管理和控制，由掃頻電壓發生器依次輸出不同頻率的正強波電壓信號Vs（f）到變壓器驍組的一個端子上，然后通過雙通道檢測單元紀錄繞組兩端上的電壓信號Vi（f）和Vo（f），并作相應的數字化處理，得到其在不同掃描頻率下的幅值和相位，然后根據下式求得被測試繞組的幅頻響應特性或相頻響應特性，再由計算機作輸出處理（如圖2所示）。

幅頻響應特性：

H（f）=20lg（Avo（f）/Avi（f））

相頻響應特性：

φ（f）=φvo（f）-φVi（f）

電力變壓器繞組的幅頻響應特性H（f）主要取決于其內部電感、電容等分布參數，通常具有如下特性：

（1）當頻率低于10KHz時，其頻率響應特性主要由線圈的電感所決定，諧振點通常較少，對分布電容的變化較不敏感；

（2）當電頻率超過1MHz時，繞組的電感又被分布電容所旁路，對電感的變化不敏感；

（3）在10KHz-1MHz的范圍內，繞組的分布電感和電容均發揮作用，其頻率響應特性具有較多的諧振點能夠靈敏地反映出繞組電感，電容的變化情況。因此，在該系統中，選用10KHz-1MHz的掃頻測量范圍。

頻率響應分析法診斷變壓器繞組變形是建立在比較繞組頻率響應特性變化基礎上的，中試控股即變壓器遭受突發短路沖擊后測得的各個繞組的頻率響應特性為原始測試結果一致，則表明該次短路故障沒有導致繞組變形，反之，可根據其特性變化的情況判斷變形的繞組以及其變形的嚴重程度。（這種判斷的方法，在實際的測試中，我們對兩臺遭受出口短路的220kV變壓器進行檢查，得出的頻響特性波形與兩年前所測試出的波形相當一致，故判斷其繞組未受到該次短路沖擊的破壞）。在實際的工作中，很多時候會碰上沒有原始數據的情況，（即那些已投入運行的變壓器，投運前沒有做該項測試），就采用比較變壓器互相繞組相間特性曲線的差異，對繞組繞組的變形情況作出判斷，對于制造工藝良好的變壓器，其三相繞組的結構基本是一致的，測得的頻響曲線通常具有一定的可比性，但需注意，這種“可比性”僅僅是相對的，受繞組引線長度，其內部位置等影響，特別是三角型接法的繞組，測得的三相頻率響應特性往往有較大的差異，這時應與該型號同廠家同一時期的其他變壓器作比較。