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三相综保仪(电科院)

时间：2022-11-04

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：三相综保仪(电科院)

ZSJB-9300三相微机继电保护测试仪
ZSJB-9600六相微机继电保护测试仪

继电保护是为保证并联运行电力系统的稳定性、可靠性，能自动迅速而准确地将故障设备从电力系统切除,保证非故障设备的继续运行,并防止故障设备继续遭破坏的一种综合多功能保护装置，保障主设备的安全，如:发电机、变压器、母线、电抗器、电容器等。继电保护有过电流保护、低电压保护、过电压保护、功率方向保护、距离保护、差动保护、高频（载波）等，根据试验要求规定，继电保护的试验可根据运行的情况采取临时检修和定期检修。继电保护测试仪现阶段市场上以微机型继电保护测试仪为主。
微机继电保护测试仪分为三相微机继电保护测试仪和六相微机继电保护测试仪，二次回路中常见的测试项目有继电保护、互感器、高压开关、真空开关、电容等，针对这些设备进行继电保护测试、互感器变比、比差角差测试、高压开关接触电阻及动特性测试等。三相及六相继电保护测试仪广泛的适用在电力、铁路、冶金、石油、化工、水利等行业。

始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

一、ZSJB-9300三相微机继电保护测试仪特点
 1、标准的4相电压3相电流输出具有4相电压3相电流输出，可方便地进行各种组合输出进行各种类型保护试验。每相电压可输出120V，电流三并可输出120A，第4相电压Ux为多功能电压项，可设为4种3U0或检同期电压，或任意某一电压值的情况输出。
 2、单机操作方便单机由方便灵活的光电轨迹球鼠标通过大屏幕液晶显示屏进行操作，全部中文显示。可完成现场大多数试验检定工作，可对各种继电器及微机保护进行检定，并可模拟各种复杂的瞬时性、永久性、转换性故障进行整组试验。开机即可使用，操作方便快捷。
 3、双操作方式，联接电脑运行通过Windows平台上的全套中文操作软件，可进行各种大型复杂及自动化程度更高的校验工作，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，联机打印报表等。
 4、软件功能强大可完成各种自动化程度高的大型复杂校验工作，如三相差动试验、厂用电快切、备自投试验、线路保护检同期重合闸等，能方便地测试及扫描各种保护定值，进行故障回放，实时存储测试数据，显示矢量图，联机打印报告等。
 5、开关量接点丰富 10路接点输入和8对空接点输出。输入接点为空接点和0～250V电位接点兼容，可智能自动识别。输入、输出接点可根据用户需要扩展。
 6、大屏幕TFT显示屏本机采用800×600点阵大屏幕TFT高分辨率真彩液晶显示屏，全部操作过程均在显示屏上设定，操作界面和试验结果均汉化显示，显示直观清晰。
 7、自我保护采用合理设计的散热结构，并具有可靠完善的多种保护措施及电源软启动，和一定的故障自诊断及闭锁功能。
 8、具有独立专用直流电源输出装置设有一路110V 及 220V专用可调直流电源输出。
二、ZSJB-9300三相微机继电保护测试仪参数
 交流电流输出
输出精度 ≤0.5A ±2mA
＞0.5A 0.2%
相电流输出（有效值） 0～40A
三并电流输出（有效值） 0～120A
相电流长时间允许工作值（有效值） 10A
相电流最大输出功率 420VA
三并电流最大输出时最大输出功率 900VA
三并电流最大输出时允许工作时间 10s
频率范围（基波） 20～1000Hz
谐波次数 1～20 次
 直流电流输出
输出精度 0.2级
电流输出 0～±10A / 每相，0～20A /两相叠加
最大输出负载电压 20V
 交流电压输出
输出精度 0.2级
相电压输出（有效值） 0～120V
线电压输出（有效值） 0～240V
相电压/线电压输出功率 80VA / 100VA
频率范围（基波） 20～1000Hz
谐波次数 1～20次
 直流电压输出
输出精度 0.2级
相电压输出幅值 0～±160V
线电压输出幅值 0～320V
相电压/线电压输出功率 70VA / 140VA
 开关量及时间测量
开关量输入 10路空接点： 1～20mA，24V
电位接点接入：“0”：0～ +6V； “1”：+11 V～ +250V
开关量输出 8对 DC：220V／0.2A；AC：220V／0.5A
时间测量测量范围0.1ms ～ 9999s 测量精度0.1mS
外形尺寸 400×300×180mm³
单机重量 18kg
供电电源 AC 220V±10%，50／60Hz
环境温度 -10℃ ～ +50℃

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第二章装置硬件结构
第一节装置硬件组成
 控制数字信号处理器微机
本装置采用高速、高性能数字控制处理器作为控制微机，软件上应用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。
 输出部分采用DSP控制，运算速度快，实时数字信号处理能力强，传输频带宽，控制高分辨率D/A转换。输出波形精度高，失真小线性好。采用了大量先进技术和精密元器件材料，并进行了专业化的结构设计，因而装置体积小、重量轻、功能全、携带方便，开机即可工作，流动试验非常方便。
 高性能的嵌入式工业控制计算机和10.4〞大屏幕高分辨力彩色TFT液晶显示屏，可以提供丰富直观的信息，包括设备当前的工作状态、下一步工作提示及各种帮助信息等；

 电压、电流放大器
各相电流、电压不采用升流、升压器，而采用直接输出方式，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，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限时。10A及以下输出时装置可长期工作，当电流超过10A时，软件限时启动，限时时间到，软件自动关闭功率输出并给出告警指示。输出电流越大，限时越短。
 开入、开出量
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、开入等各部分均完全隔离。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：

 液晶显示及旋转鼠标操作
装置采用800×600高分辨率TFT液晶显示屏作显示器。试验的全过程及试验结果均在显示屏上显示，全套汉字化操作界面，清晰美观。操作控制由光电轨迹球鼠标和两个按键进行，全部数据及试验过程均由鼠标在显示屏上设定。操作简单方便，极易掌握。
 专用直流电源输出
装置在机箱底板上装设有一路专用可调直流电源输出，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。

 装置独立可调直流电源
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。该电源还设置了一个电位器，可在 80％－110％范围内调节。该电源输出电流最大可达1.5A。底板上另装设有一个散热风扇、电源线、接地端子和三个保险。三个保险中一个是总电源保险（10A／250V），两个是电压回路保险（2A／250V）等。
第三章软件操作方法简介
第一节菜单栏中常用功能介绍
菜单栏中常用的菜单项，在各个测试模块中其名称或符号相同，定义的意义和功能也基本相同。这里以“交流试验”模块为例进行介绍，可以适用于后面介绍的各个功能模块。界面如下图所示：
( 打开参数：快捷键是Ctrl+O。用于从指定文件夹中调出已保存的试验参数，将参数放到软件界面上。点击该功能，指向当前模块的试验参数保存的默认路径：E:\继保\Para\当前模块名\。

● 保存参数：快捷键是Ctrl+S，用于将软件界面上用户所设定的试验参数保存进某一文件中，以便将来可以用“打开参数”再次调出使用。数据将保存在当前模块默然的文件夹下。
● 试验报告：快捷键是Ctrl+R，用于从指定文件夹中调出已保存的试验报告。在打开的试验报告窗口中，将显示试验报告内容，并且可以在该窗口中修改和打印试验报告。每次试验结束，系统将弹出一保存试验报告对话框以便用户保存试验报告。报告保存的的默然路径：E:\继保\试验报告\当前模块名\。
● 退出：快捷键是Ctrl+X，用于退出当前试验模块。
● 开始试验：同键盘上的运行键，用于开始试验。
● 停止试验：同键盘上的 ESC取消键，用于正常结束试验或中途强行停止。
● 短路计算：点击后将打开一个“短路计算”对话框，该对话框用于故障时的短路计算，并将计算结果自动填入到界面上。如右图所示。需要特别注意的是：当故障类型为接地故障时，零序补偿系数要设置正确。
第二节工具条中常用按钮介绍
打开试验参数按钮（功能同上述）
保存试验参数按钮（功能同上述）
数据复归按钮用于将参数恢复到试验前的初始值，能极大地方便于多次重复性试验。
打开试验报告按钮（功能同上述）
试验开始按钮（功能同上述）
试验停止按钮（功能同上述）
短路计算按钮（功能同上述）
启动功率显示界面按钮在“交流试验”模块中，可在试验期间打开功率显示界面，对比测试仪实际输出的功率与现场表计测量的功率。
同步指示器在“同期试验”模块中，可在试验期间打开同步指示器直观地观察试验的进行。
变量步增按钮 “手动”试验方式时，按此键手动增加变量的值一个步长量。其功能与测试仪键盘上的“↑”按钮相同。该按钮在自动试验时无效，会自动成灰色。
变量步减按钮 “手动”试验方式时，按此键手动减小变量的值一个步长量。其功能与测试仪键盘上的“↓”按钮相同。该按钮在自动试验时无效，会自动成灰色。
矢量图有些测试模块因排版原因，放不下电压电流矢量图的显示，则可通过此按钮打开。
放大镜用于和缩小各模块界面上的电流电压矢量图。
帮助按钮用于查看当前测试模块的版本信息及其它。
对称输出按钮此按钮的作用是使电流电压量按对称输出，也就是说只需要改变任一相的值，其他的几相会自动的根据对称的3相交流量输出幅值和相位，如果一相选择可变的话，那么其他相也会相对应的为可变量。
恢复出厂参数设置点击该按钮，能将界面上的各个试验参数恢复到出厂的默认设置状态，其功能等同于在“继保”文件夹中删除“para”文件夹。
切换到序分量输出是最新开发的一项功能。通过点击此按钮能切换到专门的序分量测试界面。要拥有此功能，必须满足以下条件：1、当前运行的“交流试验”界面的工具条中有这个按钮；2、在“继保”文件夹中有“三相交流试验—按序分量输出”这个文件。

第四章交流试验
“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相电流的测试单元以及按序分量输出测试单元。通过界面上的3P等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。鉴于最常用的是“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，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

第一节界面说明
 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。
交流电压单相最大输出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。
交流电流单相最大输出达到为40A。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。幅值的变化步长最小值为0.001，角度的变化步长最小值为0.1。
“上限”一栏是设置各相最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最大输出幅值。
 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。
 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，这部分的数值是完全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
各变量的变化完全由手动控制，手动按一下工具条上的或键或者面板键盘上的“↓”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，一般接电源的正极端。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”×“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一致的。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。