HDJB-1200六相微机继电保护测试仪阻抗特性试验方法

阻抗特性

阻抗特性试验单元用于自动测试阻抗型继电器（包括阻抗继电器、功率方向继电器等）的动作边界，即 Z(φ) 动作边界特性。

试验原理

根据阻抗整定特性的不同，程序提供了两种不同的扫描方式：辐射式，平行式。辐射式扫描一般用于搜索圆形、四边形等封闭式的动作边界（如阻抗继电器），而平行式则通常用于直线动作边界特性的扫描（如功率方向继电器）。

1. 辐射式扫描原理

试验中待测试的扫描边界点由扫描角区域和步长决定，此处，扫描角度以平行于R 轴为 0°。例：取扫描角区域为 0°到 360°，步长为 30°，则程序自动以 0°为起点，以360°为终点，按逆时针方向，每隔 30°计算一条扫描线。各扫描线的起点均为中心阻抗Z ，长度由扫描半径决定，每条扫描线与整定边界特性的交叉点即为测试时等待搜索的动作边界点。

如果程序计算过程中发现某条扫描线的搜索起点或终点的电压、电流越限，则自动忽略该扫描线。

测试开始时，测试仪首先测试中心点的动作情况。中心点必须动作，否则将停止试验。这是因为沿每一扫描半径线由半径端点向中心点搜索被认为是从动作区外向动作区内搜索，如中心点不动，搜索势必无法进行。中心点动作后，沿每条半径线的搜索是从半径端点逐点向前推进进行测试，在半径端点处不动作，逐点推进直至找到动作点，即为该线的动作边界值，在阻抗平面上打上圆点标记，再进入下一条线搜索。

在每一个阻抗点，装置首先进入故障前状态输出正常状态值，等待“故障前时间”，再输出故障状态量（此故障量根据该点阻抗和故障电流计算得出）。

1. 平行式扫描原理

试验中待测试的扫描边界点由起点阻抗Z、扫描线倾角、间距以及扫描线数目决定，同理，此处扫描线倾角以平行于R 轴为0°。设置完以上参数后，程序自动以起点阻抗Z 为开始，沿R 轴正方向，按“扫描间距”等距离地计算各扫描

线，扫描线的方向平行于“扫描倾角”方向，扫描线的长短由“扫描长度”确定。每条扫描线与整定边界特性的交叉点即为测试时等待搜索的动作边界点。

如果程序计算过程中发现某条扫描线的搜索起点或终点的电压、电流越限，则自动忽略该扫描线。

试验步骤

试验步骤1：设置输出和开入量

1. UA UB UC Ua：测试仪使用UA、UB、UC、UX（或Ua）进行电压输出。
2. Ua Ub Uc UA：测试仪使用Ua、Ub、Uc、UA（输出UX）进行电压输出，当使用六相电压的测试仪时，选择该选项才有效。
3. IA IB IC：测试仪使用IA、IB、IC进行电流输出。
4. Ia Ib Ic：测试仪使用Ia、Ib、Ic进行电流输出，当使用六相电流的测试仪时，选择该选项才有效。

试验步骤2：扫描设置

1. 扫描方式：辐射式扫描比较适用于封闭型的动作边界特性扫描；平行式扫描比较适用于直线式边界特性的扫描。
2. 搜索方式：可选择双向逼近和单向逼近两种搜索方式。

1、双向逼近，即对分搜索方式，先测试搜索起点（在非动作区）和终点（在动作区）的动作情况之后，取二者的中点进行测试，如果动作，则将该点取代终点，如果不动作，则将该点取代起点，再取起点和终点之中点进行测试，如此不断推进，一直搜索至所取***两个测试点之间差值在“搜索精度”范围之内才认为找到动作边界点。双向搜索可以搜索到较***的动作边界点，搜索速度也更快捷。

2、单向逼近，从起点开始，按所设置步长从变化初值向变化终值的方向一步一步进行搜索，当搜索至某个点时保护动作，则认为搜索到动作点，打下一个点后结束该条搜索线的搜索并进入下一条搜索线搜索。

1. 搜索精度：当设置为“双向逼近”的搜索方式时，它是搜索的***两个测试点之间距离，只有小于该距离才停止搜索。当设置为“单向逼近”的搜索方式时，该值表示搜索阻抗的步长。
2. 扫描范围：为了加快动作边界的搜索，各扫描线上的搜索起点应尽可能地接近边界点，为此程序提供了扫描范围的设置，边界点只在每条扫描线扫描半径的(100 - 扫描范围)%到100%之间进行搜索。一般地，应保证扫描半径的(100 - 扫描范围)%位于动作区内，100%位于动作区外，即扫描线必须完全覆盖动作边界。
3. 坐标半径：阻抗图显示的坐标正半轴、负半轴长度。
4. 扫描半径：扫描半径应大于保护阻抗整定值的一半，以保证扫描圆覆盖保护的各个动作边界。搜索时是从非动作区（扫描线外侧点）开始扫描。试验期间，如果发现在扫描某条搜索线的外侧起点时，保护就动作了，则说明这条扫描线没有跨过实际的阻抗边界，即整个搜索线都在动作区内，不符合“每条搜索线都应一部分在动作区内，另一部分在动作区外”的原则。这时，请适当增大“扫描半径”。
5. 起始角度：扫描角的起始角。
6. 终止角度：扫描角的终止角，终止角和起始角沿逆时针方向所包围的区域即为扫描角区域。
7. 角度步长：从扫描角起点开始，以步长为间距，沿逆时针方向确定需要测试的扫描线。通过设置起始角度、终止角度以及角度步长来设置系列搜索线。如果角度步长设置得很小，虽然搜索出的点很多，有利于提高边界搜索精度，但也会大量增加试验时间，实际测试时请选择适当的角度步长。
8. 扫描长度：平行式扫描时，每条扫描线段的长度。
9. 扫描间距：平行式扫描时，相邻两条扫描线之间的***短距离。
10. 扫描线数：平行式扫描时，从起点阻抗 Z 开始，平行扫描线的***条数。
11. 扫描倾角：平行式扫描时，每条平行扫描线的倾斜角，相对于横坐标的正方向而言，即与 R 轴正方向的夹角。
12. Z：极坐标形式的幅值。
13. Φ：极坐标形式的角度。
14. R：直角坐标形式的电阻。
15. X：直角坐标形式的电抗。

试验步骤3：故障设置

1. Kr、Kx：用于计算零序补偿系数（Kr／Kx），如果定值所给的参数形式与此不同，可按如下公式进行转换：

Kr = ( R0 / R1 – 1 ) / 3

Kx = ( X0 / X1 – 1 ) / 3

如果定值单中不是给出电阻和电抗的值，而是正序和零序阻抗，以及正序和零序灵敏角，则应将它们转换成电阻和电抗，再代入上述公式进行计算。对某些保护以Ko、Φ方式计算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，则Ko为一实数，此时需设置Kr＝Kx＝Ko 。

1. 额定电压：在额定状态时输出的电压值，一般为57.740V。
2. 额定频率：在试验时输出的频率值，一般为50Hz。
3. 负荷电流：在额定状态时输出的电流值。
4. 负荷电流相位：以电压为参照，负荷电流相对于电压的角度偏移。
5. 故障前时间：故障前时间内输出空载（或负荷）状态，通常用于模拟继电器或保护的复归。一般地，故障前时间必须能保证保护可靠复归。
6. 故障时间：故障时间阶段输出故障后的电压、电流状态。为了正确地搜索出本段的动作边界，必须保证“故障时间”的设置大于本段的整定动作时间，但小于下一段的整定动作时间。如测试距离保护II 段的动作边界，则“故障时间”必须大于II 段的整定时间，但小于III 段的整定时间。
7. 故障类型：程序提供了11 种故障类型，包括A 、B 、C 接地，AB 、BC 、CA 相间短路，AB 、BC 、CA 两相接地，三相短路。
8. 故障方向：可设置为正向故障或反向故障。
9. 短路电流：短路故障时，流经保护安装处的故障相电流。
10. 防抖动时间：当保护装置的动作接点闭合或打开时间小于该时间，则接点动作不被确认。
11. Ux为第四路电压通道，共有6种模式：

0          不输出电压。

+3Uo       三相交流电压的矢量和。

-3Uo       三相交流电压矢量和的反相输出。

+√3×3Uo  √3倍的三相交流电压的矢量和。

-√3×3Uo  √3倍的三相交流电压矢量和的反相输出。

自定义     输出自定义的电压和角度。

试验步骤4：特性设置

    设置完阻抗特性图的参数后，点击“应用”即可绘制出设置的阻抗特性图。

1. 特性形状：选择保护装置的整定边界特性，可进行以下选择,

圆特性：包含椭圆等类圆特性，以输入的两个点为直径，中点为圆心绘制特性圆；

四方CSC型保护装置：针对北京四方公司的CSC型线路保护装置；

自定义：根据用户添加的阻抗点，将之连接形成特性图。

1. 相对误差：实际测试点与理论点的幅值的百分比。

试验步骤5：开始试验

1. 确认连线无误后，单击“开始试验”按钮或键盘上的F2快捷键，开始试验。
2. 单击“退出试验”按钮或键盘上的F3快捷键可退出试验。