涂建国
一.产品简介
HDJB-1600六相微机继电保护测试仪是依据《DL/T 624-2010》标准研发,新模块化结构,可同时输出六相电流六相电压,电流6×30A/相,工控机Windows XP操作系统, 8.4寸大屏幕高分辨力彩色TFT液晶显示屏,USB接口, 2 — 20次谐波,自动生成WORD试验报告,频率10 ~ 1000Hz,8开入4对开出量,除微机继电保护装置全套试验外,更方便微机差动保护装置的试验,精度0.1%,重量:25KG
二.技术特点
HDJB-1600六相微机继电保护测试仪其主要特点表现为:
1.使用易用的Windows XP操作系统,人机界面友好,操作简便快捷,为了方便用户使用,定义了大量键盘快捷键,使得操作“一键到位”。
2.高性能的嵌入式工业控制计算机和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。
3.配备有超薄型工业键盘和触控鼠标,可以象操作普通PC机一样通过键盘或鼠标完成各种操作。
4.配备有外接USB接口,可以方便地进行数据存取和软件维护。
5.无需外接其它设备即可以完成所有项目的测试,自动显示、记录测试数据,完成矢量图和特性曲线的描绘。
6.采用高性能D/A转换器,产生的波形精度高、线性好,并且具备良好的瞬态响应和幅频特性。在整个测量范围内都能保证波形精度等指标要求。
7.可直接输出交流电压、交流电流、直流电压、直流电流,可变幅值、相角、频率。
8.功率放大部分采用新型大功率高保真线性功放电路,输出功率大、纹波干扰小,在输出电流达到大时,波形仍能保证不失真、不削峰。
9.开入量输入接口能自动适应无源(空接点)、有源,并能自动适应有源输入的极性,在输入电压±250V范围内能正常工作。
10.可以完成各种复杂的校验工作,能方便地测试及扫描各种保护定值,可以实时存储测试数据,显示矢量图,打印报表等。
11.采用精心设计的机箱结构,体积小,散热良好,重量轻,易携带,流动试验方便。
12.仪器具有自我保护功能,采用合理设计的散热结构,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。
三.试验项目
2.1 递变试验
递变试验可以测试电压、电流、功率方向等各类交流型继电器的动作值、返回值、灵敏角、动作时间,以及阻抗继电器的记忆时间等。测试直流电压继电器、直流电流继电器、中间继电器等各类直流型继电器的动作值和返回值。测试直流电压继电器、直流电流继电器、中间继电器以及时间继电器等各类直流型继电器的动作时间。测试单个常规继电器的动作值、返回值以及动作时间。
2.2 状态序列
由用户定义多个试验状态,可对重合闸、多次重合闸、备自投、纵联保护等进行测试。
2.3 谐波
谐波试验单元可以测试谐波继电器的动作值、返回值,变压器差动谐波制动特性等。各路电流和各路电压均可以输出基波及谐波(2 ~ 20 次),并可叠加直流分量。选择自动试验方式时,自动记录被测保护装置的动作值(返回值)及动作时间。如果不选择自动方式,输出是以手动方式,按设定的步长增加或减小。
2.4 整组试验
整组试验单元主要用于测试距离、零序、过流等保护装置以及重合闸的动作,可以模拟电力系统中各种简单的单相接地、两相相间、两相接地和三相短路故障,包括瞬时性、长久性,以及转换性故障,通过连接GPS同步时钟装置,可以进行线路两端的纵联保护等试验。
2.5 差动保护
差动保护测试单元用于自动测试发电机和变压器差动保护的比例制动特性曲线、谐波制动特性曲线、动作时间特性等。
2.6 同期
同期试验主要用于测试测试同期继电器或同期装置的动作电压、动作相角和动作频率,也可以进行自动调整试验。
2.7 线路定值
线路定值试验单元用于对微机线路保护的定值进行校验。
2.8 距离保护
距离保护试验单元测试距离保护定值校验,定性分析保护距离保护各段动作的灵敏性和可靠性。
2.9 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。
2.10 频率滑差
频率试验单元测试频率继电器、低周减载装置等的动作值、动作时间,以及滑差闭锁特性。
2.11 常规试验
常规试验单元主要用来进行功率方向继电器、阻抗继电器等的测试。
四.技术参数
3.1 交流电流源
1.六相共用中性点的电流源,电流上升下降时间<100μs
2.输出功率:350VA/相
3.输出准确度:
0.1A~1A准确度:±5mA
1A~10A准确度:±0.1%
10A~30A准确度:±0.2%
4.分辨力:
0.1A~10A分辨力:1mA
10A~30A分辨力:5mA
5.单相连续输出时间:
0.1A~10A输出时间:*
10A~20A输出时间:≥60秒
20A~30A输出时间:≥10秒
3.2 交流电压源
1.六相共用中性点的电压源,电流上升下降时间<100μs
2.输出功率:≥75VA/相
3.输出准确度:
1V~5V准确度:±5mV
5V~120V准确度:±0.1%
4.分辨力:
1V~5V分辨力:1mV
5V~120V分辨力:5mV
3.3 直流电流源
1.单相输出范围:0~±10A
2.输出功率:200VA/相
3.输出准确度:
±0.1A~±2A准确度:±10mA
±2A~±10A准确度:±0.5%
4.分辨力:5mA
3.4 直流电压源
1.直流电压输出范围:-150V~+150V
2.输出功率:≥100VA
3.输出准确度:
±1V~±5V准确度:±20mV
±5V~±150V准确度:±0.5%
4.分辨力:
±1V~±5V分辨力:5mV
±5V~±150V分辨力:10mV
3.5 交流电压、电流源角度
1.相角范围:0°~ 360°
2.准确度:±0.3°
3.分辨力:0.1°
3.6 交流电压、电流源频率
1.频率范围:10~1000Hz
2.输出准确度:
10Hz~65Hz:±0.001Hz
65Hz~1000Hz:±0.02Hz
3.分辨力:0.001 Hz
4.能叠加2~20次任意幅值的谐波及直流
3.7 计时精度
1.1ms~1S:±10ms
2.1S~999999S:±0.2%
3.8 开入量
1.八路独立开关接点输入,自动识别有源接点的极性
2.兼容空接点与15V~250V有源接点
3.9 开出量
1.四对可编程开关空接点输出
2.接点容量:250VDC,0.5A 或 250VAC,0.5A
3.10 同步性
1.电压电流同步性 ≤10μS
3.11 供电电源
1.交流输入电压
额定值:220V ± 10%
基准值:220V ± 2%
2.交流供电频率:
额定值:50Hz ± 10%
基准值:50Hz ± 2%
3.12 使用环境条件
1.环境温度:-10℃~+40℃
2.相对湿度:≤90%
3.大气压强:80~110kPa
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外部背景噪声主要包括周期型干扰信号、脉冲型干扰信号和白噪声干扰信号。针对不同干扰信号的特征和性质,需采用不同的抑制措施。在已有的各种系统中,干扰信号抑制主要包括硬件和软件两个方面的措施。虽然硬件抑制方法有一定的效果,但是现场干扰会随着环境、设备负载以及运行方式的改变而改变,硬件抑制方法难以达到理想的效果。
随着数字信号处理技术的发展,高频局部放电检测中的干扰抑制措施主要依靠软件实现。目前常用的数字化抗干扰方法主要有:脉冲平均法、数字滤波法、信号相关法、神经网络法以及小波分析法。小波变换是基于非平稳信号的分析手段,在时域、频域同时具有良好的局部化性质,非常适合于不规则、瞬变信号的处理,越来越多的用于高频局部放电检测的干扰抑制措施中。
对于放电信号的区分,一方面可利用前述的抗干扰技术,将外界干扰噪声抑制到较小水平,另一方面也可通过与不同缺陷放电特征数据库进行对比,即进行放电信号的模式识别。模式识别的主要步骤包括放电信号的测量、放电信号特征提取与分类和特征指纹库比对三个步骤,从而判断所测信号是否为真实的放电信号以及是何种放电。一种模式识别方法是利用相位统计谱图的形状特点,通过计算统计谱图的偏斜度、陡峭度以及相互关联因素等特征参数,从而对缺陷类型进行确认和识别。另外一种是聚类分析法,该方法主要将放电信号按其各自的等效频率、等效时长或其它与波形相关的特征参量进行分类,形成时频域映射谱图。时频谱图的特点是多个放电源、不同放电类型的局部放电脉冲会被映射到不同聚点,这样便于在局部放电相位谱图上将真实放电和噪声干扰区分开来如图5-8所示。还有一种聚类原理是利用三相同步局部放电检测技术,对耦合到的信号进行幅度、相位或频率的计算,从而进行分类,如图5-9所示。
图5-8 局部放电时频映射谱图[16] 图5-9 三相局部放电同步检测聚类谱图[28]
(二)放电源的定位
对于电力电缆运行情况下局部放电源平顶山六相微机继电保护测试仪选型的定位,较为简单的方法是利用高频局部放电检测传感器在电缆终端、各个接头处分别进行局部放电信号的检测,通过对比分析不同传感器位置放电信号的时域和频域特征,来进行放电源的大致定位。该方法主要利用的是放电脉冲信号在电缆中传输衰减原理,随着放电信号的传播,放电信号幅值减小,上升时间下降、脉冲宽度变宽,信号高频分量严重衰减等,因而可利用这些特点大致判断出放电源的位置。但值得注意的是该方法较为粗略,精度较低,仅能大致判断出在哪个接头附近或哪两接头间存在缺陷。
另一种方法是利用分布式局部放电同步检测技术。该方法与上述方法类似,但不同的是在连续几个接头处进行同步测量,根据不同测量处耦合到同一脉冲信号的幅值大小、极性以及到达时间的不同而准确定位放电源的位置。该方法已在电缆在线局部放电监测中逐渐展开应用,如图5-10所示。图5-10 分布式同步局部放电检测技术
还有一种方法是进行双端局部放电定位平顶山六相微机继电保护测试仪选型。该方法采用的仍为脉冲反射(TDR)原理。对于较长电缆,放