[实用新型]计算机控制继电保护测试仪

说明书

本实用新型属于电力紧急保护电路装置的测试仪器。

数十年来，我国的电力系统都采用由三相工频电源供电，经变压器、移相器、大电流发生器，滑线电阻以产生幅值和相位可以任意改变的三相电压和电流，以调试继电保护和其它自动装置。为了测量各物理量还需要有较精密的电压表、电流表、相位计、频率计和毫秒计等设备，这些东西运输困难、占用现场面积大，调试时还得逐点手动读取并记录数据，最后人工列表和绘图。由于技术落后，往往需用1至2周，才能调好一台较复杂的保护装置，所以有关的工人和技术人员迫切地要求改进这种状态。

七十年代，一机部阿城继电器厂和许昌继电器厂，相继生产了保护装置试验台〔参考文献1〕，鞍山电业局和宁夏电业局也分别研制了保护装置试验台。这些设备比传统的有了不同程度的改进，但还是采用传统的技术，存在自动化程度差功能不强等缺点。

八十年代初，我国建设了葛州坝－平顶山，大同－北京以及东北、华东等多条五十万伏超高压输电线路。由于这些输电线路继电保护在调试上技术要求较高，所以从西德和美国引进了比较先进的调试仪器〔参考文献2，3〕。

西德西门子公司生产的装置基本上还是采用传统的技术，增设了电子控制回路，能作动态试验，即模拟从正常状态转故障状态、瞬时故障、重合于永久性故障等。美国多勃        工程（Doble    Engineering）公司生产的测试仪采用电子模拟技术，由工频振荡器，放大器等构成，通入单相电源即可得到工频三相电压和一相电流，它们的相位和幅值均可任意调整。为了作动态试验，还需要增加其它装置。这两种测试仪在使用上比传统的方法方便，很受现场工人技术人员欢迎。它们的缺点是自动化程度还不够高，每测一个数据都要人工干预，更没有自动记录、制表和绘图功能，也不能产生谐波和测量频率、相位等物理量。

由于电气化机车和通过晶闸管向电炉、电解设备供电的负荷的急剧增多及直流输电系统的兴建，电力系统电压和电流中高次谐波的分量大到了影响继电保护和其他自动装置正常运行的程度〔文献4，5〕为了测试这一问题，水电部南京自动化研究所研制了综合谐波发生装置〔参考文献6〕和微机控制的继电器调试装置〔参考文献7〕。前者用锁相、倍频、滤波和移相等电子电路组成，比较复杂，功能单一，后者能产生三相工频电压和一相电流，可以测继电器的起动值和动作时间。这两种装置由于某些技术上的原因，目前还没有达到可以实际应用的程度。

近十余年来，国外在继电保护测试自动化方面，做了不少工作。〔参考文献8〕利用通用计算机产生弱电模拟信号，去试验研制中距离继电器直流回路的性能。这种办法比较经济，但不能测试保护的工频电压和电流回路，也不能用它来调试现场的保护。〔参考文献9〕引入了数字技术，但不是计算机，能定时地自动测试发电机组的电流、电压和频率继电器。为了用无触点的办法，产生数值可变电流或电压，它用8个双向可控硅管开闭8个阻值按二进制组合的电阻以构成所谓的静态电位器。今天看来，这种办法既笨重又复杂，并且不能测试距离、差动等复杂继电器。〔参考文献10〕用一台计算机同时记录三台继电器的试验结果，与前一次结果比较，判定优劣，制作特性图、测试中，它要配合三台继电器试验器和带瞬时固定功能的多路数字仪来使用，显得很复杂且不能逐点自动测试。〔参考文献11〕是目前看到的自动化程度较高的输配电保护测试仪。它由计算机控制，能产生三相电压和一相电流，电流和电压的相位、幅值和频率可以改变，用以调试频率继电器和阻抗继电器。如果增加附件，它还可以产生三相电流。这种设备不能产生高次谐波，也没有测量频率和相位的功能，为了打印记录数据和绘出阻抗继电器的特性，还需要外接打印机和X－Y记录仪，不便于现场使用。1988年，我国自己研究并制造了第一台微机控制的继电保护测试仪〔参考文献12〕。从功能和实用性看，这种测试仪的许多指标优于当时引进的国外同类产品，因此多年来在促进我国继电保护测试技术自动化方面起到了积极的作用。但由于当时计算机性能价格比限制，该测试仪主机采用Z－80型中央处理器（以下简称CPU）和8位的数模转换电路（以下简称D／A），所以在运算速度和性能方面目前已赶不上继电器保护测试技术日益发展的要求。

90年代后我国生产的两种继电保护测试仪〔参考文献13，14〕均以单片机为基础。其功能不如前一种且开发新的程序非常困难。

通过联机检索美国对话（Dialog）系统世界专利索引（World  Pat-ents  Index）1963－－1993年，结果表明，没有与本实用新型相同的专利文献。