HDJB-902L六相微机继电保护测试仪做功率方向及阻抗试验方法

功率方向及阻抗测试模块主要用来测试电力系统中与“方向”有关的保护，例如功率方向保护、负序功率方向、零序功率方向、相间功率方向、逆功率方向、相间阻抗和接地阻抗等等，测试它们的动作边界、最大灵敏角，以及电压、电流的动作值和动作时间、动作阻抗等。下面仅以“功率方向保护”为例，对这个测试模块的各个测试单元进行介绍，主界面如下图所示：

1. 即包含功率方向保护的各种测试项目，也可以进行相间和接地阻抗的各项测试
2. 软件引入了“突变量启动”选项，能满足需突变量启动的保护的测试要求
3. 采用两种示图方式，使试验的过程不再神秘抽象

边界测试时，能自动绘出两条动作边界

1. 自动计算最大灵敏角并绘制最大灵敏线

第一节   界面说明
 测试项目
  测试对象名称
可选择的保护装置类型有“功率方向保护”、“负序功率保护”、“负序功率方向”、“零序功率”、“零序功率方向”、“相间功率方向”、“逆功率保护”、“相间阻抗”和“接地阻抗”。
  突变量启动
选择突变量启动时，试验过程中每次都是先输出故障前状态量，然后再输出试验所设定的电压电流量，为了满足某些保护对突变量启动的需要，此时需要设定“故障前时间”。若不选突变量启动，则“故障前时间”无效（自动为0），试验时每次直接输出试验所设定的电压电流量，并且连续变化。
以“测电压”为例，突变量的意义可以用右图表示。点击“开始试验”按钮后，测试仪先输出正常的电压，并维持至“故障前电压”结束；后输出“故障电压1”（界面上设置的故障电压），并维持至“最大故障时间”结束；后测试仪短暂停止输出（当“试验间断时间”不为0时）。
之后，测试仪再次输出正常的电压，并维持至“故障前电压”结束；后输出“故障电压2”（变量变化了一个步长之后的电压），并维持至“最大故障时间”结束；后测试仪短暂停止输出（当“试验间断时间”不为0时）。如此循环输出。
这样，测试仪的输出总是从正常电压100V突变到故障电压。整个输出变化过程如右图所示：

 测边界
自动测试出方向性保护的两个动作边界，并且自动计算出最大灵敏角。在“显示动作角矢量图”的显示方式下，从主界面右侧的图中可以很直观地观察到两条边界线和最大灵敏线。
  试验参量
选定一个电压和一个电流输出，其夹角Φ（U，I）在给定范围内变化，测试出左右动作边界。
考虑到保护一般采用90°接线方式，所以测试时也一般取线电压和第三相的相电流，如取电压UAB，电流IC。有时也可以选一相电压和一相电流进行试验，但一般不选线电流。注意，所选电压电流的值可以设定，但未被选择的各相电压值均等于额定电压，角度保持对称，未被选择的各相电流均为0。

设置Φ（U，I）的搜索范围时，首先应了解保护装置的“最大灵敏角”的整定值，要保证设置的搜索范围能覆盖保护实际的两个动作边界，即搜索始值和搜索终值均应设置在动作区之外，测试仪从“非动作区”向“动作区”搜索。
搜索开始时保护不动作，当角度变化到某一值时保护动作，即认为找到一个动作边界，并在图中划条线，然后立即转换搜索方向搜索另一个边界角（备注：此时测试仪输出的起始角度就是所设置的“搜索终值”）。当搜索出第二条动作边界时，软件再次划线。在计算出最大灵敏线后，软件自动在图中标出最大灵敏线。
  动作角定义
根据所测试的保护类型选择动作角是“试验相夹角”、“（U0，I0）”还是“（U2，I2）”。若是普通功率方向或阻抗继电器时选“试验相夹角”，即所选试验电压电流的夹角。若是零序或负序保护时，应选（U0，I0）或（U2，I2）。
  矢量图显示

当选择“显示三相电压、电流矢量图”时，图中显示的是各相电压电流的矢量图。

当选择“显示动作角矢量图”时，图中只显示所选定动作角的电压量和电流量。如选（U2，I2），则只显示U2和I2的值和角度。这种显示方式，便于直观地观察到动作边界的搜索过程。

 测电流
测动作电流的方法是：电压和夹角固定，电流由小到大按步长递增，直到保护动作，测出动作电流值。试验中Φ（U，I）夹角一般应设置为保护的最大灵敏角。如右图所示：
试验时，选取一个线电压，为非变量；选取第三相电流，为变量。电流的变化范围应包含保护的整定动作电流。软件对角度的定义是：电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般，当角度为最大灵敏角或接近最大灵敏角时，保护动作最灵敏，测出的动作电流也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界，测出的动作电流可能偏大或不动作。
 测电压
测动作电压方法是：电流和夹角固定，电压由小到大按步长递增，直到保护动作，测出动作电压值。试验中Φ（U，I）夹角一般应设置为保护的最大灵敏角。
试验时，选取一相电流，为非变量；选取另外两相的线电压，为变量。电压的变化范围应包含保护的整定动作电压。软件对角度的定义是：电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般，当角度为最大灵敏角或接近最大灵敏角时，保护动作最灵敏，测出的动作电压也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界，测出的动作电压可能偏大或不动作。
 测动作时间
测动作时间的方法是：直接给保护加一个动作电压和动作电流，并且电压与电流的夹角应设置在动作区内，最好是灵敏角。保护动作即记录下动作时间。
 测阻抗
测动作阻抗的方法与上面的“测电压”、和“测电流”很相似，也是通过单独改变电压或电流使保护动作。所不同的是，该单元记录的是保护的动作阻抗值，而不是动作电压或动作电流。如下图所示：
Φ（U，I）的夹角要保证在保护动作区内，一般取最大灵敏角。

阻抗值是根据动作时的电压电流值计算得出的，注意如果是接地阻抗时，要考虑零序补偿系数的问题，这种情况必须正确设置零序补偿系数，默认值为0.667。

 

第二节   试验指导
 微机保护对角度的定义
一般，微机保护对角度的定义为：电压超前电流的方向为正，反之为负。并且，常常默认电压的角度为0°，即电流的角度是以电压为参考的。右图所示为某功率方向保护的动作特性。其最大灵敏角为－45°，两个动作边界分别为：－135°≤Φ≤45°。这与X/Y坐标里的角度概念正好相反。
图中，阴影部分为保护的动作区，对应着两个动作边界：45°和－135°。试验设置试验参数时，应保证两个搜索边界分别大于45°和小于－135°，也即在非动作区。然后将由非动作区向动作区搜索。
 动作边界的搜索
在测试保护的最大灵敏角时，若不知道其实际的动作边界，可采用以下方法进行探求：
将“测边界”页面中的“Ф（U，I）搜索范围从”设置为0°，开始试验。若保护不动作，再将该参数该为30°，以次类推。假设当Ф（U，I）为20°时保护不动作，在0°时动作，则说明保护的一条动作边界在0°～20°之间。用同样的方法找出保护动作的另一条边界的大致范围，假设为－130°～－120°。
在软件界面上设置搜索角时应注意，软件总是从“Ф（U，I）搜索范围从”这个角度开始按步长增加，测试出一条动作边界后，再从“到”这个角度开始按步长减小。所以，假设“Ф（U，I）搜索步长”设置为1°（正值），则以上面的数据为例时，“Ф（U，I）搜索范围从”应设为-130°，“到”应设为20°。