通用試驗

通用試驗包括：電壓電流、諧波試驗、遞變、滑差四個模塊

1.1.1. 電壓電流

n 概述

電壓電流模塊與通用數字測試模塊在試驗流程及操作上類似。但是，在通用數字測試模塊中，每個SV和GOOSE通道均可獨立變化，而電壓電流模塊與之不同，需要針對之前設置好的組別進行輸出，每一個組別都是一組獨立參數。簡而言之，通用數字測試模塊，程序將每一個通道均當做一個獨立的數據塊進行管理，因此在不用映射的情況下可對每一個控制塊的每一個通道進行獨立設置，而電壓電流模塊，程序固定按照Ua1，Ub1，Uc1，Ia1，Ib1，Ic1，Ua2，Ub2，Uc2，Ia2，Ib2，Ic2這12個量進行數據塊管理，因此需要將使用的控制塊的通道映射到這12個量上。通用數字測試模塊的好處是每個通道單獨可控，非常靈活；電壓電流模塊的好處是多個數據塊可同時進行修改，操作簡單。

n 模擬量設置

點擊電壓電流模塊，在彈出“電壓電流設置”標簽頁下的發送控制塊信息里默認2組電壓電流（根據硬件自適應），1組對應3壓3流，即三相電壓Ua1、Ub1、Uc1，三相電流Ia1、Ib1、Ic1。

n 分組映射

在使用電壓電流模塊前需要將使用的控制塊通道映射到相應的組別上。方法為：在【試驗配置】內，選中某一個控制塊，然后選擇【設置SV分組】，將此控制塊映射到組1-組4中的某一個分組上，然后再選中某一行通道，在【映射】欄雙擊，可獨立調整某一個通道的映射。

如下圖所示，映射為IA1的通道即為第一支路的Ia1，其他相依此類推。另外，映射為3U0、3I0的通道的值會由相電壓電流結合通道變比計算得出

n 開關量設置

在手動試驗中【開出量】區域，可查看當前映射的開出量及綁定的通道。

這里僅能操作開出點的斷開和閉合，不能修改綁定，如果需要修改請前往【試驗配置】界面

該界面與通用數字測試的定點測試模塊類似，區別在于所設置的模擬量和開出量的形式不一樣。因此其參數、試驗流程均可參考通用數字測試，此處不再贅述。

n 電壓電流模塊使用舉例

變壓器復合電壓閉鎖（方向）過流保護

這是當前大容量變壓器常見的后備保護之一。用“電壓電流”進行模擬時，應注意以下幾點：

? 如何輸出復合電壓

復合電壓是指低電壓和負序電壓。在閉鎖過流時，這兩種電壓是“或”的關系。也就是說，可以理解為是“低電壓閉鎖（方向）過流”和“負序電壓閉鎖（方向）過流”兩套保護的組合，任一套動作，即輸出跳閘。

保護定值單中，“低電壓”和“負序電壓”常常指線電壓，可將其除以1.732，轉換成相電壓，由測試儀輸出三相電壓進行試驗。低電壓試驗時，在“交流試驗”中設置三相電壓相位為：0°、－120°、120°；負序電壓試驗時，在“交流試驗”中設置三相電壓相位為：0°、120°、－120°；

? 電壓電流怎樣配合輸出

如果采用三相電壓同時輸出，則試驗時可任意取其中一相電流輸出。

如果采用兩相電壓輸出，則需要通過閱讀保護說明書，查看保護是采用什么接線方式。比如，采用90°接線，則按“UAB，IC”，“UBC，IA”，“UCA，IB”方式進行輸出；采用0°接線，常常按“UAB，IA”，“UBC，IB”，“UCA，IC”方式進行輸出。

? 怎樣測試方向更簡單

假設某保護采用90°接線方式，低電壓定值為60V，試驗時可在“電壓電流試驗”中進行如下設置：UA=60V，相位為0°；UB=0V，相位為0°。這樣，UAB即為60V，0°。然后固定電壓，改變電流IC的相位來測試兩條動作邊界。

? 最大靈敏角的“正”、“負”是怎樣定義的

保護定義：電壓超前電流的角度為正，反之為負。假設右圖所示的IC為靈敏角指向，UAB為參考方向0°，則該保護的靈敏角即為：－45°，兩動作邊界分別為45°、－135°（陰影部分為動作區）。

? 需要測試哪些項目

過電流值、低電壓值、負序電壓值、動作靈敏角等。

? 在輸出期間調整輸出量

有些保護要求在輸出故障之前先輸出正常狀態量（電壓為57.735V，電流為0A），以便讓保護的“PT斷線”信號消失，或讓重合閘充電指示燈亮。還有些保護是需要“突變量起動”的，要求在試驗時先輸出正常狀態量然后突變到故障狀態。這些都要求軟件能在試驗期間直接修改數據，改變測試儀的輸出量，突變到另一輸出態。下面舉例說明：

1) 選擇“手動”試驗方式，不勾選“即時修改”，先設置各相輸出為正常狀態量（電壓為57.735V，電流為0A），按“F2”鍵輸出。

2) 在測試儀輸出狀態下直接修改電壓電流通道的幅值、相位、頻率等，此時測試儀仍然輸出的是修改前的數據，當按下“下傳修改”按鈕時，測試儀的各項數據輸出變更為修改后的數據。由于這種改變是各相同步改變的，所以能適應某些突變量起動的保護的輸出要求。

n 電壓電流試驗模塊測試時應注意事項

? 在測試常規繼電器時，“開關變位確認時間”應設置得大一點，比如20ms左右；若測試的返回值誤差過大，可能是由于繼電器接點抖動過大，這時可以選擇“手動”方式來完成；在測試繼電器的動作時間時，測試儀輸出的交流量應大于1.2倍整定動作值以上，以確保保護可靠動作。

? 在測試多段式過流保護的動作時間時，一般是一段一段地分別進行試驗。也就是說，校驗Ⅰ段保護動作時間時，把Ⅱ段、Ⅲ段都退出，然后逐步遞升電流直到保護動作。在這種方式下測出的動作時間往往是不準確的。測量保護的動作時間時，最好是由測試儀直接輸出1.2倍及以上的整定動作值（低電壓保護為0.8倍及以下）,確保保護能夠可靠動作，這樣測出來的動作時間就比較準確。

? 測試距離保護時，短路阻抗在小于整定定值的時候保護才會出口，所以一般取定值的0.95倍來做試驗，可保證保護能夠可靠出口；在模擬接地距離故障的時候，零序補償系數一定要設置正確。

? 校驗零序電流定值時，要注意區分定值單里給出的是3I0的定值，還是I0的定值。如果是I0的定值，在測試模塊的左下角會有顯示，如果是3 I0的定值，則將左下角顯示的I0的值乘3，看是不是和定值一樣。對于距離和零序保護定值的校驗，后面有專門的校驗模塊，測試會更方便，關于這部分軟件已在后面介紹。

? 測試低周保護時，選擇頻率可變。頻率變化的步長根據精度的要求來設置，最好是選擇“自動”的方式來完成，因為低周有df/dt的閉鎖值，用手動方式的話不好控制。頻率從50開始下降一直降到保護動作為止，需要注意的是，間隔時間應該大于保護的動作時間。

特點

1)智能測試模塊

支持智能測試模板編輯，測試過程中可任意添加測試項目，并保存為可重復使用的測試工程文件，提高后期定檢、消缺階段的測試效率。

2)自動測試

具備就地化保護及數字式保護自動測試功能，可一鍵完成單個保護裝置所有的測試項目；

3)數字量/模擬量輸出

可對數字化變電站的合并單元、保護、測控裝置、智能終端進行測試，也可對模擬的保護、發變組等裝置進行測試；

4)模擬量及數字量同時輸出

支持同時進行模擬量、SV、FT3的輸出及GOOSE報文的收發；

5)多種掃描模式

支持幅值、相位、頻率、阻抗、向量、序量、功率按照手動或自動的方式進行試驗，并且支持按照遞變、滑差、綜合的方式進行自動變化試驗；

6)安全及報警

具有過熱過流保護功能，電流源具備開路保護功能及開路報警功能，電壓源具備過載、短路保護功能；

7)虛端子圖形化顯示

支持虛端子圖形化顯示功能，數據流向清晰明了；

8)報文同時收發

支持IEC61850-9-1、IEC61850-9-2及GOOSE光數字報文輸出。GOOSE信號可獨立收發，也可與IEC61850-9-2共一個光以太網接口收發；

9)FT3/擴展FT3

支持FT3、FT3擴展及DL/T 282報文輸出，并且支持2M/4M/6M/8M/10M/15M/20M波特率UART編碼及5M/10M/20M 曼切斯特編碼；

10)異常測試

具有模擬報文異常功能，可模擬品質異常、發送頻率抖動、延時異常、丟包、失步、序號跳變、檢修模式、狀態虛變等測試；

11)故障回放

支持故障仿真和COMTRADE格式數據回放功能；

12)MMS服務

具備MMS定值讀寫功能，可讀寫智能IED設備定值等配置信息；

13)對時與授時

具備同步觸發功能，支持直接接入GPS/BD天線進行對時，也支持IRIG-B、PPS及PTP 1588對時方式并可支持對外輸出IRIG-B、PPS及PTP 1588授時信號；

14)硬接點開入及開出

開入量為有源、無源自適應接點，自動識別輸入類型和輸入電壓，通道間相互隔離，極性反接有告警提示；

15)報文接收及分析

具備報文接收及分析功能，可將接收到的報文用NPA打開進行分析或導出

16)單纖模式

光口支持單纖發送、單纖接收，支持光功率測試；

17)模擬量小信號

配備模擬量小信號接口，支持12路模擬量小信號輸入，可測量-7V~ 7V交流電壓；支持12路模擬量小信號輸出，可輸出-7V~ 7V交流電壓；

18)觸摸操作

配備10.4寸高分辨率顯示屏，支持觸摸操作；

19)無線連接

提供4G遠程測試功能，具備WiFi模塊，方便用戶使用；

1.1.1. 諧波試驗

n 概述

諧波試驗模塊的功能：

? 可輸出最多12路數字量電壓、電流，每路輸出可設置0~63次諧波。

? 支持按照幅值、諧波含有率、相位進行變化，可手動或自動變化，自動變化時變化量按步長變化。

? 測試儀在輸出狀態的同時記錄保護裝置動作和返回時被檢測量的值，并與整定值做比較，以校驗保護裝置的性能。可對諧波制動式差動保護進行測試。

n 諧波輸出

諧波輸出是諧波試驗模塊的基本功能，每路電壓、電流可包含0~63次諧波。

各次諧波的幅值、相位可獨立設置，疊加方式可以設置為有名值疊加和百分比疊加。如果為有名值疊加，各次諧波幅值直接由輸入參數給定；如果為百分比疊加，各次諧波的輸入參數是該次諧波幅值與基波（1次諧波）幅值的比值。

0次諧波，即為直流，表達式為恒定值。

n 諧波表示方法

各相的諧波分量的數據可以選擇“以幅值的方式表示”，也可以選擇“以基波的百分比表示”。當選“以基波的百分比表示”，在“諧波” 頁面中各次諧波的值顯示為相對于基波幅值的百分比，變量的幅值步長也以基波的百分比表示。例如，在“以幅值表示”時，某相電壓2次諧波幅值為2V，基波幅值為10V，則當選擇“以基波的百分比表示”時，此時顯示的2次諧波為20％。

n 諧波定點試驗

諧波定點試驗可實現4相電壓、3相電流的各次諧波分量疊加輸出，用于測試電力系統的設備在各種諧波情況下的工作行為。

? UA、UB、UC、UX、IA、IB、IC均可以疊加直流及2～63次諧波輸出

? 各次分量可以按幅值顯示和記錄，也可以按基波的百分比方式顯示和記錄

? 可以選擇自動變化，也可選擇手動變化，幅值和相位均可變化

變化通道：可以設置當前通道、當前控制塊、所有控制塊。

變化類型：可以設置幅值、相位、諧波含有率。

觸發后返回：勾選后在變化過程中按下“上”“下”按鈕遞增或遞減變量值，直到保護繼電器動作或返回。

開關量：用來定義哪幾路開入量動作有效。默認A、B、C、D四路開關量全部有效。試驗時可自定義指定哪幾路開關量有效（打“√”為有效）。

觸發邏輯：可設置邏輯或，邏輯與。

n 諧波試驗自定義序列

可定義多個由用戶自由設置的狀態，對保護裝置動作值測試非常適用。

通過開入接點狀態的翻轉測試保護的動作時間，動作時間以各自狀態的起始點為計時起點。

每個狀態可單獨設置電壓電流的幅值、相位、頻率、和諧波含量。

1.1.1. 遞變試驗

n 概述

遞變試驗即按照一定的設置量逐步進行變化，在這里我們主要是指階梯變化。

階梯變化描述了一個按步長變化的試驗過程，根據變化類型的不同，將階梯變化分為4個類型：電壓幅值、電流幅值、頻率、相位。

遞變試驗的流程可以概括為如下幾個方面：

? 將試驗過程分解為多個步驟進行，每一步保持一定的時間，并輸出一定的狀態。

? 試驗前先設置變化類型、變化初值、變化末值、變化步長、每步持續時間、變化方式等參數。變化類型在每一步中其值保持恒定，但是不同步之間值不一樣，且相鄰兩步之間變化量的差值（即為步長）相等，變化量的這種變化方式稱為按步長變化。

? 每一步的狀態由所設置的變化量及其內容決定，其中跟變化量無關的電壓電流為復歸狀態中的電壓電流，跟變化量有關的電壓電流由當前變化量的值經過一定計算后獲得。

? 階梯變化測試點的流程如圖所示：

該流程圖說明如下：

1)試驗開始之前根據需要可以插入一段試驗前時間(即試驗前復歸時間)，用于激活保護裝置或使保護裝置處于工作狀態(避免斷鏈告警)等目的。

2)每步變化前可以插入一段復歸狀態(即正向每步變化前復歸時間或反向每步變化前復歸時間)，用于讓保護裝置復歸等目的。

?術語介紹

【正向變化】：變化量由變化初值向變化末值變化的過程稱為正向變化

【反向變化】：變化量由變化末值向變化初值變化的過程稱為反向變化

【變化終點】：當保護裝置動作或者變化量到達變化末值，即到達變化終點

【脈沖遞變】：當正向每步變化前復歸時間或反向每步變化前復歸時間不為零時

【循序遞變】：當正向每步變化前復歸時間或反向每步變化前復歸時間設置為零時

?變化過程

變化方式 是否勾選觸發后返回 觸發原因 實現效果

始->終 勾選 保護裝置動作 當變化量變化到保護裝置動作值時試驗停止

始->終 勾選 到達變化末值 當變化量變化到變化末值時試驗停止

始->終 不勾選 保護裝置動作 當變化量變化到變化末值時試驗停止

始->終 不勾選 到達變化末值 當變化量變化到變化末值時試驗停止

始->終->始 勾選 保護裝置動作 當變化量變化到保護裝置動作值時開始反向變化，直到找到反向變化過程中的保護裝置動作值，如果找到反向變化過程中的保護裝置動作值，則試驗停止，如果反向變化過程中沒有找到保護裝置動作值，則變化到變化 初值時試驗停止

始->終->始 勾選 到達變化末值 變化量先從變化初值變化到變化末值，然后再從變化末值變化到變化初值

始->終->始 不勾選 保護裝置動作 變化量先從變化初值變化到變化末值，然后再從變化末值變化到變化初值

始->終->始 不勾選 到達變化末值 變化量先從變化初值變化到變化末值，然后再從變化末值變化到變化初值

正向變化時，如果變化末值大于變化初值則按步長遞增，如果變化末值小于變化初值則按步長遞減。

正向變化過程中，保護裝置動作時變化量的值即為動作值或邊界1（功率保護邊界測試時），動作時刻與該步起始時刻之差即為動作時間。在該步持續每步時間后試驗結束（當變化方式設置為始->終時）或開始反向變化（當變化方式設置為始->終->始時）。如果正向變化過程中，變化量達到變化終值并持續每步時間后保護裝置仍沒有動作，說明參數設置有異常或保護裝置異常。

反向變化過程中，保護裝置動作時變化量的值即為返回值或邊界2（功率保護邊界測試時），返回時刻與該步起始時刻之差即為返回時間。在該步持續每步時間結束后試驗結束。如果反向變化過程中，變化量達到變化初值并持續每步時間后保護裝置仍沒有返回，說明參數設置有異常或保護裝置異常。

每個遞變過程均有故障前（復歸值）和故障態（遞變值）兩個狀態。通過試驗前復歸時間、正向每步變化前復歸時間(反向每步變化前復歸時間)及每步持續時間三個參數控制遞變過程。

每步持續時間必須設置的足夠長，以使待測的保護跳閘。保護投入的其它功能，如果其動作時間長于待測的功能，則不會跳閘。只要每步變化前復歸時間設置的足夠長，在每一個故障脈沖之后的復歸狀態將使繼電器完全復歸。每步持續時間的設置必須大于保護待測功能的跳閘時間，但要小于高定值元件的跳閘時間。

為了保證有足夠的接點狀態判斷時間，特別是“動作值+返回值”和“最大靈敏角”兩種測試，必須設置正向每步變化前復歸時間或反向每步變化前復歸時間。

1.1.1. 滑差試驗

n 概述

滑差變化描述了一個按滑差變化的試驗過程。

滑差測試流程可以概括為：

? 試驗過程同階梯變化類似，也是分為多步進行，每一步保持一定的時間，并輸出一定的狀態。

? 設置1個滑差變化量，其值在試驗過程中發生改變。該滑差變化量在每一步當中其值不恒定，且具有下圖所示的變化規律。在每一步中，變化量由每步起點值開始，保持設定的起點時間，然后該變化量按設定滑差d/dt線性變化至每步終點值，然后在每步終點值保持設定的終點時間后，該步結束。變化量的這種變化方式稱為按滑差變化。

? 試驗過程還需設置1個階梯變化量，該階梯變化量可被測試儀監視，試驗過程中測試儀記錄保護裝置響應時刻被監測量的值及響應時間，并能與監測量的整定值做比較，以判斷保護裝置的性能。

? 每一步的狀態由所設置的變化量及其內容決定，其中跟變化量無關的電壓電流為復歸狀態中的電壓電流（試驗前狀態值），跟變化量有關的電壓電流由當前變化量的值經過一定計算后獲得。

n 參數說明

【試驗項目】

根據測試的目的進行選擇，可以選擇：動作時間、動作值、滑差閉鎖值。

【變化組別】

進行變化的分組，可以為某一個分組，也可以為全部分組。

【變化類型】

有電壓幅值、電流幅值、頻率三種可選。

【變化初值】

設定的變化類型初值。

【初值時間】

試驗開始后，在設定的變化類型初值上運行的時間。

【變化末值】

設定的變化類型末值。

【末值時間】

試驗開始后，在設定的變化類型末值上運行的時間。

【計時啟動值】

該選項僅當試驗項目為動作時間時才會存在。其作用為計算動作時間T。

比如：已知保護裝置的動作整定值為A，實際動作值為A+X，設定計時啟動值為A，那么當設定的變化類型(電壓幅值/電流幅值/頻率)在滑差變化過程中達到A時，測試裝置會記錄下當前的時間T1，當保護裝置動作時，在實際動作值為A+X時，測試裝置記錄下實際動作的時間T2，則T2-T1即為保護裝置的動作時間T。為了使T足夠準確，設定計時啟動值A應該和A+X足夠接近。當A=A+X時，測試裝置測得的保護裝置動作時間就會足夠準確。

n 試驗過程說明

當試驗項目為動作時間時，支持變化類型為電壓幅值、電流幅值及頻率。即用來測試保護裝置的實際動作時間和整定值之間的偏差。

當試驗項目為動作值時，支持變化類型為電壓幅值、電流幅值及頻率。不同之處為多了末值搜索起點、末值搜索終點、末值搜索步長三個設置項。即用來測試保護裝置的實際動作值和整定值的偏差。

比如：已知保護裝置的動作整定值為A，實際動作值為A+X，整定的動作時間為T，那么設定末值搜索起點為A-Y,末值搜索終點為A+Y，|Y|≥|X|(實際試驗時，Y可以按照整定值A的0.2倍取)，設置末值搜索每步持續時間T1，注意：T1＞T(實際試驗時，T1可以按照整定值T的1.5倍取)，末值搜索步長可按照整定值A的0.001倍取。當末值搜索值為A+X時，保護裝置動作，比較A+X和A之間的偏差即為保護裝置的實際動作值和整定值的偏差

圖4.1.4.2 滑差動作值試驗界面

當試驗項目為滑差閉鎖值時，支持變化類型為電壓幅值、電流幅值及頻率。即用來測試錄波器的頻率變化率實際啟動值和整定值的偏差或線路保護裝置的低周減載功能或高周切機功能。

以測試錄波器的頻率變化率實際啟動值和整定值的偏差為例，錄波器的頻率變化率整定值為X Hz/s，實際啟動值為X+Y Hz/s，那么設置滑差搜索起點為X-A Hz/s, 設置滑差搜索終點為X+A Hz/s, |A|≥|Y|(實際試驗時，A可以按照整定值X的0.2倍取), 滑差搜索步長可按照整定值X的0.001倍取,當滑差搜索值為X+Y Hz/s時，錄波器頻率變化率啟動，比較X和X+Y之間的偏差即為錄波器的頻率變化率實際啟動值和整定值的偏差. 圖4.1.4.3 滑差動作時間試驗界面