涂建國(guó)
一.產(chǎn)品簡(jiǎn)介
HDJB-1600六相微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀是依據(jù)《DL/T 624-2010》標(biāo)準(zhǔn)研發(fā),新模塊化結(jié)構(gòu),可同時(shí)輸出六相電流六相電壓,電流6×30A/相,工控機(jī)Windows XP操作系統(tǒng), 8.4寸大屏幕高分辨力彩色TFT液晶顯示屏,USB接口, 2 — 20次諧波,自動(dòng)生成WORD試驗(yàn)報(bào)告,頻率10 ~ 1000Hz,8開入4對(duì)開出量,除微機(jī)繼電保護(hù)裝置全套試驗(yàn)外,更方便微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置的試驗(yàn),精度0.1%,重量:25KG
二.技術(shù)特點(diǎn)
HDJB-1600六相微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為:
1.使用易用的Windows XP操作系統(tǒng),人機(jī)界面友好,操作簡(jiǎn)便快捷,為了方便用戶使用,定義了大量鍵盤快捷鍵,使得操作“一鍵到位”。
2.高性能的嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和大屏幕高分辨力彩色TFT液晶顯示屏,可以提供豐富直觀的信息,包括設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)、下一步工作提示及各種幫助信息等。
3.配備有超薄型工業(yè)鍵盤和觸控鼠標(biāo),可以象操作普通PC機(jī)一樣通過鍵盤或鼠標(biāo)完成各種操作。
4.配備有外接USB接口,可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)存取和軟件維護(hù)。
5.無需外接其它設(shè)備即可以完成所有項(xiàng)目的測(cè)試,自動(dòng)顯示、記錄測(cè)試數(shù)據(jù),完成矢量圖和特性曲線的描繪。
6.采用高性能D/A轉(zhuǎn)換器,產(chǎn)生的波形精度高、線性好,并且具備良好的瞬態(tài)響應(yīng)和幅頻特性。在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)都能保證波形精度等指標(biāo)要求。
7.可直接輸出交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流,可變幅值、相角、頻率。
8.功率放大部分采用新型大功率高保真線性功放電路,輸出功率大、紋波干擾小,在輸出電流達(dá)到大時(shí),波形仍能保證不失真、不削峰。
9.開入量輸入接口能自動(dòng)適應(yīng)無源(空接點(diǎn))、有源,并能自動(dòng)適應(yīng)有源輸入的極性,在輸入電壓±250V范圍內(nèi)能正常工作。
10.可以完成各種復(fù)雜的校驗(yàn)工作,能方便地測(cè)試及掃描各種保護(hù)定值,可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù),顯示矢量圖,打印報(bào)表等。
11.采用精心設(shè)計(jì)的機(jī)箱結(jié)構(gòu),體積小,散熱良好,重量輕,易攜帶,流動(dòng)試驗(yàn)方便。
12.儀器具有自我保護(hù)功能,采用合理設(shè)計(jì)的散熱結(jié)構(gòu),具有可靠完善的多種保護(hù)措施及電源軟啟動(dòng),和一定的故障自診斷及閉鎖功能。
三.試驗(yàn)項(xiàng)目
2.1 遞變?cè)囼?yàn)
遞變?cè)囼?yàn)可以測(cè)試電壓、電流、功率方向等各類交流型繼電器的動(dòng)作值、返回值、靈敏角、動(dòng)作時(shí)間,以及阻抗繼電器的記憶時(shí)間等。測(cè)試直流電壓繼電器、直流電流繼電器、中間繼電器等各類直流型繼電器的動(dòng)作值和返回值。測(cè)試直流電壓繼電器、直流電流繼電器、中間繼電器以及時(shí)間繼電器等各類直流型繼電器的動(dòng)作時(shí)間。測(cè)試單個(gè)常規(guī)繼電器的動(dòng)作值、返回值以及動(dòng)作時(shí)間。
2.2 狀態(tài)序列
由用戶定義多個(gè)試驗(yàn)狀態(tài),可對(duì)重合閘、多次重合閘、備自投、縱聯(lián)保護(hù)等進(jìn)行測(cè)試。
2.3 諧波
諧波試驗(yàn)單元可以測(cè)試諧波繼電器的動(dòng)作值、返回值,變壓器差動(dòng)諧波制動(dòng)特性等。各路電流和各路電壓均可以輸出基波及諧波(2 ~ 20 次),并可疊加直流分量。選擇自動(dòng)試驗(yàn)方式時(shí),自動(dòng)記錄被測(cè)保護(hù)裝置的動(dòng)作值(返回值)及動(dòng)作時(shí)間。如果不選擇自動(dòng)方式,輸出是以手動(dòng)方式,按設(shè)定的步長(zhǎng)增加或減小。
2.4 整組試驗(yàn)
整組試驗(yàn)單元主要用于測(cè)試距離、零序、過流等保護(hù)裝置以及重合閘的動(dòng)作,可以模擬電力系統(tǒng)中各種簡(jiǎn)單的單相接地、兩相相間、兩相接地和三相短路故障,包括瞬時(shí)性、長(zhǎng)久性,以及轉(zhuǎn)換性故障,通過連接GPS同步時(shí)鐘裝置,可以進(jìn)行線路兩端的縱聯(lián)保護(hù)等試驗(yàn)。
2.5 差動(dòng)保護(hù)
差動(dòng)保護(hù)測(cè)試單元用于自動(dòng)測(cè)試發(fā)電機(jī)和變壓器差動(dòng)保護(hù)的比例制動(dòng)特性曲線、諧波制動(dòng)特性曲線、動(dòng)作時(shí)間特性等。
2.6 同期
同期試驗(yàn)主要用于測(cè)試測(cè)試同期繼電器或同期裝置的動(dòng)作電壓、動(dòng)作相角和動(dòng)作頻率,也可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整試驗(yàn)。
2.7 線路定值
線路定值試驗(yàn)單元用于對(duì)微機(jī)線路保護(hù)的定值進(jìn)行校驗(yàn)。
2.8 距離保護(hù)
距離保護(hù)試驗(yàn)單元測(cè)試距離保護(hù)定值校驗(yàn),定性分析保護(hù)距離保護(hù)各段動(dòng)作的靈敏性和可靠性。
2.9 阻抗特性
阻抗特性試驗(yàn)單元用于自動(dòng)測(cè)試阻抗型繼電器(包括阻抗繼電器、功率方向繼電器等)的動(dòng)作邊界,即Z(φ) 動(dòng)作邊界特性。
2.10 頻率滑差
頻率試驗(yàn)單元測(cè)試頻率繼電器、低周減載裝置等的動(dòng)作值、動(dòng)作時(shí)間,以及滑差閉鎖特性。
2.11 常規(guī)試驗(yàn)
常規(guī)試驗(yàn)單元主要用來進(jìn)行功率方向繼電器、阻抗繼電器等的測(cè)試。
四.技術(shù)參數(shù)
3.1 交流電流源
1.六相共用中性點(diǎn)的電流源,電流上升下降時(shí)間<100μs
2.輸出功率:350VA/相
3.輸出準(zhǔn)確度:
0.1A~1A準(zhǔn)確度:±5mA
1A~10A準(zhǔn)確度:±0.1%
10A~30A準(zhǔn)確度:±0.2%
4.分辨力:
0.1A~10A分辨力:1mA
10A~30A分辨力:5mA
5.單相連續(xù)輸出時(shí)間:
0.1A~10A輸出時(shí)間:*
10A~20A輸出時(shí)間:≥60秒
20A~30A輸出時(shí)間:≥10秒
3.2 交流電壓源
1.六相共用中性點(diǎn)的電壓源,電流上升下降時(shí)間<100μs
2.輸出功率:≥75VA/相
3.輸出準(zhǔn)確度:
1V~5V準(zhǔn)確度:±5mV
5V~120V準(zhǔn)確度:±0.1%
4.分辨力:
1V~5V分辨力:1mV
5V~120V分辨力:5mV
3.3 直流電流源
1.單相輸出范圍:0~±10A
2.輸出功率:200VA/相
3.輸出準(zhǔn)確度:
±0.1A~±2A準(zhǔn)確度:±10mA
±2A~±10A準(zhǔn)確度:±0.5%
4.分辨力:5mA
3.4 直流電壓源
1.直流電壓輸出范圍:-150V~+150V
2.輸出功率:≥100VA
3.輸出準(zhǔn)確度:
±1V~±5V準(zhǔn)確度:±20mV
±5V~±150V準(zhǔn)確度:±0.5%
4.分辨力:
±1V~±5V分辨力:5mV
±5V~±150V分辨力:10mV
3.5 交流電壓、電流源角度
1.相角范圍:0°~ 360°
2.準(zhǔn)確度:±0.3°
3.分辨力:0.1°
3.6 交流電壓、電流源頻率
1.頻率范圍:10~1000Hz
2.輸出準(zhǔn)確度:
10Hz~65Hz:±0.001Hz
65Hz~1000Hz:±0.02Hz
3.分辨力:0.001 Hz
4.能疊加2~20次任意幅值的諧波及直流
3.7 計(jì)時(shí)精度
1.1ms~1S:±10ms
2.1S~999999S:±0.2%
3.8 開入量
1.八路獨(dú)立開關(guān)接點(diǎn)輸入,自動(dòng)識(shí)別有源接點(diǎn)的極性
2.兼容空接點(diǎn)與15V~250V有源接點(diǎn)
3.9 開出量
1.四對(duì)可編程開關(guān)空接點(diǎn)輸出
2.接點(diǎn)容量:250VDC,0.5A 或 250VAC,0.5A
3.10 同步性
1.電壓電流同步性 ≤10μS
3.11 供電電源
1.交流輸入電壓
額定值:220V ± 10%
基準(zhǔn)值:220V ± 2%
2.交流供電頻率:
額定值:50Hz ± 10%
基準(zhǔn)值:50Hz ± 2%
3.12 使用環(huán)境條件
1.環(huán)境溫度:-10℃~+40℃
2.相對(duì)濕度:≤90%
3.大氣壓強(qiáng):80~110kPa
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外部背景噪聲主要包括周期型干擾信號(hào)、脈沖型干擾信號(hào)和白噪聲干擾信號(hào)。針對(duì)不同干擾信號(hào)的特征和性質(zhì),需采用不同的抑制措施。在已有的各種系統(tǒng)中,干擾信號(hào)抑制主要包括硬件和軟件兩個(gè)方面的措施。雖然硬件抑制方法有一定的效果,但是現(xiàn)場(chǎng)干擾會(huì)隨著環(huán)境、設(shè)備負(fù)載以及運(yùn)行方式的改變而改變,硬件抑制方法難以達(dá)到理想的效果。
隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,高頻局部放電檢測(cè)中的干擾抑制措施主要依靠軟件實(shí)現(xiàn)。目前常用的數(shù)字化抗干擾方法主要有:脈沖平均法、數(shù)字濾波法、信號(hào)相關(guān)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及小波分析法。小波變換是基于非平穩(wěn)信號(hào)的分析手段,在時(shí)域、頻域同時(shí)具有良好的局部化性質(zhì),非常適合于不規(guī)則、瞬變信號(hào)的處理,越來越多的用于高頻局部放電檢測(cè)的干擾抑制措施中。
對(duì)于放電信號(hào)的區(qū)分,一方面可利用前述的抗干擾技術(shù),將外界干擾噪聲抑制到較小水平,另一方面也可通過與不同缺陷放電特征數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比,即進(jìn)行放電信號(hào)的模式識(shí)別。模式識(shí)別的主要步驟包括放電信號(hào)的測(cè)量、放電信號(hào)特征提取與分類和特征指紋庫(kù)比對(duì)三個(gè)步驟,從而判斷所測(cè)信號(hào)是否為真實(shí)的放電信號(hào)以及是何種放電。一種模式識(shí)別方法是利用相位統(tǒng)計(jì)譜圖的形狀特點(diǎn),通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)譜圖的偏斜度、陡峭度以及相互關(guān)聯(lián)因素等特征參數(shù),從而對(duì)缺陷類型進(jìn)行確認(rèn)和識(shí)別。另外一種是聚類分析法,該方法主要將放電信號(hào)按其各自的等效頻率、等效時(shí)長(zhǎng)或其它與波形相關(guān)的特征參量進(jìn)行分類,形成時(shí)頻域映射譜圖。時(shí)頻譜圖的特點(diǎn)是多個(gè)放電源、不同放電類型的局部放電脈沖會(huì)被映射到不同聚點(diǎn),這樣便于在局部放電相位譜圖上將真實(shí)放電和噪聲干擾區(qū)分開來如圖5-8所示。還有一種聚類原理是利用三相同步局部放電檢測(cè)技術(shù),對(duì)耦合到的信號(hào)進(jìn)行幅度、相位或頻率的計(jì)算,從而進(jìn)行分類,如圖5-9所示。
圖5-8 局部放電時(shí)頻映射譜圖[16] 圖5-9 三相局部放電同步檢測(cè)聚類譜圖[28]
(二)放電源的定位
對(duì)于電力電纜運(yùn)行情況下局部放電源平頂山六相微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀選型的定位,較為簡(jiǎn)單的方法是利用高頻局部放電檢測(cè)傳感器在電纜終端、各個(gè)接頭處分別進(jìn)行局部放電信號(hào)的檢測(cè),通過對(duì)比分析不同傳感器位置放電信號(hào)的時(shí)域和頻域特征,來進(jìn)行放電源的大致定位。該方法主要利用的是放電脈沖信號(hào)在電纜中傳輸衰減原理,隨著放電信號(hào)的傳播,放電信號(hào)幅值減小,上升時(shí)間下降、脈沖寬度變寬,信號(hào)高頻分量嚴(yán)重衰減等,因而可利用這些特點(diǎn)大致判斷出放電源的位置。但值得注意的是該方法較為粗略,精度較低,僅能大致判斷出在哪個(gè)接頭附近或哪兩接頭間存在缺陷。
另一種方法是利用分布式局部放電同步檢測(cè)技術(shù)。該方法與上述方法類似,但不同的是在連續(xù)幾個(gè)接頭處進(jìn)行同步測(cè)量,根據(jù)不同測(cè)量處耦合到同一脈沖信號(hào)的幅值大小、極性以及到達(dá)時(shí)間的不同而準(zhǔn)確定位放電源的位置。該方法已在電纜在線局部放電監(jiān)測(cè)中逐漸展開應(yīng)用,如圖5-10所示。圖5-10 分布式同步局部放電檢測(cè)技術(shù)
還有一種方法是進(jìn)行雙端局部放電定位平頂山六相微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀選型。該方法采用的仍為脈沖反射(TDR)原理。對(duì)于較長(zhǎng)電纜,放