微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀,又稱繼電保護(hù)測(cè)試儀、微機(jī)繼保測(cè)試儀,是一個(gè)新型智能化測(cè)試儀器。它主要用于各電壓等級(jí)的電磁型、集成電路型及微機(jī)型各類保護(hù)繼電器及保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試和研究,可實(shí)現(xiàn)電壓電流幅值、相位頻率的靈活控制,并具備各種繼電器和保護(hù)的專用測(cè)試模塊。它是電力基層單位保護(hù)裝置投運(yùn)前調(diào)試和定期檢驗(yàn)的b備工具。采用先進(jìn)的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù),具有高度的智能化和自動(dòng)化水平。它可以自動(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,大大減輕了測(cè)試人員的工作負(fù)擔(dān)。
微機(jī)繼電保護(hù)測(cè)試儀其主要組成部分如下:
1、微機(jī)控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
功能:儀器的“大腦”,負(fù)責(zé)人機(jī)交互、測(cè)試邏輯控制、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示。
核心組件:
嵌入式工控機(jī)或高性能單板計(jì)算機(jī):運(yùn)行測(cè)試軟件,提供用戶操作界面(觸摸屏或外接顯示器/鍵盤)。
操作系統(tǒng):通常為嵌入式Windows或Linux系統(tǒng)。
測(cè)試軟件:
提供圖形化操作界面,設(shè)置測(cè)試參數(shù)(電壓、電流、相位、頻率、變化步長(zhǎng)等)。
預(yù)設(shè)多種測(cè)試模塊(如“電流電壓”、“時(shí)間繼電器”、“差動(dòng)保護(hù)”、“狀態(tài)序列”、“整組試驗(yàn)”等)。
自動(dòng)分析保護(hù)裝置的動(dòng)作行為(動(dòng)作值、返回值、動(dòng)作時(shí)間)。
生成測(cè)試報(bào)告并存儲(chǔ)/打印。
2、數(shù)字信號(hào)發(fā)生與控制模塊
功能:根據(jù)測(cè)試軟件的指令,生成精確的數(shù)字波形信號(hào)。
核心組件:
數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列):
實(shí)時(shí)計(jì)算需要輸出的電壓、電流波形的數(shù)字采樣點(diǎn)。
支持生成正弦波、諧波、直流分量、突變量、故障錄波回放等多種復(fù)雜波形。
精確控制頻率、相位、幅值和變化過程。
高精度時(shí)鐘源:確保信號(hào)的頻率和相位精度。
3、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊
功能:將DSP或FPGA生成的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)。
特點(diǎn):
采用高速、高分辨率(如16位或更高)的D/A轉(zhuǎn)換器。
每個(gè)電壓、電流通路都有一套獨(dú)立的D/A通道,保證多路信號(hào)的獨(dú)立性和同步性。
轉(zhuǎn)換精度直接影響輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性。
4、功率放大器模塊
功能:將D/A模塊輸出的微弱模擬信號(hào)放大到能夠驅(qū)動(dòng)保護(hù)裝置和模擬實(shí)際電力系統(tǒng)負(fù)載的功率水平。
分類:
電壓功放:將小電壓信號(hào)放大為高電壓(如0-120V/250V AC)。
電流功放:將小電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換并放大為大電流(如0-30A/100A/300A AC)。
要求:
高線性度、低失真、快速響應(yīng)。
具有過載、過熱、短路保護(hù)功能。
5、信號(hào)輸出端子
功能:連接測(cè)試儀與被測(cè)保護(hù)裝置的物理接口。
類型:
電壓輸出端子(Ua,Ub,Uc,Un,Ux等):通常為大電流接線柱或香蕉插座。
電流輸出端子(Ia,Ib,Ic,In,Ix等):專為大電流設(shè)計(jì)的接線柱。
開入量(開關(guān)量輸入)端子:接收保護(hù)裝置的動(dòng)作信號(hào)(如跳閘、合閘、報(bào)警觸點(diǎn)),用于自動(dòng)判斷保護(hù)是否動(dòng)作。
開出量(開關(guān)量輸出)端子:測(cè)試儀可輸出空接點(diǎn)或電平信號(hào),用于觸發(fā)保護(hù)裝置的某些功能或模擬斷路器位置。
6、電源系統(tǒng)
功能:為儀器內(nèi)部所有電子部件提供穩(wěn)定的工作電源。
輸入:通常為交流市電(如220V AC)。
內(nèi)部:包含開關(guān)電源模塊,將交流電轉(zhuǎn)換為儀器所需的多種直流電壓(如±15V,+5V,+3.3V等)。
7、通信接口
功能:實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換和控制。
常見接口:
USB:連接U盤導(dǎo)出報(bào)告,或連接電腦進(jìn)行軟件升級(jí)/控制。
RS-232/RS-485:與老式設(shè)備或特定系統(tǒng)通信。
以太網(wǎng)(RJ45):用于遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸或支持IEC 61850協(xié)議測(cè)試(高d型號(hào))。
GPS/IRIG-B:用于時(shí)間同步,實(shí)現(xiàn)多臺(tái)測(cè)試儀或與系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
8、人機(jī)交互界面(Human-Machine Interface-HMI)
功能:用戶與儀器交互的窗口。
組成:
顯示屏:LCD或觸摸屏,顯示測(cè)試參數(shù)、實(shí)時(shí)波形、測(cè)量結(jié)果。
鍵盤/觸摸屏:用于參數(shù)輸入和功能選擇。
指示燈:顯示電源、運(yùn)行、告警等狀態(tài)。
9、輔助功能模塊(部分高d型號(hào))
光纖以太網(wǎng)接口:用于測(cè)試支持IEC 61850-9-2/GOOSE的數(shù)字化保護(hù)裝置。
GPS對(duì)時(shí)模塊:內(nèi)置GPS接收器,實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)間同步。
故障錄波回放功能:導(dǎo)入COMTRADE格式的故障錄波文件,真實(shí)還原故障過程進(jìn)行測(cè)試。
筆記本電腦接口:允許外接筆記本電腦運(yùn)行更復(fù)雜的測(cè)試軟件。