微機繼電保護測試儀頻率及高低周試驗
“頻率及高低周試驗”測試模塊主要是用來測試低周減載和高周切機等保護的各項功能。根據其功能，將這個模塊分成了六個測試單元。
l 測試項目全麵，包含了幾乎所有的頻率及高低周保護
l 頻率可以下滑進行低周減載測試，也可以上滑進行高周試驗
第一節 界麵說明
1. 測試項目
有“動作頻率”、“動作時間”、“df/dt閉鎖”、“dv/dt閉鎖”、“低電壓閉鎖以及“低電流閉鎖”等六個測試項目。根據需要，可以選擇其中的一個或者多個進行試驗。選擇多個測試項目時，在一個測試項目測試完畢後，會彈出相應對話框提示是否進行下一個測試項目。
測試對象名稱中包含“低周保護”、“頻率繼電器”、“差頻繼電器”、“低頻繼電器”以及“高頻繼電器”五種繼電器。默認情況下選擇“低周保護”。其下拉菜單如圖所示：
2. 試驗參數
（1）頻率變化前延時
在變量的每個變化過程中，裝置先以額定頻率50Hz輸出，維持至“頻率變化前延時”結束，然後再開始變化。該項在有些保護測試是非常有用，可以用來等待保護頻率閉鎖後解除閉鎖。
（2）測試間斷時間
每一次試驗結束後裝置將停止輸出至“測試間斷時間”結束，再進入下一次試驗。
（3） 整定值
各測試功能頁中均有整定值輸入框，這些整定值大多在試驗期間並不起作用，隻是在試驗後起到參考對比作用。根據需要自行設定“允許誤差”。試驗測得的“測試值”與“整定值”進行比較後，得出一個相對誤差，從而反映保護的性能。
3. 動作頻率
動作頻率測試範圍：
動作頻率測試範圍的測試始值和終值均應設置在動作頻率附近。測試始值應大於保護整定動作值，測試終值小於整定動作值，
動作頻率的測試方法：測試時頻率分兩階段變化：開始以50Hz輸出，經過變化前延時後，先按所設定的df/dt均勻下滑（或上滑）至測試始值頻率，然後按設定的步長以一定時間間隔逐格降低（或上升）頻率，在該過程中如保護動作，則測出動作值。如未動作，當變化至測試終值，即認為保護不會動作而結束該項目測試。
這裏逐格變頻的時間間隔是根據整定的動作時間自動確定的，該時間間隔比整定動作時間長0.2S。故整定動作時間應設置正確，以保證在變化時間間隔內保護有足夠時間可以動作。
做低周減載試驗一般測試範圍小於50Hz，做高周切機試驗一般測試範圍大於50Hz。
例如：已知低周動作值為48.5Hz，可以設定測試範圍為48.7—48Hz，步長為0.05Hz。測試始值和終值不能設置得太小（一般應不低於45Hz），否則保護將閉鎖。
4. 動作時間
動作時間測試的方法：頻率從始值（一般為50Hz）下滑至終值並等待動作。該終值應略小於動作頻率值以確保裝置動作，但測試動作時間的計時器是從所設定的“開始計時點的頻率”處開始計時，故該值若有偏差將影響時間測量精度。試驗過程見右圖。
開始計時的頻率點
測動作時間時，應特別注意正確設置“開始計時點的頻率”。一般設置為裝置整定的動作頻率，或測試出的準確動作頻率值。
5. df/dt閉鎖
（1） df/dt測試範圍
測試“df/dt閉鎖值”時，在此範圍內逐點進行試探測試，每次測試時都從頻率始值下滑（或上滑）至終值，下滑（或上滑）的df/dt值在該範圍內逐點變化，試探至某一輪試驗至保護動作，則測出此時的df/dt閉鎖的邊界值。
因為保護在大於整定的df/dt值下滑時閉鎖，所以，一般變化始值應設置為大於保護整定的閉鎖值，變化終值應設置為小於保護整定的閉鎖值，即測試保護從不動作到動作，測出保護的df/dt閉鎖值。
（2）頻率變化範圍
每輪試驗頻率從始值下滑（或上滑）至終值。始值一般為50Hz，變化終值不能設置太小，因為一般裝置都有一個固有的“閉鎖頻率”，頻率太低了，裝置將會被閉鎖不出口。
注意：
做該試驗時頻率變化前延時一般不能太小，以使保護有足夠時間解除閉鎖狀態。
6. dv/dt閉鎖
這個測試頁與上文中的“df/dt閉鎖”很相似，區別在於每輪測試變化的是dv/dt值。下麵隻對它們的不同點做介紹。
（1） dv/dt測試範圍
測試“dv/dt閉鎖值”時在此範圍內逐點進行試探測試，每次測試時電壓都從電壓變化始值下滑至終值，下滑的dv/dt值在該範圍內逐點變化，試探至某一輪試驗如果保護動作，則測出dv/dt閉鎖的邊界值。
因為裝置在大於整定的dV/dt閉鎖值時處於閉鎖狀態，所以，一般變化始值應設置為大於裝置整定的閉鎖值，變化終值應設置為小於裝置整定的閉鎖值。即試驗從裝置不動作做到動作，從而測出裝置的dv/dt閉鎖值。
（2）電壓變化範圍
為了模擬電壓下降的過程，一般應設電壓的“變化始值”大於“變化終值”。同時，為了保證低周裝置不因低電壓而閉鎖，因此設置的電壓“變化終值”應大於裝置定值菜單中整定的低電壓閉鎖值。
（3）測試時df/dt值
在此測試單元裏頻率總是按所設置的df/dt變化，因此設置df/dt時，應保證其值小於裝置所整定的df/dt閉鎖值。
7. 低電壓閉鎖
該頁與上文中的“df/dt閉鎖”和“dv/dt閉鎖”相似。下麵僅介紹不同點。
電壓測試範圍
測試時電壓在此範圍內逐點進行試探測試，每輪測試時頻率變化，但電壓固定為某一值。電壓值從始值逐漸增加，至某一值時裝置解除閉鎖正確動作，則該值即為低電壓閉鎖邊界值
由於裝置在電壓小於閉鎖值時處於閉鎖狀態，故一般變化始值應設置為小於裝置整定的閉鎖值，變化終值應設置為大於裝置整定的閉鎖值。即試驗從裝置不動作到動作，從而測出裝置的低電壓閉鎖值。
8. 低電流閉鎖
該測試頁與“低電壓閉鎖”試驗方法非常相似。現場試驗時，請參考“df/dt閉鎖”、“dv/dt閉鎖”和“低電壓閉鎖”中的使用說明。
第二節 試驗指導
下麵僅以“低周動作值測試”為例，詳細說明具體的試驗方法
1. 接線方法
測試儀三相電壓UA、UB、UC接保護三相電壓，測試儀UN接保護的UN；測試儀開入量A、B分別接保護的第一輪和第二輪甩負荷開出引線的一端，另一端短接後接測試儀開入量的公共端；最後接上裝置的工作電源（如果裝置需要直流工作電源，可以從測試儀後麵板的獨立直流電源引接）。
2. 選擇
打開“頻率及高低周保護”測試模塊，選擇“低周保護”測試對象的“動作頻率”測試項目；
3. 設置
切換到“動作頻率”測試界麵，設置試驗數據，如右圖所示：
（1）整定值
按照保護的定值單或保護實際整定的定值設置。該設置項在試驗期間隻起參考作用，不影響試驗結果。
（2）動作頻率測試範圍
“測試始值”必須大於保護整定動作頻率，並且“測試終值”必須小於整定動作頻率。“變化步長”依據對試驗的精度要求而定，一般按默認的0.05Hz設置即可。
（3）測試時df/dt值
指頻率下降過程中第一階段的均勻變頻速率，df/dt值應小於保護整定的閉鎖值。
（4）變頻步長
指第二階段逐格變頻的“變化步長”，該值越小能使測試的精度越高。
（5）動作時間
整定動作時間。第二階段逐格變頻的時間間隔等於該值加0.2秒。該值如果設置太小，有可能會使保護在一個變頻時間間隔內來不及動作，故該值應正確設置。
4. 開始試驗按鈕
檢查試驗參數均設置正確後，即可開始試驗。試驗期間，界麵上的“當前頻率Hz”欄可以觀察到當前測試儀輸出的實時頻率。測試儀未輸出電壓時，保護上的“異常”燈會亮。當測試儀輸出的頻率小於保護的“啟動值”時，保護上“啟動”燈亮，即啟動低周動作元件。
試驗的過程如下：輸出50Hz電壓電流，經過變化前延時——頻率以df/dt速率均勻下滑至“測試初值”——按“變化步長”以“整定動作時間”＋0.2秒的時間間隔逐格下降頻率並記錄是否保護動作。
3.7頻率及高低周試驗
功率方向及阻抗測試模塊主要用來測試電力係統中與“方向”有關的保護，例如功率方向保護、負序功率方向、零序功率方向、相間功率方向、逆功率方向、相間阻抗和接地阻抗等等，測試它們的動作邊界、最大靈敏角，以及電壓、電流的動作值和動作時間、動作阻抗等。下麵僅以“功率方向保護”為例，對這個測試模塊的各個測試單元進行介紹，主界麵如下圖所示：
l 即包含功率方向保護的各種測試項目，也可以進行相間和接地阻抗的各項測試
l 軟件引入了“突變量啟動”選項，能滿足需突變量啟動的保護的測試要求
l 采用兩種示圖方式，使試驗的過程不再神秘抽象
l 邊界測試時，能自動繪出兩條動作邊界，自動計算最大靈敏角並繪製最大靈敏線
第一節 界麵說明
1. 測試項目
（1）測試對象名稱
可選擇的保護裝置類型有“功率方向保護”、“負序功率保護”、“負序功率方向”、“零序功率”、“零序功率方向”、“相間功率方向”、“逆功率保護”、“相間阻抗”和“接地阻抗”。
（2）突變量啟動
選擇突變量啟動時，試驗過程中每次都是先輸出故障前狀態量，然後再輸出試驗所設定的電壓電流量，為了滿足某些保護對突變量啟動的需要，此時需要設定“故障前時間”。若不選突變量啟動，則“故障前時間”無效（自動為0），試驗時每次直接輸出試驗所設定的電壓電流量，並且連續變化。
以“測電壓”為例，突變量的意義可以用右圖表示。點擊“開始試驗”按鈕後，測試儀先輸出正常的電壓，並維持至“故障前電壓”結束；後輸出“故障電壓1”（界麵上設置的故障電壓），並維持至“最大故障時間”結束；後測試儀短暫停止輸出（當“試驗間斷時間”不為0時）。
之後，測試儀再次輸出正常的電壓，並維持至“故障前電壓”結束；後輸出“故障電壓2”（變量變化了一個步長之後的電壓），並維持至“最大故障時間”結束；後測試儀短暫停止輸出（當“試驗間斷時間”不為0時）。如此循環輸出。
這樣，測試儀的輸出總是從正常電壓100V突變到故障電壓。整個輸出變化過程如右圖所示：
2. 測邊界
自動測試出方向性保護的兩個動作邊界，並且自動計算出最大靈敏角。在“顯示動作角矢量圖”的顯示方式下，從主界麵右側的圖中可以很直觀地觀察到兩條邊界線和最大靈敏線。
（1）試驗參量
選定一個電壓和一個電流輸出，其夾角Φ（U，I）在給定範圍內變化，測試出左右動作邊界。
考慮到保護一般采用90°接線方式，所以測試時也一般取線電壓和第三相的相電流，如取電壓UAB，電流IC。有時也可以選一相電壓和一相電流進行試驗，但一般不選線電流。注意，所選電壓電流的值可以設定，但未被選擇的各相電壓值均等於額定電壓，角度保持對稱，未被選擇的各相電流均為0。
設置Φ（U，I）的搜索範圍時，首先應了解保護裝置的“最大靈敏角”的整定值，要保證設置的搜索範圍能覆蓋保護實際的兩個動作邊界，即搜索始值和搜索終值均應設置在動作區之外，測試儀從“非動作區”向“動作區”搜索。
搜索開始時保護不動作，當角度變化到某一值時保護動作，即認為找到一個動作邊界，並在圖中劃條線，然後立即轉換搜索方向搜索另一個邊界角（備注：此時測試儀輸出的起始角度就是所設置的“搜索終值”）。當搜索出第二條動作邊界時，軟件再次劃線。在計算出最大靈敏線後，軟件自動在圖中標出最大靈敏線。
（2）動作角定義
根據所測試的保護類型選擇動作角是“試驗相夾角”、“（U0，I0）”還是“（U2，I2）”。若是普通功率方向或阻抗繼電器時選“試驗相夾角”，即所選試驗電壓電流的夾角。若是零序或負序保護時，應選（U0，I0）或（U2，I2）。
（3）矢量圖顯示
當選擇“顯示三相電壓、電流矢量圖”時，圖中顯示的是各相電壓電流的矢量圖。
當選擇“顯示動作角矢量圖”時，圖中隻顯示所選定動作角的電壓量和電流量。如選（U2，I2），則隻顯示U2和I2的值和角度。這種顯示方式，便於直觀地觀察到動作邊界的搜索過程。
3. 測電流
測動作電流的方法是：電壓和夾角固定，電流由小到大按步長遞增，直到保護動作，測出動作電流值。試驗中Φ（U，I）夾角一般應設置為保護的最大靈敏角。如右圖所示：
試驗時，選取一個線電壓，為非變量；選取第三相電流，為變量。電流的變化範圍應包含保護的整定動作電流。軟件對角度的定義是：電壓超前電流的角度為正。所以設置角度時應注意正、負角。一般，當角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時，保護動作最靈敏，測出的動作電流也趨於一個定值。當設置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界，測出的動作電流可能偏大或不動作。
4. 測電壓
測動作電壓方法是：電流和夾角固定，電壓由小到大按步長遞增，直到保護動作，測出動作電壓值。試驗中Φ（U，I）夾角一般應設置為保護的最大靈敏角。
試驗時，選取一相電流，為非變量；選取另外兩相的線電壓，為變量。電壓的變化範圍應包含保護的整定動作電壓。軟件對角度的定義是：電壓超前電流的角度為正。所以設置角度時應注意正、負角。一般，當角度為最大靈敏角或接近最大靈敏角時，保護動作最靈敏，測出的動作電壓也趨於一個定值。當設置的角度接近兩個動作邊界或稍微超出邊界，測出的動作電壓可能偏大或不動作。
5. 測動作時間
測動作時間的方法是：直接給保護加一個動作電壓和動作電流，並且電壓與電流的夾角應設置在動作區內，最好是靈敏角。保護動作即記錄下動作時間。
6. 測阻抗
測動作阻抗的方法與上麵的“測電壓”、和“測電流”很相似，也是通過單獨改變電壓或電流使保護動作。所不同的是，該單元記錄的是保護的動作阻抗值，而不是動作電壓或動作電流。如下圖所示：
Φ（U，I）的夾角要保證在保護動作區內，一般取最大靈敏角。
阻抗值是根據動作時的電壓電流值計算得出的，注意如果是接地阻抗時，要考慮零序補償係數的問題，這種情況必須正確設置零序補償係數，默認值為0.667。
第二節 試驗指導
1. 微機保護對角度的定義
一般，微機保護對角度的定義為：電壓超前電流的方向為正，反之為負。並且，常常默認電壓的角度為0°，即電流的角度是以電壓為參考的。右圖所示為某功率方向保護的動作特性。其最大靈敏角為－45°，兩個動作邊界分別為：－135°≤Φ≤45°。這與X/Y坐標裏的角度概念正好相反。
圖中，陰影部分為保護的動作區，對應著兩個動作邊界：45°和－135°。試驗設置試驗參數時，應保證兩個搜索邊界分別大於45°和小於－135°，也即在非動作區。然後將由非動作區向動作區搜索。
2. 動作邊界的搜索
在測試保護的最大靈敏角時，若不知道其實際的動作邊界，可采用以下方法進行探求：
將“測邊界”頁麵中的“Ф（U，I）搜索範圍從”設置為0°，開始試驗。若保護不動作，再將該參數該為30°，以次類推。假設當Ф（U，I）為20°時保護不動作，在0°時動作，則說明保護的一條動作邊界在0°～20°之間。用同樣的方法找出保護動作的另一條邊界的大致範圍，假設為－130°～－120°。
在軟件界麵上設置搜索角時應注意，軟件總是從“Ф（U，I）搜索範圍從”這個角度開始按步長增加，測試出一條動作邊界後，再從“到”這個角度開始按步長減小。所以，假設“Ф（U，I）搜索步長”設置為1°（正值），則以上麵的數據為例時，“Ф（U，I）搜索範圍從”應設為-130°，“到”應設為20°。