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。

試驗(yàn)原理

根據(jù)阻抗整定特性的不同，程序提供了兩種不同的掃描方式：輻射式，平行式。輻射式掃描一般用于搜索圓形、四邊形等封閉式的動(dòng)作邊界（如阻抗繼電器），而平行式則通常用于直線動(dòng)作邊界特性的掃描（如功率方向繼電器）。

1. 輻射式掃描原理

試驗(yàn)中待測(cè)試的掃描邊界點(diǎn)由掃描角區(qū)域和步長決定，此處，掃描角度以平行于R 軸為 0°。例：取掃描角區(qū)域?yàn)?0°到 360°，步長為 30°，則程序自動(dòng)以 0°為起點(diǎn)，以360°為終點(diǎn)，按逆時(shí)針方向，每隔 30°計(jì)算一條掃描線。各掃描線的起點(diǎn)均為中心阻抗Z ，長度由掃描半徑?jīng)Q定，每條掃描線與整定邊界特性的交叉點(diǎn)即為測(cè)試時(shí)等待搜索的動(dòng)作邊界點(diǎn)。

如果程序計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)某條掃描線的搜索起點(diǎn)或終點(diǎn)的電壓、電流越限，則自動(dòng)忽略該掃描線。

測(cè)試開始時(shí)，測(cè)試儀首先測(cè)試中心點(diǎn)的動(dòng)作情況。中心點(diǎn)必須動(dòng)作，否則將停止試驗(yàn)。這是因?yàn)檠孛恳粧呙璋霃骄€由半徑端點(diǎn)向中心點(diǎn)搜索被認(rèn)為是從動(dòng)作區(qū)外向動(dòng)作區(qū)內(nèi)搜索，如中心點(diǎn)不動(dòng)，搜索勢(shì)必?zé)o法進(jìn)行。中心點(diǎn)動(dòng)作后，沿每條半徑線的搜索是從半徑端點(diǎn)逐點(diǎn)向前推進(jìn)進(jìn)行測(cè)試，在半徑端點(diǎn)處不動(dòng)作，逐點(diǎn)推進(jìn)直至找到動(dòng)作點(diǎn)，即為該線的動(dòng)作邊界值，在阻抗平面上打上圓點(diǎn)標(biāo)記，再進(jìn)入下一條線搜索。

在每一個(gè)阻抗點(diǎn)，裝置首先進(jìn)入故障前狀態(tài)輸出正常狀態(tài)值，等待“故障前時(shí)間”，再輸出故障狀態(tài)量（此故障量根據(jù)該點(diǎn)阻抗和故障電流計(jì)算得出）。

1. 平行式掃描原理

試驗(yàn)中待測(cè)試的掃描邊界點(diǎn)由起點(diǎn)阻抗Z、掃描線傾角、間距以及掃描線數(shù)目決定，同理，此處掃描線傾角以平行于R 軸為0°。設(shè)置完以上參數(shù)后，程序自動(dòng)以起點(diǎn)阻抗Z 為開始，沿R 軸正方向，按“掃描間距”等距離地計(jì)算各掃描

線，掃描線的方向平行于“掃描傾角”方向，掃描線的長短由“掃描長度”確定。每條掃描線與整定邊界特性的交叉點(diǎn)即為測(cè)試時(shí)等待搜索的動(dòng)作邊界點(diǎn)。

如果程序計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)某條掃描線的搜索起點(diǎn)或終點(diǎn)的電壓、電流越限，則自動(dòng)忽略該掃描線。

試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)步驟1：設(shè)置輸出和開入量

1. UA UB UC Ua：測(cè)試儀使用UA、UB、UC、UX（或Ua）進(jìn)行電壓輸出。
2. Ua Ub Uc UA：測(cè)試儀使用Ua、Ub、Uc、UA（輸出UX）進(jìn)行電壓輸出，當(dāng)使用六相電壓的測(cè)試儀時(shí)，選擇該選項(xiàng)才有效。
3. IA IB IC：測(cè)試儀使用IA、IB、IC進(jìn)行電流輸出。
4. Ia Ib Ic：測(cè)試儀使用Ia、Ib、Ic進(jìn)行電流輸出，當(dāng)使用六相電流的測(cè)試儀時(shí)，選擇該選項(xiàng)才有效。

試驗(yàn)步驟2：掃描設(shè)置

1. 掃描方式：輻射式掃描比較適用于封閉型的動(dòng)作邊界特性掃描；平行式掃描比較適用于直線式邊界特性的掃描。
2. 搜索方式：可選擇雙向逼近和單向逼近兩種搜索方式。

1、雙向逼近，即對(duì)分搜索方式，先測(cè)試搜索起點(diǎn)（在非動(dòng)作區(qū)）和終點(diǎn)（在動(dòng)作區(qū)）的動(dòng)作情況之后，取二者的中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，如果動(dòng)作，則將該點(diǎn)取代終點(diǎn)，如果不動(dòng)作，則將該點(diǎn)取代起點(diǎn)，再取起點(diǎn)和終點(diǎn)之中點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，如此不斷推進(jìn)，一直搜索至所取***兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間差值在“搜索精度”范圍之內(nèi)才認(rèn)為找到動(dòng)作邊界點(diǎn)。雙向搜索可以搜索到較***的動(dòng)作邊界點(diǎn)，搜索速度也更快捷。

2、單向逼近，從起點(diǎn)開始，按所設(shè)置步長從變化初值向變化終值的方向一步一步進(jìn)行搜索，當(dāng)搜索至某個(gè)點(diǎn)時(shí)保護(hù)動(dòng)作，則認(rèn)為搜索到動(dòng)作點(diǎn)，打下一個(gè)點(diǎn)后結(jié)束該條搜索線的搜索并進(jìn)入下一條搜索線搜索。

1. 搜索精度：當(dāng)設(shè)置為“雙向逼近”的搜索方式時(shí)，它是搜索的***兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間距離，只有小于該距離才停止搜索。當(dāng)設(shè)置為“單向逼近”的搜索方式時(shí)，該值表示搜索阻抗的步長。
2. 掃描范圍：為了加快動(dòng)作邊界的搜索，各掃描線上的搜索起點(diǎn)應(yīng)盡可能地接近邊界點(diǎn)，為此程序提供了掃描范圍的設(shè)置，邊界點(diǎn)只在每條掃描線掃描半徑的(100 - 掃描范圍)%到100%之間進(jìn)行搜索。一般地，應(yīng)保證掃描半徑的(100 - 掃描范圍)%位于動(dòng)作區(qū)內(nèi)，100%位于動(dòng)作區(qū)外，即掃描線必須完全覆蓋動(dòng)作邊界。
3. 坐標(biāo)半徑：阻抗圖顯示的坐標(biāo)正半軸、負(fù)半軸長度。
4. 掃描半徑：掃描半徑應(yīng)大于保護(hù)阻抗整定值的一半，以保證掃描圓覆蓋保護(hù)的各個(gè)動(dòng)作邊界。搜索時(shí)是從非動(dòng)作區(qū)（掃描線外側(cè)點(diǎn)）開始掃描。試驗(yàn)期間，如果發(fā)現(xiàn)在掃描某條搜索線的外側(cè)起點(diǎn)時(shí)，保護(hù)就動(dòng)作了，則說明這條掃描線沒有跨過實(shí)際的阻抗邊界，即整個(gè)搜索線都在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，不符合“每條搜索線都應(yīng)一部分在動(dòng)作區(qū)內(nèi)，另一部分在動(dòng)作區(qū)外”的原則。這時(shí)，請(qǐng)適當(dāng)增大“掃描半徑”。
5. 起始角度：掃描角的起始角。
6. 終止角度：掃描角的終止角，終止角和起始角沿逆時(shí)針方向所包圍的區(qū)域即為掃描角區(qū)域。
7. 角度步長：從掃描角起點(diǎn)開始，以步長為間距，沿逆時(shí)針方向確定需要測(cè)試的掃描線。通過設(shè)置起始角度、終止角度以及角度步長來設(shè)置系列搜索線。如果角度步長設(shè)置得很小，雖然搜索出的點(diǎn)很多，有利于提高邊界搜索精度，但也會(huì)大量增加試驗(yàn)時(shí)間，實(shí)際測(cè)試時(shí)請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)慕嵌炔介L。
8. 掃描長度：平行式掃描時(shí)，每條掃描線段的長度。
9. 掃描間距：平行式掃描時(shí)，相鄰兩條掃描線之間的***短距離。
10. 掃描線數(shù)：平行式掃描時(shí)，從起點(diǎn)阻抗 Z 開始，平行掃描線的***條數(shù)。
11. 掃描傾角：平行式掃描時(shí)，每條平行掃描線的傾斜角，相對(duì)于橫坐標(biāo)的正方向而言，即與 R 軸正方向的夾角。
12. Z：極坐標(biāo)形式的幅值。
13. Φ：極坐標(biāo)形式的角度。
14. R：直角坐標(biāo)形式的電阻。
15. X：直角坐標(biāo)形式的電抗。

試驗(yàn)步驟3：故障設(shè)置

1. Kr、Kx：用于計(jì)算零序補(bǔ)償系數(shù)（Kr／Kx），如果定值所給的參數(shù)形式與此不同，可按如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

Kr = ( R0 / R1 – 1 ) / 3

Kx = ( X0 / X1 – 1 ) / 3

如果定值單中不是給出電阻和電抗的值，而是正序和零序阻抗，以及正序和零序靈敏角，則應(yīng)將它們轉(zhuǎn)換成電阻和電抗，再代入上述公式進(jìn)行計(jì)算。對(duì)某些保護(hù)以Ko、Φ方式計(jì)算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，則Ko為一實(shí)數(shù)，此時(shí)需設(shè)置Kr＝Kx＝Ko 。

1. 額定電壓：在額定狀態(tài)時(shí)輸出的電壓值，一般為57.740V。
2. 額定頻率：在試驗(yàn)時(shí)輸出的頻率值，一般為50Hz。
3. 負(fù)荷電流：在額定狀態(tài)時(shí)輸出的電流值。
4. 負(fù)荷電流相位：以電壓為參照，負(fù)荷電流相對(duì)于電壓的角度偏移。
5. 故障前時(shí)間：故障前時(shí)間內(nèi)輸出空載（或負(fù)荷）狀態(tài)，通常用于模擬繼電器或保護(hù)的復(fù)歸。一般地，故障前時(shí)間必須能保證保護(hù)可靠復(fù)歸。
6. 故障時(shí)間：故障時(shí)間階段輸出故障后的電壓、電流狀態(tài)。為了正確地搜索出本段的動(dòng)作邊界，必須保證“故障時(shí)間”的設(shè)置大于本段的整定動(dòng)作時(shí)間，但小于下一段的整定動(dòng)作時(shí)間。如測(cè)試距離保護(hù)II 段的動(dòng)作邊界，則“故障時(shí)間”必須大于II 段的整定時(shí)間，但小于III 段的整定時(shí)間。
7. 故障類型：程序提供了11 種故障類型，包括A 、B 、C 接地，AB 、BC 、CA 相間短路，AB 、BC 、CA 兩相接地，三相短路。
8. 故障方向：可設(shè)置為正向故障或反向故障。
9. 短路電流：短路故障時(shí)，流經(jīng)保護(hù)安裝處的故障相電流。
10. 防抖動(dòng)時(shí)間：當(dāng)保護(hù)裝置的動(dòng)作接點(diǎn)閉合或打開時(shí)間小于該時(shí)間，則接點(diǎn)動(dòng)作不被確認(rèn)。
11. Ux為第四路電壓通道，共有6種模式：

0 不輸出電壓。

+3Uo 三相交流電壓的矢量和。

-3Uo 三相交流電壓矢量和的反相輸出。

+√3×3Uo √3倍的三相交流電壓的矢量和。

-√3×3Uo √3倍的三相交流電壓矢量和的反相輸出。

自定義 輸出自定義的電壓和角度。

試驗(yàn)步驟4：特性設(shè)置

設(shè)置完阻抗特性圖的參數(shù)后，點(diǎn)擊“應(yīng)用”即可繪制出設(shè)置的阻抗特性圖。

1. 特性形狀：選擇保護(hù)裝置的整定邊界特性，可進(jìn)行以下選擇,

圓特性：包含橢圓等類圓特性，以輸入的兩個(gè)點(diǎn)為直徑，中點(diǎn)為圓心繪制特性圓；

四方CSC型保護(hù)裝置：針對(duì)北京四方公司的CSC型線路保護(hù)裝置；

自定義：根據(jù)用戶添加的阻抗點(diǎn)，將之連接形成特性圖。

1. 相對(duì)誤差：實(shí)際測(cè)試點(diǎn)與理論點(diǎn)的幅值的百分比。

試驗(yàn)步驟5：開始試驗(yàn)

1. 確認(rèn)連線無誤后，單擊“開始試驗(yàn)”按鈕或鍵盤上的F2快捷鍵，開始試驗(yàn)。
2. 單擊“退出試驗(yàn)”按鈕或鍵盤上的F3快捷鍵可退出試驗(yàn)。