同期实验

该测试模块用于准同期装置测试，也可用于线路检同期、检无压的同期重合闸保护。

l 能测试同期各项动作值、电压闭锁值、频率闭锁值、导前角及导前时间、调压脉宽、调频脉宽

l 能进行自动准同期装置的自动调整试验

l 可以测试自动准同期装置，也可测试同期类各种继电器（如同步继电器）

l 可以测试线路检同期、检无压的同期重合闸保护

l 可以自动测试，也可手动测试

 

 

第一节   界面说明

1. 测试项目

（1）同期动作值

   用于测试同期电压差、频率差、角度差的动作值。其右侧的下拉菜单有“调电压”、“调角度”和“调频率”三个选项。选中其中一项后，再设置界面下端的“变电压（频率、角度）步长”。开始试验后，可按所设置的变化步长手动增减相应的量至同期接点动作，即测出相应的同期动作值。用该功能也可对线路检同期或检无压的重合闸保护进行测试。

   上述三个参量中，当要测试某一个时，应该总是预先让其它两个参量满足同期条件，通过改变需测试的参量的值，最终使同期装置完全满足同期要求而动作。

   下面以测试同期电压值为例来说明试验的方法：

   先设定“调电压”，设待并侧电压V1为90V，不满足同期条件。设待并侧频率F1和相位Φ1满足同期条件（可设与系统侧频率很接近的49.9Hz、相位任意，也可设为频率相等50Hz、相位相等0°），同时设置一定的“变电压步长”。点击“添加”按钮，将所设置的参数添加进测试数据区中。开始试验后，手动按步长增▲（或减▼）键，改变电压至同期装置动作。

   试验期间，如果频率不相等，可以观察到“待并侧”和“差值”栏中的角度在不断地变化。如果按下按钮栏里的“同步指示器”按钮，从打开的同步窗口中更能观察到待并侧电压矢量在不断地旋转且长度在变化。如果两侧频率相等，待并侧电压矢量不会旋转，仅长度变化。当同期三个条件：电压、频率和相角均满足要求（待并侧与系统测两电压矢量接近到允许范围时），同期装置将会发出口信号。测试仪记录下动作时的压差、频差和角差。

注意：

   手动改变待并侧电压和角度值的方法是按键盘的▲、▼键，手动改变待并侧频率值的方法是按键盘上的◄、►键，将鼠标移至按钮栏中会有提示。

   软件固定系统侧电压的频率为50Hz，角度为0°，系统侧的电压默认为100V，但允许调整。待并侧电压由测试仪的UA输出，系统侧电压由测试仪的UC。

（2）电压闭锁值

   试验前先设置待并侧的电压和频率满足装置的同期条件，但电压也有一定差值，频率有一定差值，可以使两侧角差能周期性拉开和摆拢。试验开始后，由于两侧电压的幅值和频率满足同期条件，每当角度摆入动作范围内，同期装置发出合闸命令（从装置的动作指示灯开云在线平台观察到）。手动或自动增、减待并侧电压至同期装置闭锁（在动作角差内不再动作）。自动变化时测试仪每次都朝电压差增大的方向改变待并侧电压，使压差逐步增大到同期装置不再动作（动作闭锁），即测得压差闭锁值。

（3）频率闭锁值

   试验前先设置待并侧与系统侧的电压和频率满足装置的同期条件，但频率有一定差值可以使两侧角差能周期性拉开和摆拢。试验开始后，由于两侧电压的幅值和频率满足同期条件，每到角度摆入动作范围内，同期装置发出合闸命令。手动或自动增、减待并侧频率至同期装置闭锁（在动作角差内不再动作）。自动变化时测试仪每次都朝频率差增大的方向改变待并侧频率，使频差逐步增大到同期装置不再动作（动作闭锁），即测得频差闭锁值。

（4）导前角及导前时间

   试验前先设待并侧与系统侧的电压相等，频率不满足同期条件。试验开始后，由于频差较大，在角度旋转中，同期装置不发合闸命令。手动或自动增、减待并侧电压的频率。当待并侧频率处于临界允许动作值，且角度摆入动作范围内时，同期装置第一次动作发合闸命令。测试仪将计算并记录下频差刚满足同期条件时的导前角和导前时间。

   导前角与导前时间存在以下关系：

△ф = △t / Tw•360o           Tw = 1 / │f1-f2│

其中：   △ф为导前角                  △t为导前时间

f1为待并侧电压的频率          f2为系统侧电压的频率

   自动试验时，软件总是在每一个周期内检查同期装置是否有合闸脉冲传来。如果测试仪在一个周期内未接收到合闸脉冲，则自动朝频差减小的方向改变待并侧频率。如此每周期进行调整，直至同期装置发动作信号。软件即计算并记录下此时的导前角和导前时间。

（5）调压脉宽或调频脉宽

   自动准同期装置在压差和频差不满足同期条件时，可以自动发升、降电压或升、降频率的脉宽信号。该信号的脉宽和周期可以在此功能中测量。

   调压脉宽试验方法：

试验前先设置待并侧的电压不满足同期条件（低于或高于系统侧电压）。频率满足条件但不相等，可以使两侧角差能周期性拉开和摆拢。将同期装置的升、降压信号分别接入测试仪开入A和a中。试验时，由于电压不满足同期条件，装置不发合闸信号，但周期性发“升（降）压”信号。这时，测试仪将可以测量在这一压差下的调压脉宽和调压周期。调压脉宽一般与压差基本呈线性关系。

   调频脉宽试验方法：

   试验前先设置两侧电压满足同期条件，但频率不满足同期条件（低于或高于待并侧频率）。将同期装置的升、降频率信号分别接入测试仪开入B和b中。试验时，由于频率不满足同期条件，装置不发合闸信号，但周期性发“升（降）频”信号，这时，测试仪将可以测量在这一频差下的调频脉宽和调频周期。调频脉宽一般与频差基本呈线性关系。

（6）调整试验

   调整试验的过程是：

   试验前设置待并侧电压的幅值和频率均与系统侧差值较大，不满足同期条件。试验时，由同期装置给测试仪发“升压”、“降压”或“升频”、“降频”信号，测试仪根据接收到的信号自动地按设置的变化率向“满足同期条件”的方向调整待并侧电压和频率，直到压差、频差和角差均满足同期条件，同期装置发合闸命令为止。测试仪将记录下合闸时的压差、频差和角差。

   试验期间，当压差或频差满足同期要求时，同期装置上压差合格灯或频差合格灯亮，若角差也满足要求时，同期装置即并发合闸信号。这就是同期的三个动作必要条件：待并侧与系统侧的频率基本相等、电压基本相等以及相位差小于一定值。

2. 其它参量

（1）调整方式与步长

   在各测试项目下，软件设置了不同的调整方式。测试“同期动作值”、“调压脉宽”、“调频脉宽”等项目时，软件仅为“手动”调整，其它几个测试项目则既可以“手动”也可以“自动”调整。“手动” 的调整方式下，要求在试验期间通过按键盘上的▲▼、◄►键，或软件界面上的相关按钮来改变变量的输出；“自动”调整方式下，测试仪是依据同期装置发来的调整信号而自动调整变量的输出。

（2） 添加、删除与全部删除

   试验时可以把多个项目设置好后一次性完成所有试验。基本操作过程是：选择测试项目——设置测试该项目所需的各种参数——确定无误后点击“添加”按钮，将该项目添加至列表框中——点击开始试验按钮开始试验，将按添加的项目顺序依次进行试验。如果想删除测试项目列表中的某一项，则先用鼠标选中它，然后点击“删除”按钮。如果想删除列表中的全部项目，则直接点击“全部删除”按钮。

（3）同步窗口

   根照同期装置的整定值，设置△V、△F、△Fmin、△Fmax以及△φ的值。注意这些值在试验过程中只起参考作用，不影响试验。设置完之后，可以在右侧的图中实时观察到相应的效果图。在试验过程中将看到试验轨迹。

（4）两侧固有角度差

   这是两侧的接线角差、变压器Y/△角差等各种固有角差之和。试验时软件将自动对该角度进行补偿。

（5） 断路器合闸时间

   断路器的合闸延时，模拟同期装置发合闸命令后断路器的延时合闸。

（6）开入防抖动时间

   用于消除试验期间保护继电器接点抖动对试验造成的影响。对微机同期装置一般设5ms，对继电器一般设20－40ms。

（7）同步指示器

   试验期间点击“同步指示器”按钮打开同步指示器，能观察到待并侧与系统侧在试验过程中的电压幅值、频率与相角的变化矢量图。如右图所示：

 

 

 

第二节   试验指导

1. 试验接线

● 电压接线

待并侧电压U1接测试仪UA，系统侧电压U2接测试仪UC，中性线UN接测试仪的UN。

● 开入量接线：

   同期装置“升压”、“降压”、“升频”、“降频”开出信号分别接测试仪开入A、a、B、b，合闸动作出口信号接测试仪开入R，同期装置上述开出信号的另一端短接，接至测试仪开入量的公共端（红色端子）。如果保护的各个开出是有源接点，注意将各个开出接点的正电源接测试仪开入量的公共端。

注意：

   进行同期试验测试时，开始应按下同期装置的启动按钮。试验前请查找装置上的同期启动信号输入端子，引出两根线。开始试验后，先短接它们以启动同期装置。另外，有些同期装置能设置同期时间，试验期间，如果同期过程超过该时间，装置将闭锁本次同期合闸，同时发告警信号。此时应再次按下同期启动按钮或短接上述两根线以再次启动同期。

3.9整组试验Ⅰ和Ⅱ

   整组试验相当于继电保护装置的静模试验，通过设置各试验参数，模拟各种瞬时、永久性的单相接地、相间短路或转换性故障，以达到对距离、零序保护装置以及重合闸的动作进行整组试验或定值校验。下面以“整组试验Ⅰ”为例，简要说明其使用方法。软件界面如图。

l 整组校验过流、零序和距离等保护，进行整组传动试验

l 能测试在有（无）检同期和检无压条件下，重合闸及后加速动作情况

l 能模拟转换性故障、反方向故障

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一节   界面说明

1. 故障量设置  

● 故障类型

可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型故障。

● 整定阻抗

按照定值单给定的阻抗设置方式，故障阻抗可以Z、Φ方式输入或R、X方式输入，当以一种方式输入，另一种方式的值软件会自动计算出来。

● 短路阻抗倍数

为nד整定阻抗”，以此值作为短路点阻抗进行模拟。一般按0.95或1.05倍整定值进行检查。如果不满足，也可以0.8或1.2倍整定值进行检查。这是“容忍性”的检查界限，如果保护还不能正确动作，请检查其它方面的原因。

● 零序补偿系数 

Ko = ( Z0 / Z1 – 1 ) / 3

如果正序组抗角Φ(Z1)与零序阻抗角Φ(Z0)不等，此时Ko为一复数，则常用Kor、Kox进行计算。

Kor = ( R0 / R1 – 1 ) / 3          Kox = ( X0 / X1 – 1 ) / 3

对某些保护(如901系列)以Ko、Φ方式计算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，则Ko为一实数，此时需设置Kor＝Kox＝Ko 。

● 故障方向

如果保护具有方向性，请注意选择正确的故障方向。

● 故障性质

选择“瞬时性”或“永久性”故障的不同点在于：在“时间控制”的试验方式下，选择“瞬时性” 故障时，当测试仪接收到保护的动作信号后即停止故障输出进入下一状态，尽管此时故障时间还没有结束；但在“永久性”故障时，即便测试仪接收到保护的动作信号，故障量继续存在，直到所设置的“故障持续时间” 到。也就是说，“永久性”故障时，测试仪的故障输出时间只受“故障持续时间”控制。因此，在“永久性”故障下试验容易造成后加速保护动作，并且重合闸无法重合。所以，建议一般选择“瞬时性”故障方式。

● 故障电流

以上只设置了相应的短路阻抗，如果再告诉软件一定的故障电流，软件将自动计算出相应的故障电压，由测试仪输出相应的故障电压和电流给保护。设置的故障电流应满足以下要求：1、大于保护的启动电流；2、故障电流与短路阻抗的乘积应不大于57.7V。

● 时间控制／接点控制

接点控制时，由测试仪接收到的保护的跳闸、重合闸、永跳接点变位信号来控制试验状态，决定测试仪在相应状态应输出的电流、电压。

时间控制时，装置根据所设置的时间顺序，依次输出故障前、故障时、跳闸、重合闸、永跳后的各种量，保护跳合闸时只记录时间，而不改变各种量的输出进程。

 

           故障前      故障状态     跳闸后正常状态  重合后故障状态    永跳后       

 

                 故障时间       断开时间      重合时间         

 

（1）故障时间、断开时间、重合时间

在时间控制方式，用于控制输出故障量的持续时间、故障断开后输出正常量的持续时间、重合闸再次输出故障量的持续时间，见上图。在接点控制时不起作用。

（2）转换性故障／非转换性故障

用于设置转换性故障。从故障开始时刻起，当转换时间到，无论保护是否动作跳开断路器，均进入转换后故障状态。但跳开相的电压电流不受转换性故障状态影响，其电压V＝57.7V（PT安装在母线侧）或0V （PT安装在线路侧），I=0A。故障转换时间是指从第一次故障开始时算起的时间。

（3）转换后故障类型

可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC型。一般转换后的故障类型设置为与第一次故障类型不同更符合实际。

（4）转换起始时刻和转换时间

可以设定为从第一次开始故障时起算，还是从保护跳闸后起算，还是从重合闸后起算，何时发生故障转换。

（5）故障起始角

故障发生时刻电压初始相角。由于三相电压电流相位不一致，合闸角与故障类型有关，一般以该类型故障的参考相进行计算：单相故障以故障相、两相短路或两相接地以非故障相、三相短路以A相进行计算。

（6）PT安装位置

模拟一次侧电压互感器是安装在母线侧还是线路侧。PT装于母线侧时，故障相断开后，该相电流为零，电压恢复到正常相电压（V＝57.7V，I=0A）； PT装于线路侧时，故障相断开后，该相电流及电压均为零（V＝0V，I=0A）。

（7）分相跳闸／三相跳闸

用于定义开入量A、B、C三端子是作为“跳A”、 “跳B”、 “跳C”端子还是“三跳”端子。若设为“分相跳闸”时，则单相故障时可以模拟只跳开故障相。即这种情况下，“跳A”、“跳B”、“跳C”哪几个信号到，模拟哪几相跳开。

（8）断路器断开／合闸延时

模拟断路器分闸/合闸时间。装置接收到保护跳/合闸信号后，将等待一段开关分闸/合闸延时，然后将电压电流切换到跳开/合闸后状态。

（9）故障后开出1延时闭合时间

输出故障量后开出1将会延时这一时间闭合。此功能可用于：在试验高频保护时，用开出1模拟收发信机的“对侧收信输入”信号。

（10）开出量2

开出2跟踪断路器的状态变化，即保护跳闸时，开出2断开，保护重合时，开出2闭合。故开出2可以作为模拟断路器使用。

2. 检同期重合闸及Ux设置  

（1）Ux选择

   Ux是特殊相，可设定输出 +3U0、-3U0、+×3U0、-×3U0、检同期Ua、检同期Ub、检同期Uc、检同期Ubc、检同期Uca、检同期Uab。

   前4种3U0的情况，Ux的输出值由当前输出的Ua、Ub、Uc组合出的3U0成分乘以各系数得出，并跟随其变化。

若选等于某检同期抽取电压值，则在测试线路保护检同期重合闸时，Ux用于模拟线路侧抽取电压。以检同期Ua为例，在断路器合上状态，Ux输出值始终等于母线侧Ua（但数值为100V），在保护跳闸后的断开状态，Ux值则等于所设定的检同期电压幅值和相角，该值可以设定为与此刻的Ua数值或相位有差，用以检验保护在此种两侧电压有差的情况下的检同期重合闸情况。

3. 整组试验Ⅱ说明 

   整组试验Ⅱ与整组试验Ⅰ的功能基本相同。整组试验Ⅰ是按照阻抗方式设定各种故障情况，用于保护进行整组试验，但对于某些保护无法获知故障阻抗，而只有故障电压和电流，如零序保护或35KV线路保护，此时可以用整组试验Ⅱ进行试验。

（1）故障类型  

   可设定为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABC型故障。

（2）故障电压U  

   对于单相故障和三相故障，故障电压U为故障相电压值，对于相间故障，故障电压U为故障两相的线电压值。

（3）整定电流I  

   为保护某段整定电流值。

（4）短路电流倍数  

   短路电流为试验倍数nד整定电流”,以此值作为短路点电流进行模拟试验。

 

注意：

   1. 整组试验中，所有故障数据全部由计算机完成。计算机根据所设定的故障电流和故障阻抗计算得出的短路电压，每相不得大于额定电压（57.7V），如果过大，则自动降低故障电流值，以满足Vf ≤ 额定电压（57.7V）的条件。

   2. 如果故障阻抗较小，一般应设置较大故障电流，故障阻抗较大，可设置较小故障电流，以使故障电压比较适当。这也符合实际运行情况。否则有可能影响测量结果。

其它各选项以及测试过程均与整组试验1完全相同。

第二节   试验指导

1. 整组试验过程说明

数据设定完毕，按下“           ”，装置输出“正常状态”的各相对称量，此时各相电压为为额定电压（57.7V）、电流为负荷电流。按下 “            ”按钮，或“开入c”接通，装置进入故障状态，输出故障电流、电压，加至保护装置上。保护跳闸后，装置输出跳闸后状态量。保护重合闸后，如果是瞬时性故障，装置输出正常量（各相电压为57.7V、电流为负荷电流）；如果是永久性故障，装置再次输出故障量，至保护第二次跳闸（永跳）后，再恢复输出正常量。

“开入c”接通时装置自动进入故障状态

此功能有两种作用： 1 、可模拟手合到故障线路后加速跳闸，可以很方便地测出动作时间。具体做法是将手合接点或TWJ接点接至“开入c”，手动合闸时接点动作测试仪即输出故障量，可测试保护的动作情况。2、可由GPS 装置的接点启动故障，模拟线路两侧同步故障。

试验期间，任何时候按下“停止”键，则试验过程中止并退出。

试验结束后，计算机自动将测试记录区中的测试结果在硬盘“试验报告整组试验”子目录下按文本格式存档，并可用“打印”按钮进行显示、打印。亦可以拷贝出来进行编辑、修改。

2. GPS控制试验

整组试验过程可以由GPS进行控制，用于模拟双电源线路两侧保护的同时同步试验，即由GPS控制两侧的两台测试仪同时同步启动进入故障前状态和进入故障状态，加上故障量给各自侧的保护，测试两侧保护的同时动作行为。

（1）GPS的脉冲输出：

GPS装置的脉冲输出口输出两路脉冲，一路是PPS脉冲，为每秒钟发一个，另一路是PPM脉冲，为每分钟发一个，每次发PPS或PPM脉冲时面板上有一个PPS指示灯和一个PPM指示灯会闪动。我们这里使用PPM脉冲用于试验。脉冲输出口为一D型9针插座。

（2）GPS装置与测试仪装置的联接：

用我们提供的专用GPS联接线将GPS装置的脉冲输出口与测试仪背板的通信接口联接。

（3）启动试验：

开启测试仪进入PC通信状态，在PC机“整组试验”界面上将“GPS控制开始试验”选项打钩。试验时两侧操作人员通过电话联系，并观察GPS装置上PPM脉冲指示灯的闪动，在PPM闪过一次而下一个PPM未到之前（此时间宽度有1分钟）的某一时刻，两侧操作人员基本同时按下界面上“开始试验”按钮，这时测试仪将进入预备状态，当下一个PPM脉冲到时刻两侧测试仪同步自动进入故障前状态输出故障前正常量，再下一个PPM脉冲到时刻同步进入故障状态，输出故障量。整个过程如下图：

 

         PPM                       PPM                     PPM                     PPM

                                        

                    手动启动       自动进入                  自动进入

                    开始试验       故障前状态                故障状态