阻抗特性

阻抗特性試驗單元用于自動測試阻抗型繼電器（包括阻抗繼電器、功率方向繼電器等）的動作邊界，即 Z(φ) 動作邊界特性。

試驗原理

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作邊界（如阻抗繼電器），而平行式則通常用于直線動作邊界特性的掃描（如功率方向繼電器）。

1. 輻射式掃描原理

試驗中待測試的掃描邊界點由掃描角區(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)域為 0°到 360°，步長為 30°，則程序自動以 0°為起點，以360°為終點，按逆時針方向，每隔 30°計算一條掃描線。各掃描線的起點均為中心阻抗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即為測試時等待搜索的動作邊界點。

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

測試開始時，測試儀首先測試中心點的動作情況。中心點必須動作，否則將停止試驗。這是因為沿每一掃描半徑線由半徑端點向中心點搜索被認(rèn)為是從動作區(qū)外向動作區(qū)內(nèi)搜索，如中心點不動，搜索勢必?zé)o法進(jìn)行。中心點動作后，沿每條半徑線的搜索是從半徑端點逐點向前推進(jìn)進(jìn)行測試，在半徑端點處不動作，逐點推進(jìn)直至找到動作點，即為該線的動作邊界值，在阻抗平面上打上圓點標(biāo)記，再進(jìn)入下一條線搜索。

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

1. 平行式掃描原理

試驗中待測試的掃描邊界點由起點阻抗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，程序自動以起點阻抗Z 為開始，沿R 軸正方向，按“掃描間距”等距離地計算各掃描

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即為測試時等待搜索的動作邊界點。

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

試驗步驟

試驗步驟1：設(shè)置輸出和開入量

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

試驗步驟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，即對分搜索方式，先測試搜索起點（在非動作區(qū)）和終點（在動作區(qū)）的動作情況之后，取二者的中點進(jìn)行測試，如果動作，則將該點取代終點，如果不動作，則將該點取代起點，再取起點和終點之中點進(jìn)行測試，如此不斷推進(jìn)，一直搜索至所取***兩個測試點之間差值在“搜索精度”范圍之內(nèi)才認(rèn)為找到動作邊界點。雙向搜索可以搜索到較***的動作邊界點，搜索速度也更快捷。

2、單向逼近，從起點開始，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)搜索至某個點時保護(hù)動作，則認(rèn)為搜索到動作點，打下一個點后結(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，它是搜索的***兩個測試點之間距離，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，該值表示搜索阻抗的步長。
2. 掃描范圍：為了加快動作邊界的搜索，各掃描線上的搜索起點應(yīng)盡可能地接近邊界點，為此程序提供了掃描范圍的設(shè)置，邊界點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)%位于動作區(qū)內(nèi)，100%位于動作區(qū)外，即掃描線必須完全覆蓋動作邊界。
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)的各個動作邊界。搜索時是從非動作區(qū)（掃描線外側(cè)點）開始掃描。試驗期間，如果發(fā)現(xiàn)在掃描某條搜索線的外側(cè)起點時，保護(hù)就動作了，則說明這條掃描線沒有跨過實際的阻抗邊界，即整個搜索線都在動作區(qū)內(nèi)，不符合“每條搜索線都應(yīng)一部分在動作區(qū)內(nèi)，另一部分在動作區(qū)外”的原則。這時，請適當(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：從掃描角起點開始，以步長為間距，沿逆時針方向確定需要測試的掃描線。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，雖然搜索出的點很多，有利于提高邊界搜索精度，但也會大量增加試驗時間，實際測試時請選擇適當(dāng)?shù)慕嵌炔介L。
8. 掃描長度：平行式掃描時，每條掃描線段的長度。
9. 掃描間距：平行式掃描時，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，從起點阻抗 Z 開始，平行掃描線的***條數(shù)。
11. 掃描傾角：平行式掃描時，每條平行掃描線的傾斜角，相對于橫坐標(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。

試驗步驟3：故障設(shè)置

1. Kr、Kx：用于計算零序補(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)行計算。對某些保護(hù)以Ko、Φ方式計算的，如果Φ(Z1)＝Φ(Z0)，即PS1=PS0，則Ko為一實數(shù)，此時需設(shè)置Kr＝Kx＝Ko 。

1. 額定電壓：在額定狀態(tài)時輸出的電壓值，一般為57.740V。
2. 額定頻率：在試驗時輸出的頻率值，一般為50Hz。
3. 負(fù)荷電流：在額定狀態(tài)時輸出的電流值。
4. 負(fù)荷電流相位：以電壓為參照，負(fù)荷電流相對于電壓的角度偏移。
5. 故障前時間：故障前時間內(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，故障前時間必須能保證保護(hù)可靠復(fù)歸。
6. 故障時間：故障時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作邊界，必須保證“故障時間”的設(shè)置大于本段的整定動作時間，但小于下一段的整定動作時間。如測試距離保護(hù)II 段的動作邊界，則“故障時間”必須大于II 段的整定時間，但小于III 段的整定時間。
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，流經(jīng)保護(hù)安裝處的故障相電流。
10. 防抖動時間：當(dāng)保護(hù)裝置的動作接點閉合或打開時間小于該時間，則接點動作不被確認(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。

試驗步驟4：特性設(shè)置

設(shè)置完阻抗特性圖的參數(shù)后，點擊“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，以輸入的兩個點為直徑，中點為圓心繪制特性圓；

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

自定義：根據(jù)用戶添加的阻抗點，將之連接形成特性圖。

1. 相對誤差：實際測試點與理論點的幅值的百分比。

試驗步驟5：開始試驗

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