*章  KS803微機控制繼電保護測試儀硬件操作

1.1 概述

是繼電保護通用測試裝置，主要用于各電壓等級的電磁型，集成電路型及微機型各類保護繼電器及保護系統(tǒng)的測試和 研究，可實現(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的 測試模塊。是電力基層單位保護裝置投運前調(diào)試和定期檢驗的*工具。

由內(nèi)嵌工控機或外接PC機控制，采用單機箱、模塊化結構，面板8.4 吋彩色LCD顯示。圖形窗口操作界面，操作簡便，內(nèi)置虛擬鍵盤，僅用鼠標即可進 行操作。備有擴展串口及USB口可與其它PC機通訊，試驗結果可上傳。軟件可通過Internet  網(wǎng)絡進行本地升級。D/A 位數(shù)高，電流、電壓精度好，功放采用直接 耦合放大，交直流兩用，能很好地仿真電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程，超大的電流源輸出功 率及良好的寬頻幅頻特性，使其不但能對各類微機型保護進行特性和整定值的檢驗， 也適用于常規(guī)電磁型等保護及安全自動裝置的特性及整定值校驗。不但滿足發(fā)電廠、 供電局等基層電力單位調(diào)試繼電保護要求，也適合各級研究部門及高等院校用來研 制和考核各種繼電保護。

系統(tǒng)框圖如圖  1-1  所示。

                                                                                                                圖 1-1 系統(tǒng)框圖

1.2 特點

1. 內(nèi)嵌工控機或外接 PC 機控制，面板 8.4 吋彩色 LCD 顯示，儀器本體可獨立工作。

2. 軟件圖形窗口操作界面，操作簡便，內(nèi)置虛擬鍵盤，僅用鼠標即可進行操作。

3.電流電壓放大器：電流、電壓源中無升流器、升壓器，而采用直接耦合放大方式， 初級放大回路直接接收 D/A 轉(zhuǎn)換輸出的信號，不經(jīng)插值處理。使得電流電壓不但能 輸出直流及 1~1KHZ 的各種波形，而且無附加延時，保證了輸出響應時間及正確的 暫態(tài)波形，在輸出穩(wěn)態(tài)波形時，由于快速的輸出響應，保證了電流電壓的同步性及 相位角、合閘角的精度。

功率放大回路具有完善的電流、電壓及超溫保護功能，防止大功率器件在試驗中

被損壞，電流源開路或過載時，自動報警，相應相發(fā)出報警燈光指示，同時有連續(xù) 報警聲音。電壓源短路或嚴重過載時，跳開功放，電源指示燈發(fā)出閃爍的紅光，同 時發(fā)出報警聲。為防止大電流下長期工作而引起電流放大器過熱，當測試裝置的任 意一相電流大于 10A 時，軟件設有*功能，此*不影響正常使用，主要為防用 戶不合理設置或操作，引起大電流長時間誤輸出。

4.電源：儀器使用單相 220V 交流電源,，當面板總電源開關合上時，僅產(chǎn)生±5V，±15V 電壓給 D/A 板使用，面板電源指示燈發(fā)綠光。當功放電源開關按鈕按下（合 上），軟件進入應用程序后功放軟件開關也自動合上時，功放直流電源投上，面板電 源指示燈發(fā)紅光。前述任意一開關斷開（軟、硬功放開關）功放電源斷開，面板電 源指示燈發(fā)綠光。

5．電壓電流每相功放電源相互獨立，輸出相互隔離，各相電壓﹑電流之間可靈活 串﹑并聯(lián)使用。

6．軟件用 C++編程，軟件升級快。備有擴展串口及 USB 口。可與其它 PC 機通訊， 軟件可通過 Internet 網(wǎng)絡進行本地升級。

7．試驗結果可上傳，也可在線打印，報表格式與 Excel 兼容。

8．高強度抗振鋁合金機箱，輕便、耐磨，抗銹蝕、抗沖擊。

1.3 用途

1．二次調(diào)度中所有單個元件的測試(電流、電壓、時間、差動、平衡、負序、距 離、功率方向、反時限、頻率、同期、重合閘等繼電器)。

2．整組傳動，能摸擬各種簡單或復雜的瞬時性，*性，轉(zhuǎn)換性故障，可在基 波上疊加暫態(tài)直流分量。

3．能隨意疊加各次諧波，疊加初始角及含量在線可控。

4. 可分相輸出不同頻率交流量、交直流兩用。

5. 低周單元,可方便測試微機低周低壓減載保護。

6．各種保護時間特性的自動掃描。功率及阻抗保護特性曲線的掃描。

7．微機主變保護差動比例及諧波制動特性的自動測試。

8．整組距離、零序、過流保護自動測試。

9．用戶可編程測試單元，以滿足特殊試驗用途，例備自投裝置的測試。

10．電機失磁失步、反激磁、逆功率及同期等各種保護的測試。

11．自動與手工測試、靜態(tài)與動態(tài)測試方式任意選擇，測試定值、結果數(shù)據(jù)和曲線 可存檔、打印。

1.4 技術指示

1.主機電源

3．電壓源

8.環(huán)境要求 

9．外型尺寸及重量  

尺寸:長 440×寬 280× 高180 mm  重量:   約16Kg

1.5 KS803微機控制繼電保護測試儀工作原理

內(nèi)嵌計算機為具有雙向并口工控機，內(nèi)存64M，硬盤容量３２Ｍ，支持 標準 101 鍵盤，LCD 或 CRT。 當儀器面板交流電源開關合上時，計算機啟動,同時儀器產(chǎn)生±5V、±15V、25V電壓，這時 D/A 板能正常工作，測試儀自動進入主菜單,當選擇某一應用程序后，PC 機打開功放電源軟開關，此時若按下面板功放按鈕，則功放電源投入，功放能正常 工作。PC 機據(jù)測試項目及所設置參數(shù)，計算好各種狀態(tài)電流電壓波形數(shù)據(jù)，當軟件 操作試驗時，PC 機把計算好的數(shù)據(jù)分別送給8路D/A，D/A轉(zhuǎn)換以后的摸擬信號經(jīng) 功放放大從面板電流電壓輸出端子輸出至被測保護。同時，被測保護動作信號，經(jīng) 輸入信號端子送到I/O接口芯片，PC機在送數(shù)的同時不斷查詢I/O接口芯片，據(jù)測 試項目，調(diào)整傳送的電流電壓數(shù)據(jù)，直至測試完畢。

測試結束，退出應用程序回到主菜單時，功放電源軟開關自動斷開。

1.6 操作步驟

1．關閉測試儀電源開關。將測試導線分別從面板上（儀器面板見圖 1-2）所示的電 壓輸出插孔和電流輸出插孔接至被測試屏或保護裝置上。將保護動作接點用測試導 線引至測試儀開入端子（面板左上部 N1~N5）。如用外接 PC 機控制，需用打印電纜 把 PC 機并口和儀器背板上的PC機接口連接，并把旁邊的選擇開關置“外”位置  。 否則讓開關處于默認位置“內(nèi)”。（此開關只有在內(nèi)外PC機均沒有進入應用程序時 改變才有效。某一PC進入應用程序控制后，則另一PC不能通過選擇開關來改變控 制權，需雙方均退出應用程序后才能改變控制權。）

圖 1-2 儀器面板

2．確認接線正確無誤后，連接測試儀電源線（AC220V）、PS2  鼠標（或鍵盤）,合 上測試儀交流電源開關。面板電源指示燈發(fā)綠光（如用外接PC機控制  ，開啟PC 機），測試儀自動進入主菜單。

3．按下面板上的功放電源開關。

4．選擇相應功能應用程序，自動打開軟件功放開關，電源指示燈發(fā)紅光，操作程序， 開始試驗。

5．試驗完畢后，存儲、打印結果，退出應用程序，先關測試儀功放開關、交流開關， 然后拆除測試線、電源線、打印電纜。

6．用通訊線通過串口與其它 PC 機連接，兩邊運行隨機通迅程序，可把試驗結果上 傳，也可用U盤把試驗結果傳至PC機 , 再在PC機上或U盤上運行隨機 打印系統(tǒng)程序，可在 Windows Excel下處理試驗報表。

1.7  維護與維修

設備終身維修。軟件免費升級，可訪問公司，下載升級軟件至 PC 機，用 通訊線通過并口把  PC 機與儀器連接，兩邊運行隨機通迅程序，把升級軟件下傳至 儀器或用 U 盤把升級軟件拷貝至儀器。

面板 LCD 為易碎品，應小心輕放，需有專人負責管理，在使用過程中必須注 意防震、防摔。否則，便攜機液晶屏因摔壞不予保修。當計算機的硬盤在讀寫時， 禁止關電源，以免損壞計算機。

為了使測試儀的軟硬件性能及可靠性得到不斷的完善 和改進，歡迎廣大用戶對該產(chǎn)品提出寶貴的意見和建議。對于軟件，要求增加新測 試功能的用戶，我們將與您一起磋商，以便滿足您的要求。

1.8 異常現(xiàn)象及處理

1.電流某相插孔間報警燈亮,并有報警聲： 此相電流開路或負載超過實際輸出范圍,檢查接線及負荷后再試。

2.功放電源一投或一輸出電壓立即跳開功放，電源指示燈閃爍紅光并有報警聲： 彈開功放按鈕,檢查電壓回路有否短路或嚴重過載,若仍不能排除則與廠家

3.測試過程中，跳開功放電源： 首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕,自保護信號應復歸，電源指示燈發(fā)

綠光并停止報警聲。再按下功放按鈕，再繼續(xù)試驗。若彈起面板功放按鈕后，不能 復歸自保護信號，或再次按下按鈕后，自保護再次動作，應考慮是否大電流長時間 輸出，熱保護動作未復歸原因，若不是與廠家。

1.9  注意事項

1．禁止帶電拔插打印電纜或通訊電纜，試驗之前，接地線可靠接地。

2．電壓回路短路或嚴重過載將跳開功放電源，電流回路開路或過載將聲光報 警。此時應關掉電源，仔細檢查接線或負載。

2．輸入信號：電位信號  2V～250VDC  與空接點兼容，但電位信號有方向性，正 電位接紅色插孔，負電位接黑色插孔，5 對輸入信號之間互相獨立，接電位信 號時，如圖 1-4 所示：

   圖 1-3 電位輸入信號接線示意圖              圖 1-4  接點輸入信號接線示意圖

必須保證電位翻轉(zhuǎn)前后，輸入信號兩連線之間不懸浮，也即電位非懸浮電位， 如圖 1-4 接線，可識別接點兩端電位信號，而圖 1-3 接線，因 a 點懸浮，不能識別 a 點電位翻轉(zhuǎn)信號，只能當空接點翻轉(zhuǎn)識別。

2.1 軟件系統(tǒng)簡介

2.1.1  簡介

軟件系統(tǒng)主界面如圖2-1所示,主機開機自動進入主界面后,若要選擇某一應用 程序可用光標鍵移動光標,或用鼠標移至要選擇的應用程序欄目單擊左鍵,用回車鍵 或再單擊鼠標左鍵運行程序。按ESC鍵或用鼠標左鍵點擊右下角“退出”欄目退出測 試系統(tǒng),按F1鍵或左鍵點擊右下角“幫助”欄目進入在線幫助系統(tǒng)。也可用鼠標左鍵 點擊右上角退出方塊退出本測試軟件。

                                                     圖2-1軟件系統(tǒng)主界面

2.1.2應用程序的基本操作說明

1.選擇并運行某一應用程序后進入應用程序界面（見圖2-2所示），所有程序都可獨 立用鍵盤或鼠標完成所有操作,在應用程序主窗口中,一般左上部為電流電壓測試參 數(shù)設置區(qū)。可用上、下、左、右光標鍵移動設置區(qū)光標,按1、2、3鍵增大或向前選 擇光標所在欄目參數(shù)值,按Q、W、E鍵減小或向后選擇參數(shù)值。其中1、Q, 2、W, 3、 E分別為微調(diào)、細調(diào)、粗調(diào)鍵。也可用鼠標左鍵選擇某一欄目,再點擊光標所在欄目(或 回車)進入本欄目參數(shù)設置區(qū),若參數(shù)設置區(qū)為彈出窗口,則用鼠標選擇參數(shù)后,點擊“確認”區(qū)(或按回車鍵) 完成修改,若放棄選擇則點擊“取消”區(qū)(或按Esc鍵) ； 若進入某欄目參數(shù)置區(qū)后,顯示輸數(shù)光標,則要求用鍵盤輸入數(shù)字, 在此過程可用退 格鍵刪除前面輸入有誤的數(shù)字，輸完后用回車鍵確認。

對于用黑體字標示的欄目,表示不能在主窗口中進行設置,需要通過相應的控制 欄目進入次級窗口設置（或此欄目在所選擇的測試項目中無效）,若通過某一控制欄 目進入次級窗口對參數(shù)進行設置,則進入次級窗口后,鼠標或鍵盤的操作方法與主窗 口參數(shù)設置區(qū)的操作一樣,設置后按ESC鍵或用鼠標點擊右上角的“退出”方塊返回 主窗口。

圖2-2應用程序界面

2.一般控制欄設計在主窗口左中部或右方,包括“開始試驗” 、“存儲參數(shù)” 、“結 果處理” 、“控制參數(shù)”等等,可單擊鼠標左鍵運行這些欄目或按其下方的提示鍵 用鍵盤操作,一般按F10鍵開始試驗,按ESC鍵退出本程序,返回至測試系統(tǒng)主界面,按 F1鍵進入本應用程序使用說明,按F2存儲本次設置的所有試驗參數(shù),以備下次調(diào)用, 保證同樣的測試條件……。

對大部分自動測試的程序在測試過程中可按ESC鍵或F10鍵中途退出試驗。對 于所有手工測試程序,用F10鍵切換開始試驗與結束試驗,也可用鼠標點擊“停止試驗”處或按Esc鍵結束試驗。

3.測試完畢后,測試結果數(shù)據(jù)顯示在結果區(qū)中,一般設計在主窗口的右下部或中部, 其上方往往設計為測試曲線或輸出的電流電壓波形圖顯示區(qū)。可選擇“結果處理” 欄目進入次級窗口, 見圖2-3所示，查看詳細的測試結果數(shù)據(jù)和曲線。

進入測試結果次級窗口后,首先顯示本次測試的數(shù)據(jù)結果,如果一頁顯示不完,可 翻頁;若有曲線的測試項目,后把曲線顯示出來,結束顯示后,進入本窗口的右邊, 在此處有四個欄目,可對此測試項目的結果進行存儲信息的編輯、存儲、打印以及調(diào) 閱以前的測試報告。對測試報告,程序自動取文件名為當前日期,后綴為000,可用編 輯功能修改此文件名,以防重名,若要查閱,整理以前的測試報告,可選擇“歷史”功 能。選擇“打印”后,若外接PC與打印機已聯(lián)機,即可以打印這份測試報告,在打印中 途可用ESC鍵或鼠標右鍵中斷打印。本測試軟件系統(tǒng)本機報告的打印,要求用具有LQ 方式或LQ仿真方式的打印機打印。如在工控機中運行，也可把測試數(shù)據(jù)通過通迅線 或U盤從儀器傳給外接PC機，運行本儀器打印軟件系統(tǒng)，在WINDOWS系統(tǒng)下編輯、打 印測試報表。

4．定值及結果存貯：選擇“存儲參數(shù)”后,把本次測試參數(shù)形成一文件存入本測試

軟件系統(tǒng)安裝目錄的分目錄user＿d下,而測試結果存入另一名為user＿j的分目錄 下,在這一級目錄中,取應用程序執(zhí)行文件名為一目錄名,形成又一級子目錄,在此子 目錄下,取測試時日期為文件名,000為擴展名形成一文件,存儲測試定值或報告;在

“定值管理”或“結果處理”窗口中,也可用“歷史”功能調(diào)出或刪除這些定值或報 告,用“編輯”功能修改定值或報告的一些信息。

2.1.3關于輸入輸出信號

測試儀五路輸入信號通道在所有應用程序中默認設置為相或關系,根據(jù)需要引 一路或幾路保護動作、返回信號至N1～N5任意通道中即可。在有些應用程序中需設 定某些或全部輸入通道，例在“整組試驗”等中可設定重合信號接N4通道,而A、B、 C三相跳閘信號接N1、N2、N3通道。若關閉全部輸入通道,則可用手工按鍵記錄保護 動作或返回值,對所有程序,在開始試驗時,在輸出前計算機首先記錄所有通道的狀 態(tài),在輸出時,經(jīng)過小動作時間以后再查詢通道狀態(tài)。若有非關閉通道狀態(tài)發(fā)生改 變并且在動作確認時間內(nèi)維持不變則認為保護動作。保護動作后,若通道狀態(tài)又返回 至初始狀態(tài),則認為保護返回。對信號輸入通道,空接點或2～250v直流電壓信號兼容, 在接電位信號時,正端接紅色插孔,負端接黑色插孔。測試儀有四路輸出信號,01～04 為空接點,據(jù)不同的程序,可分別設置為故障前、后翻轉(zhuǎn),對空接點通道, 默認初始狀 態(tài)為常開接點(DC 220V,0.3A)。

2.1.4關于電流、電壓功放電源軟件開關

電壓、電流功放電源由儀器面板功放按鈕開關及軟件內(nèi)含功放開關串接控制, 只要任意一個開關斷開,功放電源關斷,運行某一應用程序后,儀器首先自檢,若D/A 板工作正常,則進入應用程序后合上功放電源軟開關,此時若面板功放按鈕開關合上, 則功放電源投上,儀器面板電源指示燈相應發(fā)出紅光,否則由于工控機與儀器連接不好或其它原因,D/A板不能通過自檢,則軟件開關一直斷開,儀器面板電源指示燈一直發(fā)綠光。測試完后,退出程序至系統(tǒng)主窗口,功放軟開關自動斷開。