继电保护实验仪及校验技术的研究

继电保护实验仪及校验技术的研究
摘要：科学技术和互联网络的发展，将人们带入了一个崭新的科技时代。

虽然
人们的生活方式有了很大幅度的改变，工作生活也更加的便利，与此同时，人们
的用电量也是急剧增长，为了满足保障社会群众的用电安全，加强电力系统的安
全化发展，继电保护实验仪及其校验技术的应用已然是电力系统保护的必然途径。

基于此，本文就以继电保护实验仪及校验技术的研究为课题，系统的进行阐述和
分析。

关键词：继电保护实验仪；校验技术；电力系统
采用继电保护实验仪检验继电保护装置性能，是当下供电局电力系统维护中
经常采用一种检查方法，也是目前为止最有效的实验方法之一。

为了保证继电保
护实验仪对电力系统检查的准确性，我国研发了多重类型的继电保护实验仪。

然而，继电保护实验仪校验技术仍然存在很多的漏洞，使得继电保护实验仪无法发
挥其应有的功能效用，鉴于此，还需要对继电保护实验仪的校验技术进行不断的
完善。

继电保护实验仪的工作原理及结构设计
（一）继电保护实验仪的工作原理
继电保护实验仪适用于多数工业现场检查校验的功能应用，可以对多种机电
器的电压、电流、差动进行检测，还可以对各种故障进行实验。

其最终目的是保
障电力系统的完善化发展。

因为电力系统的安全是整个用户安全用电的前提，只
有保障电力系统的安稳运行，人们才能对手机、电脑等一系列设备进行应用。

由
此可见，保障电力供电系统安全和电力设置安全稳定运行的重要租用。

其次，为
了保证继电装置的安全，还需要对其进行定期的监测，一旦发现故障问题及时的
进行改善。

继电保护实验仪系统的结构设计
继电保护实验仪的系统设有多个单元系统模块，例如输入采样模块、输出模
块以及人机交互模块等。

具体的系统效果图如下所示。

图一继电保护实验仪通信处理流程图
上述系统模块结构中的微处理模块包括：微处理器、复位电路以及通信接口
单元。

输入采样模块包括开关量输入单元以及模数转换单元。

通过上述模块的转
化就可以实现继电保护实验仪的整体应用。

而模块单元的细致分化，使得继电保
护实验仪的技术人员更好的对各个功能进行应用。

继电保护实验仪软件设计和
继电保护实验仪软件设计
在继电保护实验仪闭环测试系统当中，继电保护实验仪的作用是记录输入出量，电压电流数据，并进行大量数据的接收。

此外，由于数据存储器的资源限制，使得企业生产的AT24C08芯片与单片机课采用的总线方式进行随时随地的通信。

具体流程图如下图所示。

（二）继电保护实验仪事故处理
继电保护实验仪工作过程中，出现断电故障或是线路故障是极为常见的事情，因此，继电保护实验仪操作回路需要有专门的直流熔断器供电。

并且安有两组跳
闸线卷的断路器，其中第一组跳闸回路必须选择使用直流熔断器供电。

因为有两
套保护线路，而这两套保护的直流回路应都是有专用的直流熔断器供电，这不仅
减少了线路故障发生的概率，还有利于继电保护实验仪的安全。

除此之外，还需
要运用“近后备”原则，其中为保护纵联保护以及后备保护直流回路的安全，应分
别采用专门直流溶断器供电。

此外，因为在不同熔断器供电是采用两种直流逻辑，一旦继电保护实验仪有
任何需要，只需经空接点输出，找直流接地。

此外，为保障继电保护仪的安全，
应断开直流熔断器联结。

为了保证继电保护实验仪的应用的安全性和可靠性，其直流电压为220V且
直流继电器线卷的线径不能小于0.09mm，串联电阻的一端应接于负电源。

若是采用，直流电压在110V及以上的中间继电器还需要注重以下操作事项：
1. 机电保护实验仪操作人员不能在它的控制接点以电容电阻回路实现消弧。

2.不论是采用反向二级管并在中间继电器线卷上作消弧回路，还是在电容和
二级管上串入数百欧的低值电阻，都是为预防电容、二级管短路时将中间继电器
线卷回路短接。

3.继电保护实验仪的操作人员，在选用的消弧回路时应采用反向二级管，且
其反向击穿电压不低于1000V，只有这样采用保证继电保护实验仪的安全。

4.除了以上操作之外，还需时刻注意关联消弧回路引起的中间继电器返回沿时，以及对相关控制回路的影响。

继电保护实验仪的校验技术
交流信号的校验技术
奈奎斯特定理是交流信号校验技术的重要理论依据，由于继电保护实验仪中
采集的数据较多，而且需要耗费大量的时间进行计算。

迄今为止，继电保护实验
仪中采样方式多数是交流采样方式，但是其中的硬件设计相对而言较为简单。

而
且交流信号校验技术可以运用于不同方式的计算。

伴随着当下电子科技的发展，网络化技术的应用，继电保护实验仪中处理器
的运行速度越来越快，并且在研究人员对继电保护实验仪的不断努力钻研下，终
于研制出高速度、高精度的模拟数字转化器件，为了提升交流信号的测量精度，
本设计的是交流信号的128点采集同步采样法。

而且，经研究人员检验，交流信
号的校验技术采用的128点采集同步采样法，其校验精度较高，能够给校验人员
提供准确可靠的数据[3]。

直流电压信号的校验技术
继电保护实验仪输出的直流值是借助于直流采样的方法进行不断的转换。

从
而实现继电保护实验仪对于继电保护装置的监测。

由于直流采样的硬件结构设计
比较简单，便于技术人员的应用和操作，大大地减少了直流电压信号的应用故障。

其次，直流量当中包含的信息量较少，不能全面的反应接收的信号内容。

因而，
需要对直流参杂一些交流信号的比例计算，这样能够保障信号的全面接收，进而
便于继电保护实验仪的应用。

此外，理想中继电保护实验仪输出的直流量是一个
固定值，不会发生任何的改变。

（三）直流电压信号和纹波系数校验技术
继电保护实验仪的输出的直流值都是采用直流采样方法进行转换。

直流采样
本身硬件结构设计简便、成熟的软件设计的显著优势，但唯一不足的是直流量存
储内容较少，不能满足继电保护反映信号的内容。

此外，在继电保护实验仪对直
流量进行采集的时，无论采集信息多都必定掺杂着一些交流量，为了对这些交流
量进行记录便于今后继电保护研究，通常情况下将这种掺杂在直流成分中的交流
量称之为纹波。

理想中的实验仪输出直流量是固定不变的值，直流量是通过交流
转换而来的。

并且在交流量转换的过程中，还需要对交流量进行相应的整流滤波。

值得注意的是一旦滤波不彻底，直流成分就存在交流量，这势必会影响继电信号，况且纹波的成分复杂，一般是含有比工业频率高类似于交流谐波的成分，或者含
有频率很高的脉冲波形。

直流电压信号和纹波系数校验技术作为继电保护实验仪
中经常采用的校验技术，其中有一大因素是直流电压信号和纹波系数校验技术结
合了直流电压信号和纹波系数校验的各自优点，能够避免继电保护实验仪在校验
过程中的各自线路故障。

然而，继电保护实验仪校验技术仍然存在很多的漏洞，使得继电保护实验仪
无法发挥其应有的功能效用，鉴于此，还需要对继电保护实验仪的校验技术进行
不断的完善。

结语：
综上所述，随着经济的发展，科学技术、互联网络的应用越来越广，人们已
经进入了一个崭新的科技时代。

虽然人们的生活方式有了很大幅度的改变，工作
生活也更加的便利，与此同时，人们的用电量也是急剧增长，为了满足保障社会
群众的用电安全，加强电力系统的安全化发展，继电保护实验仪及其校验技术的
应用已然是电力系统保护的必然途径。

由于继电保护实验仪是由多个模块共同作
用对电力系统进行保护，因而，继电保护实验仪的更新是当下电力系统安全运行
的重要保障。

然而，与此同时，加强继电保护实验仪校验技术也是电力希望安稳
运行的重要举措。

只有两者结合，才能促进继电保护实验仪的全面化发展。

参考文献：
[1]王婧,崔昊,张青青，等.基于微机保护测试仪的系统故障分析与微机保护配
合实验[J].山东电力高等专科学校学报,2011,14(2):24-27.
[2]李锐,刘缨,冯艳春等.继电保护实验仪校验装置设计[J].哈尔滨理工大学学
报,2013,18(6):16-19.
[3]王朕,朱琳,温渤婴等.基于PSCAD的继电保护电压电流发生器的研制[J].电力自动化设备,2010,30(8):121-124.。