一種適用于多種三相不一致時間繼電器校驗裝置的設計

凱里供電局　肖　彬　方學智　楊　帆

一種適用于多種三相不一致時間繼電器校驗裝置的設計

凱里供電局肖彬方學智楊帆

在實際工作中斷路器三相不一致時間調整操作流程繁瑣不便并且很容易出錯，產生設備損壞。本文設計了一種適用于多種三相不一致時間繼電器校驗的裝置，可為三相不一致時間繼電器校驗提供一個高效的平臺。

多種三相不一致；時間繼電器；校驗裝置

在電力系統繼保定檢過程中或者根據中調新發定值的要求，需要進行斷路器三相不一致時間校驗及調整，傳統的校驗方法是將三相不一致繼電器拆下后用保護試驗儀進行校驗，由于沒有專用的二次接線，導致接線不方便，存在接觸不良、直流短路風險，而且需要多人配合，測試結果會因為試驗接線不正確或者松動導致不準確，若一旦發生短路現象，有可能燒壞繼電器，導致工作無法正常進行，增加停電時間，不利于電網的安全穩定。這種傳統方法測試一個三相不一致繼電器往往需要半個多小時的時間，工作效率較低。

從實際工作出發，研發一種適用于多種三相不一致時間繼電器校驗的裝置，有著不同類型的接線方式，能夠適應不同類型的三相不一致時間繼電器，接線方便，測試效率高，不存在直流短路的風險。新型的多種三相不一致時間繼電器校驗裝置采用16bit高精度同步采樣芯片（A/D），采集多路交流電流量，采用16bit高精度（D/A）輸出精度高的且穩定的模擬電流和電壓，采用26萬色TFT液晶屏人機界面，直觀、快捷、方便的人機界面；實現軟件任意可調電壓電流輸出，輸出范圍：電壓0～220V，電流0～5A；準確檢測時間繼電器的線圈壓降值，檢測電源電壓、電流，檢測繼電器動作電壓、電流，返回電壓、電流；時間測量范圍：1～60000ms ， 分辨率：1 ms；精度：≤0.1%， ，測試時間從原來的半小時縮短到5分鐘，大大提高了工作效率。

對于本校驗的裝置測量可以利用傅里葉變換計直流分量，從而直接去除了高頻分量，相比傳統的直流平均法，提高了計算精確度和準確性，假設一個周期函數，只要其滿足狄里赫利理論，則此周期函數可分解為無窮多個周期函數之和，即包含基波和無數高次諧波之和的三角級數，如下式所示：

有上式轉換為離散傅里葉變換可為：

本裝置采用帶浮點運算單元進行計算，主要誤差來源于兩個方面：1.源器件引入的誤差

主要包含互感器、模擬調理電路電阻以及AD芯片本身的誤差?；ジ衅骱湍M調理電路電阻可選用高精度產品來保證精度。這里主要討論數字轉換過程引入的誤差。

在ADC的數字化過程中，信納比的大小取決于量化級數，量化級數越多，量化噪聲就越小，對于一個正弦波輸入的理想N位轉換器，信納比理論值計算公式為（6.02N+1.76）dB，因此此ADC轉換器信納比為98dB。

2.非絕對同步測量引入誤差

非絕對同步測量引入的誤差主要為兩方面原因引起，一個是實際現場頻率并非恒定值，而是由微小的波動。第二個為處理器內部計數器本身的誤差，這類誤差根源在于電路晶振頻率的不精確引起。對于晶振臺的誤差可根據每臺裝置實際運行情況進行校準，已達到提高精度的目的。因此第一種誤差為測量誤差主要方面，詳細分析如下：

利用有效值計算的積分公式，可得到：

因此，系統啟動后，先逐個采樣數據，直到采樣值為第一個過零點，則開啟整個PWM轉換時間信號，并且實時計算信號頻率，不斷更新轉換時間，由此可盡量避免非絕對同步采樣引起的誤差，

綜上所述，系統通過自動零飄和刻度自動校驗設計，以達到校驗的裝置長期高精度測量的目的。

電流壓源電路原理如圖1所示：

圖1　電流壓源電路

［1］樂全明，費銘薇，郁惟鏞等.電網振蕩與故障識別新方案研究［J］.中國電機工程學報，2006，26（18）：33-37.

［2］鮑小鵬，張舉.應用模糊集理論識別電力系統振蕩中不對稱故障的新方法［J］.電網技術，2004，28（12）：25-29.

［3］焦邵華，劉萬順，張振華等.電力系統振蕩中不對稱故障的選相方法［J］.華北電力大學學報，1999，26（2）：6-11.