基于LabVIEW 的繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王 宏，王永波，韓春雪，黃 強(qiáng)

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250003；2.山東建筑大學(xué)，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

繼電保護(hù)測(cè)試儀是繼電保護(hù)裝置調(diào)試和檢測(cè)的重要儀器，其精度直接影響繼電保護(hù)裝置能否按預(yù)定定值動(dòng)作［1］。因此，繼電保護(hù)測(cè)試儀須定期檢測(cè)、校準(zhǔn)或檢定［2-3］，如有超差，須調(diào)整精度，滿足要求后，才能投入使用。

繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)分為數(shù)字量的檢測(cè)和模擬量的檢測(cè)/校準(zhǔn)。數(shù)字量檢測(cè)一般使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，或者光數(shù)字繼電保護(hù)測(cè)試儀檢測(cè)系統(tǒng)［4-6］。與常規(guī)模擬儀器不同，根據(jù)繼電保護(hù)測(cè)試儀行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［7-8］的要求，繼電保護(hù)測(cè)試儀模擬量的檢測(cè)/校準(zhǔn)項(xiàng)目有十幾項(xiàng)甚至更多，需要使用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)器組合完成檢測(cè)/校準(zhǔn)。繼電保護(hù)測(cè)試儀一般配置三相或六相電壓/電流通道，另有8個(gè)開(kāi)關(guān)量通道。

為提高檢測(cè)效率，已有部分計(jì)量機(jī)構(gòu)使用一體式繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)裝置，大大縮短測(cè)試時(shí)間。文獻(xiàn)［9］以數(shù)字信號(hào)處理器（digital signal processor，DSP）為核心進(jìn)行繼電保護(hù)測(cè)試儀檢定系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并采用加窗插值快速傅里葉變換（fast Fourier transform，F(xiàn)FT）算法對(duì)采樣數(shù)值進(jìn)行分析計(jì)算，在循環(huán)多次后達(dá)到同步采樣，設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的主要性能進(jìn)行分析測(cè)試。文獻(xiàn)［10］采用電流互感器、電壓互感器對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣隔離，通過(guò)外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)（peripheral component interconnect，PCI）采集卡與計(jì)算機(jī)連接，并采用LabVIEW 作為數(shù)據(jù)處理和控制平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀電壓、電流、相位等參數(shù)的自動(dòng)測(cè)試。文獻(xiàn)［11］將DSP 和嵌入式工控機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合，開(kāi)發(fā)繼電保護(hù)測(cè)試儀檢定系統(tǒng)，并對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的主要參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。一體式繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)裝置采用多個(gè)傳感器、集成A/D轉(zhuǎn)換器和微處理器，選用特定數(shù)據(jù)處理算法，對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，但其精度、穩(wěn)定性和測(cè)試范圍與國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)器相比還有一定差距。

文獻(xiàn)［12］采用儀器TFG5010T、TDS2024 測(cè)試?yán)^電保護(hù)測(cè)試儀，并采用模擬鍵盤控制和仿真打印機(jī)解決測(cè)試儀器與計(jì)算機(jī)的通信問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制測(cè)試儀器對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試，但其解決方案已不適用于目前的國(guó)際主流測(cè)試儀器。

基于國(guó)內(nèi)外計(jì)量機(jī)構(gòu)常用的國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)器，設(shè)計(jì)繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，按照預(yù)定測(cè)試流程自動(dòng)完成繼電保護(hù)測(cè)試儀各通道各項(xiàng)目的測(cè)試，自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告等。不僅節(jié)省繼電保護(hù)測(cè)試儀的大量檢測(cè)/校準(zhǔn)時(shí)間，無(wú)須另外購(gòu)置一體式自動(dòng)測(cè)試儀器，而且精度、穩(wěn)定性和測(cè)試范圍與所采用的國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)器一致，滿足國(guó)內(nèi)外各種繼電保護(hù)測(cè)試儀的檢測(cè)/校準(zhǔn)要求，可應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各計(jì)量機(jī)構(gòu)。

1 繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)功能

根據(jù)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)［8］要求，繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要檢測(cè)/校準(zhǔn)功能包括：交流電壓校準(zhǔn)、交流電流校準(zhǔn)、直流電壓校準(zhǔn)、直流電流校準(zhǔn)、三相電源對(duì)稱性、相位校準(zhǔn)、時(shí)間校準(zhǔn)等。交流電壓校準(zhǔn)、交流電流校準(zhǔn)的項(xiàng)目又包含幅值、幅頻特性、響應(yīng)速度和諧波畸變率。

該系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)定的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試點(diǎn)，自動(dòng)控制繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出規(guī)定的電氣量，采集對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)試值，在人機(jī)界面顯示測(cè)試值并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，報(bào)告模板、項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)均支持用戶自定義。數(shù)據(jù)分析功能可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行超差評(píng)估等。實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)試過(guò)程全程自動(dòng)化，節(jié)省大量測(cè)試和報(bào)告編寫(xiě)時(shí)間。

2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件

繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件由計(jì)算機(jī)、國(guó)內(nèi)外通用標(biāo)準(zhǔn)器、輸出轉(zhuǎn)換裝置、接口轉(zhuǎn)換器和繼電保護(hù)測(cè)試儀組成。各通用標(biāo)準(zhǔn)器的接口可為RS232 接口、IEEE-488 接口、以太網(wǎng)口或USB 接口。標(biāo)準(zhǔn)器與繼電保護(hù)測(cè)試儀的電氣量采用電纜連接。標(biāo)準(zhǔn)器選用萬(wàn)分之一等級(jí)三相比較儀、高精度萬(wàn)用表、示波器和時(shí)間間隔發(fā)生器。

繼電保護(hù)測(cè)試儀的輸出電壓/電流為三相或六相，而萬(wàn)用表、示波器等標(biāo)準(zhǔn)器僅支持單相測(cè)試，因此設(shè)計(jì)輸出轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)測(cè)試順序依次把繼電保護(hù)測(cè)試儀電壓/電流各相通道與萬(wàn)用表、示波器等標(biāo)準(zhǔn)器的單通道相連。輸出轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)選用接觸電阻小、通流大的繼電器，滿足電流和電壓計(jì)量測(cè)試的要求。硬件系統(tǒng)連接如圖1所示。

圖1 繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件Fig.1 Hardware diagram of automatic testing system for relay protection tester

2.2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件

2.2.1 虛擬儀器LabVIEW

LabVIEW 是測(cè)試控制領(lǐng)域常用的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境［13-15］，其函數(shù)庫(kù)包括數(shù)據(jù)采集、通用接口總線（general purpose interface bus，GPIB）、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。大多數(shù)主流測(cè)試儀器都有LabVIEW 的驅(qū)動(dòng)程序，而LabVIEW 也包含各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的工具包。

繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)涉及多種通用標(biāo)準(zhǔn)器的采集控制，多種數(shù)據(jù)接口，且測(cè)量項(xiàng)目和測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)較多，因此選用LabVIEW 作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，能夠快速搭建自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件。且LabVIEW 作為自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外計(jì)量機(jī)構(gòu)的通用測(cè)試儀器［16］。

2.2.2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，該軟件分為三大模塊：用戶管理模塊、檢測(cè)/校準(zhǔn)模塊和數(shù)據(jù)分析模塊。用戶管理模塊包括用戶登錄、用戶界面兩個(gè)子模塊。檢測(cè)/校準(zhǔn)模塊包括交流電壓校準(zhǔn)、交流電流校準(zhǔn)、直流電壓校準(zhǔn)、直流電流校準(zhǔn)、三相電源對(duì)稱性、相位校準(zhǔn)、時(shí)間校準(zhǔn)等。數(shù)據(jù)分析模塊包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)告生成和數(shù)據(jù)分析。軟件設(shè)計(jì)如圖2所示。

程序運(yùn)行，系統(tǒng)首先完成初始化，而后測(cè)試員進(jìn)入用戶登錄界面，不同人員設(shè)置相應(yīng)的操作權(quán)限，如測(cè)試、核驗(yàn)、批準(zhǔn)等。用戶界面如圖3所示。

圖3 用戶界面Fig.3 User interface

根據(jù)繼電保護(hù)測(cè)試儀實(shí)際電壓電流通道選擇測(cè)試通道。點(diǎn)擊“自動(dòng)測(cè)試”按鈕，程序?qū)凑兆髠?cè)進(jìn)度欄的測(cè)試項(xiàng)目，逐個(gè)項(xiàng)目、逐個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，流程如圖4 所示。在測(cè)試模板中開(kāi)始第一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，讀取測(cè)試點(diǎn)，控制繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出被測(cè)參數(shù)，延時(shí)后，采集測(cè)試該項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)試數(shù)據(jù)，并在用戶界面顯示，同時(shí)把數(shù)據(jù)插入報(bào)告模板中。一個(gè)項(xiàng)目的所有測(cè)點(diǎn)測(cè)試完成后，進(jìn)入下一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，并采集對(duì)應(yīng)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)試數(shù)據(jù)，直到所有測(cè)試項(xiàng)目自動(dòng)測(cè)試完畢。

圖4 自動(dòng)檢測(cè)校準(zhǔn)流程Fig.4 Automatic testing and calibration process

在手動(dòng)測(cè)試時(shí)，可以強(qiáng)制選擇任一測(cè)試點(diǎn)，點(diǎn)擊“手動(dòng)測(cè)試”即可單獨(dú)測(cè)試該測(cè)點(diǎn)。在不同的測(cè)試項(xiàng)目下可以觀察到相應(yīng)的數(shù)據(jù)和波形信號(hào)。測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試點(diǎn)的設(shè)計(jì)參考電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［8］推薦的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)，也可以根據(jù)用戶的需要設(shè)置所需測(cè)點(diǎn)。

如果中途需要中斷測(cè)試，單擊“停止測(cè)試”按鈕。點(diǎn)擊“保存數(shù)據(jù)”，在下一次測(cè)試前點(diǎn)擊“恢復(fù)數(shù)據(jù)”，即可繼續(xù)測(cè)試。點(diǎn)擊“保存報(bào)告”，會(huì)按照預(yù)先設(shè)定的報(bào)告模板自動(dòng)生成測(cè)試校準(zhǔn)報(bào)告。

2.3 儀器通信

2.3.1 LabVIEW 與RS232串口通信

繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)集成多種測(cè)試儀器，各測(cè)試儀器的通信接口不同，因此需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與各種接口的通信。

串行通信是工業(yè)中常用的一種數(shù)據(jù)傳輸方式，目前大多數(shù)儀器儀表都是使用串口通信。該測(cè)量系統(tǒng)中通過(guò)RS232串口實(shí)現(xiàn)LabVIEW 與高精度萬(wàn)用表等儀器的通信。

LabVIEW 中的虛擬儀器軟件架構(gòu)（virtual instruments software architecture，VISA）節(jié)點(diǎn)用于串口通信。VISA 的I/O 控制功能適用于各種儀器類型，包括串口儀器、GPIB 儀器等各類儀器的控制操作，對(duì)VISA 使用者來(lái)說(shuō)，不同類型儀器的使用在形式和方法上相同。常用的VISA 函數(shù)包括VISA 打開(kāi)、VISA 配置串口、VISA 設(shè)備清零、VISA 寫(xiě)入、VISA讀取、VISA 關(guān)閉。LabVIEW 與萬(wàn)用表通過(guò)VISA 節(jié)點(diǎn)進(jìn)行串口通信，如圖5和圖6所示。

圖5 LabVIEW 與RS232通信程序Fig.5 Communication program of LabVIEW and RS232

圖6 LabVIEW 與RS232通信前面板Fig.6 Communication front panel of LabVIEW and RS232

2.3.2 LabVIEW 與GPIB接口通信

GPIB 接口是一種傳輸總線協(xié)議，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)智能控制器與可編程系列儀器之間的數(shù)據(jù)通信，本文選擇GPIB 轉(zhuǎn)接卡作為控制計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)儀器的通信工具。工作原理為：計(jì)算機(jī)通過(guò)GPIB-USB接口連接三相比較儀，利用計(jì)算機(jī)來(lái)控制三相比較儀的運(yùn)行，并讀取和存儲(chǔ)其測(cè)量數(shù)據(jù)。

LabVIEW 中有專門用于控制GPIB 設(shè)備的驅(qū)動(dòng)模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIB 儀器的自動(dòng)控制，常用的GPIB 函數(shù)包括GPIB 讀取、GPIB 寫(xiě)入，可以基本實(shí)現(xiàn)儀器的自動(dòng)控制，如對(duì)儀器進(jìn)行設(shè)置、數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)等。GPIB 模塊驅(qū)動(dòng)直流電壓和交流電流測(cè)量程序如圖7 所示。若要實(shí)現(xiàn)其他電力參數(shù)的測(cè)量，只需要將“命令代碼”部分改為所要求的可編程儀器標(biāo)準(zhǔn)命令（standard commands for programmable instruments，SCPI）。

圖7 COM3003 GPIB模塊驅(qū)動(dòng)程序Fig.7 Module driver of COM3003 GPIB

2.3.3 LabVIEW 與繼電保護(hù)測(cè)試儀的通信接口

繼電保護(hù)測(cè)試儀廠家較多，國(guó)內(nèi)國(guó)外產(chǎn)品均在送檢范圍內(nèi)。因此自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)多廠家多型號(hào)的繼電保護(hù)測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)用是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)繼電保護(hù)測(cè)試儀的關(guān)鍵。

繼電保護(hù)測(cè)試儀廠家提供的接口方式有傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議（transmission control protocol/internet protocol，TCP/IP）、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（dynamic-link library，DLL）等。

TCP/IP 作為網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)今使用最多的協(xié)議。TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模式包括瀏覽器/服務(wù)器（browser/server,B/S）結(jié)構(gòu)和客戶機(jī)/服務(wù)器（client/server，C/S）結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)采用的是C/S 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、可靠性高，是應(yīng)用軟件中常用的結(jié)構(gòu)模式。在LabVIEW 中，TCP通信的過(guò)程為：

1）服務(wù)器端通過(guò)主機(jī)名或IP地址與端口號(hào)建立偵聽(tīng)，等待客戶端連接。

2）客戶端根據(jù)主機(jī)的IP地址和端口號(hào)發(fā)送連接請(qǐng)求，待服務(wù)器與客戶端建立連接后，通過(guò)讀寫(xiě)函數(shù)就可以進(jìn)行TCP數(shù)據(jù)通信。

LabVIEW 中為網(wǎng)絡(luò)通信提供基于傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（transmission control protocol/user data protocol，TCP/UDP）的通信函數(shù)供用戶調(diào)用［17］。在客戶端，通過(guò)打開(kāi)TCP 連接函數(shù)打開(kāi)TCP 連接，端口必須與服務(wù)器端指定的端口相匹配。讀取指定連接的數(shù)據(jù)，第一個(gè)讀取TCP 數(shù)據(jù)函數(shù)采集數(shù)據(jù)的大小，如數(shù)據(jù)大小（由服務(wù)器指定）大于0，則第二個(gè)讀取TCP 數(shù)據(jù)函數(shù)讀取數(shù)據(jù)。使用寫(xiě)入TCP 數(shù)據(jù)發(fā)送單個(gè)字符至服務(wù)器，表明客戶端已停止。用戶單擊停止或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，TCP連接將關(guān)閉。如服務(wù)器端關(guān)閉連接，可能發(fā)生某些錯(cuò)誤代碼。該情況下，忽略可能發(fā)生的錯(cuò)誤并彈出顯示服務(wù)器關(guān)閉連接的對(duì)話框。

在服務(wù)器端，客戶端在指定端口連接時(shí)，TCP 偵聽(tīng)虛擬儀器（virtual instrument，VI）生成連接引用，客戶端有30 s 時(shí)間進(jìn)行連接，之后服務(wù)器將超時(shí)。第一個(gè)寫(xiě)入TCP 數(shù)據(jù)指定發(fā)送數(shù)據(jù)的大小，第二個(gè)寫(xiě)入TCP 數(shù)據(jù)函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。讀取TCP 數(shù)據(jù)函數(shù)檢查客戶端是否寫(xiě)入數(shù)據(jù)，如寫(xiě)入數(shù)據(jù)，則客戶端通知服務(wù)器停止執(zhí)行。用戶單擊停止或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，關(guān)閉TCP連接。

為實(shí)現(xiàn)不同廠家、不同接口方式的繼電保護(hù)測(cè)試儀均可與LabVIEW 通信，設(shè)計(jì)繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)接口程序。該程序可實(shí)現(xiàn)測(cè)試儀型號(hào)選擇、設(shè)備連接、設(shè)置測(cè)試儀輸出參數(shù)、啟動(dòng)輸出、斷開(kāi)設(shè)備連接等功能。

2.4 誤差分析

基于LabVIEW 的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行管理及分析［18-20］。數(shù)據(jù)庫(kù)可存儲(chǔ)同一臺(tái)繼電保護(hù)測(cè)試儀的多次檢測(cè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，可對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估和預(yù)測(cè)。

以交流電壓偏差為例，設(shè)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)的顯示數(shù)據(jù)為UN，繼電保護(hù)測(cè)試儀交流電壓輸出值為UX。

交流電壓輸出值的絕對(duì)誤差為

交流電壓輸出值的相對(duì)誤差為

基準(zhǔn)工作條件下，輸出電壓的幅值為0～120 V、頻率為50 Hz 時(shí)，輸出交流電壓UX的基本誤差應(yīng)滿足［8］：UX≤2 V 時(shí)，絕對(duì)誤差不超過(guò)±4 mV；2 V＜UX≤120 V時(shí)，相對(duì)誤差不超過(guò)±0.2%。

在數(shù)據(jù)分析模塊中，萬(wàn)用表采集的電壓數(shù)據(jù)根據(jù)式（1）和式（2）得到電壓誤差值，將其與標(biāo)準(zhǔn)要求的電壓幅值誤差進(jìn)行比較。若實(shí)際電壓誤差超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電壓誤差，過(guò)限警告燈會(huì)亮起，此數(shù)據(jù)在報(bào)告中會(huì)標(biāo)注。

原始記錄和報(bào)告中的數(shù)據(jù)來(lái)自檢測(cè)/校準(zhǔn)模塊，不可人為改動(dòng)。如果人為改動(dòng)，將在原始記錄中標(biāo)注修改人的賬號(hào)和修改時(shí)間，以滿足實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可機(jī)構(gòu)對(duì)原始記錄數(shù)據(jù)修改的要求。

3 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)整合多個(gè)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)測(cè)試儀的自動(dòng)測(cè)試。系統(tǒng)的性能指標(biāo)完全滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

以交流電壓校準(zhǔn)為例，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)在重復(fù)性條件下對(duì)微機(jī)型繼電保護(hù)測(cè)試儀進(jìn)行10 次交流電壓的測(cè)試，交流電壓實(shí)測(cè)值是10 次測(cè)試值的平均值，計(jì)算擴(kuò)展不確定度，如表1所示。

表1 交流電壓測(cè)量結(jié)果Table 1 Test results of AC voltage

由表1 可見(jiàn)，交流電壓不確定度小于0.023%。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［8］對(duì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)裝置的要求，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)裝置的擴(kuò)展不確定度應(yīng)為被校繼電保護(hù)測(cè)試儀各輸出功能和測(cè)量功能所運(yùn)行誤差的1/3～1/5。被測(cè)繼電保護(hù)測(cè)試儀的交流電壓誤差為0.1%，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的擴(kuò)展不確定度0.023%，完全滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

基于LabVIEW 的繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)能夠根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、相位、時(shí)間、諧波等指標(biāo)進(jìn)行高精度校準(zhǔn)，不確定度均滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量不同，自動(dòng)測(cè)試比手動(dòng)測(cè)試節(jié)約2/3以上測(cè)試時(shí)間。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于LabVIEW 的繼電保護(hù)測(cè)試儀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)控制繼電保護(hù)測(cè)試儀輸出規(guī)定的電氣量，采集多種國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范要求，自動(dòng)檢測(cè)校準(zhǔn)繼電保護(hù)測(cè)試儀，并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。該系統(tǒng)節(jié)省大量用于檢測(cè)繼電保護(hù)測(cè)試儀和編寫(xiě)測(cè)試報(bào)告的時(shí)間，采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)器的精度、穩(wěn)定性和測(cè)試范圍，可滿足國(guó)內(nèi)外各種繼電保護(hù)測(cè)試儀的檢測(cè)/校準(zhǔn)要求。

采用該系統(tǒng)自動(dòng)校準(zhǔn)繼電保護(hù)測(cè)試儀的電壓、頻率、相位等，試驗(yàn)結(jié)果表明，自動(dòng)校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度完全符合繼電保護(hù)測(cè)試儀相關(guān)行業(yè)規(guī)范要求。該系統(tǒng)還可以擴(kuò)展到其他二次測(cè)試設(shè)備的檢測(cè)校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)目的自動(dòng)測(cè)試，提高測(cè)試效率，具有很大的推廣意義。