繼電保護測試儀的工作原理

繼電保護測試儀的工作原理：

一、電源處理與信號生成環節

1. 電源穩定性

原理：主回路通過調壓器、隔離變壓器將 AC220V 轉換為目標電壓 / 電流。

精度影響：

若輸入電源波動大（如電壓偏差 > 10%），或變壓器繞組阻抗不穩定，會導致輸出電壓 / 電流幅值偏差（如標稱 100V 輸出實際為 98V）。

對策：優質測試儀采用高精度穩壓器（如伺服電機調壓器）和低內阻變壓器，確保輸出穩定（精度 ±0.5% 以內）。

2. 波形純凈度

原理：通過 DSP 或 FPGA 生成正弦波、方波等故障信號。

精度影響：

若波形含高次諧波（如 THD>1%），會導致保護裝置誤判（如過流保護因諧波分量提前動作）。

對策：采用數字濾波算法和功率放大器線性補償技術，THD 可降至 0.5% 以下（如武漢雷科 REKE-HD-300E）。

二、繼電保護測試儀數據采集與閉環控制環節：

1. 傳感器與 AD 轉換

原理：通過互感器（電壓 / 電流傳感器）采集輸出信號，經 AD 轉換為數字量。

精度影響：

傳感器線性度（如電流互感器非線性誤> 0.1%）或 AD 位數不足（如 12 位 AD vs 16 位 AD），會導致幅值測量。

案例：16 位 AD 的分辨率為 1/65536（約 0.0015%），比 12 位 AD（0.024%）高 16 倍。

對策：選用0.05 級高精度互感器和24 位 Σ-Δ AD 芯片，幅值精度可達 ±0.1%。

2. 閉環控制響應速度

原理：微機系統實時比較預設值與實測值，動態調整輸出（如 PID 算法）。

精度影響：

若控制周期過長（如 > 1ms），在動態測試（如突加電流測試動作時間）中會產生延遲誤。

案例：某測試儀控制周期 0.2ms，動作時間測量精度可達 ±0.05%；而周期 1ms 的設備誤可能擴大至 ±0.2%。

三、繼電保護測試儀時間測量與同步機制：

1. 觸發信號同步

原理：測試儀需同步采集輸出信號和保護裝置動作接點的時間差。

精度影響：

若觸發信號傳輸存在延遲（如電纜過長或接點抖動），會導致動作時間測量偏差（如實際動作 5ms，測量值為 5.2ms）。

對策：采用硬件光耦隔離觸發和納秒級定時器（如江蘇久益 JY-6060C 的時間精度 ±0.02ms）。

四、環境與校準因素

1. 溫度漂移

原理：功率元件（如功放管、電阻）溫漂導致輸出偏移。

精度影響：溫度每變化 10℃，可能導致0.1%~0.5% 的幅值漂移。

對策：內置溫度傳感器 + 軟件補償算法，或支持自動校準（如開機自校準）。

2. 電磁兼容性（EMC）

原理：測試儀內部或外部電磁干擾耦合至信號回路。

精度影響：干擾可能導致波形畸變或數據跳變（如電壓值突然波動 ±2V）。

對策：采用雙層屏蔽機箱和差分信號傳輸，符合 EMC 三級標準（如上海康登機型）。