继电保护整组试验Ⅰ与Ⅱ-中关村在线

整组试验本质上是对继电保护装置开展的静态模拟测试。通过灵活设定各类参数，可精准复现单相接地（瞬时或永久）、相间短路及故障类型转换等多种典型工况，全面检验距离保护、零序保护及自动重合闸等功能的动作逻辑与定值准确性。以整组试验Ⅰ模块为例，其操作流程简洁直观，用户可在软件界面中完成参数配置、故障模拟与结果分析等全部测试环节。

1、故障量配置

2、故障类别

3、可设置为AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN、ABC共十种故障类型。

4、设定阻抗值

5、故障阻抗可按定值单要求，以Z与Φ（模角）或R与X（电阻、电抗）两种方式之一输入，系统将实时自动换算并同步显示另一组对应参数。

6、短路阻抗标幺值

7、以n乘以整定阻抗所得数值作为模拟短路点的阻抗值。通常采用0.95倍或1.05倍整定值进行校验；若未通过，可进一步扩大至0.8倍或1.2倍整定值测试。该范围属于保护动作的容许偏差界限。若在此区间内仍无法正确动作，则需排查定值设置、装置状态、回路接线及其他相关因素。

8、零序补偿系数

9、当正序阻抗角Φ(Z?)与零序阻抗角Φ(Z?)不相等时，补偿系数K?呈复数形式，工程中通常分别采用其实部Kor和虚部Kox进行计算。

10、对于采用Ko、Φ方式整定的某些保护（如901系列），当Z1与Z0的阻抗角相等（即Φ(Z1)＝Φ(Z0)，PS1＝PS0）时，Ko为实数，此时应将Kor与Kox均整定为Ko值。

11、故障发生方向

12、若保护具备方向性，务必准确选定故障方向。

13、该系统具备模拟多种复杂故障场景的能力，尤其支持转换性故障与反方向故障的精确仿真。转换性故障指故障类型在发展过程中发生改变，如单相接地演变为两相短路；反方向故障则指故障发生在保护装置的反向侧，用于检验保护逻辑的方向判别准确性。通过灵活配置故障参数与时间序列，可高度还原实际电网中罕见但关键的异常工况，为继电保护装置的功能验证、动作特性分析及整定优化提供可靠依据，显著提升测试的全面性与实用性。

14、故障类型

15、瞬时性与永久性故障的核心区别在于故障输出的终止逻辑不同。在时间控制模式下，若选择瞬时性故障，一旦测试仪检测到保护装置发出动作信号，即刻停止输出故障量，立即转入下一测试状态，无论预设的故障时间是否已结束；而选择永久性故障时，即使保护已动作，测试仪仍持续输出故障量，直至达到用户设定的故障持续时间才自动停止。换言之，永久性故障的输出时长完全由该参数决定，不受保护动作影响。这种持续故障状态易触发后加速保护动作，并导致重合闸因故障未消除而拒动或失败。因此，在常规继电保护功能验证中，优先推荐采用瞬时性故障方式，以更真实模拟实际电网中常见瞬时故障场景，兼顾试验安全性与结果有效性。

16、短路电流

17、上述设置仅指定了短路阻抗。若同时输入预设的故障电流值，软件将自动推算出对应的故障电压，并由测试仪同步输出该电压与电流，用于保护装置校验。所设故障电流须满足两项条件：其一，必须超过被测保护装置的动作启动电流；其二，故障电流与已设短路阻抗的乘积不得超过57.7伏特，以确保测试安全性与有效性。

18、若保护具备方向性，务必准确判断并选择对应的故障方向，以确保保护装置正确动作。

19、可精准模拟转换性故障及反方向故障，具备高度仿真的动态故障特性建模能力；支持多种故障类型组合与时序演化过程的灵活配置；适用于继电保护装置、故障录波系统及智能变电站二次设备的功能测试与性能验证；能真实复现电网中复杂故障场景，为现场调试、技术培训及研发试验提供可靠支撑；操作便捷，参数设置直观，响应迅速，满足电力系统高可靠性与高实时性的测试需求。

20、时间与触点控制

21、接点控制模式下，测试仪依据保护装置发出的跳闸、重合闸及永久跳闸接点变位信号，自动切换试验状态，并实时调整输出的电流与电压值。

22、装置按预设时间顺序输出故障前、故障中、跳闸、重合闸及永久跳闸各阶段的电气量；保护动作仅记录跳合闸时刻，不干扰电气量的时序输出进程。

23、故障前、故障中、跳闸后正常、重合后再次故障、最终永跳

24、故障发生、断开及重合时间

25、故障发生、线路断开及重合闸时间

26、时间控制方式用于设定故障量输出时长、故障切除后正常量输出时长，以及重合闸动作后再次输出故障量的时长，具体参数参见上图；该功能在接点控制模式下无效。

27、转换性故障与非转换性故障

28、用于模拟转换性故障：自首次故障发生起，经过设定的转换时间后，系统自动进入转换后故障状态，此过程不受保护动作与否及断路器是否跳闸的影响。但已跳开相的电压与电流保持独立，不受该状态约束——若PT装于母线侧，则电压维持57.7V；若PT装于线路侧，则电压为0V；所有跳开相电流均为0A。此处所指故障转换时间，即从初始故障发生时刻起计的持续时长。

29、故障类型转换结果

30、可设置的故障类型包括AN、BN、CN、AB、BC、CA、ABN、BCN、CAN及ABC共十种。通常，二次故障类型应区别于首次故障，以更真实地模拟实际运行中故障演变过程。

31、转换起始时刻与持续时间

32、故障起始时间可设为首次故障发生、保护跳闸或重合闸完成时刻，具体以哪个节点作为故障转换的判定基准。

33、故障起始角度

34、故障发生瞬间的电压初始相角，需依据故障类型选取参考相进行计算：单相故障取故障相，两相短路或两相接地故障取非故障相，三相短路则统一取A相。因三相电压与电流相位存在差异，合闸角亦随故障类型变化而不同。

35、 PT安装位置

36、电压互感器（PT）的安装位置分为母线侧和线路侧两种。若装于母线侧，发生单相故障并断开该相后，该相电流降为零，但电压仍维持正常相电压约57.7伏；若装于线路侧，同样故障断开后，该相电流与电压均归零，即电压为0伏、电流为0安。两种布置方式对故障后电气量的响应特性存在明显差异。

37、 ——转换起始时刻与转换持续时间

38、可设定故障起始时刻：首次故障发生时、保护跳闸瞬间，或重合闸动作后，以此确定故障转换的触发时间点。

39、故障起始角度

40、故障发生瞬间的电压初始相角，需根据故障类型选取参考相位计算：单相故障取故障相，两相短路或两相接地故障取非故障相，三相短路则统一取A相。因三相电压与电流相位存在差异，合闸角度亦随故障类型变化而不同。

41、 PT安装位置

42、电压互感器（PT）可安装在母线侧或线路侧，其布置位置直接影响故障后的电气量表现。若PT装于母线侧，发生单相故障并断开该相后，该相电流降为零，但电压仍维持正常相电压约57.7伏；若PT装于线路侧，同样故障断开后，该相电流与电压均降至零。两种配置对保护装置的判据选取和动作行为具有显著影响。

43、 ——转换起始时刻与转换持续时间

44、可设定故障起始时刻：首次故障发生时、保护跳闸瞬间，或重合闸动作后，以确定故障状态转换的具体时间点。

45、 UX方案优选

46、 UX为特殊相位输出，支持多种电压模式：±3U?、±√3U?，以及同期检测功能，涵盖Ua、Ub、Uc、Ubc、Uca、Uab等六种电压信号，满足不同同步测试需求。

47、前四种3U?情形下，U?输出值由当前U?、U?、U?合成的3U?分量乘以对应系数得到，并随其动态变化。

48、若选择等于某检同期抽取电压值模式，在测试线路保护的检同期重合闸功能时，Ux将模拟线路侧的抽取电压。以检同期Ua为例：当断路器处于合闸状态时，Ux恒定输出100V，且相位与母线侧Ua完全一致；当保护动作导致断路器跳开后，Ux则切换为用户设定的检同期电压——其幅值和相角均可独立配置，允许与当前母线Ua存在幅值偏差或相位差。该设计旨在真实复现两侧电压不同步的工况，从而全面验证保护装置在非理想同步条件下的重合闸判据准确性与动作可靠性。

49、跳闸后还是重合闸后开始计时？故障转换的具体时刻如何确定？

50、整组试验Ⅱ说明

51、整组试验Ⅱ与整组试验Ⅰ功能基本一致，但适用场景有所不同。前者主要面向无法直接获取故障阻抗、仅能提供故障电压和电流的保护类型，例如零序保护或35kV线路保护；后者则基于阻抗方式设置各类故障，适用于可明确阻抗参数的保护装置。当现场条件限制导致阻抗信息缺失时，整组试验Ⅱ成为更实用的测试方案。

52、当选择等于某检同期抽取电压值时，在测试线路保护的检同期重合闸功能中，Ux用于模拟线路侧的抽取电压。以检同期Ua为例：在断路器处于合闸状态时，Ux始终输出与母线侧Ua同相位、幅值固定为100V的电压；当保护动作导致断路器跳开后，Ux则切换为用户设定的检同期电压——该电压的幅值和相角均可独立配置，允许与当前母线侧Ua存在幅值差或相位差。这一设计旨在真实复现两侧电源电压不一致的工况，从而全面检验保护装置在电压存在偏差条件下，能否准确判断同期条件并正确执行重合闸操作，确保系统安全稳定运行。

53、跳闸后开始计时，还是重合闸后开始？故障转换的具体时刻如何界定？

54、故障类别

55、可设置为单相（AN、BN、CN）、两相（AB、BC、CA）或三相（ABC）故障类型。

56、故障电压值

57、单相或三相故障时，U取故障相电压；相间故障时，U取故障两相间的线电压。

58、整定电流值

59、用于保护设定的电流值。

60、短路电流倍数

61、短路电流按试验倍数n与整定电流的乘积设定，并以此值开展模拟试验。

62、整组试验流程说明

63、数据配置完成后，点击启动按钮，装置进入正常运行状态，输出三相对称的电压与电流信号：各相电压为额定值57.7V，电流为设定的负荷电流。随后，按下故障触发按钮或使开入C端子导通，装置立即切换至故障模拟状态，向被测保护装置施加对应的故障电压与电流。当保护动作跳闸后，装置自动输出跳闸后的状态量。若保护启动重合闸功能：遇瞬时性故障，重合成功后即恢复输出正常量（电压57.7V/相，电流为负荷电流）；若为永久性故障，则再次输出故障量，直至保护完成第二次跳闸（即永跳），之后才重新恢复输出正常运行状态量。

64、当开入C接通时，装置自动进入故障状态。

65、该功能具备双重用途：其一，可模拟手动合闸至故障线路后的加速跳闸过程，便于精确测量保护动作时间；操作时，将手合接点或TWJ接点接入开入C，手动合闸瞬间，测试仪即刻输出对应故障量，实时检验保护响应特性。其二，支持通过GPS对时装置的开出接点触发故障，实现线路两端严格同步的故障模拟，有效验证双端保护协同动作的准确性与一致性。

66、试验过程中，随时按停止键即可中止并退出试验。

67、试验完成后，系统自动将测试结果以文本格式保存至硬盘试验报告整组试验文件夹中；用户可通过打印按钮查看或输出报告，也可复制文件进行后续编辑与修改。

68、 GPS控制实验

69、整组试验可通过GPS统一协调控制，实现双电源线路两侧继电保护装置的同步测试。GPS精确触发两侧测试仪，使其同时进入故障前状态及故障状态，并分别向各自侧保护装置施加相应故障量，从而准确检验两侧保护动作的时序一致性与协同响应特性。

70、整组试验Ⅱ与整组试验Ⅰ功能基本一致，均用于继电保护装置的系统性检验。区别在于：试验Ⅰ以阻抗参数为基准设置各类故障模型，适用于能明确故障阻抗的场景；而试验Ⅱ则直接依据故障电压与电流值设定故障条件，特别适用于无法获取准确阻抗参数的保护类型，例如零序保护及35kV线路保护等。该模式提升了试验的适用性与灵活性，确保不同原理保护装置均可得到全面、有效的功能验证。

71、当选择等于某检同期抽取电压值时，在测试线路保护的检同期重合闸功能中，Ux用于模拟线路侧的抽取电压。以检同期Ua为例：在断路器处于合闸状态时，Ux持续输出与母线侧Ua同相、幅值固定为100V的电压；当保护动作跳闸、断路器转为分闸状态后，Ux则切换为按设定值输出——即指定的电压幅值与相角。该设定值可与当前母线侧Ua的实际幅值或相位存在差异，从而构建两侧电压不一致的工况。通过这种方式，可有效检验保护装置在电压幅值或相位存在偏差条件下，是否能准确判别同期条件并正确执行重合闸操作，全面验证其检同期逻辑的可靠性与适应性。

72、跳闸后还是重合闸后开始计时？故障转换发生在何时？

73、 GPS脉冲信号输出

74、 GPS设备的脉冲输出接口提供两路定时信号：一路为秒脉冲（PPS），每秒输出一个精确脉冲；另一路为分脉冲（PPM），每分钟输出一个脉冲。每当PPS或PPM信号发出时，设备面板上对应的PPS与PPM指示灯会同步闪烁。本实验选用PPM脉冲作为同步基准信号。该脉冲输出接口采用标准D型9针插座形式，便于连接外部测试设备，确保时间信号稳定可靠地传输至后续电路或仪器。

75、该试验模块的功能与整组试验Ⅰ基本一致，均用于检验继电保护装置的整体动作性能。整组试验Ⅰ主要依据故障阻抗参数设定各类模拟故障，适用于能明确获取阻抗定值的保护类型。然而，部分保护装置（如零序电流保护或35kV线路保护）无法直接提供或依赖阻抗信息，仅具备故障电压、电流等电气量参数。在此类情况下，整组试验Ⅱ可作为替代方案，支持基于电压、电流幅值及相位关系直接构建故障模型，从而完成对保护逻辑、动作时限及出口行为的全面测试，确保其在实际运行中准确可靠地响应各类故障工况。

76、当选择等于某检同期抽取电压值模式时，在测试线路保护的检同期重合闸功能中，Ux通道用于模拟线路侧的抽取电压。以检同期Ua为例：在断路器处于合闸状态时，Ux持续输出与母线侧Ua同相位、幅值恒为100V的电压；当保护动作导致断路器跳开后，Ux则切换为输出用户设定的检同期电压，其幅值和相角均可独立配置——该设定值可与当前母线Ua存在幅值差或相位差。此设计旨在真实模拟两侧电源电压不同步的实际工况，从而全面检验保护装置在电压存在偏差条件下，能否准确识别同期条件并正确执行重合闸操作，有效验证其检同期逻辑的可靠性与适应性。

77、跳闸后还是重合闸后开始计时？故障转换的具体时刻如何确定？

78、 GPS设备与测试仪之间的连接

79、请使用配套的专用GPS连接线，将GPS设备的脉冲输出端口与测试仪背面的通信接口相连。

80、启动测试

81、启动测试仪并切换至PC通信模式，在计算机端整组试验界面中勾选GPS控制开始试验选项。试验过程中，两侧操作人员需通过电话实时协调，并同步观察各自GPS装置上的PPM脉冲指示灯。当PPM指示灯完成一次闪烁、且下一次脉冲尚未到来时（该窗口期约为1分钟），双方应尽可能在同一时刻点击界面上的开始试验按钮。此时，测试仪进入预备状态；待下一个PPM脉冲到达瞬间，两侧设备将严格同步进入故障前状态，输出正常电气量；再下一个PPM脉冲触发时，又同步转入故障状态，输出预设的故障电气量。整个流程依靠PPM信号实现毫秒级时间协同，确保两侧试验步调完全一致。

82、手动启动后自动进入系统

83、试验启动，记录故障前与故障时状态

84、支持外接电脑操作

85、先将光盘中的继保测试软件复制到电脑，再将图标拖至桌面创建快捷方式。

86、请使用专用的三芯通信线，一端连接电脑的串口COM1，另一端接入测试仪后侧的通信接口。若笔记本电脑未配备串口，需先通过USB转串口适配器将其转换为COM1端口，再用通信线与测试仪相连，确保物理连接稳固可靠。

87、关闭测试仪本机所有软件功能模块，全部操作移至外接电脑执行，整套测试流程均由外接电脑统一控制。

88、外接电脑操作功能与单机软件完全一致，仅界面显示的软件版本可能略有差异。

89、外接PC的硬件配置要求

90、电脑需配备不低于Pentium 200或AMD K6-200的处理器，内存不少于16MB，显示器分辨率支持800×600及以上。系统须可稳定运行Windows 95、Windows 98、Windows Me或Windows XP操作系统。该配置适用于台式机或笔记本电脑，能够满足基本软件运行及图形显示需求，确保操作流畅性和界面显示清晰度，适用于日常办公、教学演示及轻量级应用环境。

91、硬件接线

92、先关闭测试仪与电脑电源，再用9芯串口线连接电脑COM1口和测试仪的通信接口，最后同时开启两者电源。

93、测试仪软件已切换至PC通信模式

94、开启测试仪电源后，软件自动进入单机操作界面；在主菜单中选择PC通讯并按下旋钮，即可进入与PC机的通信状态。

95、测试仪软件由PC通信模式切换至独立运行模式。

96、 PC通信状态下，长按旋钮3秒，软件将自动返回单机操作界面。

97、启动电脑软件

98、启动电脑并进入Windows系统，将屏幕分辨率调至800×600或更高；随后打开继保测试软件文件夹，依次进入各子功能模块，即可开展相应试验项目。

99、外接PC操作软件使用说明

100、请参考第二部分的继电保护软件操作说明。

101、测量阻抗继电器的灵敏角与整定阻抗

102、在功率与阻抗试验中，将电流Ia固定为5A（或1A），电压Uab设为整定阻抗对应电压的0.7倍；通过调节Uab相位角（可采用自动测试模式），测得保护动作区两侧临界相位角φ?和φ?；最终灵敏角φ??即为二者平均值，即φ??＝(φ?＋φ?)/2。