繼電保護(hù)測(cè)試儀的工作原理

繼電保護(hù)測(cè)試儀的工作原理：

一、電源處理與信號(hào)生成環(huán)節(jié)

1. 電源穩(wěn)定性

原理：主回路通過(guò)調(diào)壓器、隔離變壓器將 AC220V 轉(zhuǎn)換為目標(biāo)電壓 / 電流。

精度影響：

若輸入電源波動(dòng)大（如電壓偏差 > 10%），或變壓器繞組阻抗不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致輸出電壓 / 電流幅值偏差（如標(biāo)稱(chēng) 100V 輸出實(shí)際為 98V）。

對(duì)策：優(yōu)質(zhì)測(cè)試儀采用高精度穩(wěn)壓器（如伺服電機(jī)調(diào)壓器）和低內(nèi)阻變壓器，確保輸出穩(wěn)定（精度 ±0.5% 以?xún)?nèi)）。

2. 波形純凈度

原理：通過(guò) DSP 或 FPGA 生成正弦波、方波等故障信號(hào)。

精度影響：

若波形含高次諧波（如 THD>1%），會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置誤判（如過(guò)流保護(hù)因諧波分量提前動(dòng)作）。

對(duì)策：采用數(shù)字濾波算法和功率放大器線(xiàn)性補(bǔ)償技術(shù)，THD 可降至 0.5% 以下（如武漢雷科 REKE-HD-300E）。

二、繼電保護(hù)測(cè)試儀數(shù)據(jù)采集與閉環(huán)控制環(huán)節(jié)：

1. 傳感器與 AD 轉(zhuǎn)換

原理：通過(guò)互感器（電壓 / 電流傳感器）采集輸出信號(hào)，經(jīng) AD 轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

精度影響：

傳感器線(xiàn)性度（如電流互感器非線(xiàn)性誤> 0.1%）或 AD 位數(shù)不足（如 12 位 AD vs 16 位 AD），會(huì)導(dǎo)致幅值測(cè)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(duì)策：選用0.05 級(jí)高精度互感器和24 位 Σ-Δ AD 芯片，幅值精度可達(dá) ±0.1%。

2. 閉環(huán)控制響應(yīng)速度

原理：微機(jī)系統(tǒng)實(shí)時(shí)比較預(yù)設(shè)值與實(shí)測(cè)值，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出（如 PID 算法）。

精度影響：

若控制周期過(guò)長(zhǎng)（如 > 1ms），在動(dòng)態(tài)測(cè)試（如突加電流測(cè)試動(dòng)作時(shí)間）中會(huì)產(chǎn)生延遲誤。

案例：某測(cè)試儀控制周期 0.2ms，動(dòng)作時(shí)間測(cè)量精度可達(dá) ±0.05%；而周期 1ms 的設(shè)備誤可能擴(kuò)大至 ±0.2%。

三、繼電保護(hù)測(cè)試儀時(shí)間測(cè)量與同步機(jī)制：

1. 觸發(fā)信號(hào)同步

原理：測(cè)試儀需同步采集輸出信號(hào)和保護(hù)裝置動(dòng)作接點(diǎn)的時(shí)間差。

精度影響：

若觸發(fā)信號(hào)傳輸存在延遲（如電纜過(guò)長(zhǎng)或接點(diǎn)抖動(dòng)），會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作時(shí)間測(cè)量偏差（如實(shí)際動(dòng)作 5ms，測(cè)量值為 5.2ms）。

對(duì)策：采用硬件光耦隔離觸發(fā)和納秒級(jí)定時(shí)器（如江蘇久益 JY-6060C 的時(shí)間精度 ±0.02ms）。

四、環(huán)境與校準(zhǔn)因素

1. 溫度漂移

原理：功率元件（如功放管、電阻）溫漂導(dǎo)致輸出偏移。

精度影響：溫度每變化 10℃，可能導(dǎo)致0.1%~0.5% 的幅值漂移。

對(duì)策：內(nèi)置溫度傳感器 + 軟件補(bǔ)償算法，或支持自動(dòng)校準(zhǔn)（如開(kāi)機(jī)自校準(zhǔn)）。

2. 電磁兼容性（EMC）

原理：測(cè)試儀內(nèi)部或外部電磁干擾耦合至信號(hào)回路。

精度影響：干擾可能導(dǎo)致波形畸變或數(shù)據(jù)跳變（如電壓值突然波動(dòng) ±2V）。

對(duì)策：采用雙層屏蔽機(jī)箱和差分信號(hào)傳輸，符合 EMC 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（如上海康登機(jī)型）。