微机型继电保护测试仪

JBC-702A 微机继电保护测试仪

使用说明书

武汉市木森电气有限公司

公司简介

木已成林，森森不息。

木森电气公司成立于1996年8月，位于湖北武汉东湖高新开发区，与国网武汉高压研究院和华中科技大学为邻，是武汉电力职业技术学院（原武汉电力学校）的实习研发基地。公司主要从事变电站电力测试设备和输电线路检测设备的研制、生产，广泛涉足工业自动化与地网建设、改造等领域。公司技术部亦以上述单位科技人员为主，并聘请大量具备现场实践经验的工程师。

公司于1998年取得《制造计量器具许可证》；2001年通过ISO9001质量管理体系认证；2004年成为以湖北省技术监督局、省电力局、国网武汉高压研究院为领导的湖北省电力计量测试协会的成员单位、2007年获得国家知识产权局专利证书。公司全面实行现代化管理制度，建立起一套完善的质量体系和质量保证体系，确保了产品的优质质量和优良的售后服务。

本公司遵循“以优质的品质和服务赢得客户的信赖”的质量方针；追寻“市场无限，服务无限”的宗旨；坚持行业“追求卓越，努力超越”的信念；注重信誉和效率，努力满足广大用户的各项要求。

一

前言

继电保护测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着现代电力系统规模的不断扩大，对电力系统运行和管理的可靠性、高效性要求的不断提高，继电保护人员的测试工作变得更加频繁和复杂。在计算机技术、微电子技术、电力电子技术飞速发展的今天，应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试仪是技术进步的必然趋势，也是时代赋予我们的责任。

JBC-702A微机继电保护测试仪是在参照中华人民共和国电力行业标准《继电保护微机型试验装置技术条件》（DL/T 624 ─ 1997）的基础上，广泛听取用户意见，总结目前国内同类产品优缺点，充分使用现代先进的微电子技术和器件实现的一种新型小型化微机继电保护测试仪。它采用可单机独立运行，亦可联接其它电脑运行的先进结构，主机内置高性能工控机和高速数字信号处理器，真16位DAC 模块、新型模块式高保真大功率功放，自带TFT真彩色LCD显示器和嵌入式微机键盘。既可以单机独立操作，也可以连接笔记本电脑操作。操作功能强大，体积小，精度高。既具有大型测试仪优越的性能、先进的功能，又具有小型测试仪小巧灵活、操作简便、可靠性高等优点，性能价格比高。是继保工作者得心应手的好工具。

二

目录

第一章继电保护测试仪说明 (4)

1.1主要技术特

点……………

…………………

…………………

…4

1.2主要技术指

标……………

…………………

…………………

…5

1.3面板说

明……………

…………………

…………………

(8)

1.4硬件结

构……………

三

…………………

…………………

(9)

1.5仪器的操作使

用……………

…………………

………………

10

1.6注意事

项……………

…………………

…………………

(11)

第二章继电保护测试仪使用方法 (12)

2.1递变试

验……………

…………………

…………………

(12)

2.2状态序

列……………

四

…………………

…………………

(17)

2.3谐波试

验……………

…………………

…………………

(20)

2.4频率试

验……………

…………………

…………………

(25)

2.5电流－时间特

性试验……………

…………………

(28)

2.6电压－时间特

性试验……………

…………………

(31)

五

附录1：试验方法 (34)

附录2：差动保护知识 (43)

附录3：配置清单 (49)

附录4：售后服务 (50)

六

第一章继电保护测试仪说

明

1.1主要技术特

点

微机型继电保护测试仪其主要特点表现为：

●经典的Windows操作界面，人机界面友好，操作简便快捷，为了方便用

户使用，定义了大量键盘快捷键，使得操作“一键到位”；

●高性能的嵌入式工业控制计算机和8.4〞大屏幕高分辨力液晶显示屏，

可以提供丰富直观的信息，包括设备当前的工作状态、下一步工作提示

及各种帮助信息等；

●配备有超薄型工业键盘和光电鼠标，可以象操作普通PC机一样通过键

盘或鼠标完成各种操作；

●配备有外接USB接口，可以方便地进行数据存取和软件维护；

●无需外接其它设备即可以完成所有项目的测试，自动显示、记录测试数

据，完成矢量图和特性曲线的描绘；

●采用高性能D/A转换器，产生的波形精度高、线性好，并且具备良好的

瞬态响应和幅频特性。在整个测量范围内都能保证波形精度等指标要

求；

●采用独特的算法，产生的波形精确，完全不同于曲线拟和的波形产生方

法，保证信号为纯正的正弦波；

●可直接输出交流电压、交流电流、直流电压、直流电流，可变幅值、相

位、频率， 2 ～ 20次谐波；

●功率放大部分采用新型大功率高保真线性功放电路，输出功率大、纹波

干扰小，每相电压可输出120V、电流可输出40A。在输出电流达到40A

时，输出功率可达450VA/相以上，波形仍能保证不失真、不削峰；

●能提供传统的Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic外，还有第四路电压 Ux输出。

Ux可用于多种功能，如用于输出各种3Uo、做线路保护试验时输出线路

的同期电压等；

●具有8个开入量输入和4对空接点开出量输出接口。开入量输入接口能

七

自动适应无源（空接点）、有源，并能自动适应有源输入的极性，在输

入电压±250V范围内能正常工作；

●提供各种自动测试软件模块；

●GPS同步触发误差小于50μS；

●可以完成各种复杂的校验工作，能方便地测试及扫描各种保护定值，可

以实时存储测试数据，显示矢量图，打印报表等；

●采用精心设计的机箱结构，体积小，散热良好，重量轻，易携带，流动

试验方便；

●仪器具有自我保护功能，采用合理设计的散热结构，并具有可靠完善的

多种保护措施及电源软启动，和一定的故障自诊断及闭锁功能。

1.2主要技术指

标

1.2.1 交流电流源

●单相输出：3×40A

●三相并联：120A

●最大输出功率：≥450VA/相

●各相输出电流幅度、频率和相位可以独立调节

●输出精度：

0.1A～0.5A：±10mA

0.5A～40A：≤±0.5%

●分辨力：10mA

●连续输出时间：

在 0～10A 范围内，能连续输出

在 10A～20A 范围内，连续输出时间≥30秒

在＞20A 范围内，连续输出时间≥5秒

1.2.2 交流电压源

●单相输出：4×120V

●最大输出功率：≥60VA/相

八

●四相有共用中性点的电压源；第四路电压可设置为零序电压或任意设置

●各相输出幅度、频率、相位可以独立调节

●输出精度：

1V～5V：±10mV

5V～120V：≤±0.5%

●分辨力：10mV

1.2.3 直流电流源

●单相输出：-10A～+10A

●最大输出功率：≥200VA

●输出精度：

±0.5A～±1A：±10mA

±1A～±10A：±0.5%

●分辨力：10mA

1.2.4 直流电压源

●单相输出：-150V～+150V

●最大输出功率：≥100VA

●输出精度：

±1V～±10V：±10mV

±10V～±150V：±0.5%

●分辨力：10mV

1.2.5 交流电压、电流源角度

●相角范围：0°～ 360°

●相角精度：≤±0.5°

●相角分辨力：0.1°

1.2.6 交流电压、电流源频率

●频率范围：1～1000Hz

●频率精度：≤±0.01Hz

●频率分辨力：10mHz

●能输出2～20次任意幅值的谐波

九

1.2.7 同步性

电压电流同步性≤10μS

1.2.8 开入量

●8路独立开关接点输入

●兼容空接点与15V～250V有源接点，能够自动识别有源接点的极性

●计时精度：在小于1S时≤1mS

1.2.9 开出量

●4对可编程开关空接点输出

●接点容量：

250VDC，0.5A

250VAC，0.5A

1.2.10 供电电源

●交流输入电压

额定值：220V ± 10%

基准值：220V ± 2%

●交流供电频率：

额定值：50Hz ± 10%

基准值：50Hz ± 2%

1.2.11 箱体尺寸与重量

●箱体尺寸：360mm×190mm×420mm（W×H×D）

●重量：约17kg

1.2.12 使用环境条件

●环境温度：－10℃～+45℃

●相对湿度：≤90%

●大气压强：80～110kPa

十

十一

十二

1.3 面板

说明

1 6

2

3

4

5 7

电压源输出端口 Ua 、Ub 、Uc 、Ux 和共用中性点Un ，其中Ua 、Ub 、Uc 分别对应a 、b 、c 三相电压，Ux

可设置为零序电压或任意设置；

电流源输出端口 Ia 、Ib 、Ic 和共用中性点In ，其中Ia 、Ib 、Ic 分别对应a 、b 、c 三相电流；

开关量输入端口 TA 、TB 、TC 、TD 、TE 、TF 、TG 、TH 共8

路独立输入，兼容空接点与15V ～250V 有源接点，能自动识别有源接点的极性，TN 为公共端；

开关量输出端口 4对空接点输出；

液晶显示屏

8.4〞大屏幕高分辨力彩色TFT 液晶显示屏；

机壳接地端口

在测试时应可靠接地，可以提高测试数据的准确性和测试的安全性；

USB 接口 可以通过USB 接口将测试数据存储到U 盘中；

1.4硬件结构

1.4.1.高性能工业控制计算机

本装置采用高性能工控机作为控制微机，直接运行Window操作系统，装置面板带有大屏幕液晶显示器、外接PC鼠标和内嵌式键盘。装置前面板设有USB 口可方便地进行数据存取、数据通信和进行软件升级等。

试验的全过程及试验结果均在液晶显示屏上显示，全套汉字化操作界面，清晰亮丽，直观方便。操作控制由鼠标和内嵌式键盘进行。操作简单方便，只需简单的计算机知识，极易掌握。

1.4.

2.数字信号处理器微机

装置采用高速数字控制处理器作为输出核心，软件上应用双精度算法产生各相任意的高精度波形。由于点数高，波形保真度高，谐波分量小，对低通滤波器的要求很低，从而具有很好的暂态特性、相频特性、幅频特性，易于实现精确移相、谐波叠加，高频率时亦可保证高的精度。

1.4.3.D/A转换和低通滤波

采用真16位D/A转换器。16位分辩率保证了全范围内电流、电压的精度和线性度。由于D/A分辨率高和波形点数高，D/A转换输出的阶梯波已具有相当好的波形质量，后级仅需较简单的低通滤波器即可滤除高频分量，还原出高质量、高稳定的正弦波，很好地克服了幅值和相位漂移等问题，

1.4.4.电压、电流放大器

相电流、电压不采用升流、升压器，而采用直接输出方式，使电流、电压源可直接输出从直流到含各种频率成份的波形，如各次谐波叠加的组合波形，可以较好地模拟各种短路故障时的电流、电压特征。

功放电路采用进口大功率高保真模块式功率器件作功率输出级，结合精心、合理设计的散热结构，具有足够大的功率冗余和热容量。功放电路具有完备的过

十三

热、过流、过压及短路保护。当电流回路出现过流，电压回路出现过载或短路时，自动限制输出功率，关断整个功放电路，并给出告警信号显示。为防止大电流下长期工作引起功放电路过热，装置设置了大电流下软件限时。10A及以下输出时装置可长期工作，当电流超过10A时，软件限时启动，限时时间到，软件自动关闭功率输出并给出告警指示。输出电流越大，限时越短。

1.5仪器的操作

使用

1.5.1 开机步骤

1．将测试仪电源线插入AC220电源插座上。

2．检查接线（需外接键盘或鼠标），确认无误后分别打开测试仪电源及外接计算机电源，稍等片刻后将进入选择启动方式界面。

3．启动 Windows 操作系统后将进入软件功能试验的主界面，进行各种试验工作。

1.5.2 关机步骤

使用鼠标单击界面左下角处的“开始”->“关机”，在弹出的对话框中选择“确定”即可关闭计算机，在确认计算机关闭后，再关闭面板电源开关。关机时请勿直接关闭面板电源开关，请先关闭计算机的Windows操作系统，然后再关电源开关。

1.5.3 键盘快捷键

F2开始/停止试验在测试仪未输出信号时按下F2键后，测试仪开始输

出信号；在试验过程中，按下F2键可停止试验，测

试仪停止输出信号；

F3退出试验关闭当前试验模块；

F5手动递增在试验中每按下一次F5键，输出信号就按照设定的

步长增加一次；

F6手动递减在试验中每按下一次F6键，输出信号就按照设定的

十四

步长减小一次；

Ctrl+1 — Ctrl+7 打开/关闭输出通道Ctrl+1 ～ Ctrl+3对应Ua、Ub、

Uc，

Ctrl+4 ～ Ctrl+6对应Ia、Ib、

Ic，

Ctrl+7对应Ux；

F7 读取设置文件从保存的参数设置文件中导入试验参数；

F8 保存设置文件将当前设定的试验参数保存到文件中，以免重复设置；

Tab将输入焦点移动至下一个输入框；

Shift + Tab将输入焦点移动至上一个输入框。

1.6注意事项

本公司保留对此说明书修改的权利，届时恕不另行通知。产品与说明书不符之处，以实际产品为准。

在开始使用本仪器之前，有必要了解以下注意事项：

●为防止测试仪运行中机身感应静电。试验之前先通过接地端将主机可靠

接地；

●36V 以上电压输出时应注意安全，防止触电事故的发生；

●禁止外部电压和电流加在测试仪的电压、电流输出端。试验中，务必防

止被测保护装置上的外电压反馈到测试仪的输出端而损坏测试仪；

●为保证测试的准确性应将保护装置的外回路断开，且将电压的N与电流的

N在同一点共地；

●注意保持机箱侧面通风口的空气流动畅通，请不要遮挡通风口，以免影

响散热；

●电压测试通道严禁短路，电流测试通道严禁开路，严禁将外部的交直流

电源引入到仪器的电压源、电流源输出插孔，否则有可能损坏仪器；

●试验过程中，请不要频繁开关电源，以免对仪器造成仪器损坏或测试精

度降低；

●试验过程中，如遇到异常情况，应立即切断电源；

●切勿将装置露天放置而被雨水淋湿；

十五

装置工作异常时，请及时与厂家联系，请勿自行维修。

十六

第二章继电保护测试仪

使用方法

2.1递变试验

递变试验可以测试电压、电流、功率方向等各类交流型继电器的动作值、返回值、灵敏角、动作时间，以及阻抗继电器的记忆时间等；测试直流电压继电器、直流电流继电器、中间继电器等各类直流型继电器的动作值和返回值；测试直流电压继电器、直流电流继电器、中间继电器以及时间继电器等各类直流型继电器的动作时间；测试单个常规继电器的动作值、返回值以及动作时间。

递变试验软件界面如下图所示：

十七

十八

试验原理

结束值

初始值

测试步骤

测试步骤1：选择输出通道

测试步骤2：设定输出参数

●设置输出相为直流或交流基波—— 20次谐波：

●各输出相的幅值、相位初始值及其变化步长设定：

当需要使用的输出相被选择后，可以设定各输出相的起始参数，比如幅值、相位，接着可以设定幅值的变化步长和相位的变化步长。一旦通道的输出达到最大值或最小值后，如果试验还没有停止，通道继续保持最大或最小输出，不再递增或递减。

在试验过程中，“初始幅值”、“幅值步长”、“初始相位”和“相位步长“均可在线编辑，极大地提高了试验的灵活性和系统的适用性。

●关于Ux设置的说明

Ux为第四路电压通道，在绝大多数试验模块中作为同期电压信号。只有在Ua、Ub、Uc都被选中，且都为交流基波输出时，Ux才能被选中。Ux只能输出交流信号。Ux共有五种输出模式：

+3Uo 三相交流电压的矢量和；

-3Uo 三相交流电压矢量和的反相输出；

+√3×3Uo √3倍的三相交流电压的矢量和；

-√3×3Uo √3倍的三相交流电压矢量和的反相输出；

十九

自定义用户可设定Ux的幅值和相位但不能改变，因此没有幅值和相位的步长设置。

●交流输出的频率

只有当用户设置的输出通道中至少有一路不为直流时，用户才可以设置输出频率，频率设置只对交流通道有效。

测试步骤3：设置试验控制方式

在菜单“操作”—>“运行设置”中可设置试验中的控制方式。

●手动控制：试验运行时完全由操作人员来进行手动控制；

●自动递增：试验运行时软件将根据用户设置的步长自动递增；

●自动递减：试验运行时软件将根据用户设置的步长自动递减；

●动作后停止：开入量接收到动作信号后立即停止试验；

●动作后返回：开入量接收到动作信号后向初始值进行递变；

●动作后继续：开入量接收到动作信号后不采取任何动作继续进行试验；

●间隔时间：自动变化时，每次变化之间的时间。

测试步骤4：开始试验

二十

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