继电器测试装置研发探讨

胡勇　徐学帅　苏煜　王辉春　熊晓川

摘要：继电保护工作在电力电路中占据着十分重要的位置，本文主要本着问题导向，针对继电保护工作中存在的问题和发展趋势，对其中主要症结和技术难点实施研究攻关，研发继电器专用测试仪器，希望该文能给相关专业人士以参考。

关键词：继电保护;测试装置;应用探讨

引言

随着计算机信息技术的飞速发展，继电器测试装置也必须朝着智能化应用方向发展，从而更加可靠安全的运行。我国经济的发展离不开电力系统的支撑，随着我国电力系统的不断扩容，对于电力的稳定性和安全性也提出了新的更高的要求，继电保护测试工作也变得愈加复杂和频繁。微电子技术和计算机技术的发展为该技术的革新创新提供了可能。

一、继电保护

继电保护（Relay Protecting）就是指在电力系统出现故障和问题时，继电装置可以自动采取自我保护措施，切断部分故障线路，或启用备用电源，在短时间内提供稳定电源或切断问题故障源，为客户提供更为优质稳定的电源。具体来说：一是当电网出现危及安全的故障时，继电保护可以立刻发出警报，输出跳闸指令。继电保护装置可以立刻反馈电气电路的运行不良，并同时发出跳闸和警报指令，进而避免整个电网出现更大面积的异常运行情况。在实际工作中，继电装置一般不是单个存在，而是由多个继电器组成，由其测量、逻辑和执行部分组成。继电保护装置一般在发电机、输电线路、变压器、母线、电动机中使用，其原理主要包括电流、距离、电压、差动、方向、意见零序保护;按照事故反应的种类分，主要包括接地故障、相间短路、断线保护、匝间短路、失步保护、过励磁保护等，按照其实现技术区分，又可以区分为整流型、机电型、集成电路型、晶体管型以及微机型保护;按照保护作用区分，又可以区分为后备保护、主保护、辅助保护。

二、继电保护工作存在的主要问题

目前继保工作中继电器线圈功率测试和时间继电器触点分断时间、时间准确性测试没有专用测试仪器，采用继保测试仪替代，功能不全面，针对性不强，不具备测试的记录和存储，且体积大携带不方便。增加了现场人员工作量，工作效率低下。本着以上问题导向，继电保护测试装置主要解决好以下问题：一是解决小型继电器的线圈电流、电压、功率等参数精确测试;二是解决时间继电器触点释放和吸合时间的精确测定;三是解决继保试验中高精度试验电源问题;四是使得新的继电器测试装置体积小重量轻，便于携带，智能操控，人机界面良好，输出模式灵活。

三、继电器测试装置研发探讨

通过市场调查，目前用于继电器测试的装置还处于空白状态，实际电力生产过程中也非常需要此种装置，通过大量的工作实践、实验和资料分析，专门研究此种装置可以对继电器实施精准测定，且具备全面综合性能。

（一）技术路线图

对于该测试装置的研制必须科学合理安排研发计划，该测试装置必须是具备高智能化的设备，必须充分利用当前微晶片技术，由逻辑控制、单片机、高准确度数据采集、交直流电流电压输出、时钟、LCD 液晶显示器和打印机等部分组成，监测性能必须达到优良，还可以测试多种继电器的释放电压、电流值和铀头断开时间与吸合，自动检测3种数据值，自动得出3个平均数据，并实施数据打印。该装置必须研发自检报错的功能部件，以便开机后迅速实施自我检测，提升检测效率。

（二）测试装置达到的技术性能

具体来说，技术路径和应达到的基本性能如下：1.现场测试继电器的参数，包括线圈功率、线圈电阻、线圈温升等。2装置具有极佳的时间、电流、电压测试精度，保证了结果准确无误。3采用了模块化高频双稳试验电源，测试电压无级可调，保护功能完备。4.具备高速处理2.0GHz的CPU和并行16位A/D转换芯片，保证了极高的时间测试速度和精度。5.显示操作和存储、输出采用7寸彩色触摸屏，所有控制操作可通过触摸屏完成，操作人性化、智能化、简单化。测试过程实时监控，测试内容屏显一目了然，测试结束结果可U盘导出，也可将数据上传分析。6.工作电源采用交直两用供电方式，多重电气隔离，具备完善保护功能保证安全。体积小重量轻，方便现场使用。7.模块化功能组结构设计，很方便的可以扩展其他測试功能，如触点接触电阻、同步触点时间差、动作寿命、绝缘强度等。该测试装置实施检测时的操作步骤设计如下：一是打开电源，显示屏显示开机画面“欢迎使用，正在实施自检”;二是如果自检程序运行正常，则可以实施检测，并依据继电器类型，采取上翻或下翻的按钮选择测试电源的种类，使继电器与之相匹配，将电源输出接线柱连接到继电器线圈，铀头与输入端子实施连接;三是得出最后测试的数值。 该测试装置设计实现自动吸合闸3次，结束后实施数据的打印。要设计转换键，其目的就是先确定好直流电流，后按下转换按钮，实施直流的照常输出，并于屏幕第2行显示，此种设计便于实施多类型的电源继电器的检测。时间设定装置可以较科学的调整内部时间，测试装置出现问题后，如果数据出现偏差，则可以高等级标定，使用上下按钮对内部指数实施调整。继电器的测试装置局部回路原理图如图1所示，继电器对应接点示意图如图2所示。

四、继电器测试装备发展趋势分析

以计算机为代表的信息技术的发展为电力网络发展提供了广阔的空间，网络管理水平也在不断提高深化，其测试模式和管理水平也在不断升级和改善，智能化、自动化和网络化发展是大势所趋，越来越多的电力网络设备高度集成，同时具备控制、保护、测量与数据通信等功能，继电器测试装置的研发同样如此，目前市场上的继电器测试装置体积大，且精度较低，其功能实现主要通过调压与移相器连接实现，对于日趋复杂的电网系统来说较难完成任务。伴随着技术的深化和微电子技术的发展，励磁控制、主变差动等技术不断应用于各项继电保护之中，呈现出越来越智能化的趋势，具体来说：一是计算机技术的发展使得电力网络需要越来越高等级的继电器保护，为使这一保护功能不断与时俱进，继电器测试装置还必须同时具备语言合成、存放数据、信息沟通等功能，基于这一继电保护测试，该装置类似于PC 机，计算机化和微机化越来越鲜明。二是网络化不断在继电器测试装置中得到应用，通过网络的介入，可以使得继电器入网互联，从而较好的应对广域测试的矛盾问题，继电保护的功能主要是用来应对故障问题和实施故障的监测检测，避免可能出现的故障，以确保网络处于安全运行状态。所以对于所有继电装置必须做到全系统的数据共享，只有这样才能真正达到继电器保护的功能。三是智能化的发展趋势，智能化是随着计算机应用不断深化以及网络化不断深化的结果，智能化在工作实践中是通过电力程序来实现实时监测的，其利用计算机信息对网络数据进行处理，从而对风险实施精准定位，并分析预测整个线路的风险故障，对采取预先举措实施电路线路的保护，下好“先手棋”，达到防患于未然的目的，这是故障事故预防的最高水平。智能化方向的发展可以实现信息的互联和关联，可以最大限度减少人工的干预，甚至一些领域可以实现无人化操作和值守，发现故障问题后也可以实现问题的迅即处置，实施故障的清理。

五、市场研发前景预测

上文提到智能化在线形式代表了未来发展的趋势，其充分利用了计算机、微电子等现代化科技手段，有效实现了网络数据的整合和情况的即时反馈，充分体现了人性化的设计，且反应敏捷，操作简单。结合市场调查和用户预期，其市场研发前景巨大，除此之外，该装置的研发还应充分加入新工艺和新技术，使其符合智能化和网络化电力发展要求，填补市场技术上的空白，不仅仅在装置设备上实施空白的填补，还需在创新和作业方法上实施空白的填补，减小人力工作强度，有效提升工作效率。

六、结语

综上所述，目前市场上的继电保护测试装置具有很多使用中的现实问题，这些问题是以计算机为代表的信息技术的发展而带来的，是继电器保护测试装置发展不符合趋势带来的，本文对继电器测试装置的研发进行了深入浅出的阐述，着力研发一种功能齐全，可数据记录与储存、便于携带，针对性强的测试装置，从而达到有效解决继电器测试装备最新技术空白的目的，具备较为广阔的市场空间和应用前景。

参考文献：

[1] 钱永亮.继保继电器的测试装置应用前景分析[J].通讯世界，2018，12：108.

[2] 梁春风，陈润炽.地铁列车继电测试装置的设计[J].机车电传动，2018，08：113.

[3] 张钦.铁路继电器自动测试装置的研究[D].沈阳工业大学，2015，02.