１　概述

繼電保護專業(yè)在進行主變壓器保護驗收時，面臨高壓側(cè)、中壓側(cè)、低壓側(cè)和公共繞組四部分接地距離、相間阻抗、零序方向、零序過流等多種類型后備保護，每一側(cè)每一種類型的后備保護又分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ３段，每段又分３個時限，這就構(gòu)成了主變壓器保護的跳閘矩陣。

主變壓器 保 護 的 跳 閘 出 口 壓 板 較 多，接 近 ２０個，每次保護檢驗面對的跳閘邏輯為多達２００種的２套主變壓器保護，至少需要４人。如果全部校驗完這２００種邏輯，需要模擬每一種保護邏輯的故障，逐個壓板去測量。由于跳閘脈沖是 ｍｓ級瞬時電壓脈沖，所以這項工作需要多個專業(yè)人員配合完成，１人加故障模擬量，２人或３人拿著萬用表逐一測量每個出口壓板。需要用萬用表 ＤＣ檔測量壓板共計５００多次，而且萬用表無法檢驗跳閘矩陣的出口時間。面對這種工作量比較大的校驗，現(xiàn)階段只是沿用傳統(tǒng)的分側(cè)分類、分段分時限、逐個邏輯逐個壓板依次檢驗的老方法，即使使用保護試驗臺也不能滿足輸入出口的數(shù)量，還需要切斷保護三側(cè)開關(guān)的控制回路。這種頻繁、反復(fù)的操作不僅耗費大量的人力、時間，而且容易出現(xiàn)多人配合不好、接觸**、疲倦出錯等現(xiàn)象，嚴重影響了檢修效率和進度。

以下結(jié)合繼電保護專業(yè)現(xiàn)場工作經(jīng)驗，設(shè)計并研制了一套十通道主變壓器保護跳閘出口輔助測試儀，可以快捷有效地驗證主變壓器保護跳閘矩陣邏輯和出口動作時間的正確性。

２　測試儀的研制與設(shè)計原理

傳統(tǒng)繼電保護試驗臺，*多只有８對輸入端口，并且只能檢測外部干接點。為了使該測試儀更具通用性和實用化，首先提出２點設(shè)計原則：一次故障模擬能夠測量所有出口壓板，免去給保護裝置重復(fù)加入相同的故障模擬量；基于 ｍｓ級瞬時電壓脈沖觸發(fā)的繼電保護跳閘壓板檢測方法，不局限在無源干接點的輸入檢測。

主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀，設(shè)計了１０個獨立的檢測通道，每一個檢測端子對應(yīng)一組電位檢測和計時顯示功能。其中，每一通道主要設(shè)計有２類模塊：保護動作跳閘壓板電位檢測及聲光報警模塊（圖１）、保護跳閘出口時間數(shù)顯和計時功能模塊（圖２）。

在圖１中，ＤＣ為直流電源；ＳＡ 為狀態(tài)開關(guān)，開斷驗電報警回路；ＨＡ 為蜂鳴器，當(dāng)電平檢測有 ｍｓ級的直流電脈沖大于３０Ｖ 時，報警回路接通，蜂鳴器響；ＬＥＤ１為紅色指示燈，當(dāng)電平檢測有 ｍｓ級的直 流電脈沖大于３０Ｖ時，報警回路接通，ＬＥＤ１紅圖２　單通道跳閘出口時間數(shù)顯和計時功能模塊原理示意燈亮；ＶＴ１為 ＮＰＮ 硅晶體三極管，電流放大系數(shù)β＞１００；ＶＴ２為 Ｕ８５０達林頓管，放大倍數(shù)較高；ＲＷ為 ＲＴＸ－１／８Ｗ 型碳膜電阻器，ＶＴ１的基極分壓電阻的阻值可根據(jù)管子電流適當(dāng)調(diào)整，使其直流電脈沖小于３０Ｖ 時，正常處于截止狀態(tài)。Ｒ１為聲光報警回路的限流電阻，將電流限制在１５～２０ｍＡ 額定值內(nèi)，阻值約為１８Ω，當(dāng) ＶＴ２電流放大系數(shù)β較小時，可以省去。

在圖２ 中，時 間 顯 示 和 計 時 模 塊 電 路 用 的 是５５５芯片和２個 ＣＤ４５１８芯片組成的電路，５５５芯片可以接成多諧振蕩器，２個 ＣＤ４５１８作為核心芯片，進行級聯(lián)，再輔以若干邏輯門，完成進位、置零等功能，ＣＤ４５１８ 是 雙 十 進 制 計 數(shù) 器，有 ２ 個 時 鐘 輸 入端，正好可以滿足進位和校時的功能，不會產(chǎn)生干擾，而且還具有置零功能。

主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀的設(shè)計本著界面簡潔友好、布局合理、攜帶方便、操作接線簡單易行的基本原則，外部構(gòu)造如圖 ３，其主要包括：電源開關(guān)、運行指示燈、復(fù)歸按鈕、２ 個觸發(fā)接頭、１０個檢測觸頭、１０套數(shù)據(jù)線（通用觸頭）、外殼接地端子、１０個出口標簽、１０個報警燈、報警喇叭、１０個計時數(shù)顯屏等。

操作面板安裝在測試儀正上方，接線端子固定在測試儀側(cè)面。測試儀正面和側(cè)面面板設(shè)計美觀大方、比例協(xié)調(diào)，并且面板有貼膜，標稱簡要詳細。測試儀為鋁合金框架包裝箱，包裝箱具備防震功效，測試儀外殼長寬高大小為４２ｃｍ×３２ｃｍ×１５ｃｍ。

２　測試儀的應(yīng)用

主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀在現(xiàn)場應(yīng)用時，首先，將外殼接地線與保護屏柜接地銅排連接牢固，然后將對應(yīng)標簽的通道檢測觸頭緊固在相應(yīng)跳閘壓板下口處，將２根觸發(fā)數(shù)據(jù)線連接在保護檢驗儀的一對輸出端子上，再接通裝置電源，這時測試儀的運行指示燈點亮。接下來，按下裝置的復(fù)歸按鈕，將１０個通道的錄時數(shù)顯清零，這就做好了檢測試驗前的準備。

當(dāng)使用保護試驗臺給保護裝置加入故障模擬量的同時，依靠一對輸出干接點啟動出口邏輯測試儀的計時，待來電通道聲光報警后，即在時間數(shù)顯屏上記錄下了相應(yīng)跳閘出口的時間，單位為ｓ，*小計時０．０１ｓ。現(xiàn)場示意圖如圖４。

電源開關(guān)驅(qū)動１０個通道聲光報警回路和計時、時間數(shù)顯回路，２根觸發(fā)接線接入一對無源接點，該接點一閉合則１０個通道從００．００ｓ開始計時，直到某一通道檢測到大小為＋１１０Ｖ、時間為３ｍｓ的電壓脈沖，此時報警燈亮并保持、蜂鳴器發(fā)出“滴———”的一聲，同時對應(yīng)通道時間計時停止，*終時間顯示在數(shù)顯屏上，其他沒有檢測到電壓的通道則繼續(xù)計時，直到對應(yīng)通道檢測到大小為＋１１０Ｖ、時間為３ｍｓ的電壓脈沖為止。其他通道依次類推。如果按下復(fù)歸按鈕，１０個通道的時間數(shù)顯屏全部歸零、報警燈全部熄滅。

３　測試儀的技術(shù)**

ａ．該測試儀提供了１０個通道的電壓檢測 、聲光報警、計時功能，１０個通道獨立工作，相互隔離，決不會發(fā)生串電。只有電源開關(guān)、復(fù)歸按鈕由１０個通道共用。１０ 個模塊的強 弱 電 互 不 影 響、互 不 干擾，更不會將裝置電源返送進被檢測繼電保護裝置。

ｂ．該測試儀的時間顯示范圍為圖４　主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀現(xiàn)場工作示意００．００～９９．９９ｓ，精度０．０１ｓ，誤差為±０．０１ｓ。捕捉檢測電壓瞬時脈沖的時間精度則為１ｍｓ；該裝置的檢測觸頭具有通用性，可以替為換線夾觸頭、Ｕ型觸頭、針孔觸頭３種，可以適應(yīng)不同廠家和型號的裝置壓板。

ｃ．檢測到的電壓為直流＋３０～＋１１０Ｖ 時，會驅(qū)動聲光報警回路和計時回路，檢測到的電壓小于＋３０Ｖ，聲光報警回路和計時回路不導(dǎo)通，因此，檢測電壓能可靠躲過＋３０Ｖ 及以下的干擾電壓。

ｄ．該測試儀安全性能較高，１０ 個通道的檢測電壓為強電，互相獨立，不會造成與地線的短接，也不會與弱電互相干擾、串接，保證強電之間、強電弱

電之間、強電和地線之間的隔離。

ｅ．電源開關(guān)為電流匹配的自動跳閘空氣開關(guān)，電源回路設(shè)置有大小合適的電流熔斷絲，防止裝置過流燒毀，保證人身和設(shè)備的安全。

ｆ．主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，有三方面的優(yōu)點：該測試儀可以在不停電的情況下，一次性*多同時檢測１０個跳閘出口，避免了保護動作、開關(guān)傳動次數(shù)，防止開關(guān)頻繁分合造成的損壞，免去開關(guān)打壓等待時間，縮短了主變壓器保護檢修預(yù)試的時間；該測試儀接線安全快捷、簡單易行，以往需有２人同時完成的檢驗工作，目前可以１人獨立完成，省去保護裝置通入故障模擬量的同時需要多人配合測量出口壓板的工作，減輕了以往每個壓板逐一測量的工作量；該測試儀提供跳閘出口聲光報警，使檢驗工作更加直觀、高效。

４　結(jié)論

ａ．采用十通道主變壓器保護跳閘矩陣出口輔助測試儀之后，可以方便快捷地測試主變壓器保護跳閘矩陣的邏輯和時序的正確性，而且可獲得較高精度的保護動作出口返回時間。應(yīng)用該測試儀進行１０個通道出口壓板電位檢測，繼電保護檢修時間比傳統(tǒng)萬用表測試方法縮短５０％，測試準確率提高到９９％，提高了保護檢驗工作的可靠性，降低了檢修成本，具有良好的安全、經(jīng)濟效益。

ｂ．該裝置還可以應(yīng)用在除主變壓器保護以外其他帶跳閘出口的繼電保護檢修作業(yè)上，如線路保護、母線保護、斷路器保護等。目前，該裝置已經(jīng)應(yīng)用到繼電保護檢修預(yù)試和基建驗收等工作中，得到了良好的實際效果。