１　概述

繼電保護(hù)專業(yè)在進(jìn)行主變壓器保護(hù)驗(yàn)收時(shí)，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(hù)，每一側(cè)每一種類型的后備保護(hù)又分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ３段，每段又分３個(gè)時(shí)限，這就構(gòu)成了主變壓器保護(hù)的跳閘矩陣。

主變壓器 保 護(hù) 的 跳 閘 出 口 壓 板 較 多，接 近 ２０個(gè)，每次保護(hù)檢驗(yàn)面對(duì)的跳閘邏輯為多達(dá)２００種的２套主變壓器保護(hù)，至少需要４人。如果全部校驗(yàn)完這２００種邏輯，需要模擬每一種保護(hù)邏輯的故障，逐個(gè)壓板去測(cè)量。由于跳閘脈沖是 ｍｓ級(jí)瞬時(shí)電壓脈沖，所以這項(xiàng)工作需要多個(gè)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(cè)量每個(gè)出口壓板。需要用萬用表 ＤＣ檔測(cè)量壓板共計(jì)５００多次，而且萬用表無法檢驗(yàn)跳閘矩陣的出口時(shí)間。面對(duì)這種工作量比較大的校驗(yàn)，現(xiàn)階段只是沿用傳統(tǒng)的分側(cè)分類、分段分時(shí)限、逐個(gè)邏輯逐個(gè)壓板依次檢驗(yàn)的老方法，即使使用保護(hù)試驗(yàn)臺(tái)也不能滿足輸入出口的數(shù)量，還需要切斷保護(hù)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(fèi)大量的人力、時(shí)間，而且容易出現(xiàn)多人配合不好、接觸**、疲倦出錯(cuò)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了檢修效率和進(jìn)度。

以下結(jié)合繼電保護(hù)專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并研制了一套十通道主變壓器保護(hù)跳閘出口輔助測(cè)試儀，可以快捷有效地驗(yàn)證主變壓器保護(hù)跳閘矩陣邏輯和出口動(dòng)作時(shí)間的正確性。

２　測(cè)試儀的研制與設(shè)計(jì)原理

傳統(tǒng)繼電保護(hù)試驗(yàn)臺(tái)，*多只有８對(duì)輸入端口，并且只能檢測(cè)外部干接點(diǎn)。為了使該測(cè)試儀更具通用性和實(shí)用化，首先提出２點(diǎn)設(shè)計(jì)原則：一次故障模擬能夠測(cè)量所有出口壓板，免去給保護(hù)裝置重復(fù)加入相同的故障模擬量；基于 ｍｓ級(jí)瞬時(shí)電壓脈沖觸發(fā)的繼電保護(hù)跳閘壓板檢測(cè)方法，不局限在無源干接點(diǎn)的輸入檢測(cè)。

主變壓器保護(hù)跳閘矩陣出口輔助測(cè)試儀，設(shè)計(jì)了１０個(gè)獨(dú)立的檢測(cè)通道，每一個(gè)檢測(cè)端子對(duì)應(yīng)一組電位檢測(cè)和計(jì)時(shí)顯示功能。其中，每一通道主要設(shè)計(jì)有２類模塊：保護(hù)動(dòng)作跳閘壓板電位檢測(cè)及聲光報(bào)警模塊（圖１）、保護(hù)跳閘出口時(shí)間數(shù)顯和計(jì)時(shí)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(yàn)電報(bào)警回路；ＨＡ 為蜂鳴器，當(dāng)電平檢測(cè)有 ｍｓ級(jí)的直流電脈沖大于３０Ｖ 時(shí)，報(bào)警回路接通，蜂鳴器響；ＬＥＤ１為紅色指示燈，當(dāng)電平檢測(cè)有 ｍｓ級(jí)的直 流電脈沖大于３０Ｖ時(shí)，報(bào)警回路接通，ＬＥＤ１紅圖２　單通道跳閘出口時(shí)間數(shù)顯和計(jì)時(shí)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(dá)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(shí)，正常處于截止?fàn)顟B(tài)。Ｒ１為聲光報(bào)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(shí)，可以省去。

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

主變壓器保護(hù)跳閘矩陣出口輔助測(cè)試儀的設(shè)計(jì)本著界面簡(jiǎn)潔友好、布局合理、攜帶方便、操作接線簡(jiǎn)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(yùn)行指示燈、復(fù)歸按鈕、２ 個(gè)觸發(fā)接頭、１０個(gè)檢測(cè)觸頭、１０套數(shù)據(jù)線（通用觸頭）、外殼接地端子、１０個(gè)出口標(biāo)簽、１０個(gè)報(bào)警燈、報(bào)警喇叭、１０個(gè)計(jì)時(shí)數(shù)顯屏等。

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

２　測(cè)試儀的應(yīng)用

主變壓器保護(hù)跳閘矩陣出口輔助測(cè)試儀在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)，首先，將外殼接地線與保護(hù)屏柜接地銅排連接牢固，然后將對(duì)應(yīng)標(biāo)簽的通道檢測(cè)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(hù)檢驗(yàn)儀的一對(duì)輸出端子上，再接通裝置電源，這時(shí)測(cè)試儀的運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮。接下來，按下裝置的復(fù)歸按鈕，將１０個(gè)通道的錄時(shí)數(shù)顯清零，這就做好了檢測(cè)試驗(yàn)前的準(zhǔn)備。

當(dāng)使用保護(hù)試驗(yàn)臺(tái)給保護(hù)裝置加入故障模擬量的同時(shí)，依靠一對(duì)輸出干接點(diǎn)啟動(dòng)出口邏輯測(cè)試儀的計(jì)時(shí)，待來電通道聲光報(bào)警后，即在時(shí)間數(shù)顯屏上記錄下了相應(yīng)跳閘出口的時(shí)間，單位為ｓ，*小計(jì)時(shí)０．０１ｓ。現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖４。

電源開關(guān)驅(qū)動(dòng)１０個(gè)通道聲光報(bào)警回路和計(jì)時(shí)、時(shí)間數(shù)顯回路，２根觸發(fā)接線接入一對(duì)無源接點(diǎn)，該接點(diǎn)一閉合則１０個(gè)通道從００．００ｓ開始計(jì)時(shí)，直到某一通道檢測(cè)到大小為＋１１０Ｖ、時(shí)間為３ｍｓ的電壓脈沖，此時(shí)報(bào)警燈亮并保持、蜂鳴器發(fā)出“滴———”的一聲，同時(shí)對(duì)應(yīng)通道時(shí)間計(jì)時(shí)停止，*終時(shí)間顯示在數(shù)顯屏上，其他沒有檢測(cè)到電壓的通道則繼續(xù)計(jì)時(shí)，直到對(duì)應(yīng)通道檢測(cè)到大小為＋１１０Ｖ、時(shí)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(gè)通道的時(shí)間數(shù)顯屏全部歸零、報(bào)警燈全部熄滅。

３　測(cè)試儀的技術(shù)**

ａ．該測(cè)試儀提供了１０個(gè)通道的電壓檢測(cè) 、聲光報(bào)警、計(jì)時(shí)功能，１０個(gè)通道獨(dú)立工作，相互隔離，決不會(huì)發(fā)生串電。只有電源開關(guān)、復(fù)歸按鈕由１０個(gè)通道共用。１０ 個(gè)模塊的強(qiáng) 弱 電 互 不 影 響、互 不 干擾，更不會(huì)將裝置電源返送進(jìn)被檢測(cè)繼電保護(hù)裝置。

ｂ．該測(cè)試儀的時(shí)間顯示范圍為圖４　主變壓器保護(hù)跳閘矩陣出口輔助測(cè)試儀現(xiàn)場(chǎng)工作示意００．００～９９．９９ｓ，精度０．０１ｓ，誤差為±０．０１ｓ。捕捉檢測(cè)電壓瞬時(shí)脈沖的時(shí)間精度則為１ｍｓ；該裝置的檢測(cè)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(hào)的裝置壓板。

ｃ．檢測(cè)到的電壓為直流＋３０～＋１１０Ｖ 時(shí)，會(huì)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警回路和計(jì)時(shí)回路，檢測(cè)到的電壓小于＋３０Ｖ，聲光報(bào)警回路和計(jì)時(shí)回路不導(dǎo)通，因此，檢測(cè)電壓能可靠躲過＋３０Ｖ 及以下的干擾電壓。

ｄ．該測(cè)試儀安全性能較高，１０ 個(gè)通道的檢測(cè)電壓為強(qiáng)電，互相獨(dú)立，不會(huì)造成與地線的短接，也不會(huì)與弱電互相干擾、串接，保證強(qiáng)電之間、強(qiáng)電弱

電之間、強(qiáng)電和地線之間的隔離。

ｅ．電源開關(guān)為電流匹配的自動(dòng)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(hù)跳閘矩陣出口輔助測(cè)試儀在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，有三方面的優(yōu)點(diǎn)：該測(cè)試儀可以在不停電的情況下，一次性*多同時(shí)檢測(cè)１０個(gè)跳閘出口，避免了保護(hù)動(dòng)作、開關(guān)傳動(dòng)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(shí)間，縮短了主變壓器保護(hù)檢修預(yù)試的時(shí)間；該測(cè)試儀接線安全快捷、簡(jiǎn)單易行，以往需有２人同時(shí)完成的檢驗(yàn)工作，目前可以１人獨(dú)立完成，省去保護(hù)裝置通入故障模擬量的同時(shí)需要多人配合測(cè)量出口壓板的工作，減輕了以往每個(gè)壓板逐一測(cè)量的工作量；該測(cè)試儀提供跳閘出口聲光報(bào)警，使檢驗(yàn)工作更加直觀、高效。

４　結(jié)論

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

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