*章  KS803微機(jī)控制繼電保護(hù)測(cè)試儀硬件操作

1.1 概述

是繼電保護(hù)通用測(cè)試裝置，主要用于各電壓等級(jí)的電磁型，集成電路型及微機(jī)型各類保護(hù)繼電器及保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試和 研究，可實(shí)現(xiàn)電壓電流幅值，相位頻率的靈活控制，并具備各種繼電器和保護(hù)的 測(cè)試模塊。是電力基層單位保護(hù)裝置投運(yùn)前調(diào)試和定期檢驗(yàn)的*工具。

由內(nèi)嵌工控機(jī)或外接PC機(jī)控制，采用單機(jī)箱、模塊化結(jié)構(gòu)，面板8.4 吋彩色LCD顯示。圖形窗口操作界面，操作簡(jiǎn)便，內(nèi)置虛擬鍵盤，僅用鼠標(biāo)即可進(jìn) 行操作。備有擴(kuò)展串口及USB口可與其它PC機(jī)通訊，試驗(yàn)結(jié)果可上傳。軟件可通過Internet  網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地升級(jí)。D/A 位數(shù)高，電流、電壓精度好，功放采用直接 耦合放大，交直流兩用，能很好地仿真電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程，超大的電流源輸出功 率及良好的寬頻幅頻特性，使其不但能對(duì)各類微機(jī)型保護(hù)進(jìn)行特性和整定值的檢驗(yàn)， 也適用于常規(guī)電磁型等保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的特性及整定值校驗(yàn)。不但滿足發(fā)電廠、 供電局等基層電力單位調(diào)試?yán)^電保護(hù)要求，也適合各級(jí)研究部門及高等院校用來研 制和考核各種繼電保護(hù)。

系統(tǒng)框圖如圖  1-1  所示。

                                                                                                                圖 1-1 系統(tǒng)框圖

1.2 特點(diǎn)

1. 內(nèi)嵌工控機(jī)或外接 PC 機(jī)控制，面板 8.4 吋彩色 LCD 顯示，儀器本體可獨(dú)立工作。

2. 軟件圖形窗口操作界面，操作簡(jiǎn)便，內(nèi)置虛擬鍵盤，僅用鼠標(biāo)即可進(jìn)行操作。

3.電流電壓放大器：電流、電壓源中無升流器、升壓器，而采用直接耦合放大方式， 初級(jí)放大回路直接接收 D/A 轉(zhuǎn)換輸出的信號(hào)，不經(jīng)插值處理。使得電流電壓不但能 輸出直流及 1~1KHZ 的各種波形，而且無附加延時(shí)，保證了輸出響應(yīng)時(shí)間及正確的 暫態(tài)波形，在輸出穩(wěn)態(tài)波形時(shí)，由于快速的輸出響應(yīng)，保證了電流電壓的同步性及 相位角、合閘角的精度。

功率放大回路具有完善的電流、電壓及超溫保護(hù)功能，防止大功率器件在試驗(yàn)中

被損壞，電流源開路或過載時(shí)，自動(dòng)報(bào)警，相應(yīng)相發(fā)出報(bào)警燈光指示，同時(shí)有連續(xù) 報(bào)警聲音。電壓源短路或嚴(yán)重過載時(shí)，跳開功放，電源指示燈發(fā)出閃爍的紅光，同 時(shí)發(fā)出報(bào)警聲。為防止大電流下長(zhǎng)期工作而引起電流放大器過熱，當(dāng)測(cè)試裝置的任 意一相電流大于 10A 時(shí)，軟件設(shè)有*功能，此*不影響正常使用，主要為防用 戶不合理設(shè)置或操作，引起大電流長(zhǎng)時(shí)間誤輸出。

4.電源：儀器使用單相 220V 交流電源,，當(dāng)面板總電源開關(guān)合上時(shí)，僅產(chǎn)生±5V，±15V 電壓給 D/A 板使用，面板電源指示燈發(fā)綠光。當(dāng)功放電源開關(guān)按鈕按下（合 上），軟件進(jìn)入應(yīng)用程序后功放軟件開關(guān)也自動(dòng)合上時(shí)，功放直流電源投上，面板電 源指示燈發(fā)紅光。前述任意一開關(guān)斷開（軟、硬功放開關(guān)）功放電源斷開，面板電 源指示燈發(fā)綠光。

5．電壓電流每相功放電源相互獨(dú)立，輸出相互隔離，各相電壓﹑電流之間可靈活 串﹑并聯(lián)使用。

6．軟件用 C++編程，軟件升級(jí)快。備有擴(kuò)展串口及 USB 口。可與其它 PC 機(jī)通訊， 軟件可通過 Internet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地升級(jí)。

7．試驗(yàn)結(jié)果可上傳，也可在線打印，報(bào)表格式與 Excel 兼容。

8．高強(qiáng)度抗振鋁合金機(jī)箱，輕便、耐磨，抗銹蝕、抗沖擊。

1.3 用途

1．二次調(diào)度中所有單個(gè)元件的測(cè)試(電流、電壓、時(shí)間、差動(dòng)、平衡、負(fù)序、距 離、功率方向、反時(shí)限、頻率、同期、重合閘等繼電器)。

2．整組傳動(dòng)，能摸擬各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的瞬時(shí)性，*性，轉(zhuǎn)換性故障，可在基 波上疊加暫態(tài)直流分量。

3．能隨意疊加各次諧波，疊加初始角及含量在線可控。

4. 可分相輸出不同頻率交流量、交直流兩用。

5. 低周單元,可方便測(cè)試微機(jī)低周低壓減載保護(hù)。

6．各種保護(hù)時(shí)間特性的自動(dòng)掃描。功率及阻抗保護(hù)特性曲線的掃描。

7．微機(jī)主變保護(hù)差動(dòng)比例及諧波制動(dòng)特性的自動(dòng)測(cè)試。

8．整組距離、零序、過流保護(hù)自動(dòng)測(cè)試。

9．用戶可編程測(cè)試單元，以滿足特殊試驗(yàn)用途，例備自投裝置的測(cè)試。

10．電機(jī)失磁失步、反激磁、逆功率及同期等各種保護(hù)的測(cè)試。

11．自動(dòng)與手工測(cè)試、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)試方式任意選擇，測(cè)試定值、結(jié)果數(shù)據(jù)和曲線 可存檔、打印。

1.4 技術(shù)指示

1.主機(jī)電源

3．電壓源

8.環(huán)境要求 

9．外型尺寸及重量  

尺寸:長(zhǎng) 440×寬 280× 高180 mm  重量:   約16Kg

1.5 KS803微機(jī)控制繼電保護(hù)測(cè)試儀工作原理

內(nèi)嵌計(jì)算機(jī)為具有雙向并口工控機(jī)，內(nèi)存64M，硬盤容量３２Ｍ，支持 標(biāo)準(zhǔn) 101 鍵盤，LCD 或 CRT。 當(dāng)儀器面板交流電源開關(guān)合上時(shí)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng),同時(shí)儀器產(chǎn)生±5V、±15V、25V電壓，這時(shí) D/A 板能正常工作，測(cè)試儀自動(dòng)進(jìn)入主菜單,當(dāng)選擇某一應(yīng)用程序后，PC 機(jī)打開功放電源軟開關(guān)，此時(shí)若按下面板功放按鈕，則功放電源投入，功放能正常 工作。PC 機(jī)據(jù)測(cè)試項(xiàng)目及所設(shè)置參數(shù)，計(jì)算好各種狀態(tài)電流電壓波形數(shù)據(jù)，當(dāng)軟件 操作試驗(yàn)時(shí)，PC 機(jī)把計(jì)算好的數(shù)據(jù)分別送給8路D/A，D/A轉(zhuǎn)換以后的摸擬信號(hào)經(jīng) 功放放大從面板電流電壓輸出端子輸出至被測(cè)保護(hù)。同時(shí)，被測(cè)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，經(jīng) 輸入信號(hào)端子送到I/O接口芯片，PC機(jī)在送數(shù)的同時(shí)不斷查詢I/O接口芯片，據(jù)測(cè) 試項(xiàng)目，調(diào)整傳送的電流電壓數(shù)據(jù)，直至測(cè)試完畢。

測(cè)試結(jié)束，退出應(yīng)用程序回到主菜單時(shí)，功放電源軟開關(guān)自動(dòng)斷開。

1.6 操作步驟

1．關(guān)閉測(cè)試儀電源開關(guān)。將測(cè)試導(dǎo)線分別從面板上（儀器面板見圖 1-2）所示的電 壓輸出插孔和電流輸出插孔接至被測(cè)試屏或保護(hù)裝置上。將保護(hù)動(dòng)作接點(diǎn)用測(cè)試導(dǎo) 線引至測(cè)試儀開入端子（面板左上部 N1~N5）。如用外接 PC 機(jī)控制，需用打印電纜 把 PC 機(jī)并口和儀器背板上的PC機(jī)接口連接，并把旁邊的選擇開關(guān)置“外”位置  。 否則讓開關(guān)處于默認(rèn)位置“內(nèi)”。（此開關(guān)只有在內(nèi)外PC機(jī)均沒有進(jìn)入應(yīng)用程序時(shí) 改變才有效。某一PC進(jìn)入應(yīng)用程序控制后，則另一PC不能通過選擇開關(guān)來改變控 制權(quán)，需雙方均退出應(yīng)用程序后才能改變控制權(quán)。）

圖 1-2 儀器面板

2．確認(rèn)接線正確無誤后，連接測(cè)試儀電源線（AC220V）、PS2  鼠標(biāo)（或鍵盤）,合 上測(cè)試儀交流電源開關(guān)。面板電源指示燈發(fā)綠光（如用外接PC機(jī)控制  ，開啟PC 機(jī)），測(cè)試儀自動(dòng)進(jìn)入主菜單。

3．按下面板上的功放電源開關(guān)。

4．選擇相應(yīng)功能應(yīng)用程序，自動(dòng)打開軟件功放開關(guān)，電源指示燈發(fā)紅光，操作程序， 開始試驗(yàn)。

5．試驗(yàn)完畢后，存儲(chǔ)、打印結(jié)果，退出應(yīng)用程序，先關(guān)測(cè)試儀功放開關(guān)、交流開關(guān)， 然后拆除測(cè)試線、電源線、打印電纜。

6．用通訊線通過串口與其它 PC 機(jī)連接，兩邊運(yùn)行隨機(jī)通迅程序，可把試驗(yàn)結(jié)果上 傳，也可用U盤把試驗(yàn)結(jié)果傳至PC機(jī) , 再在PC機(jī)上或U盤上運(yùn)行隨機(jī) 打印系統(tǒng)程序，可在 Windows Excel下處理試驗(yàn)報(bào)表。

1.7  維護(hù)與維修

設(shè)備終身維修。軟件免費(fèi)升級(jí)，可訪問公司，下載升級(jí)軟件至 PC 機(jī)，用 通訊線通過并口把  PC 機(jī)與儀器連接，兩邊運(yùn)行隨機(jī)通迅程序，把升級(jí)軟件下傳至 儀器或用 U 盤把升級(jí)軟件拷貝至儀器。

面板 LCD 為易碎品，應(yīng)小心輕放，需有專人負(fù)責(zé)管理，在使用過程中必須注 意防震、防摔。否則，便攜機(jī)液晶屏因摔壞不予保修。當(dāng)計(jì)算機(jī)的硬盤在讀寫時(shí)， 禁止關(guān)電源，以免損壞計(jì)算機(jī)。

為了使測(cè)試儀的軟硬件性能及可靠性得到不斷的完善 和改進(jìn)，歡迎廣大用戶對(duì)該產(chǎn)品提出寶貴的意見和建議。對(duì)于軟件，要求增加新測(cè) 試功能的用戶，我們將與您一起磋商，以便滿足您的要求。

1.8 異?，F(xiàn)象及處理

1.電流某相插孔間報(bào)警燈亮,并有報(bào)警聲： 此相電流開路或負(fù)載超過實(shí)際輸出范圍,檢查接線及負(fù)荷后再試。

2.功放電源一投或一輸出電壓立即跳開功放，電源指示燈閃爍紅光并有報(bào)警聲： 彈開功放按鈕,檢查電壓回路有否短路或嚴(yán)重過載,若仍不能排除則與廠家

3.測(cè)試過程中，跳開功放電源： 首先軟件停止操作輸出，然后彈起功放按鈕,自保護(hù)信號(hào)應(yīng)復(fù)歸，電源指示燈發(fā)

綠光并停止報(bào)警聲。再按下功放按鈕，再繼續(xù)試驗(yàn)。若彈起面板功放按鈕后，不能 復(fù)歸自保護(hù)信號(hào)，或再次按下按鈕后，自保護(hù)再次動(dòng)作，應(yīng)考慮是否大電流長(zhǎng)時(shí)間 輸出，熱保護(hù)動(dòng)作未復(fù)歸原因，若不是與廠家。

1.9  注意事項(xiàng)

1．禁止帶電拔插打印電纜或通訊電纜，試驗(yàn)之前，接地線可靠接地。

2．電壓回路短路或嚴(yán)重過載將跳開功放電源，電流回路開路或過載將聲光報(bào) 警。此時(shí)應(yīng)關(guān)掉電源，仔細(xì)檢查接線或負(fù)載。

2．輸入信號(hào)：電位信號(hào)  2V～250VDC  與空接點(diǎn)兼容，但電位信號(hào)有方向性，正 電位接紅色插孔，負(fù)電位接黑色插孔，5 對(duì)輸入信號(hào)之間互相獨(dú)立，接電位信 號(hào)時(shí)，如圖 1-4 所示：

   圖 1-3 電位輸入信號(hào)接線示意圖              圖 1-4  接點(diǎn)輸入信號(hào)接線示意圖

必須保證電位翻轉(zhuǎn)前后，輸入信號(hào)兩連線之間不懸浮，也即電位非懸浮電位， 如圖 1-4 接線，可識(shí)別接點(diǎn)兩端電位信號(hào)，而圖 1-3 接線，因 a 點(diǎn)懸浮，不能識(shí)別 a 點(diǎn)電位翻轉(zhuǎn)信號(hào)，只能當(dāng)空接點(diǎn)翻轉(zhuǎn)識(shí)別。

2.1 軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1.1  簡(jiǎn)介

軟件系統(tǒng)主界面如圖2-1所示,主機(jī)開機(jī)自動(dòng)進(jìn)入主界面后,若要選擇某一應(yīng)用 程序可用光標(biāo)鍵移動(dòng)光標(biāo),或用鼠標(biāo)移至要選擇的應(yīng)用程序欄目單擊左鍵,用回車鍵 或再單擊鼠標(biāo)左鍵運(yùn)行程序。按ESC鍵或用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊右下角“退出”欄目退出測(cè) 試系統(tǒng),按F1鍵或左鍵點(diǎn)擊右下角“幫助”欄目進(jìn)入在線幫助系統(tǒng)。也可用鼠標(biāo)左鍵 點(diǎn)擊右上角退出方塊退出本測(cè)試軟件。

                                                     圖2-1軟件系統(tǒng)主界面

2.1.2應(yīng)用程序的基本操作說明

1.選擇并運(yùn)行某一應(yīng)用程序后進(jìn)入應(yīng)用程序界面（見圖2-2所示），所有程序都可獨(dú) 立用鍵盤或鼠標(biāo)完成所有操作,在應(yīng)用程序主窗口中,一般左上部為電流電壓測(cè)試參 數(shù)設(shè)置區(qū)。可用上、下、左、右光標(biāo)鍵移動(dòng)設(shè)置區(qū)光標(biāo),按1、2、3鍵增大或向前選 擇光標(biāo)所在欄目參數(shù)值,按Q、W、E鍵減小或向后選擇參數(shù)值。其中1、Q, 2、W, 3、 E分別為微調(diào)、細(xì)調(diào)、粗調(diào)鍵。也可用鼠標(biāo)左鍵選擇某一欄目,再點(diǎn)擊光標(biāo)所在欄目(或 回車)進(jìn)入本欄目參數(shù)設(shè)置區(qū),若參數(shù)設(shè)置區(qū)為彈出窗口,則用鼠標(biāo)選擇參數(shù)后,點(diǎn)擊“確認(rèn)”區(qū)(或按回車鍵) 完成修改,若放棄選擇則點(diǎn)擊“取消”區(qū)(或按Esc鍵) ； 若進(jìn)入某欄目參數(shù)置區(qū)后,顯示輸數(shù)光標(biāo),則要求用鍵盤輸入數(shù)字, 在此過程可用退 格鍵刪除前面輸入有誤的數(shù)字，輸完后用回車鍵確認(rèn)。

對(duì)于用黑體字標(biāo)示的欄目,表示不能在主窗口中進(jìn)行設(shè)置,需要通過相應(yīng)的控制 欄目進(jìn)入次級(jí)窗口設(shè)置（或此欄目在所選擇的測(cè)試項(xiàng)目中無效）,若通過某一控制欄 目進(jìn)入次級(jí)窗口對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,則進(jìn)入次級(jí)窗口后,鼠標(biāo)或鍵盤的操作方法與主窗 口參數(shù)設(shè)置區(qū)的操作一樣,設(shè)置后按ESC鍵或用鼠標(biāo)點(diǎn)擊右上角的“退出”方塊返回 主窗口。

圖2-2應(yīng)用程序界面

2.一般控制欄設(shè)計(jì)在主窗口左中部或右方,包括“開始試驗(yàn)” 、“存儲(chǔ)參數(shù)” 、“結(jié) 果處理” 、“控制參數(shù)”等等,可單擊鼠標(biāo)左鍵運(yùn)行這些欄目或按其下方的提示鍵 用鍵盤操作,一般按F10鍵開始試驗(yàn),按ESC鍵退出本程序,返回至測(cè)試系統(tǒng)主界面,按 F1鍵進(jìn)入本應(yīng)用程序使用說明,按F2存儲(chǔ)本次設(shè)置的所有試驗(yàn)參數(shù),以備下次調(diào)用, 保證同樣的測(cè)試條件……。

對(duì)大部分自動(dòng)測(cè)試的程序在測(cè)試過程中可按ESC鍵或F10鍵中途退出試驗(yàn)。對(duì) 于所有手工測(cè)試程序,用F10鍵切換開始試驗(yàn)與結(jié)束試驗(yàn),也可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“停止試驗(yàn)”處或按Esc鍵結(jié)束試驗(yàn)。

3.測(cè)試完畢后,測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示在結(jié)果區(qū)中,一般設(shè)計(jì)在主窗口的右下部或中部, 其上方往往設(shè)計(jì)為測(cè)試曲線或輸出的電流電壓波形圖顯示區(qū)?？蛇x擇“結(jié)果處理” 欄目進(jìn)入次級(jí)窗口, 見圖2-3所示，查看詳細(xì)的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)和曲線。

進(jìn)入測(cè)試結(jié)果次級(jí)窗口后,首先顯示本次測(cè)試的數(shù)據(jù)結(jié)果,如果一頁顯示不完,可 翻頁;若有曲線的測(cè)試項(xiàng)目,后把曲線顯示出來,結(jié)束顯示后,進(jìn)入本窗口的右邊, 在此處有四個(gè)欄目,可對(duì)此測(cè)試項(xiàng)目的結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)信息的編輯、存儲(chǔ)、打印以及調(diào) 閱以前的測(cè)試報(bào)告。對(duì)測(cè)試報(bào)告,程序自動(dòng)取文件名為當(dāng)前日期,后綴為000,可用編 輯功能修改此文件名,以防重名,若要查閱,整理以前的測(cè)試報(bào)告,可選擇“歷史”功 能。選擇“打印”后,若外接PC與打印機(jī)已聯(lián)機(jī),即可以打印這份測(cè)試報(bào)告,在打印中 途可用ESC鍵或鼠標(biāo)右鍵中斷打印。本測(cè)試軟件系統(tǒng)本機(jī)報(bào)告的打印,要求用具有LQ 方式或LQ仿真方式的打印機(jī)打印。如在工控機(jī)中運(yùn)行，也可把測(cè)試數(shù)據(jù)通過通迅線 或U盤從儀器傳給外接PC機(jī)，運(yùn)行本儀器打印軟件系統(tǒng)，在WINDOWS系統(tǒng)下編輯、打 印測(cè)試報(bào)表。

4．定值及結(jié)果存貯：選擇“存儲(chǔ)參數(shù)”后,把本次測(cè)試參數(shù)形成一文件存入本測(cè)試

軟件系統(tǒng)安裝目錄的分目錄user＿d下,而測(cè)試結(jié)果存入另一名為user＿j的分目錄 下,在這一級(jí)目錄中,取應(yīng)用程序執(zhí)行文件名為一目錄名,形成又一級(jí)子目錄,在此子 目錄下,取測(cè)試時(shí)日期為文件名,000為擴(kuò)展名形成一文件,存儲(chǔ)測(cè)試定值或報(bào)告;在

“定值管理”或“結(jié)果處理”窗口中,也可用“歷史”功能調(diào)出或刪除這些定值或報(bào) 告,用“編輯”功能修改定值或報(bào)告的一些信息。

2.1.3關(guān)于輸入輸出信號(hào)

測(cè)試儀五路輸入信號(hào)通道在所有應(yīng)用程序中默認(rèn)設(shè)置為相或關(guān)系,根據(jù)需要引 一路或幾路保護(hù)動(dòng)作、返回信號(hào)至N1～N5任意通道中即可。在有些應(yīng)用程序中需設(shè) 定某些或全部輸入通道，例在“整組試驗(yàn)”等中可設(shè)定重合信號(hào)接N4通道,而A、B、 C三相跳閘信號(hào)接N1、N2、N3通道。若關(guān)閉全部輸入通道,則可用手工按鍵記錄保護(hù) 動(dòng)作或返回值,對(duì)所有程序,在開始試驗(yàn)時(shí),在輸出前計(jì)算機(jī)首先記錄所有通道的狀 態(tài),在輸出時(shí),經(jīng)過小動(dòng)作時(shí)間以后再查詢通道狀態(tài)。若有非關(guān)閉通道狀態(tài)發(fā)生改 變并且在動(dòng)作確認(rèn)時(shí)間內(nèi)維持不變則認(rèn)為保護(hù)動(dòng)作。保護(hù)動(dòng)作后,若通道狀態(tài)又返回 至初始狀態(tài),則認(rèn)為保護(hù)返回。對(duì)信號(hào)輸入通道,空接點(diǎn)或2～250v直流電壓信號(hào)兼容, 在接電位信號(hào)時(shí),正端接紅色插孔,負(fù)端接黑色插孔。測(cè)試儀有四路輸出信號(hào),01～04 為空接點(diǎn),據(jù)不同的程序,可分別設(shè)置為故障前、后翻轉(zhuǎn),對(duì)空接點(diǎn)通道, 默認(rèn)初始狀 態(tài)為常開接點(diǎn)(DC 220V,0.3A)。

2.1.4關(guān)于電流、電壓功放電源軟件開關(guān)

電壓、電流功放電源由儀器面板功放按鈕開關(guān)及軟件內(nèi)含功放開關(guān)串接控制, 只要任意一個(gè)開關(guān)斷開,功放電源關(guān)斷,運(yùn)行某一應(yīng)用程序后,儀器首先自檢,若D/A 板工作正常,則進(jìn)入應(yīng)用程序后合上功放電源軟開關(guān),此時(shí)若面板功放按鈕開關(guān)合上, 則功放電源投上,儀器面板電源指示燈相應(yīng)發(fā)出紅光,否則由于工控機(jī)與儀器連接不好或其它原因,D/A板不能通過自檢,則軟件開關(guān)一直斷開,儀器面板電源指示燈一直發(fā)綠光。測(cè)試完后,退出程序至系統(tǒng)主窗口,功放軟開關(guān)自動(dòng)斷開。