瑞典保珈瑪 TM200 毫秒計(jì)
型號： TM200
用來測試保護(hù)動(dòng)作時(shí)間
量程：0--999.999秒
分辨率：1ms
精度：0.02%
輸入電壓：250V AC， 275V DC
負(fù)荷電流：1-5mATM200刀閘動(dòng)作時(shí)間測試表,也稱漏電保護(hù)器模擬漏電測試記錄表中動(dòng)作時(shí)間，動(dòng)作時(shí)間是指熱敏電阻的電流在添加起始電流的情況下，降至起始電流值的一半時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。例如漏電保護(hù)器漏電動(dòng)作電流為30mA，漏電動(dòng)作時(shí)間小于或等于0.1s，是完全可以起到保護(hù)作用的。這個(gè)參數(shù)是確保人發(fā)生觸電事故后，身體不會(huì)產(chǎn)生病理和生理反應(yīng)。
電磁繼電器從線圈加電到觸點(diǎn)動(dòng)作，期間發(fā)生一系列的電磁過程和機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程。這些過程使得在繼電器觸點(diǎn)閉合、打開時(shí)，存在各種時(shí)間，如動(dòng)作時(shí)間，釋放時(shí)間，觸點(diǎn)回跳時(shí)間，動(dòng)態(tài)接觸電阻(抖動(dòng))時(shí)間，轉(zhuǎn)換時(shí)間，參差時(shí)間等。這些時(shí)間統(tǒng)稱為繼電器的時(shí)間參數(shù)。繼電器的時(shí)間參數(shù)過大，對被控制電路有較大的影響。在一些特殊的場合，對繼電器時(shí)間參數(shù)有嚴(yán)格的要求。因此，繼電器時(shí)間參數(shù)檢測技術(shù)與檢測方法的研究非常重要。
繼電器時(shí)間參數(shù)與傳統(tǒng)檢測方法
（1）繼電器的時(shí)間參數(shù)
繼電器觸點(diǎn)根據(jù)轉(zhuǎn)換過程，可以分為常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)和轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。根據(jù)2001年頒布的IEC60050-444標(biāo)準(zhǔn)，繼電器各種時(shí)間參數(shù)定義見圖1。時(shí)間參數(shù)定義如下：
①吸合時(shí)間：處于釋放狀態(tài)下的繼電器，在規(guī)定的條件下，從施加輸入激勵(lì)規(guī)定值的瞬間起至觸點(diǎn)切換瞬間止的時(shí)間間隔。
②釋放時(shí)間：處于動(dòng)作狀態(tài)(終止?fàn)顟B(tài))的繼電器，在規(guī)定的條件下，從施加輸入激勵(lì)量(特性量)規(guī)定值的瞬間起至繼電器觸點(diǎn)返回時(shí)的瞬間止的時(shí)間間隔。
③觸點(diǎn)回跳時(shí)間：對于正在閉合(或斷開)其電路的觸點(diǎn)，從觸點(diǎn)第一次閉合(或斷開)的瞬間起至觸點(diǎn)電路最終閉合(或斷開)的瞬間止的時(shí)間間隔。
④動(dòng)態(tài)接觸電阻(抖動(dòng))時(shí)間：觸點(diǎn)閉合或斷開時(shí)，碰撞而產(chǎn)生的跳動(dòng)不足以完全達(dá)到斷開電路，而僅產(chǎn)生由于觸點(diǎn)壓力變化而引起的接觸電阻的變化，從而引起電路電流的不規(guī)則抖動(dòng)的時(shí)間間隔。⑤轉(zhuǎn)換時(shí)間：先離后合觸點(diǎn)組中，從閉合觸點(diǎn)斷開到斷開觸點(diǎn)閉合所需的時(shí)間。⑥參差時(shí)間(接觸不同時(shí))：同一繼電器中同類型觸點(diǎn)組動(dòng)作時(shí)間的最大差值。
（2）繼電器時(shí)間參數(shù)的傳統(tǒng)檢測方法
根據(jù)國家及企業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，測試檢驗(yàn)繼電器十分繁瑣、困難，國內(nèi)多采用傳統(tǒng)的模擬試驗(yàn)手段對其性能進(jìn)行檢測，如電秒表或光線示波器，這種方法不但效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、測量速度慢、誤差大，而且對試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的某些試驗(yàn)項(xiàng)目測量不準(zhǔn)確，甚至有些項(xiàng)目根本無法檢測。進(jìn)入上世紀(jì)90年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展大大推動(dòng)了低壓電器的試驗(yàn)與檢測技術(shù)的進(jìn)步。在國內(nèi)外，推出了許多采用微處理器的繼電器檢測裝置。在繼電器時(shí)間參數(shù)的檢測原理方面，這些檢測裝置基本相同。以文獻(xiàn) [1] 介紹的檢測裝置為例，其檢測原理圖見圖2。
上述方法檢測到的繼電器時(shí)間參數(shù)，在控制直流負(fù)載情況下，基本上是符合的。而控制交流負(fù)載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的出入。當(dāng)繼電器接通、分?jǐn)嘟涣麟妷簳r(shí)，對于繼電器時(shí)間參數(shù)的測試，上述方法無法使用。這是因?yàn)榻涣麟妷菏墙蛔兊?，繼電器即使在閉合狀態(tài)下，P0端口輸入電壓的瞬時(shí)值也存在非常小和等于零的情況，所以當(dāng)觸點(diǎn)所接回路為交流回路時(shí)，不能用觸點(diǎn)間電壓瞬時(shí)值的大小來推斷繼電器觸點(diǎn)的閉合與分?jǐn)嗟臓顟B(tài)。
交流繼電器時(shí)間參數(shù)的檢測原理
控制交流負(fù)載的繼電器稱為交流繼電器。按照行業(yè)習(xí)慣，判定繼電器觸點(diǎn)閉合與分?jǐn)嗟囊?guī)則為：繼電器觸點(diǎn)間電壓小于為外加電壓的5%時(shí)，認(rèn)為觸點(diǎn)為閉合狀態(tài)；繼電器觸點(diǎn)間電壓大于為外加電壓的90%時(shí)，認(rèn)為觸點(diǎn)為分?jǐn)酄顟B(tài)。此處提到的觸點(diǎn)間電壓和外加電壓均指電壓的有效值。
應(yīng)用實(shí)例
交流繼電器可靠性與電壽命計(jì)算機(jī)控制與檢測設(shè)備原理如圖3。用戶可以設(shè)置試驗(yàn)頻率；需要試驗(yàn)的次數(shù)、允許失效的次數(shù)；負(fù)載因數(shù)(占空比)；觸點(diǎn)閉合、斷開門限電壓等參數(shù)。按照要求，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)觸點(diǎn)閉合、斷開門限電壓值計(jì)算動(dòng)作時(shí)間、釋放時(shí)間；檢測觸點(diǎn)間電壓與門限值比較，判斷是否失效；檢測并顯示觸點(diǎn)電壓波形、試驗(yàn)電壓、電流波形。 [2]
智能變電站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延時(shí)特性研究
編輯
繼電保護(hù)的速動(dòng)性對于減小設(shè)備在故障狀態(tài)下的運(yùn)行時(shí)間、降低設(shè)備的損壞程度、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性具有重要意義。隨著自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的不斷發(fā)展，滿足信息高度共享、設(shè)備之間具有互操作性、可擴(kuò)展性強(qiáng)的智能變電站逐漸取代了傳統(tǒng)變電站，成為變電站發(fā)展的方向。智能變電站的全數(shù)字化保護(hù)很大程度上沿用了傳統(tǒng)繼電保護(hù)的原理和微機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，但是由于智能站將原有的采樣、出口跳閘功能部分拆分出來，在合并單元、智能終端中分別實(shí)現(xiàn)，且各裝置之間通過標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議進(jìn)行信息的交互，增加了報(bào)文接收、數(shù)據(jù)處理、報(bào)文輸出等環(huán)節(jié)，造成智能站較常規(guī)站的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長，影響了保護(hù)的速動(dòng)性。為此，研究分析了智能變電站中保護(hù)動(dòng)作延時(shí)環(huán)節(jié)的構(gòu)成，通過與常規(guī)站保護(hù)裝置動(dòng)作的延時(shí)差別的對比，給出了智能變電站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長的主要原因及改進(jìn)措施，并試驗(yàn)驗(yàn)證了智能站和常規(guī)站的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，提出了降低智能站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的有效建議。
智能站與常規(guī)站保護(hù)動(dòng)作延時(shí)對比
在常規(guī)變電站中，電流、電壓模擬量通過電纜方式接入保護(hù)、測控、計(jì)量等二次裝置，由于電信號在電纜中的傳播速度接近光速，且系統(tǒng)的采樣和跳閘集成在保護(hù)裝置內(nèi)部，因此由采樣環(huán)節(jié)造成的延時(shí)基本可以忽略，保護(hù)裝置采集到互感器的輸出信息后，經(jīng)過邏輯判斷，由出口繼電器輸出跳閘命令，經(jīng)操作箱到斷路器執(zhí)行跳閘動(dòng)作，如圖4(a)所示。而在智能變電站中，合并單元采集互感器一次輸入的模擬量，并生成SV報(bào)文給保護(hù)裝置；保護(hù)裝置進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)送GOOSE報(bào)文到智能終端，智能終端接收到GOOSE報(bào)文后控制斷路器動(dòng)作跳閘，如圖4(b)所示。
保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，是指從系統(tǒng)故障發(fā)生到保護(hù)動(dòng)作信號發(fā)出跳閘命令的時(shí)間。從圖4中可以看出，常規(guī)保護(hù)的主要?jiǎng)幼鲿r(shí)間包括保護(hù)裝置中模擬量濾波A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間(耗時(shí)很短，基本可以忽略不計(jì))、保護(hù)邏輯判斷時(shí)間及出口繼電器動(dòng)作時(shí)間；而由于合并單元和智能終端的引入，智能站的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間包括合并單元采樣時(shí)間、合并單元到保護(hù)裝置的傳輸時(shí)間、保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間、保護(hù)到智能終端的傳輸時(shí)間和智能終端的動(dòng)作時(shí)間。其中，合并單元到保護(hù)裝置的傳輸時(shí)間、保護(hù)到智能終端的傳輸時(shí)間可以忽略不計(jì)。因此，相比于常規(guī)站，智能站的保護(hù)延時(shí)增加了合并單元的采樣延時(shí)及智能終端的動(dòng)作時(shí)間，進(jìn)而造成保護(hù)整組動(dòng)作時(shí)間增長，影響了保護(hù)的速動(dòng)性。
智能站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間較常規(guī)站延長的問題，在智能變電站建設(shè)的初期，伴隨著合并單元和智能終端的應(yīng)用就已出現(xiàn)。由于早期智能站對合并單元、智能終端的規(guī)范化程度不高，不同廠家的設(shè)備所造成的延時(shí)也不同，部分設(shè)備的延時(shí)較長，不能滿足保護(hù)速動(dòng)性的要求。隨著智能變電站標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷完善，對合并單元、智能終端的延時(shí)特性已經(jīng)有了統(tǒng)一的規(guī)范和要求。為了進(jìn)一步縮短智能站整組保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，提高保護(hù)的速動(dòng)性，有必要對合并單元、智能終端的延時(shí)機(jī)理進(jìn)行分析，并采取合理的措施降低兩環(huán)節(jié)引起的保護(hù)延時(shí)。
智能終端延時(shí)特性分析
智能終端的動(dòng)作時(shí)間為智能終端收到GOOSE跳閘命令時(shí)刻至智能終端出口動(dòng)作的時(shí)間。其內(nèi)部集成了操作箱功能，當(dāng)接收到間隔層保護(hù)測控裝置的GOOSE下行控制命令后，通過報(bào)文解析實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。在相同的一、二次設(shè)備條件下，與傳統(tǒng)變電站中保護(hù)節(jié)點(diǎn)直接跳閘、其延時(shí)構(gòu)成主要為出口繼電器的動(dòng)作時(shí)間相比，智能變電站中采用GOOSE報(bào)文經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)信給智能操作箱的方式增加了中間環(huán)節(jié)，導(dǎo)致總保護(hù)動(dòng)作時(shí)間有所延長。GOOSE報(bào)文的接收和發(fā)送都要通過DM9000AE以太網(wǎng)控制器進(jìn)行完成，其接收流程圖如圖5所示。從圖5可以看出，開始接收GOOSE報(bào)文時(shí)，DM9000首先清除接收中斷標(biāo)志位，并讀取幀接收的標(biāo)志位，若為“00”則舍棄該幀并中斷返回；當(dāng)幀標(biāo)志位正確時(shí)，則讀取幀的長度等狀態(tài)信息，弱錯(cuò)誤則中斷返回，若無錯(cuò)誤則保存數(shù)據(jù)，記錄GOOSE報(bào)文的接收時(shí)間并存入SOE，然后調(diào)用報(bào)文解析函數(shù)對報(bào)文進(jìn)行解析，最后進(jìn)入中斷返回。GOOSE報(bào)文的發(fā)送和接收延時(shí)與通信裝置的處理能力有關(guān)，在智能終端接收保護(hù)裝置的報(bào)文時(shí)，應(yīng)防止GOOSE報(bào)文量過大引起的網(wǎng)口溢出而丟失報(bào)文或延長時(shí)間過長。保護(hù)GOOSE跳閘網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的主要組成包括以下環(huán)節(jié)。
研究結(jié)論
在智能變電站中，合并單元和智能終端的應(yīng)用改善了變電站的信息共享，提高了設(shè)備的通用性，但同時(shí)由于采樣環(huán)節(jié)的前移及SV、GOOSE報(bào)文的產(chǎn)生、傳輸及解析，也使得智能站的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間滯后于常規(guī)站，影響了保護(hù)的速動(dòng)性。研究分析了智能站各環(huán)節(jié)中保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長的機(jī)制，并與常規(guī)變電站的保護(hù)動(dòng)作機(jī)理進(jìn)行了對比。通過分析智能站中保護(hù)動(dòng)作時(shí)間延長的主要構(gòu)成，提出了降低保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的建議，并進(jìn)行了常規(guī)站與智能站保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的對比試驗(yàn)，驗(yàn)證了理論分析的正確性。保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此有必要從動(dòng)作機(jī)理及硬件實(shí)現(xiàn)中進(jìn)一步開展降低其保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的研究，充分保障智能站建設(shè)的順利推進(jìn)。 [3]
TM200數(shù)字式時(shí)間測試表，TM200毫秒計(jì),TM 200 時(shí)間定時(shí)毫秒計(jì)主要功能單路信號時(shí)間測量單路觸點(diǎn)斷開時(shí)間單路觸點(diǎn)閉合時(shí)間正、負(fù)極性電位的正脈沖寬度正、負(fù)極性電位的負(fù)脈沖寬度雙路信號時(shí)間測量"輸入Ⅰ"信號開始至"輸入Ⅱ"信號停止之間的時(shí)間間隔啟動(dòng)信號形式可以是正躍變、負(fù)躍變、觸點(diǎn)接通、觸點(diǎn)斷開中任一種具有手動(dòng)自動(dòng)復(fù)歸功能,只有TM200刀閘動(dòng)作時(shí)間測試表能滿足測試要求。TM200數(shù)字式定時(shí)器
