继电保护测试仪工作原理是什么

　　有个小伙子问过我，这箱子怎么就能凭空变出一条线路短路时的电流波形。我跟他说，里面没有什么玄的，就是先把波形算出来，再一级一级放大出去。搞明白这个链条，回放现场录波文件时碰到的那些怪事也就说得通了。

继电保护测试仪

数字合成先把波形算出来

1. 波形数据：机器先把要输出的波形按采样点算成一组数字，频率、幅值、相位、谐波含量都是算出来的参数。采用直接数字合成的方式，频率分辨到零点零零一赫兹、相位分辨到零点一度。

2. 任意波形：正弦、方波、各次谐波叠加的组合波、故障暂态波，本质上都是一组数字，区别只在算法。这也是它能复现现场波形的前提，只要给得出数据点，就出得来波形。

数模转换加有源低通滤波

1. 转换环节：数字量经高精度数模转换器变成阶梯状的模拟电压，阶梯再经过有源低通滤波器平滑成连续波形。转换位数和滤波器截止频率决定波形的纯净程度，这一级做不好，输出上就有台阶和毛刺。

2. 幅频特性：好的设计在整个频段内幅频特性平坦，从直流到一千赫兹范围内幅值误差都能压住。做频率相关的保护试验时，这一点比什么都重要，频率一变幅值跟着变就没法测。

线性功放把小信号推成大功率

1. 放大方式：滤波后的小信号进入线性功率放大器，直接耦合输出，所以同一对端子既出得了交流也出得了直流。每相最大输出功率四百二十伏安，靠的是大功率模块和实打实的散热结构。

2. 保护机制：武汉华能阳光电气的机器功放带有过热、过流、过压和短路保护，出现异常时先降额再切断。电流回路开路时输出端电压会顶上去，面板上对应的开路指示灯会亮，看到灯亮先断电查线。

十二通道闭环回采录波

1. 回采监视：机器把实际输出的电压和电流采回来显示在屏幕上，通道数多的机型能做到十二通道闭环回采。输出和设定的偏差一眼看得出，波形削顶、畸变、谐波混入都逃不过这张图。

2. 录波存储：回采的波形可以录下来存盘，录波时长取决于存储空间。做故障复现试验时，把输出波形和自己回采的波形摆在一起比对，比单看数字直观得多，也更容易说服人。

通用格式录波文件回放

1. 回放功能：现场故障录波器或者保护装置采的录波文件，转成国际通用的故障录波数据格式后可以直接导进机器回放。机器按文件里的采样点还原出当时的电压电流，把真实故障重新加给保护装置。

2. 回放细节：支持批量回放、文件夹回放，还能做前拓展波形回放和连续回放。事故后要复现保护装置为什么没动或者为什么误动，这比重新编一个理想波形管用得多。

开入开出走光电隔离

1. 隔离设计：开入量和开出量都经过光电隔离器，用的是独立的二十四伏工作电源，和主机电源、功放电源分开。现场保护出口接点带着直流电位也不会窜进主机，这一层隔离是安全底线。

2. 计时原理：接点状态变化通过开入回路打上时间戳，配合开出量去启动录波器或毫秒计。时间测量范围一毫秒至九千九百九十九秒，高精度机型做到零点一毫秒起步、测量精度小于零点一毫秒。

时间基准与对时接口

1. 对时方式：机器可以接卫星天线对时，也支持串行对时码、秒脉冲和网络精密时钟协议。做双机同步试验时，两台机器靠同一个时间基准对齐，异地联调光纤纵差保护才谈得上。

2. 同步用途：线路两端同时加量、同时启动，模拟区内区外故障，靠的就是这个同步。单台机器内部的多相输出本来就是同步的，需要跨装置对齐的场合才用得上对时接口。

常见问答

问：回放现场录波文件时幅值要不要折算？

　　答：要。录波文件里记的是二次侧的电压电流值，回放前确认变比和单位，别把一次侧的值直接加进去。加之前先小比例试一次，看保护装置采样显示对不对得上，再放到全量。

问：输出波形失真一般出在哪一级？

　　答：逐级排查。先看回采波形，谐波含量不对多半是波形数据设错，波形上有毛刺多半出在滤波或者功放，幅度上不去则先看功率够不够、回路有没有开路。

问：双机同步靠什么信号？

　　答：常用卫星对时给的秒脉冲，也可以用串行对时码或者网络精密时钟协议。两台机器接到同一个基准上，先做一次对时状态检查，确认同步正常再开始加量。