0 引言

電力系統(tǒng)微機保護中操作箱［1］①是由一組操作板組合而成，執(zhí)行手動和保護跳、合斷路器，監(jiān)測斷路器電氣狀態(tài)和控制回路狀態(tài)。 它由以下繼電器構(gòu)

成［2］：監(jiān)視斷路器分、合閘回路的分、合閘位置繼電器和電源監(jiān)視繼電器；防止斷路器跳躍繼電器，合閘保持繼電器；手動合閘、跳閘繼電器，保護單跳、三跳、永跳繼電器；壓力監(jiān)視、閉鎖繼電器；一次合閘脈沖繼電器；輔助中間繼電器；信號繼電器。 各個繼電器能正常工作是保證操作箱正常工作的前提，也是保證繼電保護設(shè)備能夠正確動作的前提，因操作板繼電器引起的電網(wǎng)事故常有發(fā)生，特別是分合閘回路［3- 5］和防跳回路［6- 9］。 因此操作板的可靠與否直接關(guān)系到電力系統(tǒng)能否安全可靠運行。

操作板檢驗是繼電保護基建、預(yù)試及全檢中的一項重要任務(wù)［2］。 操作板檢驗是對給定的繼電器回路通入直流電，檢驗該回路所有繼電器的動作特性和返回特性（即繼電特性）。 目前操作板的檢驗是通過加長板將操作板的端子引出，在加長板的端子上用夾子加入直流檢測電源，用萬用表的“叫檔”檢測相應(yīng)繼電器的接點動作情況。 該方法現(xiàn)場操作十分不便，既要保證直流電源不誤碰其他端子而引發(fā)繼電器回路短路，又要通過監(jiān)聽繼電器接點動作的聲音，然后用萬用表來判斷接點動作。 一旦短路將燒壞繼電器，又因現(xiàn)場工作環(huán)境嘈雜聽不清繼電器接點動作的聲音，往往會誤加過高電壓（電流）而損傷或損壞繼電器，而且得不到繼電器準(zhǔn)確的動作值或返回值，需要再次實驗。

目前操作板檢驗方法落后，檢驗費力費時，一旦誤操作將使操作板繼電器損壞，且導(dǎo)致預(yù)試或全檢工作難以按時完成。 如果因誤操作使繼電器損傷或損壞而沒有發(fā)現(xiàn)，就為電力系統(tǒng)安全運行埋下了隱患，有可能引起斷路器誤動或拒動［3-9］。 針對現(xiàn)行操作板檢測方法的缺點，本文研制了一種模塊化的繼

電保護操作板測試儀，提供了一種安全、簡便、快捷地檢驗操作板的方法。

1 操作板測試儀的設(shè)計原理

操作板測試儀的每個獨立功能部分采用模塊化［10］設(shè)計，以端口實現(xiàn)各個模塊的電氣連接。操作板測試儀由 4 個模塊組成：操作板端口輸入模塊、檢測電源輸入模塊、繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊和發(fā)光二極管判斷模塊。 操作板的直流檢測電源采用繼電保護測試設(shè)備輸出的高精度直流電源，因此不設(shè)計直流檢測電源。

2 操作板測試儀的整體構(gòu)成

操作板是一個插件模塊，繼電器的檢測電源輸入和繼電器接點輸出都通過端口與測試儀相連。 測試儀的整體構(gòu)成連接框圖如圖 1 所示。

虛線框內(nèi)為測試儀的構(gòu)成，其中 4 個模塊構(gòu)成2 個回路：檢測電源回路和繼電器接點動作判斷回路。 直流檢測電源通過檢測電源輸入模塊的波段開關(guān)選擇操作板繼電器回路的正、負接線端子號，輸入到操作板端口輸入模塊，再連接到繼電器線圈回路，從而構(gòu)成檢測電源回路。 繼電器的接點通過操作板端口輸入模塊連接到繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊，通過繼電器接點轉(zhuǎn)接頭按測試?yán)^電器順序連接到發(fā)光二極管判斷模塊，從而構(gòu)成繼電器接點動作判斷回路。

3 操作板測試儀的 4 個模塊

南瑞繼保 LFP 系列和 CZX 系列操作箱中操作板端口由統(tǒng)一的 16 × 3 個端子組成，因此以 16 × 3端口設(shè)計操作板測試儀。

3.1 操作板端口輸入模塊

操作板端口輸入模塊如圖 2 虛線框所示，一端連接操作板，另一端與檢測電源輸入模塊和繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊相連。 其作用是將操作板端子引出來，再分別連接到檢測電源輸入模塊的正電源波段開關(guān)、負電源波段開關(guān)和繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊。 操作板端口輸入模塊及連接圖如圖 2 所示。

3.2 檢測電源輸入模塊

檢測電源輸入模塊如圖 3 虛線框所示，由 2 對紅黑 25 檔位波段開關(guān)和 2 個紅黑接線柱構(gòu)成。 每對 25 檔位的波段開關(guān)并聯(lián)，每個波段開關(guān)的檔位標(biāo)有端子號且留一個空檔，這樣每對波段開關(guān)都可以選擇 16 × 3 端口的任意一個端子。 直流檢測電源由接線柱接到波段開關(guān)公共端，再通過 2 對紅黑波段開關(guān)選擇待測繼電器回路正、負接線端子號，輸入到待測繼電器回路。 檢測電源輸入模塊及連接圖如圖3 所示。

3.3 繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊

繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊見圖 4 虛線框，由 1 對32 × 3 個端子的標(biāo)準(zhǔn)端口組成。 將操作板端口輸入模塊 1 路 16 × 3 引出線按端子號順序連接到 32 × 3

標(biāo)準(zhǔn)母端口前 2 列，在第 3 列連接 32 根出線到發(fā)光二極管判斷模塊。 在 32 × 3 標(biāo)準(zhǔn)公端口上，將 16 × 3個端子對應(yīng)的 32 × 2 個端子中是繼電器接點的引出端子，按照某一塊操作板繼電器的檢測順序轉(zhuǎn)接到32 × 1 端子上，并制作外殼包住，便于插拔。 這個32 × 3 標(biāo)準(zhǔn)公端口就是繼電器接點轉(zhuǎn)接頭。 繼電器接點轉(zhuǎn)接模塊及連接圖如圖 4 所示。

不同操作板上繼電器的接點引出端子不同，需要制作相應(yīng)的轉(zhuǎn)接頭。 這樣所有操作板都可以通過相應(yīng)繼電器接點轉(zhuǎn)接頭，按順序顯示出測試?yán)^電器的接點動作情況，便于觀察和記錄試驗數(shù)據(jù)。

3.4 發(fā)光二極管判斷模塊

發(fā)光二極管判斷模塊如圖 5 虛線框所示，由 5 V直流電源、發(fā)光二極管和繼電器接點形成一個回路。通過觀察發(fā)光二極管的亮、滅，就可以判斷繼電器接點動作與否。 其中 5 V 直流電源通過 220 V 交流電源整流得到。 一塊操作板上繼電器數(shù)量有限，不超過 16 個，采用 16 個發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管判

斷模塊及連接圖如圖 5 所示。

4 操作板測試儀面板的設(shè)計

操作板測試儀面板的外殼采用工程絕緣塑料，根據(jù)外殼設(shè)計測試儀面板尺寸為 297 mm× 222 mm，其布局如圖 6 所示。

面板*上面是 16 個發(fā)光二極安放管孔，左側(cè)方孔為操作板端口輸入模塊端口，右側(cè)方孔為繼電器接點轉(zhuǎn)接頭母端口，正中間為 4 個波段開關(guān)孔，按端子號標(biāo)記 50 檔位，*下面為 2 個電源接線柱孔，左下角為 220 V 交流電源輸入插座、右下角為交流電源開關(guān)孔。

5 操作板測試儀的應(yīng)用

5.1 操作板檢驗報告單

根據(jù)每一塊操作板檢測繼電器的順序，制作相應(yīng)的報告單。 以 CZX-12R2 操作箱 4 號 TA2 操作板為例，部分檢驗報告單如表 1 所示。

報告單類型欄（電壓 ／ V）可讓測試人員知道該繼電器的類型是電壓型還是電流型，待加的直流檢測電源是直流電壓還是直流電流，防止誤加檢測電源損壞繼電器。 報告單的正極檔位欄和負極檔位欄可讓測試人員知道相應(yīng)正、負電源波段開關(guān)選擇的檔位。 測試人員可根據(jù)發(fā)光二極管亮、滅判斷相應(yīng)繼電器動作情況，同時將測試值記錄于動作值和返回值欄。

5.2 操作板檢驗步驟

下面介紹操作板的測試步驟。

a. 將操作板插入操作板端口輸入模塊端口，并插入相應(yīng)的繼電器接點轉(zhuǎn)接頭。

b. 連接 220 V 交流電源，經(jīng)整流器提供發(fā)光二極管 5 V 直流電源，但此時 220 V 交流電源開關(guān)為斷開狀態(tài)。

c. 根據(jù)操作板檢驗報告單，從繼電保護調(diào)試設(shè)備選擇相應(yīng)類型的直流檢測電源連接到正、負接線柱，旋轉(zhuǎn)紅黑波段開關(guān)選擇電源輸入正、負端子。 沒有選擇端子的波段開關(guān)一定撥打到空檔，以防輸入電源造成短路。

d. 合上 220 V 交流電源開關(guān)，發(fā)光二極管回路5 V 直流電源接通。 將直流檢測電源調(diào)到一個較小的值，輸入到測試儀，逐漸增加直流檢測電源的大小，當(dāng)發(fā)光二極管亮（滅）時，對應(yīng)繼電器的常開（常閉）接點閉合（斷開），記錄此時電壓或電流值，即為動作值。 然后逐漸減少直流檢測電源的大小，當(dāng)發(fā)

光二極管滅（亮）時，對應(yīng)繼電器的常開（常閉）接點斷開（閉合），記錄此時電壓或電流值，即為返回值。

e. 該回路所有繼電器測試完畢，則斷開繼電保護調(diào)試設(shè)備直流檢測電源，斷開 220 V 交流電源開關(guān)，將 4 個波段開關(guān)都打到空檔。

f. 根據(jù)操作板檢驗報告單測試下一個繼電器回路，回到步驟 c。

g. 該操作板測試完畢，若需要檢測下一塊操作板，則回到 a，否則結(jié)束。

5.3 操作板檢驗效果

在 1 個新建 220 kV 變電站現(xiàn)場，隨機選取 8 個人組成 4 個小組，對 8 套 CZX-12R2 操作箱進行現(xiàn)場試驗，分別采用操作板測試儀檢驗（新方法）與采用加長板檢驗（舊方法），用時如圖 7 所示。

采用波段開關(guān)選擇端子將檢測電源輸入繼電器回路，杜絕了因采用夾子夾端子時誤碰其他端子而導(dǎo)致繼電器短路并燒壞的可能。 另外采用發(fā)光二極管能明顯判斷繼電器的動作，不會因聽不清繼電器接點動作的聲音而繼續(xù)增加電壓或電流導(dǎo)致?lián)p傷或損壞繼電器。 上述 2 種措施，使得采用操作板測試儀檢驗操作板的安全性和工作效率顯著提高，檢測后的操作箱能放心投入運行。

6 結(jié)論

繼電保護操作板測試儀結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。從實際運用說明：采用新測試方法有效防止了對繼電器的損傷和損壞，提高了檢測操作板繼電器的安全性，有效保障了操作箱的安全可靠運行；同時新測試方法減少了操作板檢驗的時間，保證了繼電保護設(shè)備預(yù)試或全檢工作順利完成，減少了停電時間，提高了電網(wǎng)的供電可靠性。