１　概述

继电保护专业在进行主变压器保护验收时，面临高压侧、中压侧、低压侧和公共绕组四部分接地距离、相间阻抗、零序方向、零序过流等多种类型后备保护，每一侧每一种类型的后备保护又分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ３段，每段又分３个时限，这就构成了主变压器保护的跳闸矩阵。

主变压器 保 护 的 跳 闸 出 口 压 板 较 多，接 近 ２０个，每次保护检验面对的跳闸逻辑为多达２００种的２套主变压器保护，至少需要４人。如果全部校验完这２００种逻辑，需要模拟每一种保护逻辑的故障，逐个压板去测量。由于跳闸脉冲是 ｍｓ级瞬时电压脉冲，所以这项工作需要多个专业人员配合完成，１人加故障模拟量，２人或３人拿着万用表逐一测量每个出口压板。需要用万用表 ＤＣ档测量压板共计５００多次，而且万用表无法检验跳闸矩阵的出口时间。面对这种工作量比较大的校验，现阶段只是沿用传统的分侧分类、分段分时限、逐个逻辑逐个压板依次检验的老方法，即使使用保护试验台也不能满足输入出口的数量，还需要切断保护三侧开关的控制回路。这种频繁、反复的操作不仅耗费大量的人力、时间，而且容易出现多人配合不好、接触**、疲倦出错等现象，严重影响了检修效率和进度。

以下结合继电保护专业现场工作经验，设计并研制了一套十通道主变压器保护跳闸出口辅助测试仪，可以快捷有效地验证主变压器保护跳闸矩阵逻辑和出口动作时间的正确性。

２　测试仪的研制与设计原理

传统继电保护试验台，*多只有８对输入端口，并且只能检测外部干接点。为了使该测试仪更具通用性和实用化，首先提出２点设计原则：一次故障模拟能够测量所有出口压板，免去给保护装置重复加入相同的故障模拟量；基于 ｍｓ级瞬时电压脉冲触发的继电保护跳闸压板检测方法，不局限在无源干接点的输入检测。

主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，设计了１０个独立的检测通道，每一个检测端子对应一组电位检测和计时显示功能。其中，每一通道主要设计有２类模块：保护动作跳闸压板电位检测及声光报警模块（图１）、保护跳闸出口时间数显和计时功能模块（图２）。

在图１中，ＤＣ为直流电源；ＳＡ 为状态开关，开断验电报警回路；ＨＡ 为蜂鸣器，当电平检测有 ｍｓ级的直流电脉冲大于３０Ｖ 时，报警回路接通，蜂鸣器响；ＬＥＤ１为红色指示灯，当电平检测有 ｍｓ级的直 流电脉冲大于３０Ｖ时，报警回路接通，ＬＥＤ１红图２　单通道跳闸出口时间数显和计时功能模块原理示意灯亮；ＶＴ１为 ＮＰＮ 硅晶体三极管，电流放大系数β＞１００；ＶＴ２为 Ｕ８５０达林顿管，放大倍数较高；ＲＷ为 ＲＴＸ－１／８Ｗ 型碳膜电阻器，ＶＴ１的基极分压电阻的阻值可根据管子电流适当调整，使其直流电脉冲小于３０Ｖ 时，正常处于截止状态。Ｒ１为声光报警回路的限流电阻，将电流限制在１５～２０ｍＡ 额定值内，阻值约为１８Ω，当 ＶＴ２电流放大系数β较小时，可以省去。

在图２ 中，时 间 显 示 和 计 时 模 块 电 路 用 的 是５５５芯片和２个 ＣＤ４５１８芯片组成的电路，５５５芯片可以接成多谐振荡器，２个 ＣＤ４５１８作为核心芯片，进行级联，再辅以若干逻辑门，完成进位、置零等功能，ＣＤ４５１８ 是 双 十 进 制 计 数 器，有 ２ 个 时 钟 输 入端，正好可以满足进位和校时的功能，不会产生干扰，而且还具有置零功能。

主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪的设计本着界面简洁友好、布局合理、携带方便、操作接线简单易行的基本原则，外部构造如图 ３，其主要包括：电源开关、运行指示灯、复归按钮、２ 个触发接头、１０个检测触头、１０套数据线（通用触头）、外壳接地端子、１０个出口标签、１０个报警灯、报警喇叭、１０个计时数显屏等。

操作面板安装在测试仪正上方，接线端子固定在测试仪侧面。测试仪正面和侧面面板设计美观大方、比例协调，并且面板有贴膜，标称简要详细。测试仪为铝合金框架包装箱，包装箱具备防震功效，测试仪外壳长宽高大小为４２ｃｍ×３２ｃｍ×１５ｃｍ。

２　测试仪的应用

主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪在现场应用时，首先，将外壳接地线与保护屏柜接地铜排连接牢固，然后将对应标签的通道检测触头紧固在相应跳闸压板下口处，将２根触发数据线连接在保护检验仪的一对输出端子上，再接通装置电源，这时测试仪的运行指示灯点亮。接下来，按下装置的复归按钮，将１０个通道的录时数显清零，这就做好了检测试验前的准备。

当使用保护试验台给保护装置加入故障模拟量的同时，依靠一对输出干接点启动出口逻辑测试仪的计时，待来电通道声光报警后，即在时间数显屏上记录下了相应跳闸出口的时间，单位为ｓ，*小计时０．０１ｓ。现场示意图如图４。

电源开关驱动１０个通道声光报警回路和计时、时间数显回路，２根触发接线接入一对无源接点，该接点一闭合则１０个通道从００．００ｓ开始计时，直到某一通道检测到大小为＋１１０Ｖ、时间为３ｍｓ的电压脉冲，此时报警灯亮并保持、蜂鸣器发出“滴———”的一声，同时对应通道时间计时停止，*终时间显示在数显屏上，其他没有检测到电压的通道则继续计时，直到对应通道检测到大小为＋１１０Ｖ、时间为３ｍｓ的电压脉冲为止。其他通道依次类推。如果按下复归按钮，１０个通道的时间数显屏全部归零、报警灯全部熄灭。

３　测试仪的技术**

ａ．该测试仪提供了１０个通道的电压检测 、声光报警、计时功能，１０个通道独立工作，相互隔离，决不会发生串电。只有电源开关、复归按钮由１０个通道共用。１０ 个模块的强 弱 电 互 不 影 响、互 不 干扰，更不会将装置电源返送进被检测继电保护装置。

ｂ．该测试仪的时间显示范围为图４　主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪现场工作示意００．００～９９．９９ｓ，精度０．０１ｓ，误差为±０．０１ｓ。捕捉检测电压瞬时脉冲的时间精度则为１ｍｓ；该装置的检测触头具有通用性，可以替为换线夹触头、Ｕ型触头、针孔触头３种，可以适应不同厂家和型号的装置压板。

ｃ．检测到的电压为直流＋３０～＋１１０Ｖ 时，会驱动声光报警回路和计时回路，检测到的电压小于＋３０Ｖ，声光报警回路和计时回路不导通，因此，检测电压能可靠躲过＋３０Ｖ 及以下的干扰电压。

ｄ．该测试仪安全性能较高，１０ 个通道的检测电压为强电，互相独立，不会造成与地线的短接，也不会与弱电互相干扰、串接，保证强电之间、强电弱

电之间、强电和地线之间的隔离。

ｅ．电源开关为电流匹配的自动跳闸空气开关，电源回路设置有大小合适的电流熔断丝，防止装置过流烧毁，保证人身和设备的安全。

ｆ．主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪在实际生产应用中，有三方面的优点：该测试仪可以在不停电的情况下，一次性*多同时检测１０个跳闸出口，避免了保护动作、开关传动次数，防止开关频繁分合造成的损坏，免去开关打压等待时间，缩短了主变压器保护检修预试的时间；该测试仪接线安全快捷、简单易行，以往需有２人同时完成的检验工作，目前可以１人独立完成，省去保护装置通入故障模拟量的同时需要多人配合测量出口压板的工作，减轻了以往每个压板逐一测量的工作量；该测试仪提供跳闸出口声光报警，使检验工作更加直观、高效。

４　结论

ａ．采用十通道主变压器保护跳闸矩阵出口辅助测试仪之后，可以方便快捷地测试主变压器保护跳闸矩阵的逻辑和时序的正确性，而且可获得较高精度的保护动作出口返回时间。应用该测试仪进行１０个通道出口压板电位检测，继电保护检修时间比传统万用表测试方法缩短５０％，测试准确率提高到９９％，提高了保护检验工作的可靠性，降低了检修成本，具有良好的安全、经济效益。

ｂ．该装置还可以应用在除主变压器保护以外其他带跳闸出口的继电保护检修作业上，如线路保护、母线保护、断路器保护等。目前，该装置已经应用到继电保护检修预试和基建验收等工作中，得到了良好的实际效果。