遠距離三相保護回路矢量分析儀

一、SHHZXW9000B遠距離三相保護回路矢量分析儀功能特點

三路電壓、三路電流矢量同屏顯示，對于復雜差動保護裝置可采用雙鉗法進行多次測量最終繪制出完整的六角圖。

采用鉗形電流互感器接線，不用斷開電流回路，安全方便。

可進行復雜保護裝置的矢量分析，判斷接線是否正確，并給出正確的接線圖以供對比。

可進行常規電參量測試，同時顯示三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相視在功率、三相相位角；并可直讀折算到互感器一次側的電壓幅值、電流的幅值、功率的數值。

可進行三相三線高壓計量裝置錯誤接線檢查，能對三相三線48種接線進行分析判斷，直接給出分析結果；查處惡意改變計量接線的竊電手段，有效避免電費流失。

可進行現場被測信號的諧波分析，能分析出2－50次諧波的各次含量，自動計算出總諧波失真度。

提供無線測量模式，解決電壓信號、電流信號相隔遠而無法測試的問題。

大屏幕、高亮度的彩色液晶顯示，全漢字圖形化菜單及操作提示實現友好的人機對話，硅膠觸摸按鍵使操作更舒適、手感更佳，液晶寬溫、帶亮度調節，適應冬夏各季環境應用。

大容量鋰電池供電，連續工作長達8小時。

用戶可隨時將測試的數據以記錄的形式保存下來，以供集中統一管理、備案、查閱，可存儲1000組以上的數據。

可將保存的記錄上傳到后臺管理計算機，進行綜合分析，評審。

具備萬年歷、時鐘功能，實時顯示測試工作進行的日期及時間。

體積小、重量輕，便于現場使用。

預留USB接口，可用儀器來替代優盤等移動存儲設備。

二、SHHZXW9000B遠距離三相保護回路矢量分析儀技術指標

輸入特性

電壓通道數量：3通道

電壓測量范圍：0~450V

電壓顯示分辨率：0.01V

電流通道數量：3通道

電流測量范圍：0~10A

電流顯示分辨率：0.0001A

相位測量范圍：－180°～＋180°

諧波分析次數：2～63次

無線通訊距離：≥1000米

準確度

電壓：±0.2%

電流、功率：±0.5%

相角：±1°（有線），±2°（無線）

諧波電壓含有率測量誤差：≤0.3％

諧波電流含有率測量誤差：≤0.5％

工作溫度：－15℃~ ＋40℃

充電電源：交流160V~260V

絕緣：⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。

⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻2KV（有效值），歷時1分鐘實驗。

體積：主機250mm×158mm×58mm，

分機250mm×158mm×58mm

重量：1.8Kg

三、結構外觀

（一）、外型尺寸及面板布置

儀器外形正視如圖一:

儀器正面上方是液晶顯示屏，下方是按鍵區，頂端為接線部分，包括：四個電壓輸入端子UA、UB、UC、UN；三個電流輸入接口（A相電流鉗接口Ia、B相電流鉗接口Ib、C相電流鉗接口Ic）。

儀器的外接接口在右側，（見圖二）。在后支架打開時，可露出接口部分，包括以下三部分：

232串行口（用于上傳保存的數據至計算機）；同時還可用來更新程序；注意：本接口與電腦的連接必須用隨機配備的專用通訊電纜，普通串口線不適合本接口的使用。

充電器接口，用于連接充電器，當儀器電量不足時將充電器接到此接口給儀器進行充電。

USB接口，通過專用數據線可連接電腦，將儀器內存儲卡做為大容量存儲器使用。側面圖見右側圖二。

儀器的外包裝箱外型尺寸，如圖三所示：

（二）、鍵盤操作

鍵盤共有30個鍵，分別為：開關、存儲、查詢、設置、切換、↑、↓、←、→、?、退出、自檢、幫助、數字1、數字2（ABC）、數字3（DEF）、數字4（GHI）、數字5（JKL）、數字6（MNO）、數字7（PQRS）、數字8（TUV）、數字9（WXYZ）、數字0、小數點、＃、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。

各鍵功能如下：

開關鍵：用來控制儀器工作電源的開啟和關閉；使用方法是：輕按開機；按住此鍵3秒鐘以上，然后松開即可關機。

↑、↓、←、→鍵：光標移動鍵；在主菜單中用來移動光標，使其指向某個功能菜單，按確認鍵即可進入相應的功能；在參數設置功能屏狀態下，上下鍵用來切換當前選項，左、右鍵改變數值。

A鍵：確認鍵；在主菜單下，按此鍵顯示菜單子目錄，在子目錄下，按下此鍵即進入被選中的功能，另外，在輸入某些參數時，此鍵確定開始輸入和結束輸入。

退出鍵：返回鍵，按下此鍵均直接返回到主菜單。

存儲鍵：在差動分析功能界面下應用，用來存儲測試結果為記錄的形式。

查詢鍵：用來瀏覽已存儲的記錄內容。

設置鍵：按下此鍵直接進入“參數設置”功能屏。

切換鍵：保留功能，暫不用。

自檢鍵：用戶按下此鍵可以進入編號查詢界面。此屏中可顯示儀器的編號、程序版本號、ID號。

幫助鍵：用來顯示幫助信息。

數字（字符）鍵：用來進行參數設置的輸入（可輸入數字或字符）。

小數點鍵：用來在設置參數時輸入小數點。

＃鍵：保留功能，暫不用。

F1、F2、F3、F4、F5鍵：輔助功能鍵（快捷鍵）。用來快速進入輔助功能界面或實現提示信息提示的相應功能。

四、液晶界面

液晶顯示界面主要有十四屏，包括主菜單、十三個功能界面：

1．主菜單：

當開機后顯示圖四界面。屏幕中顯示出各項功能菜單，包括十二個選項：參數設置、二次參量、一次參量、備用菜單、雙鉗差動、三線計量、聯機通訊、波形顯示、頻譜分析、諧波測試、歷史數據、系統校準。選擇上下左右方向鍵，用于改變當前選項；按下確認鍵，進入相應的功能屏；屏幕右上角顯示出內置充電電池的電壓幅值和剩余電量百分比，用戶可根據此數值來判斷是否需要為儀器充電；旁邊顯示出當前實時的日期和時間。

2．參數設置界面

參數設置如圖五所示，此屏用于調整試驗前所需要確定的數據。包括：工作模式、高壓PT變比、高壓CT變比、低壓CT變比、變壓器組別、高壓CT接法、低壓CT接法、設置日期、設置時間、變電站名稱、變壓器編號。

工作模式：分為有線方式和無線方式兩種，用左右鍵進行切換。

高壓PT變比：指變壓器的高壓側電壓互感器的變比。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。

高壓CT變比：指變壓器的高壓側電流互感器的變比。輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。

低壓CT變比：指變壓器低壓側電流互感器的變比，輸入方法同上。

變壓器組別：指變壓器的聯接組別。包括方式：Y/Y、Y/D1、Y/D5、Y/D11等。通過←、→鍵進行切換，選定到所需方式。當進行差動接線分析時本參數一定要設置正確，否則標準矢量圖不正確。

高壓CT接法：指被測變壓器高壓側的電流互感器的接法。有Y和△兩種方式。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換，選定到所需方式。

低壓CT接法：指被測變壓器低壓側的電流互感器的接法。有Y和△兩種方式。通過←、→鍵在幾種方式間進行切換，選定到所需方式。

設置日期：輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。如：2013年1月12日則輸入20130112確認即可。

設置時間：輸入方法為：按確認鍵使數字變成紅色，此時再按相應的數字鍵輸入數據，完成后再按確認鍵結束。如：11點45分07秒則輸入114507確認即可。

變電站名稱：指試驗現場所處的變電站名稱，用于對所保存的結果進行區分。由數字和字母構成，可任意組合。

變壓器編號：指被測變壓器的編號。與“變電站名稱項目”一起用于對所保存的結果進行區分。由數字和字母構成，可任意組合。通過相應的數字/字母按鍵直接輸入。

3．二次參量界面

二次參量界面如圖六所示，本界面左側顯示出三相電壓信號、三相電流構成的實時向量圖；右側顯示電壓、電流的幅值和相對于參考基準信號的相位角。參考基準自動選擇，當Ua有信號（Ua>10V）時，Ua為參考基準，其他參量的相位角都是與Ua的夾角；當Ua無信號（Ua<10V）時，Ia做為參考基準，其他參量的相位角都是與Ia的夾角；當Ua和Ia都沒有信號時（Ua<10V，Ia<5mA），將只顯示幅值，所有的相位角均不顯示。

在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕最下一行為提示行，提示可進行的操作。

4．一次參量界面

一次參量界面如圖七所示，本界面同時顯示出被測變壓器高壓側的實測數據包括：A、B、C各相電壓幅值；A、B、C各相電流幅值；A、B、C各相相位角、A、B、C各相有功功率、A、B、C各相無功功率、A、B、C各相視在功率、總有功功率、總無功功率、總視在功率、A、B、C各相功率因數；顯示出的數據是根據所實測數值和參數設置中輸入的高壓側電壓互感器變比和電流互感器變比數值折算出的互感器一次數據；通過本界面可以直觀的觀察被試品高壓側的一次電壓、電流和功率等數據，用于對負荷進行監測和分析。

在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕最下一行為提示行，提示可進行的操作。

5．雙鉗差動界面

雙鉗差動界面如圖八所示。本界面是利用雙鉗法進行差動保護裝置接線的分析，用2只鉗形電流表對被測保護裝置的各相電流依次進行測量（其中A相鉗固定測量電流Iah，B相鉗為活動鉗，依次測量其他5個相別的電流），并依次繪制單個參數的向量圖，當全部測試完畢后，測試結束。

在測試過程中一定要注意，改變活動鉗表后一定要按下相應的輔助鍵。圖中左側為測試提示：用輔助功能鍵F1－F5分別鎖定Ibh、Ich、IaL、IbL、IcL幾種參量，繪制出相應的矢量，右側為實際繪制的矢量圖。矢量圖下側為各參量相對應的數據。測試結束后可按<存儲>鍵將結果保存。

6．三線計量界面

如圖九所示：在屏幕的左上部分顯示出三相三線制計量裝置的實測矢量六角圖，同一個坐標系中兩個電壓參量（Uab、Ucb）、兩個電流參量（Ia、Ic）四個量的矢量關系；在屏幕的右上部分顯示出電壓Uab和Ucb、電流Ia和Ic的幅值和各個量以Ua為參照量的的相位角；屏幕的下半部分是用來顯示接線結果的分析情況，包括：相序、接線判斷、錯接線更正系數，根據不同的負荷情況功率夾角的不同分4種角度范圍（感性－5～55、感性55～115、容性－5～－65、容性－65～－125）對各48種接線方式進行結果判定。

上圖所示為標準阻性負載時接線全部正確情況下的向量圖，由于純阻性負載的功率夾角為0°，屬于－5～55的范圍，因此我們要看接線分析的行感性（－5～55）的結果，另外三行的分析結果無效；圖中接線判斷中的“正”表示電壓是正相序，如為逆相序應顯示“負”；“Ua Ub Uc”表示電壓接線是應為“Ua Ub Uc”的位置上所接的是“Ua Ub Uc”電壓接線正確；“＋Ia  +Ic”表示電流接線應為“Ia  Ic”的位置上所接的是“Ia  Ic”相別正確，“＋”表示極性也都是正確的；更正系數為“1”表示接線正確，電能計量值不需更正，如果接線不正確的情況下結果中會給出具體的補償系數（根據不同種類的接線錯誤可能為數值，也可能為公式）。具體的接線方式判定結果分析表見附件。

在此屏中，按下F1鍵將屏幕鎖定（不刷新），再按F2鍵解除鎖定狀態，數據開始刷新。屏幕最下一行為提示行，提示可進行的操作。

7．聯機通訊界面

聯接通訊界面如圖十所示。此功能屏可以將儀器內存中保存的測試記錄上傳到后臺管理計算機。

8．波形顯示界面

在此屏中可顯示出當前各個被測模擬量的實際波形，波形實時刷新，能直觀的顯示出被測信號的失真情況（是否畸變、是否截頂），當前顯示為Ua、Ia的波形 , 用↑↓鍵來切換不同的相別；可切換為B相電壓、電流的波形，C相電壓、電流的波形，A、B、C三相所有的電壓和電流的波形?？梢宰鰹楹唵蔚氖静ㄆ魇褂谩Ｆ聊蛔钕乱恍袨樘崾拘?，提示可進行的操作。

9．頻譜分析界面

頻譜分析界面如圖十二所示。此屏以柱狀圖的形式顯示出A 相電壓、B 相電壓、C 相電壓、A 相電流（用Ia來測試）、B 相電流（用Ib來測試）和C 相電流（用Ic來測試）的諧波含量分布柱狀圖。UA-UB-UC-IA-IB-IC提示當前測量通道（可通過←、→鍵來改變所選通道），縱坐標刻度0%-10%表示各次諧波分量的百分比含量，基波含量始終對應到100％刻度（當所有次數的諧波含量都小于10%時進行放大顯示，即以10%做為滿刻度；當有一項以上的諧波含量大于10%時，以正?？潭蕊@示，即以100%做為滿刻度），橫坐標的0-30指示的是諧波的次數，右側數值顯示總諧波畸變率THD、有效值和32 次諧波。無失真的信號應顯示次諧波（基波）。測試時用Ua、Ub、Uc三個電壓通道和Ia、Ib、Ic三個電流通道進行測量。

屏幕最下一行為提示行，提示可進行的操作。

10．諧波測試界面

如圖十三所示：此屏顯示各相電壓和電流的諧波含量，從左到右依次為A相電壓（用黃色來顯示）、B相電壓（用綠色來顯示）、C相電壓（用紅色來顯示）、A相電流（用黃色來顯示）、B相電流（用綠色來顯示）、C相電流（用紅色來顯示），其中THD為各相的電壓波形畸變率（即諧波失真度），RMS為各相電壓和電流的有效值，01次為基波電壓和基波電流（用實際幅值表示），以下依次為其它各次諧波的數值，以有效值形式和基波的百分比兩種形式表示，以數據表的形式顯示1-63次電壓諧波。可通過↑↓鍵來切換低21次（01－21）和中21次（22－42）、高21次（43－63）諧波含量的表格。

11．歷史數據界面

記錄查詢屏如圖十四所示。此屏可以查閱所保存的差動分析測試記錄。包括：當前記錄條數、總記錄條數、變壓器組別、高壓CT接法、低壓CT接法、記錄保存時間、變電站名稱、變壓器編號。

屏幕最下一行為提示行，提示可進行的操作，按上下鍵查看前（后）一條記錄；按【F5】鍵刪除全部記錄。

12．系統校準界面

此界面為調試專用界面，僅供出廠前調試用，用戶無法進入。

13．編號查詢界面

編號查詢界面如圖十六所示。此界面用來查詢儀器的編號，在升級程序時必須要知道儀器的全部編號，否則無法進行升級操作。

（二）主機液晶顯示界面主要有一屏：

1．分機顯示界面

分機顯示界面如圖十七所示。當選擇無線方式時，有分機參與測試，此界面用來顯示分機測試的電壓幅值和相角的數據。

五、使用方法

測試儀配有一條4芯的電壓測試線和三只電流測試鉗。電壓測試線用來接入被測電壓信號，其中用黃色導線接電壓的A相、綠色導線接電壓的B相、紅色導線接電壓的C相；每只鉗子分別對應一個鉗表接口，不能互換，否則會影響測試精度，每只鉗表中間有一個圓標貼，顯示出鉗表的相別和極性（標N的一端為電流的流出端，在使用接線要注意極性，接反會影響測試結果）。

在測試過程中要注意的問題：

1、要在測試前插好電流測試鉗，嚴禁先夾測試線后插入電流鉗插座，這相當于電流測試鉗二次開路，容易產生開路高壓，損壞儀器。測試完成后要先摘下所有電流測試鉗再拔下與主機相連的插頭。

2、測試鉗為保證各通道精度，應一一對應，要把各電流鉗正確插入與之對應的插座。交換不同輸入，會降低了測試精度，但一般測試精度在±2%以內。

3、接入電壓信號時測試線一定要先接到儀器的電壓端子，然后再接到被測設備的電壓端子；測試完成后一定要先摘下被測設備的電壓接頭，然后再拆除儀器側的電壓線。（此條尤為重要，反之可能引起大事故）

下面就不同的測試項目進行說明。

（一）．二次參量測量部分

1．測試目的

通過檢測三路電壓參量、三路電流參量的數據來了解被測設備的實時電壓、電流、相位以及各參量之間的矢量關系的真實情況；可將所有6個參量的向量圖同屏顯示出來，從而確定供電系統的運行情況，便于分析故障原因和線損原因。

2．測試方法

具體接線如圖十七所示：

在本項目中同時接入三相電壓和三路電流信號。將電壓測試線的黃、綠、紅、黑四種顏色分別對應被測信號的A、B、C、N四條相線（當PT二次采用三線制接法時將被測設備的B相電壓接到儀器的Un端子，只用三根電壓線即可）。Ia、Ib、Ic三個鉗形電流互感器用來測量被測設備電流的A、B、C三相，接好線后進入“二次參量測量”屏查看測量結果。

注意：當選擇無線方式時，電壓測試線連接到分機的電壓端子上。

（二）．一次參量測量部分

1．測試目的

通過檢測被測設備高壓側三路電壓參量、三路電流參量的數據來了解被測設備高壓側的PT和CT二次的電壓、電流、相位、功率以及折算到PT和CT一次側的數值；從而確定供電系統的運行情況，便于分析故障原因和線損原因。

2．測試方法

具體接線如圖十八所示：

在本項目中同時接入三相電壓和三路電流信號。將電壓測試線的黃、綠、紅、黑四種顏色分別對應被測信號的A、B、C、N四條相線（當PT二次采用三線制接法時將被測設備的B相電壓接到儀器的Un端子，只用三根電壓線即可）。Ia、Ib、Ic三個鉗形電流互感器用來測量被測設備高壓側三相電流的Iah、Ibh、Ich，接好線后進入“參數設置”界面對被測設備的參數進行設置，主要包括高壓PT變比、高壓CT變比，然后進入“高壓參量測量”屏查看測量結果。

（三）．雙鉗差動保護矢量分析部分

1．測試目的

采用雙鉗法逐次測量對來完成保護裝置的高、低壓側六路電流的幅值和夾角關系的測量。

2．測試方法

具體接線如圖十九所示：

首入“參數設置”界面對被測設備的參數進行設置，主要包括變壓器組別、高壓CT接法、低壓CT接法，設置完畢后進入“雙鉗差動測量”屏，開始測試；用Ia和Ib兩只鉗表進行測量，其中Ia鉗表固定檢測被測保護裝置的高壓側的A相電流，標有Ib的鉗表逐次對其它相別的電流進行巡檢，依次對每個電流進行測量，并根據提示按相應的按鍵對結果鎖定，最終繪出完整的矢量圖，如果覺得有個別參量測試不準確可重新接線測試；最終測試結果可以通過按“存儲”鍵保存下來。

（四）．三相三線計量矢量分析部分

1．測試目的

通過檢測被測三相三線計量裝置的電壓、電流的矢量關系來分析判斷計量裝置的接線是否正確，分析有無偷漏電的情況。

2．測試方法

具體接線如圖二十所示：

用電壓測試線的黃綠紅線分別連接儀器Ua/Uc/Un和被測裝置三相電壓的端子，注意：因只有三根電壓線（沒有零線），接線時將綠線接到儀器的黑色電壓端子Un上。電流只有AC兩相，用電流鉗表Ia和Ic來對A、C兩相電流進行測量，接好線后進入“三線計量”屏查看測試分析結果。

注意：當選擇無線方式時，電壓測試線連接到分機的電壓端子上。

（五）．波形顯示測試部分

1．測試目的

通過本項目可以顯示各參量的波形，了解各參量之間的相位關系（超前或滯后），觀察波形的畸變情況，分析畸變產生的原因，PT和CT有無過負荷的情況。

2．測試方法

具體接線如圖二十一所示：

在本項目中同時接入三相電壓和三路電流信號。將電壓測試線的黃、綠、紅、黑四種顏色分別對應被測信號的A、B、C、N四條相線（當PT二次采用三線制接法時將被測設備的B相電壓接到儀器的Un端子，只用三根電壓線即可）。Ia、Ib、Ic三個鉗形電流互感器用來測量被測設備的電流ABC三相，接好線后進入“波形顯示”屏查看測量結果。

（六）．頻譜分析部分

1．測試目的

本功能用來顯示三路電壓參量、三路電流參量諧波含量的柱狀圖，以此來判斷電能質量的好壞。

2．測試方法

具體接線如圖二十二所示：

在本項目中同時接入三相電壓和三路電流信號。將電壓測試線的黃、綠、紅、黑四種顏色分別對應被測信號的A、B、C、N四條相線（當PT二次采用三線制接法時將被測設備的B相電壓接到儀器的Un端子，只用三根電壓線即可）。Ia、Ib、Ic三只鉗形電流互感器用來測量被測設備電流回路的A、B、C三相，接好線后進入“頻譜分析測量”屏查看測量結果。

（七）．諧波測試部分

1．測試目的

本功能用來顯示三路電壓及三路電流各參量2－63各次諧波含量的數值和百分比含量，以此來判斷被測電壓、電流信號電能質量的好壞。

2．測試方法

具體接線如圖二十三所示：

在本項目中同時接入三相電壓和三路電流信號。將電壓測試線的黃、綠、紅、黑四種顏色分別對應被測信號的A、B、C、N四條相線（當PT二次采用三線制接法時將被測設備的B相電壓接到儀器的Un端子，只用三根電壓線即可）。Ia、Ib、Ic三只鉗形電流互感器用來測量被測設備電流回路的A、B、C三相，接好線后進入“諧波測試”屏查看測量結果。

六、電池維護及充電

儀器采用高性能鋰離子充電電池做為內部電源，操作人員不能隨意更換其他類型的電池，避免因電平不兼容而造成對儀器的損害。

儀器須及時充電，避免電池深度放電影響電池壽命，

正常使用的情況下盡可能每天充電（長期不用在一個月內充一次電），以免影響使用和電池壽命，每次充電時間應在4小時以上，因內部有充電保護功能，可以對儀器連續充電。

每次將電池從儀器中取出后儀器內部的電池保護板自動進入保護狀態，重新裝入電池后，不能直接工作，需要用充電器給加電使之解除保護狀態，才可正常工作。

七、注意事項

1．在測量過程中一定不要接觸測試線的金屬部分，以避免被電擊傷。

2．測量接線一定要嚴格按說明書操作，確保人身安全。

3．使用有地線的電源插座。

4．不能在電壓和電流過量限的情況下工作。

5．各鉗表一定要與面板上相應的插座一一對應，否則會影響測試結果。

6．電壓線和鉗表接入時一定要按照先接儀器側再接到被測裝置的原則，拆除時一定要按照先拆裝置側再拆儀器側的原則進行。