继电保护测试装置及其方法

摘要

本发明实施例公开了一种继电保护测试装置及其方法，装置用于测试变电站中继电保护系统。控制单元向第一可控电源和第二可控电源输出控制信号，第一可控电源和第二可控电源基于控制信号输出第一测试电流和第一测试电压，第一测试电流经过电流放大器和电流互感器转换为第三测试电流。第一测试电压经过电压放大器和电压互感器转换第三测试电电压；继电保护装置根据第三测试电流和第三测试电压输出信号，操作人员判断信号和预设信号是否一致；进而判定继电保护装置、互感器以及二次回路是否正常工作。继电保护系统测试正常工作后投入运行，提高了互感器、继电保护装置以及二次回路的可靠性，进而提高电力系统的运行的可靠性。

权利要求

1.一种继电保护测试装置，其特征在于，包括：第一可控电源，用于输出第一测试电流；

第二可控电源，用于输出第一测试电压；

电流放大器，与所述第一可控电源连接，用于将所述第一测试电流进行放大并获得第二测试电流，所述第二测试电流接入电流互感器的一次回路侧；所述电流互感器在一次回路侧接收到所述第二测试电流时，所述电流互感器的二次回路侧输出第三测试电流，所述第三测试电流接入继电保护装置；

电压放大器，与所述第二可控电源连接，用于将所述第一测试电压进行放大并获得第二测试电压，所述第二测试电压接入电压互感器的一次回路侧；所述电压互感器在一次回路侧述接收到所述第二测试电压时，所述电压互感器的二次回路侧输出第三测试电压，所第三测试电压接入所述继电保护装置；

控制单元，与所述第一可控电源和所述第二可控电源连接；操作人员根据计划模拟电力设备一次状态，并在控制单元的输入界面上预设第二测试电流和所述第二测试电压的幅值、频率和初始角度，所述控制单元根据所述预设第二测试电流和第二测试电压向所述第一可控电源和所述第二可控电源输出控制信号，所述第一可控电源和所述第二可控电源基于所述控制信号输出所述第一测试电流和所述第一测试电压；

所述第一测试电流经过所述电流放大器转换为所述第二测试电流，所述第二测试电流经所述电流互感器转换为所述第三测试电流；所述第一测试电压经过所述电压放大器转换为所述第二测试电压，所述第二测试电压经所述电压互感器转换所述第三测试电压；所述继电保护装置根据所述第三测试电流和所述第三测试电压进行运算得到操作人员模拟的电力设备一次状态，并根据模拟的电力设备一次状态发出故障信号和跳闸命令；所述控制单元记录故障信号和跳闸命令是否发出以及发出的时间；

所述操作人员判断所述故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路均正常；否则，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路中的至少一者异常。

2.根据权利要求1所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述第二测试电流为所述电流互感器一次回路侧额定电流的0～1.5倍；

所述第二测试电压为所述电压互感器一次回路侧额定电压的0～1.5倍。

3.根据权利要求2所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述第一可控电源、所述第二可控电源、所述电流放大器以及所述电压放大器均设置有多个；多个所述第一可控电源与多个所述电流放大器一一对应；多个第二可控电源与多个所述电流放大器一一对应。

4.根据权利要求1所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述装置还包括第一自检模块，所述第一自检模块与所述电流互感器的二次回路侧连接，以获取所述第三测试电流；所述第一自检模块将所述第三测试电流转换成数字信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元将所述数字信号与所述预设第二测试电流的幅值、频率和初始角度作对比并自校正；

所述第一自检模块与所述电压互感器的二次回路侧连接，以获取第三测试电压；所述第一自检模块将所述第三测试电压转换成数字信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元将所述数字信号与所述预设第二测试电压的幅值、频率和初始角度作对比并自校正。

5.根据权利要求1所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述装置还包括第二自检模块，所述第二自检模块包括自检电流互感器和自检电压互感器；所述自检电流互感器的一次回路侧接入所述第二测试电流，所述自检电流互感器的二次回路侧输出第四测试电流；

所述第二自检模块将所述第四测试电流转换成数字信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元将所述数字信号与所述预设第二测试电流的幅值、频率和初始角度作对比并自校正；

所述自检电压互感器的一次回路侧接入所述第二测试电压，所述自检电流互感器的二次回路侧输出第四测试电压 ；所述第二自检模块将所述第四测试电压转换成数字信号并反馈给所述控制单元，所述控制单元将所述数字信号与所述预设第二测试电压的幅值、频率的初始角度作对比并自校正。

6.根据权利要求5所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述第二自检模块包括模数转换器，用于将所述第四测试电流和所述第四测试电压进行模数转换后输出给所述控制单元。

7.根据权利要求1所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述第一可控电源和所述第二可控电源均为可控交流电源。

8.根据权利要求1所述的继电保护测试装置，其特征在于，还包括电流输出模块、电压输出模块，所述第一可控电源和所述电流放大器集成在所述电流输出模块中；所述第二可控电源和所述电压放大器集成在电压输出模块中，所述电流输出模块和所述电压输出模块上均设置有防水外壳，所述防水外壳用于防止所述电流输出模块和所述电压输出模块进水。

9.根据权利要求8所述的继电保护测试装置，其特征在于，所述控制单元分别与所述电流输出模块和所述电压输出模块的通过有线或者无线方式进行通讯。

10.一种继电保护测试方法，其特征在于，包括以下步骤：将电流互感器和电压互感器一次回路侧的物理连接断开；

操作人员根据计划模拟电力设备一次状态，并在控制单元的输入界面上预设第二测试电流和所述第二测试电压的幅值、频率和初始角度；

提供第一可控电源、第二可控电源和控制单元，所述控制单元向所述第一可控电源和所述第二可控电源输出控制信号；所述第一可控电源输出第一测试电流；所述第二可控电源输出第一测试电压；

将所述第一测试电流进行放大获得第二测试电流，并将所述第一测试电压进行放大获得第二测试电压；

将所述第二测试电流接入电流互感器的一次回路侧；所述电流互感器的二次回路侧输出第三测试电流；并将所述第二测试电压接入电压互感器的一次回路侧；所述电压互感器的二次回路侧输出第三测试电压；

将所述第三测试电流和所述第三测试电压接入所述继电保护装置；所述继电保护装置根据所述第三测试电流和所述第三测试电压进行运算得到操作人员模拟的电力设备一次状态，并根据模拟的电力设备一次状态发出故障信号和跳闸命令；所述控制单元记录所述故障信号和所述跳闸命令是否发出及发出的时间；

所述操作人员判断所述故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路均正常；否则，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路中的至少一者异常。

说明书

继电保护测试装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种继电保护测试装置及其方法。

背景技术

[0002] 继电保护装置主要应用于变电站，能够在电力系统发生及时切断故障设备，避免事故进一步扩大，显著地降低由故障带来的经济损失，因此继电保护装置能否正确的、可靠
的动作直接关系到配电网的安全运行以及对用户供电的可靠性。

[0003] 目前，电气工程继电保护专业所采用的测试方法绝大部分是直接模拟二次电流、二次电压对继电保护装置进行测试，调试完后投入运行，并无分别同步模拟一次电流、一次
电压，用以校验电流互感器、电压互感器、继电保护装置、断路器及二次回路，极易在继电保
护系统中留下功能隐患，严重威胁到电力系统的安全运行。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提出了一种可以同时测试电流互感器、电压互感器、继电保护装置及二次回路继电保护测试装置及其方法。

[0005] 本发明采用的一个技术手段是：提供一种继电保护测试装置，包括：

[0006] 第一可控电源，用于输出第一测试电流；

[0007] 第二可控电源，用于输出第一测试电压；

[0008] 电流放大器，与所述第一可控电源连接，用于将所述第一测试电流进行放大并获得第二测试电流，所述第二测试电流接入电流互感器的一次回路侧；所述电流互感器在一
次回路侧接收到所述第二测试电流时，所述电流互感器的二次回路侧输出第三测试电流，
所述第三测试电流接入继电保护装置；

[0009] 电压放大器，与所述第二可控电源连接，用于将所述第一测试电压进行放大并获得第二测试电压，所述第二测试电压接入电压互感器的一次回路侧；所述电压互感器在一
次回路侧接收到所述第二测试电压时，所述电压互感器的二次回路侧输出第三测试电压，
所述第三测试电压接入所述继电保护装置；

[0010] 控制单元，与所述第一可控电源和所述第二可控电源连接；操作人员根据计划模拟的电力设备一次状态，并在控制单元的输入界面上预设第二测试电流和所述第二测试电
压的幅值、频率和初始角度，所述控制单元根据所述预设第二测试电流和第二测试电压向
所述第一可控电源和所述第二可控电源输出控制信号，所述第一可控电源和所述第二可控
电源基于所述控制信号输出所述第一测试电流和所述第一测试电压；

[0011] 所述第一测试电流经过所述电流放大器转换为所述第二测试电流，所述第二测试电流经所述电流互感器转换为所述第三测试电流；所述第一测试电压经过所述电压放大器
转换为所述第二测试电压，所述第二测试电压经所述电压互感器转换所述第三测试电压；
所述继电保护装置根据所述第三测试电流和所述第三测试电压进行运算得到操作人员模
拟的电力设备一次状态，并根据模拟的电力设备一次状态发出故障信号和跳闸命令；所述
控制单元记录故障信号和跳闸命令是否发出以及发出的时间；

[0012] 所述操作人员判断所述故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路均正常；否则，判定所述
继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路中的至少一者异常。

[0013] 本发明采用的另一个技术手段是：提供一种继电保护测试方法，包括以下步骤：

[0014] 将电流互感器和电压互感器一次回路侧的物理连接断开；

[0015] 操作人员根据计划模拟的电力设备一次状态，并在控制单元的输入界面上预设第二测试电流和所述第二测试电压的幅值、频率和初始角度；

[0016] 提供第一可控电源、第二可控电源和控制单元，所述控制单元向所述第一可控电源和所述第二可控电源输出控制信号；所述第一可控电源输出第一测试电流；所述第二可
控电源输出第一测试电压；

[0017] 将所述第一测试电流进行放大获得第二测试电流，并将所述第一测试电压进行放大获得第二测试电压；

[0018] 将所述第二测试电流接入电流互感器的一次回路侧；所述电流互感器的二次回路侧输出第三测试电流；并将所述第二测试电压接入电压互感器的一次回路侧；所述电压互
感器的二次回路侧输出第三测试电压；

[0019] 将所述第三测试电流和所述第三测试电压接入所述继电保护装置；所述继电保护装置根据所述第三测试电流和所述第三测试电压进行运算得到操作人员模拟的电力设备
一次状态，并根据模拟的电力设备一次状态发出故障信号和跳闸命令；所述控制单元记录
所述故障信号和所述跳闸命令是否发出及发出的时间；

[0020] 所述操作人员判断所述故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定所述继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路均正常；否则，判定所述
继电保护装置、所述电流互感器、所述电压互感器和所述二次回路中的至少一者异常。

[0021] 由于采用了上述技术方案，本发明提供的继电保护测试装置及其方法，所述装置通过第一可控电源、第二可电源控开关、电流放大器和电压放大器配合控制信号，将第二测
试电流和第二测试电压所述接入电流互感器和电压互感器的一次回路侧，第三测试电流和
第三测试电压接入继电保护装置。测试变电站继电保护系统中电流互感器、电压互感器、继
电保护装置及二次回路是否正常工作，测试正常工作后投入运行，提高了电流互感器、电压
互感器、继电保护装置及其相关二次回路的可靠性，进而提高电力系统的运行的可靠性。

附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0023] 其中：

[0024] 图1是一个实施例中继电保护测试装置在测试过程中的结构框图；

[0025] 图2是一个实施例中继电保护测试装置在测试过程中的结构示意图；

[0026] 图3是一个实施例中继电保护检测装置在自检过程中的结构框图；

[0027] 图4是另一个实施例中继电保护检测装置在自检过程中的结构框图；

[0028] 图5是一个实施例中继电保护检测方法的流程示意图。

[0029] 图中：10、继电保护测试装置；20、电流互感器；30、电压互感器；40、继电保护装置；50、断路器；100、第一可控电源；110、第二可控电源；120、电流放大器；130、电压放大器；
140、控制单元；150、第一自检模块；160、第二自检模块；161、自检电流互感器；162、自检电
流互感器；163、模数转换器。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 本发明提供了一种继电保护测试装置10，如图1和图2所示，在一实施例中，继电保护测试装置10包括：第一可控电源100、第二可控电源110、电流放大器120、电压放大器130
和控制单元140。第一可控电源100用于输出第一测试电流；第二可控电源110用于输出第一
测试电压。电流放大器120与第一可控电源100连接，用于将第一测试电流进行放大并获得
第二测试电流，第二测试电流接入电流互感器20的一次回路侧；电流互感器20在一次回路
侧接收到第二测试电流时，电流互感器20的二次回路侧输出第三测试电流，第三测试电流
接入继电保护装置40。电压放大器130与第二可控电源110连接，用于将第一测试电压进行
放大并获得第二测试电压，第二测试电压接入电压互感器30的一次回路侧；电压互感器30
在一次回路侧接收到第二测试电压时，电压互感器30的二次回路侧输出第三测试电压，第
三测试电压接入继电保护装置40。控制单元140与第一可控电源100和第二可控电源110连
接；控制单元140向第一可控电源100和第二可控电源110输出控制信号，第一可控电源100
和第二可控电源110基于控制信号输出第一测试电流和第一测试电压。第一测试电流经过
电流放大器120和电流互感器20转换为第三测试电流；第一测试电压经过电压放大器130和
电压互感器30转换第三测试电电压；继电保护装置40根据第三测试电流和第三测试电压输
出发出故障信号和跳闸命令，控制单元140记录故障信号、跳闸命令是否发出及发出的时
间。操作人员判断所述故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定继电保护装置
40、电流互感器20、电压互感器30和二次回路均正常；否则，判定继电保护装置40、电流互感
器20、电压互感器30和二次回路中的至少一者异常。其中，二次回路包括电压二次回路、电
流二次回路、电源回路、操作回路以及信号回路。

[0032] 可以理解的是，运用继电保护测试装置10在对变电站内继电保护装置40、电流互感器20、电压互感器30以及二次回路进行测试时，操作人员根据计划模拟的电力设备一次
状态(如空载状态、不同程度的负载状态、各种接地故障、各种短路故障等)，在控制单元140
上设定电流、电压的幅值、频率、初始角度等，控制单元140向第一可控电源100和第二可控
电源110输出控制信号，第一可控电源100和第二可控电源110基于控制信号输出第一测试
电流和第一测试电压，第一测试电流经过电流放大器120转换为第二测试电流(即操作人员
设定的电流)，第二测试电流经电流互感器20转换为第三测试电流。第一测试电压经过电压
放大器130转换为第二测试电压(即操作人员设定的电压)，第二测试电压经电压互感器30
转换第三测试电压；继电保护装置40根据第三测试电流和第三测试电压进行运算得到操作
人员模拟的电力设备一次状态，并根据模拟的电力设备一次状态发出故障信号、跳闸命令；
控制单元140记录故障信号跳闸命令是否发出及发出的时间。

[0033] 示例一、测试变电站内交流采样系统的可靠性。操作人员根据计划模拟500kV线路的正常带负荷状态，在控制单元140上设定电流500A、初始角度0度、频率50Hz,相电压
288kV、初始角度0度、频率50Hz,控制单元140根据设定向第一可控电源100和第二可控电源
110输出控制信号，第一可控电源100和第二可控电源110基于控制信号输出第一测试电流
和第一测试电压，第一测试电流经过电流放大器120转换为第二测试电流(即操作人员设定
的电流，电流500A、初始角度0度、频率50Hz)，第二测试电流经电流互感器20转换为第三测
试电流。第一测试电压经过电压放大器130转换为第二测试电压(即操作人员设定的电压，
相电压288kV、初始角度0度频率50Hz)，第二测试电压经电压互感器30转换第三测试电压。
此时，操作人员在继电保护装置40的交流采样菜单中检查采样值，如采样值与设定值一致，
即表明由电流互感器20、电压互感器30、继电保护装置40及其二次回路组成的交流采样系
统正常。

[0034] 示例二、测试继电保护装置40的过流保护定值。操作人员在继电保护装置40中设置定值：过流保护动作电流为3000A(一次)，时间0.5S。操作人员根据计划模拟500kV线路的
A相接地故障状态，电流为2900A、持续时间0.6S。由于电流值未达到继电保护装置40的定
值，保护不动作。

[0035] 操作人员根据计划模拟500kV线路的A相接地故障状态，电流为3100A、持续时间0.6S。由于电流值、时间达到继电保护装置40的定值，保护动作，继电保护装置40开出跳闸
命令至500kV线路断路器50，500kV线路断路器50跳闸。同时继电保护装置40开出跳闸信号
至变电站的综合自动化系统，使各系统感知到500kV线路发生故障。继电保护装置40的备用
跳闸出口、备用信号接点、断路器50的位置接点与控制单元140的开入相连接，使控制单元
140能监测到继电保护装置40跳闸动作、发信的时间、断路器50位置的变化。对比继电保护
装置40跳闸动作、继电保护装置40发信以及断路器50位置变化的时间，控制单元140即可判
断以继电保护装置40为核心的500kV线路继电保护系统(包括交流采样、逻辑、信号、执行系
统)的正确与否。

[0036] 本实施例中继电保护测试装置10通过第一可控电源100、第二可控电源110、电流放大器120和电压放大器130配合控制信号，将第二测试电流和第二测试电压接入电流互感
器20和电压互感器30的一次回路侧，第三测试电流和第三测试电压接入继电保护装置40。
测试继电保护系统中电流互感器20、电压互感器30、继电保护装置40和二次回路是否正常
工作，测试正常工作后，将继电保护系统投入运行，提高了电流互感器20、电压互感器、继电
保护装置40和二次回路的可靠性，进而提高电力系统的运行的可靠性。

[0037] 在一实施例中，如图2所示，在电流互感器20的一次回路侧设置有断路器50，在继电保护装置40通过第三测试电流、第三测试电压检测到线路存在故障时，继电保护装置40
控制断路器50断开。通过测试电力系统中的断路器50正常断开，进一步地，保证继电保护装
置40与断路器50之间的二次回路的正确性，提高电力系统的运行的可靠性。

[0038] 在一实施例中，继电保护测试装置10额定工况下，第二测试电流的值为电流互感器20额定电流的0‑1.5倍。第二测试电压的值为电压互感器30额定电压的0～1.5倍。

[0039] 可以理解的是，第二测试电流可以为可调电流，其电流幅值可调范围为电流互感器20额定电流的0～1.5倍，电流可调精度为10A，其频率可调范围为0‑60Hz，频率可调精度
为0.1Hz，其初始角可调范围为0～360度，初始角可调精度为0.1度；第二测试电压可以为可
调电压，其可调范围为电压互感器30额定电压的0～1.5倍，电压可调精度为100V，其频率可
调范围为0～60Hz，频率可调精度为0.1Hz，其初始角可调范围为0～360度，初始角可调精度
为0.1度。

[0040] 在电力系统中，电流互感器20和电压互感器30的一次回路侧形成的回路为一次回路，电流互感器20的二次回路侧与继电保护装置40形成的回路为电流二次回路，电压互感
器30的二次回路侧与继电保护装置40形成的回路为电压二次回路，继电保护装置40与断路
器50形成的回路为操作回路，继电保护装置40与变电站监控后台、录波装置间用于传输信
号的回路为信号回路。

[0041] 传统的继电保护装置40验收只是通过模拟二次故障对继电保护装置40进行验收，只能测量出继电保护保护装置动作的时间。无法测量出互感器的一次回路侧出现故障时，
继电保护保护装置动作时间，互感器的延时时间、断路器50的延时时间以及二次回路的延
时间等，其中，互感器包括电流互感器20和电压互感器30。

[0042] 在一实施例中，继电保护测试装置10通过控制第一测试电流和第一测试电压的幅值、频率、角度、时序，进而控制互感器的一次回路侧接入第二测试电流和第二测试电压的
幅值、频率、角度、时序，因此可以模拟一次故障，实际测量一次回路故障量发生至故障量消
失的真实时间。同时可以测试出电流互感器20、电压互感器30以及二次回路的实际响应时
间。进一步地，第一测试电流为0～50A，第一测试电压为0～300V，第二测试电流为0～
5000A，第二测试电压为0～300kV。

[0043] 在一实施例中，继电保护检测装置还包括I/O模块，I/O模块包括输入口六个和开关量输出端接口六个，控制单元140可以通过开关量输入和开关量输出与继电保护装置40
通信。

[0044] 在一实施例中，第一可控电源100、第二可控电源110、电流放大器120以及电压放大器130均设置有多个；多个第一可控电源100与多个电流放大器120一一对应；多个第二可
控电源110与多个电流放大器120一一对应。可以理解的是，第一可控电源100、第二可控电
源110、电流放大器120以及电压放大器130均设置有多个，可以通过一个控制单元140同时
检测多组继电保护装置40、多组电压互感器30以及多组电流互感器20。

[0045] 在一实施例中，如图3所示，继电保护测试装置10还包括第一自检模块150，第一自检模块150与电流互感器20的二次回路侧连接，以获取第三测试电流；第一自检模块150将
第三测试电流转换成数字信号并反馈给控制单元140，所述控制单元140将所述数字信号与
操作人员预设第二测试电流的幅值、频率、初始角度作对比并自校正。第一自检模块150与
电压互感器30的二次回路侧连接，以获取第三测试电压；第一自检模块150将第三测试电压
转换成数字信号并反馈给控制单元140，控制单元140将所述数字信号与操作人员预设第二
测试电压的幅值、频率和初始角度作对比并自校正。

[0046] 可以理解的是，在继电保护测试装置10中加入第一自检模块150，让即时输出的第三测试电流和第三测试电压与操作人员设定第二测试电压的幅值、频率和初始角度对比，
从而判断本系统的输出精度与输出延时，控制单元140可以根据自检结果，实现继电保护测
试装置10自校准，让电流、电压偏差趋向于0。解决第二测试电流和第二测试电压由于继电
保护测试装置10的延时不同所造成的电流电压间的相位不同步问题。

[0047] 在一实施例中，如图4所示，继电保护测试装置10还包括第二自检模块160，第二自检模块160包括自检电流互感器161和自检电压互感器162；自检电流互感器161的一次回路
侧接入第二测试电流，自检电流互感器161的二次回路侧输出第四测试电流；第二自检模块
160将第四测试电流转换成数字信号并反馈给控制单元140，控制单元140将所述数字信号
与操作人员预设的第二测试电流的幅值、频率和初始角度作对比并自校正；自检电压互感
器162的一次回路侧接入第二测试电压，自检电压互感器162的二次回路侧输出第四测试压
流；第二自检模块160将第四测试电压转换成数字信号并反馈给控制单元140，控制单元140
将数字信号与操作人员预设的第二电压的幅值、频率和初始角度作对比并自校正。

[0048] 进一步地，第二自检模块160还包括模数转换器163，用于将第四测试电流和第四测试电压进行模数转换后输出给控制单元140。

[0049] 可以理解的是，在继电保护测试装置10中加入第二自检模块160，让即时输出的第四测试电流和第四测试电压与控制信号的对比，从而判断本系统的输出精度与输出延时，
控制单元140可以根据自检结果，实现继电保护测试装置10自校准，让电流和电压的幅值、
频率以及初始角偏差趋向于0。解决第四测试电流和第四测试电压由于继电保护测试装置
10的延时不同所造成的电流电压间的相位差。

[0050] 在一实施例中，第一可控电源100和第二可控电源110均为可控交流电源。进一步地，控制单元140与第一可控单元和第二可控单元之间可以通过导线电连接，也可通过光纤
或者WIFI通讯连接。

[0051] 在一实施例中，继电保护测试装置10包括电流输出模块和电压输出模块，第一可控电源100和电流放大器120集成在电流输出模块中；第二可控电源110和电压放大器130集
成在电压输出模块中，电流输出模块和电压输出模块上均设置有防水外壳，防水外壳用于
防止电流输出模块和电压输出模块进水。控制单元140分别与电流输出模块和电压输出模
块的通过有线或者无线方式进行通讯。

[0052] 分别将第一可控电源100和电流放大器120集成在一起，第二可控电源110和电压放大器130集成在一起，做成大电流输出和大电压输出模块，可以实现轻量化和集成化，进
一步降低成本。

[0053] 本发明提供了一种继电保护测试方法，如图5所示，包括以下步骤：

[0054] S100：将电流互感器20和电压互感器30一次回路侧的物理连接断开。

[0055] S110：提供第一可控电源100、第二可控电源110和控制单元140，控制单元140向第一可控电源100和第二可控电源110输出控制信号；第一可控电源100输出第一测试电流；第
二可控电源110输出第一测试电压。

[0056] S120：将第一测试电流进行放大并获得第二测试电流，并将第一测试电压进行放大并获得第二测试电压。

[0057] S130：将第二测试电流接入电流互感器20的一次回路侧；电流互感器20的二次回路侧输出第三测试电流；并将第二测试电压接入电压互感器30的一次回路侧；电压互感器
30的二次回路侧输出第三测试电压。

[0058] S140：将第三测试电流和第三测试电压接入继电保护装置40；继电保护装置40根据第三测试电流和第三测试电压运算得到操作人员模拟的电力设备一次状态，并根据模拟
的电力设备一次状态发出故障信号和跳闸命令；控制单元140记录故障信号和跳闸命令是
否发出及发出的时间。

[0059] S150：操作人员判断故障信号、跳闸命令与预设状态是否一致；若是，判定继电保护装置40、电流互感器20、电压互感器30以及二次回路均正常；否则，判定继电保护装置40、
电流互感器20、电压互感器30以及二次回路中的至少一者异常。

[0060] 其中，在步骤S100之前操作人员在控制单元140上设定所要输出电流、电压的幅值、频率、角度和时序。在步骤S100将电流互感器20和电压互感器30一次回路侧的物理连接
断开，即使将图2中电流互感器20和电压互感器30之间的隔离开关断开。

[0061] 在一实施例中，在步骤S140中继电保护装置40根据第三测试电流和第三测试电压不仅输出状态信号还有动作命令。工作命令控制断路器50的导通或者断开。进一步地，断路
器50动作正确；则判定断继电保护装置40自身逻辑正确、互感器与继电保护装置40之间的
通信(即二次回路)正确、继电保护装置40与执行机构(断路器50、刀闸等)之间的通信(即二
次回路)正确；否则，判定继电保护装置40、电流互感器20、电压互感器30、断路器50及其二
次回路中的至少一者异常。

[0062] 将上述方法应用在电力系统中电流互感器20、电压互感器30、继电保护装置40以及二次回路的测试中，提高了电流互感器20、电压互感器30以及继电保护装置40的可靠性，
进而提高电力系统的运行的可靠性。

[0063] 本发明实施例公开了一种继电保护测试装置10及其方法，装置包括第一可控电源100、第二可控电源110、电流放大器120、电压放大器130和控制单元140。操作人员根据计划
模拟的电力设备一次状态(如空载状态、不同程度的负载状态、各种接地故障、各种短路故
障等)，在控制单元140上设定电流、电压的幅值、频率、初始角度等，控制单元140向第一可
控电源100和第二可控电源110输出控制信号，第一可控电源100和第二可控电源110基于控
制信号输出第一测试电流和第一测试电压，第一测试电流经过电流放大器120转换为第二
测试电流(即操作人员设定的电流)，第二测试电流经电流互感器20转换为第三测试电流。
第一测试电压经过电压放大器130转换为第二测试电压(即操作人员设定的电压)，第二测
试电压经电压互感器30转换第三测试电压；继电保护装置40根据第三测试电流和第三测试
电压进行运算得到操作人员模拟的电力设备一次状态，如果继电保护装置40运算得到电力
设备存在故障，即发出故障信号至综合自动化装置，同时发跳闸命令至相关断路器50将存
在故障的一次状态设备隔离，控制单元140接入故障信号及开关位置用于记录故障信号及
开关位置的状态变化及变化的时间。操作人员根据控制单元140收集到的故障信号及开关
位置的状态变化及变化的时间，判断继电保护装置40自身逻辑是否正确、互感器与继电保
护装置40之间的通信(即二次回路)是否正确、继电保护装置40与执行机构(断路器50、刀闸
等)之间的通信(即二次回路)是否正确。测试正常工作后投入电力系统中运行，提高了继电
保护装置40、互感器及其相关二次回路的可靠性，进而提高电力系统的运行的可靠性。

[0064] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0065] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保
护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。