优利克电力 | 继电保护测试仪差动保护试验操作指南

差动保护作为电力系统继电保护的重要组成部分，对于保障电力设备的安全稳定运行起着关键作用。它能够快速、灵敏地检测被保护

设备内部的故障电流，及时发出跳闸信号，隔离故障设备，防止故障扩大。继电保护测试仪则是进行差动保护试验的重要工具，通过

模拟各种故障情况，对差动保护装置的性能进行测试和验证。本文将详细介绍继电保护测试仪在差动保护试验中的操作步骤、注意事

项以及相关标准时间及数据要求，为电力系统继电保护专业人员提供全面的技术参考。

一、试验前准备

（一）设备检查与连接

检查继电保护测试仪外观是否完好，各接口、按键、显示屏等功能是否正常。确保测试仪的电源线连接可靠，无破损、短路等情况。

将继电保护测试仪与被测试的差动保护装置进行正确连接。一般包括电流输出端子与保护装置的电流输入端子连接，电压输出端子

（如有需要）与保护装置的电压输入端子连接，以及测试仪与保护装置之间的通信接口连接（用于传输测试数据和控制信号）。连接

时应注意极性正确，接线牢固，避免接触不良导致测试误差或信号中断。

（二）参数设置准备

收集被测试差动保护装置的相关技术资料，包括装置的型号、版本、额定参数（如额定电流、电压、差动保护动作门槛值等）以及保

护逻辑设置等信息。这些资料将作为后续测试仪参数设置和试验结果判断的依据。

根据保护装置的额定参数，在继电保护测试仪上设置相应的输出电流、电压量程。例如，如果保护装置的额定电流为 5A，则将测试

仪的电流输出量程设置为 5A 或略大于 5A，以确保能够准确输出测试电流且不超出量程范围。同时，设置测试仪的采样频率，一般

建议采样频率不低于 1kHz，以保证能够精确采集和分析测试过程中的电流、电压波形变化。

（三）安全措施确认

在进行试验前，确保被测试的差动保护装置已退出运行，并已做好安全隔离措施，防止试验过程中对电力系统的正常运行造成影响。

例如，断开保护装置的跳闸出口压板，防止误动作导致设备跳闸。

试验现场应设置明显的警示标识，禁止无关人员进入试验区域。试验人员应穿戴好个人防护用品，如绝缘手套、护目镜等，确保人身

安全。

二、试验操作步骤

（一）不平衡电流测试

按照保护装置的接线方式，在继电保护测试仪上设置三相电流输出，模拟被保护设备正常运行时的电流情况。例如，对于变压器差动

保护，可设置高压侧和低压侧的三相电流，使它们满足变压器的正常运行电流关系（如根据变压器的变比计算得出）。

缓慢升高测试仪输出的电流值，同时观察差动保护装置的显示面板或监控后台，记录保护装置计算出的不平衡电流值。不平衡电流应

在保护装置的允许范围内，一般要求在正常运行时不平衡电流不超过额定电流的 5% - 10%。例如，对于额定电流为 1A 的保护装

置，不平衡电流应小于 0.05A - 0.1A。测试时间应持续 3 - 5 分钟，以确保不平衡电流稳定且无异常波动。

（二）比率制动特性测试

首先设置测试仪的制动电流输出通道和差动电流输出通道。制动电流一般取自被保护设备的某一侧电流或两侧电流的矢量和，差动电

流则为两侧电流的差值。例如，对于变压器差动保护，可将高压侧电流作为制动电流，低压侧电流与高压侧电流的差值作为差动电

流。

从保护装置的最小动作电流开始测试，设置测试仪输出相应的差动电流和制动电流。例如，某变压器差动保护装置的最小动作电流为

0.2A，先设置测试仪输出差动电流为 0.2A，制动电流从 0 开始逐渐增加，每次增加幅度为 0.1A，直至保护装置动作。记录保护装置

动作时的差动电流和制动电流值，此即为比率制动特性曲线上的一个点。

按照上述方法，逐步增加差动电流值，如设置差动电流为 0.3A、0.4A 等，重复步骤 2，获取多个比率制动特性曲线上的点。一般要

求测试点数不少于 5 - 7 个，以准确绘制比率制动特性曲线。每个点的测试时间应在保护装置稳定动作后记录数据，约 10 - 15 秒。

根据测试数据绘制比率制动特性曲线，并与保护装置的技术说明书中给出的标准比率制动特性曲线进行对比。两者应基本吻合，误差

范围一般要求在 ±5% 以内。例如，如果标准曲线在某一制动电流下对应的差动电流为 0.5A，实际测试曲线在相同制动电流下的差动

电流应在 0.475A - 0.525A 之间。

（三）谐波制动特性测试

在继电保护测试仪上设置输出含有特定谐波成分的电流信号。例如，可设置输出基波电流为 1A，同时叠加二次谐波电流，二次谐波

含量从 10% 开始逐渐增加，每次增加幅度为 5%，如 10%、15%、20% 等。

观察差动保护装置在不同二次谐波含量下的动作情况。当二次谐波含量达到保护装置的谐波制动比设定值时，保护装置应可靠不动

作。例如，某保护装置的谐波制动比设定为 20%，则当二次谐波含量达到 20% 及以上时，保护装置在差动电流超过动作值的情况下

也不应动作。每个谐波含量值的测试时间应持续 1 - 2 分钟，以确保保护装置对谐波的制动性能稳定可靠。

记录保护装置在不同谐波含量下的动作情况，绘制谐波制动特性曲线，与保护装置的标准谐波制动特性曲线进行对比，判断是否符合

要求。

（四）动作时间测试

设置继电保护测试仪输出满足差动保护动作条件的电流信号，例如，设置差动电流大于保护装置的动作电流，且制动电流在合适范围

内。

使用测试仪的高精度计时功能，记录从输出故障电流信号到保护装置发出跳闸信号的时间间隔，此即为差动保护的动作时间。动作时

间应满足保护装置的技术要求，一般对于 110kV 及以上电压等级的保护装置，动作时间要求在 30ms 以内；对于 35kV 及以下电压

等级的保护装置，动作时间要求在 40ms 以内。每个动作时间测试应重复 3 - 5 次，取平均值作为最终的动作时间测试结果，每次测

试间隔时间约为 1 分钟，以保证保护装置有足够的恢复时间。

三、试验结果分析与判断

（一）不平衡电流分析

如果测试得到的不平衡电流超出规定范围，可能是由于保护装置的电流互感器极性接错、变比设置错误、二次回路存在接地或短路故

障等原因导致。需要对保护装置的接线和参数设置进行仔细检查和核对，排除故障后重新进行测试。

（二）比率制动特性分析

若绘制的比率制动特性曲线与标准曲线偏差较大，可能是保护装置的制动系数设置错误、内部算法存在缺陷或测试仪的输出精度不足

等原因。应检查保护装置的参数设置，对测试仪进行校准，并重新测试比率制动特性，确保其准确性。

（三）谐波制动特性分析

当谐波制动特性不符合要求时，可能是保护装置的谐波滤波电路故障、谐波制动比设置不正确或测试仪输出的谐波信号质量不佳等原

因。需要对保护装置的硬件电路进行检查，核对谐波制动比设置，并优化测试仪的谐波输出设置后再次测试。

（四）动作时间分析

如果差动保护的动作时间超出规定值，可能是保护装置的出口继电器动作延迟、内部逻辑处理速度慢或测试仪的计时精度存在问题。

应检查保护装置的出口回路和逻辑程序，校准测试仪的计时功能，并重新测试动作时间。

四、试验结束后工作

（一）数据记录与整理

详细记录试验过程中的各项数据，包括不平衡电流测试数据、比率制动特性测试数据、谐波制动特性测试数据以及动作时间测试数据

等。数据记录应包括测试时间、测试条件、测试结果等详细信息，确保数据的完整性和可追溯性。

将测试数据与保护装置的技术参数和标准要求进行对比分析，撰写试验报告。试验报告应包括试验目的、试验设备、试验步骤、试验

结果、结果分析以及结论等内容，对保护装置的差动保护性能做出全面评价。

（二）设备恢复与清理

试验结束后，将继电保护测试仪的输出电流、电压调至零位，关闭测试仪电源。拆除测试仪与保护装置之间的连接线缆，整理好线缆

并妥善存放。

恢复被测试差动保护装置的原始接线和运行状态，包括重新投入跳闸出口压板等。对试验现场进行清理，移除警示标识，恢复试验区

域的正常秩序。

五、注意事项

（一）测试仪操作

在使用继电保护测试仪过程中，应严格按照测试仪的操作规程进行操作。避免误操作导致测试仪输出异常信号或损坏测试仪。

定期对继电保护测试仪进行校准和维护，确保其输出精度和性能符合要求。例如，每年至少进行一次全面校准，包括电流、电压输出

精度校准，计时精度校准等。

（二）保护装置操作

在对差动保护装置进行试验接线和参数设置时，应谨慎操作，防止对保护装置的内部参数和程序造成误修改。如有必要，在试验前备

份保护装置的参数设置，以便在试验后恢复。

注意保护装置的散热情况，特别是在长时间、大电流测试过程中。避免因保护装置过热导致性能下降或损坏。

（三）安全事项

试验过程中，严禁触摸带电的测试线缆和设备端子，防止触电事故发生。

在进行动作时间测试时，由于保护装置可能会发出跳闸信号，应确保跳闸回路已做好安全隔离措施，防止误跳闸对电力系统造成影

响。

通过以上详细的继电保护测试仪差动保护试验操作指南，电力系统继电保护专业人员能够准确、规范地进行差动保护试验，确保差动

保护装置的性能可靠，为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。