CN101051054A - 测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种气体继电器校验台上测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，通过建立完善的适用于不同口径、不同型号、不同厂家的气体继电器流速测量数据库，实现用同一管径的测试管路完成不同口径、不同型号、不同厂家的气体瓦斯继电器的重瓦斯流速值检测的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置及方法，包括油箱，油箱上设有油泵，油泵的出油口通过油管与电动阀门、流量计和夹紧机构动端相连，夹紧机构动端与夹紧机构定端之间设有待测气体继电器，夹紧机构定端通过油管与油箱的回油口上安的电动阀门连接；具有通过建立一套完善的适用于各种型号气体继电器流速测量数据库，达到用同一口径的测试管路来完成各种不同口径气体继电器流速值定量检测的目的。
Description
技术领域
本发明属于一种气体继电器校验台上测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，具体涉及一种通过模拟变压器内部故障时气体继电器动作机理，采用单片机测控技术，通过建立完善的适用于不同口径、不同型号、不同厂家国内外气体继电器流速测量数据库，在基于一种标定流速定量测量法的基础上，实现用同一管径的测试管路完成不同口径、不同型号、不同厂家国内外各种气体瓦斯继电器的重瓦斯流速值检测的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置及方法。
技术背景
目前，电力系统广泛使用的大中型油浸式电力变压器，大都采用了多种电量型继电保护，如：差动保护、电流速断保护、零序电流保护、气体继电器保护和非电量型，如压力释放阀，保护措施，而气体继电器保护也称瓦斯保护是油浸式电力变压器发生内部故障时最重要的一种保护措施。当油浸式变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏、接触不良、铁芯多点接地等故障时，能及时发出故障报警和迅速从电网上切除故障设备，减少电力事故的发生，提高了电力设备运行的安全可靠性。
气体继电器保护的灵敏度取决于气体继电器的重瓦斯流速值和轻瓦斯气体容积值的检测和整定。多年来虽然电力系统每年在气体继电器重瓦斯流速值和轻瓦斯气体容积值检测方面花费了大量的人力、物力和财力，但由于检测设备和检测手段的局限，因多种原因导致气体继电器频繁动作而引起的电力事故时有发生，为确保电力变压器的安全运行，如何准确检测和调整气体继电器流速值及气体容积值，这已成为电力系统运行、检修、试验等有关人员的广泛关注和共同关心的问题，这也是从事电力检测设备研制生产方面有关人员应予重点关注问题。
瓦斯继电器校验台是针对电力系统所用的瓦斯气体继电器校验的专用设备，目前国内生产瓦斯继电器校验台在测试方法和检测精度方面是比较落后的，类似产品在流速测试方面主要采用以下两种方法：
定性测量法为压力换算流速法：该方法是将被校验气体继电器置于较小口径的测试油路中，使气体继电器内部充满试验介质，在连通气体继电器一端的测试管路中施加一定压力，然后打开连通气体继电器另一端的测试管路上的阀门，此时由于管路内压力的作用会产生瞬时冲击油流从气体继电器内部流过，并将气体压力值换算为流速，以实现检测流速值的目的。利用此种测试方法制作的检测装置其优点是结构简单、重量轻、体积小，但它的最大缺点是只能定性检测、测试精度差、使用范围小、只能检测25管径的气体继电器、操作繁琐，且需要事先知道被测气体继电器的值。
实际流速检测法：该方法是将被校验气体继电器置于与其相同口径的测试管路中，然后调节流过被校验气体继电器油的流量，以实现检测流速值的目的。利用此种测试方法的检测装置其优点是测试准确、能做到定量检测，测试前无需知道被校验气体继电器的流速值，但它的最大缺点是设备笨重、不同口径的气体继电器需要采用不同口径的测试管路，一台设备无法满足现有气体继电器，一个用户可能需要购买2～3台同样的气体继电器检测设备，如果被测的气体继电器改型或出现新品需要对设备硬件进行改进，限制了装置的适应性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种由单片机控制，用同一口径测试管路完成不同口径、不同型号、不同厂家国内外各种瓦斯继电器的重瓦斯流速值检测的，且具有体积小、重量轻、操作简单、使用可靠、劳动强度低、工作效率高的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置及方法。
本发明装置的目的是这样实现的：包括油箱，油箱上设置有油泵，油泵的出油口通过油管与电动阀门、流量计和夹紧机构动端依序相连，夹紧机构动端与夹紧机构定端之间设置有待测气体继电器，夹紧机构定端通过油管与油箱的回油口上安装的电动阀相连接；单片机系统安装在液晶屏所处面板的后侧，通过单片机系统来控制电动阀、油箱的回油口上的电动阀、流量计、变频器；单片机系统与电源连接。所述的夹紧机构定端和夹紧机构动端之间待测气体继电器的下方设置有升降机构。所述的夹紧机构动端上设置有夹紧螺母螺杆。所述的油泵与变频器相连。所述的单片机系统分别与打印机、信号采集装置、变频器、PC机通讯接口、液晶屏、电动阀、油箱的回油口上的电动阀相连接。所述的油箱、油泵、油箱的回油口上的电动阀、夹紧机构定端、夹紧机构动端、夹紧螺母螺杆、电动阀、流量计、控制柜、单片机系统、打印机、信号采集装置、PC机通讯接口、液晶、安装在壳体内。所述的变频器安装控制柜内。
一种测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的方法：
第一步：将被测气体继电器装卡在夹紧机构定端和夹紧机构动端之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面，
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置；
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为1～3次；
d、以上校验参数设置完成后程序既进入被测瓦斯继电器重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器的重瓦斯流速值的校验；
a、单片机系统通过变频器调节油泵的转速，使管路中的油流速度从0逐步增大；
b、单片机系统通过实时采集流量计的瞬时流量脉冲信号，并根据被测气体继电器的口径、型号及生产厂家的不同，通过调用预置数据库中相关数据，对采集到的流量脉冲信号进行运算处理后，折算为对应的被测气体继电器的流速；
c、当油流速度达到一定值后，被测气体继电器档板动作，接点吸合，单片机接收到重瓦斯流速值测试结束信号，控制油泵停止，完成重瓦斯流速值测试；
d、记录下此时折算后的流速值，此值即为被测气体继电器的重瓦斯动作流速值；
第六步：被测瓦斯继电器的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
本发明装置具有如下优点：
1、本发明装置采用一种标定流速测量法即流速折算法，它通过建立一套完善的适用于各种型号气体继电器流速测量数据库，达到用同一口径的测试管路来完成各种不同口径气体继电器流速值定量检测的目的。
2、本发明装置由于采用了一种标定流速测量法即流速折算法，使得装置在重量和体积方面大大降低，是采用同样测试方法的现有设备的三分之一，给用户使用安装运输带来极大的方便。
3、本发明装置通过变频控制单元调节油流循环单元的油流输出，使流过待校验气体继电器的油体流速逐步变化，模拟变压器内部故障时气体继电器动作机理，极大地提高气体继电器检测精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明结构的后视图。
图3为本发明的工作原理图。
图4为本发明的方框图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本发明装置包括油箱1，油箱1上设置有油泵2，油泵2的出油口通过油管与电动阀门14、流量计17和夹紧机构动端6依序相连，夹紧机构动端6与夹紧机构定端4之间设置有待测气体继电器13，夹紧机构定端4通过油管与油箱1的回油口上安装的电动阀3相连接；单片机系统10安装在液晶屏8所处面板的后侧，通过单片机系统10来控制电动阀14、油箱1的回油口上的电动阀3、流量计17、变频器15；单片机系统10与电源连接。所述的夹紧机构定端4和夹紧机构动端6之间待测气体继电器13的下方设置有升降机构5。所述的夹紧机构动端6上设置有夹紧螺母螺杆11。所述的油泵2与变频器15相连。所述的单片机系统10分别与打印机7、信号采集装置12、变频器15、PC机通讯接口、液晶屏8、电动阀14、油箱1的回油口上的电动阀3相连接。所述的油箱1、油泵2、油箱1的回油口上的电动阀3、夹紧机构定端4、夹紧机构动端6、夹紧螺母螺杆11、电动阀14、流量计17、控制柜16、单片机系统10、打印机7、信号采集装置12、PC机通讯接口、液晶屏8、安装在壳体9内。所述的变频器15安装控制柜16内。
一种测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的方法：
第一步：将被测气体继电器13装卡在夹紧机构定端4和夹紧机构动端6之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器13的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子12相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面，
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置；
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为1～3次；
d、以上校验参数设置完成后程序既进入被测瓦斯继电器12重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统10依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器13的重瓦斯流速值的校验；
a、单片机系统10通过变频器15调节油泵2的转速，使管路中的油流速度从0逐步增大；
b、单片机系统10通过实时采集流量计17的瞬时流量脉冲信号，并根据被测气体继电器13的口径、型号及生产厂家的不同，通过调用预置数据库中相关数据，对采集到的流量脉冲信号进行运算处理后，折算为对应的被测气体继电器13的流速；
c、当油流速度达到一定值后，被测气体继电器13档板动作，接点吸合，单片机接收到重瓦斯流速值测试结束信号，控制油泵2停止，完成重瓦斯流速值测试；
d、记录下此时折算后的流速值，此值即为被测气体继电器13的重瓦斯动作流速值；
第六步：被测瓦斯继电器13的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
本发明设置的可以检测厂家有沈阳特种继电器厂、沈阳巨华电器设备有限公司、沈阳四兴继电器制造有限公司等，可以设置检测的管径有25、50、80。
本发明实施例1：
第一步：将被测QJ4-25气体继电器装卡在夹紧机构定端4和夹紧机构动端6之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器13的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子12相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面。
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置，瓦斯继电器厂家设置为沈阳特种继电器厂；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置，瓦斯继电器管径/型号设置为25/QJ4-25
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为1次；
d、以上校验参数设置完成后程序既进入被测瓦斯继电器13重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统10依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器13的重瓦斯流速值的校验；
第六步：被测瓦斯继电器13的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
本发明实施例2：
第一步：将被测QJ4-50气体继电器装卡在夹紧机构定端4和夹紧机构动端6之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器13的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子12相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面。
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置，瓦斯继电器厂家设置为沈阳四兴继电器制造有限公司；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置，瓦斯继电器管径/型号设置为50/QJ4-50
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为2次；
d、以上校验参数设置完成后程序既进入被测瓦斯继电器13重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统10依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器13的重瓦斯流速值的校验；
第六步：被测瓦斯继电器13的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
本发明实施例3：
第一步：将被测QJ4-80气体继电器装卡在夹紧机构定端4和夹紧机构动端6之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器13的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子12相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面。
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置，瓦斯继电器厂家设置为沈阳巨华电器设备有限公司；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置，瓦斯继电器管径/型号设置为80/QJ4-80
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为3次；
d、以上校验参数设置完成后程序既进入被测瓦斯继电器13重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统10依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器13的重瓦斯流速值的校验；
第六步：被测瓦斯继电器13的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
Claims (8)
1、一种测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，包括油箱(1)，其特征在于：油箱(1)上设置有油泵(2)，油泵(2)的出油口通过油管与电动阀门(14)、流量计(17)和夹紧机构动端(6)依序相连，夹紧机构动端(6)与夹紧机构定端(4)之间设置有待测气体继电器(13)，夹紧机构定端(4)通过油管与油箱(1)的回油口上安装的电动阀(3)相连接；单片机系统(10)安装在液晶屏(8)所处面板的后侧，通过单片机系统(10)来控制电动阀(14)、油箱(1)的回油口上的电动阀(3)、流量计(17)、变频器(15)；单片机系统(10)与电源连接。
2、根据权利要求1所述的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，其特征在于：所述的夹紧机构定端(4)和夹紧机构动端(6)之间待测气体继电器(13)的下方设置有升降机构(5)。
3、根据权利要求1所述的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，其特征在于：所述的夹紧机构动端(6)上设置有夹紧螺母螺杆(11)。
4、根据权利要求1所述的一种气体继电器校验台，其特征在于：所述的油泵(2)与变频器(15)相连。
5、根据权利要求1所述的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，其特征在于：所述的单片机系统(10)分别与打印机(7)、信号采集装置(12)、变频器(15)、PC机通讯接口、液晶屏(8)、电动阀(14)、油箱(1)的回油口上的电动阀(3)相连接。
6、根据权利要求5所述的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，其特征在于：所述的油箱(1)、油泵(2)、油箱(1)的回油口上的电动阀(3)、夹紧机构定端(4)、夹紧机构动端(6)、夹紧螺母螺杆(11)、电动阀(14)、流量计(17)、控制柜(16)、单片机系统(10)、打印机(7)、信号采集装置(12)、PC机通讯接口、液晶屏(8)、安装在壳体(9)内。
7、根据权利要求1和6所述的测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的装置，其特征在于：所述的变频器(15)安装控制柜(16)内。
8、一种测试瓦斯继电器重瓦斯流速值的方法，其特征在于：
第一步：将被测气体继电器(13)装卡在夹紧机构定端(4)和夹紧机构动端(6)之间；
第二步：测试信号线一端与待测瓦斯继电器(13)的跳闸、报警信号端子相连，另一端与信号采集端子(12)相连；
第三步：接通瓦斯校验台装置的工作电源，液晶屏屏幕显示系统初始界面，在初始界面通过相应操作进入瓦斯继电器校验参数设置界面；
第四步：校验参数设置
a、瓦斯继电器厂家设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器厂家设置功能键完成瓦斯继电器厂家设置；
b、瓦斯继电器管径/型号设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的瓦斯继电器管径/型号设置功能键完成瓦斯继电器管径/型号设置；
c、校验次数设置：在瓦斯继电器校验参数设置界面中，通过系统提供的校验次数设置功能键完成校验次数的设置，校验次数设置为1～3次；
d、以上校验参数设置完成后，程序既进入被测瓦斯继电器(13)重瓦斯流速校验流程；
第五步：单片机系统(10)依据瓦斯继电器校验参数设置的参数完成被测瓦斯继电器(13)的重瓦斯流速值的校验；
a、单片机系统(10)通过变频器(15)调节油泵(2)的转速，使管路中的油流速度从0逐步增大；
b、单片机系统(10)通过实时采集流量计(17)的瞬时流量脉冲信号，并根据被测气体继电器(13)的口径、型号及生产厂家的不同，通过调用预置数据库中相关数据，对采集到的流量脉冲信号进行运算处理后，折算为对应的被测气体继电器(13)的流速；
c、当油流速度达到一定值后，被测气体继电器(13)档板动作，接点吸合，单片机接收到重瓦斯流速值测试结束信号，控制油泵(2)停止，完成重瓦斯流速值测试；
d、记录下此时折算后的流速值，此值即为被测气体继电器(13)的重瓦斯动作流速值；
第六步：被测瓦斯继电器(13)的测试结果可以通过打印输出单元进行打印输出和保存，通过PC机通讯端口单元可以上传到计算机中进行进一步处理。
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