CN101482602A - 继电保护测试仪检测分析系统 - Google Patents

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王晓兰
杨贤明
杨新华
李建海
何世恩
姚旭
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Lanzhou University of Technology
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Abstract

继电保护测试仪检测分析系统,包括有硬件系统和软件系统,硬件系统的继电保护测试仪1内设有电压、电流输出通道2、开关量输出通道3和开关量输入通道4,继电保护测试仪1通过隔离变换板5和6接电压、电流调理板9,电压、电流调理板9与电压、电流采集及开关量接口板11相连,电压、电流采集及开关量接口板11与计算机12相连,继电保护测试仪1通过光电隔离装置7与电压、电流采集及开关量接口板11相连;继电器输出开关量板10与计算机12相连,继电保护测试仪1通过继电器输出开关量板10相连。软件系统包括有设置在计算机12上的基于LabVIEW的测量分析软件。该系统能够实现对继电保护测试仪的性能测试和评价、测试数据的自动记录与分析、测试报告的生成等。

Description

继电保护测试仪检测分析系统
技术领域
本发明涉及用于继电保护测试仪参数检测分析技术领域,尤其涉及一种继 电保护测试仪检测分析系统。
背景技术
目前。继电保护测试仪的开发与应用大大提高了继电保护装置的测试水平, 提高了调试效率,对保证继电保护的正确动作,提髙电网的安全水平有积极的 现实意义。目前国内现场使用的微机型继电保护测试仪种类繁多,在整机性能、
质量、结构、工艺等方面均有较大的差别。虽然DLT624-1997《继电保护微机 型试验装置技术条件》对继电保护微机型试验装置提出了明确的要求,规定了 定期检验周期和检验项目,但因为没有相关的检测规程或规范,也没有现成的 检测分析装置,为继电保护测试仪的验收和周检带来了一定的困难。因此,制 定规范、合理的检验方法,研制继电保护测试仪检测分析系统,对继电保护测 试仪进行定期检验具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷而提供 一 种继电保护测试仪检测 分析系统,其采用测试硬件装置和智能软件系统,从而有效克服了背景技术所 述存在的一系列问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:所述的继电保护测试仪检测 分析系统,包括有硬件系统和软件系统,其特征在于:所述的硬件系统的继电 保护测试仪1内设有电压、电流输出通道2、开关量输出通道3和开关量输入 通道4,继电保护测试仪1输出的直流电压、电流通过电流输出通道2接直流电压、电流互感器隔离变换板5,继电保护测试仪1输出的交流电压、电流通过 电流输出通道2接交流电压、电流互感器隔离变换板6,直流电压、电流互感器
隔离变换板5和交流电压、电流互感器隔离变换板6与电压、电流调理板9相 连,电压、电流调理板9与电压、电流采集及开关量接口板11相连,电压、电 流釆集及开关量接口板11与计算机12相连,继电保护测试仪1输出的开关量 通过开关量输出通道3接光电隔离装置7,光电隔离装置7与电压、电流釆集 及开关量接口板11相连;继电器输出开关量板10与计算机12相连,开关量输 出接线端子板8与继电器输出开关量板10相连,开关量输出接线端子板8与继 电保护测试仪1内的开关量输入通道4相连;所述的软件系统包括有设置在计 算机12上的基于LabVIEW的测量分析软件。
本发明与背景技术相比,具有的有益的效果是:所述的继电保护测试仪检 测分析系统,继电保护测试仪输出的多路电压、电流经过高精度电压互感器和 电流互感器进行隔离、变换,再经过增益自动调整的信号放大电路,将信号放 大到合适的范围,通过PCI接口,由高速、高分辨率的A/D变换器釆样后送入 计算机存储并分析处理,通过LabVIEW和先进的交流量测量算法,完成对继电 保护测试仪各项稳态参数、动态参数和时间的测量。同时通过装置具有的独立 的多路开关量输入和输出接口,完成对继电保护装置动作状态的检测,并对试 验过程中继电保护测试仪的输出状态实施影响。
其除了提供便于操作的人机界面外,通过电参数测量算法,完成测试仪电 流/电压量的幅值、频率、相位的准确度检测、测试仪电流/电压源谐波及总谐波 畸变率的检测、测试仪电流/电压源负载能力检测、测试仪电流/电压源响应速度 检测、直流电压源幅值准确度和电压紋波系数的检测、各电气量之间的同步性 检测和时间检测、电流、电压序分量检测以及各类数据录波和模拟故障信号的 识别和故障类型判断。该装置能够实现对继电保护测试仪的性能测试和评价、 测试数据的自动记录与分析、测试报告的生成等,并可和测试仪组成闭环,进 行交互式测试。同时能够对测试仪模拟输出的常见故障信号进行录波,对故障 参数进行测量,对故障类型进行识别和分类。附图说明
图1是本发明的硬件系统原理示意图;
图2(a)、 (b)、 (c)、 (d)是本发明的硬件系统中的电压、电流隔 离调理电路的电路原理示意图;
图3是本发明的软件系统原理示意图;
图4是本发明的软件系统中的故障检验分析界面10的原理示意图。 具体实施方式
如图1所示,所述的继电保护测试仪检测分析系统,包括有硬件系统和软 件系统,其特点在于:所述的硬件系统的继电保护测试仪1内设有电压、电流 输出通道2、开关量输出通道3和开关量输入通道4,继电保护测试仪1输出的 直流电压、电流通过电流输出通道2接直流电压、电流互感器隔离变换板5,继 电保护测试仪1输出的交流电压、电流通过电流输出通道2接交流电压、电流 互感器隔离变换板6,直流电压、电流互感器隔离变换板5和交流电压、电流互 感器隔离变换板6与电压、电流调理板9相连,隔离变换后的信号送电压、电 流调理板9,电压、电流调理板9与电压、电流釆集及开关量接口板11相连, 电压、电流调理板9的输出送电压、电流采集及开关量接口板11,再送高性能 计算机进行数据处理,检测测试仪性能,电压、电流采集及开关量采接口板11 与计算机12相连,继电保护测试仪1输出的开关量通过开关量输出通道3接光 电隔离装置7,光电隔离装置7与电压、电流釆集及开关量接口板11相连,继 电器输出开关量板10与计算机12相连,开关量输出接线端子板8与继电器输 出开关量板10相连,开关量输出接线端子板8与继电保护测试仪1内的开关量 输入通道4相连;计算机12送出的开关量经继电器输出开关量板10送开关量 输出接线端子板8,再送入继电保护测试仪1的开关量输入通道4。所述的软件 系统包括有设置在计算机12上的基于LabV旧W的测量分析软件。
如图2 (a)、 (b)、 (c)、 (d)所示,所述的直流电压、电流互感器隔离变 换板5和交流电压、电流互感器隔离变换板6与电压、电流调理板9中的交流电压隔离调理通道中,继电保护测试仪1输出的电压与互感器2-1相连,互感
器2-1与第一放大器2-2相连,第一放大器2-2的输出通过电阻R11,R12,R13, R14与第一多路选择开关2-3相连,第一放大器2-2的输出通过接线端子与电 压、电流釆集及开关量接口板11相连,第一多路选择开关2-3的1脚和14脚 分别接DSPic30F6014A芯片的并行端口;电压、电流隔离调理板9的交流电 流隔离调理通道中,继电保护测试仪1输出的电流与互感器2-4相连,互感器 2-4与第二放大器2-5相连,第二放大器2-5的通过电阻R23, R24, R25, R26 与第二多路选择开关2-6相连,第二放大器2-5的输出通过接线端子与电压、电 流釆集及开关量接口板11相连,第二多路选择开关2-6的1脚和14脚分别接 DSPic30F6014A芯片的并行端口;电压、电流隔离调理板9的直流电压隔离调 理通道中,继电保护测试仪1输出的直流电压与电阻R31和R32的一端相连, 电阻R31和R32另一端通过电阻R33与第三放大器2-7的第二引脚相连,第 三放大器2-7的输出与第一光电隔离器2-8相连,第一光电隔离器2-8的输出接 第四放大器2-9,第四放大器2-9的输出通过接线端子与电压、电流采集及开关 量接口板11相连,第三多路选择开关2-10的引脚1和14分别接 DSPic30F6014A芯片的并行端口;电压、电流隔离调理板9的直流电流隔离调 理通道中,继电保护测试仪1输出的直流电流与电阻R41相连,其输出与第五 放大器2-11相连,第五放大器2-11的输出与第二光电隔离器2-12相连,第二 光电隔离器2-12接第六放大器2-13,第六放大器2-13的输出通过接线端子与 电压、电流采集及开关量接口板11相连,第四多路选择开关2-14的引脚1和 14分别接DSPic30F6014A芯片的并行端口 。
如图3、 4所示,所述的计算机12上基于LabVIEW的测量分析软件包括 有主界面13,主界面13下设有故障检验分析界面15和常规检验分析界面14, 常规检验分析界面14下设有常规功能检验界面16和整机性能测试界面17,常 规功能检验界面16包括有交流电流源性能测试模块18、交流电压源性能测试 模块19、直流电压源性能测试模块20、交流量相位检测模块21、交流量序分 量检测模块22、交流量功率检测模块23和时间检测模块24;交流电流源性能测试模块18、交流电压源性能测试模块19、直流电压源性能测试模块20、交 流量相位检测模块21、交流量序分量检测模块22、交流量功率检测模块23和 时间检测模块24分别与测试报告生成模块25相连。所述的故障检验分析界面 15下设有故障录波模块26、阻抗特性测试模块27、零序电流测试模块28、同 步性测试模块29、响应速度测试模块30和波形回放模块31,故障录波模块26 通过整组测试模块32经输出故障前时间、故障时间以及转换性时间、故障类型、 故障性质模块33与测试报告生成模块25相连,阻抗特性测试模块27经输出故 障类型、故障时间及阻抗值模块34与测试报告生成模块25相连,零序电流测 试模块28经输出故障类型、故障时间及零序电流模块35与测试报告生成模块 25相连,同步性测试模块29经输出各信号同步时间、相位差模块36与测试报 告生成模块25相连,响应速度测试模块30经输出各信号响应速度模块37与测 试报告生成模块25相连。
所述的继电保护测试仪检测分析系统,其在实施时,由测试主界面13进入 常规检验分析界面14,在常规功能检验界面16下,首先设置测试的环境参数, 输入测试人员姓名,设置测试方式、参考值、步长、范围和阈值,然后选择交 流电流源性能测试模块18、交流电压源性能测试模块19、直流电压源性能测试 模块20、交流量相位检测模块21、交流量序分量检测模块22、交流量功率检 测模块23和时间检测模块24中的任一模块进行测试,进入测试过程,完成数 据釆集、特征量计算、误差计算和波形记录,并弹出是否生成测试报告对话框, 如需要,则经测试报告生成模块25生成测试报告,否则,结束本次测试。在整 机性能测试界面17下,首先要设置环境参数、测试方式、步长和范围,然后进 行数据采集,计算各个电压、电流输出值和相位,并进行谐波分析和波形记录, 计算各量持续时间,并弹出是否生成测试报告对话框,如需要,则经测试报告 生成模块25生成测试报告,否则,结東本次测试。当测试主界面13进入故障 检验分析界面15时,可选择故障录波模块26、阻抗特性测试模块27、零序电 流测试模块28、同步性测试模块29、响应速度测试模块30和波形回放模块31 中的任一模块进行测试,在选择故障录波模块26时,有手动录波、自动录波两种方式可供选择,并可选择越限值或突变量启动方式,完成故障录波后,对故
障数据进行整组试验;故障录波模块26通过整组测试模块32经输出故障前时 间、故障时间以及转换性时间、故障类型、故障性质模块33与测试报告生成模 块25相连,阻抗特性测试模块27经输出故障类型、故障时间及阻抗值模块34 与测试报告生成模块25相连,零序电流测试模块28经输出故障类型、故障时 间及零序电流模块35与测试报告生成模块25相连,同步性测试模块29经输出 各信号同步时间、相位差模块36与测试报告生成模块25相连,响应速度测试 模块30经输出各信号响应速度模块37与测试报告生成模块25相连,通过各类 试验,计算特征参数,并依据故障分类算法,判别故障类型、故障性质,计算 出各段故障时间,并经测试报告生成模块25形成规范的测试报告供存储和打印。 所述的继电保护测试仪检测分析系统,在进入整组测试后,继电保护测试 仪1能够接受检测分析装置通过开关量输出接口给出的开关断开,重合和永跳 信号,从而引起测试仪输出的改变;在进入阻抗特性测试和零序电流测试后, 继电保护测试仪1能够接受检测分析装置通过开关量输出接口给出的故障断开 信号,从而引起测试仪输出的改变,完成交互式测试。

Claims (4)

1、继电保护测试仪检测分析系统,包括有硬件系统和软件系统,其特征在于:所述的硬件系统的继电保护测试仪(1)内设有电压、电流输出通道(2)、开关量输出通道(3)和开关量输入通道(4),继电保护测试仪(1)输出的直流电压、电流通过电流输出通道(2)接直流电压、电流互感器隔离变换板(5),继电保护测试仪(1)输出的交流电压、电流通过电流输出通道(2)接交流电压、电流互感器隔离变换板(6),直流电压、电流互感器隔离变换板(5)和交流电压、电流互感器隔离变换板(6)与电压、电流调理板(9)相连,电压、电流调理板(9)与电压、电流采集及开关量接口板(11)相连,电压、电流采集及开关量接口板(11)与计算机(12)相连,继电保护测试仪(1)输出的开关量通过开关量输出通道(3)接光电隔离装置(7),光电隔离装置(7)与电压、电流采集及开关量接口板(11)相连;继电器输出开关量板(10)与计算机(12)相连,开关量输出接线端子板(8)与继电器输出开关量板(10)相连,开关量输出接线端子板(8)与继电保护测试仪(1)内的开关量输入通道(4)相连;所述的软件系统包括有设置在计算机(12)上的基于LabVIEW的测量分析软件。
2、 根据权利要求1所述的继电保护测试仪检测分析系统,其特征在于:所述的 直流电压、电流互感器隔离变换板(5)和交流电压、电流互感器隔离变换板(6) 与电压、电流调理板(9)中的交流电压隔离调理通道中,继电保护测试仪(1) 输出fe电压与互感器(2-1 )相连,互感器(2-1 )与第一放大器(2-2)相连, 第一放大器(2-2)的输出通过电阻R11, R12, R13, R14与第一多路选择开 关(2-3)相连,第一放大器(2-2)的输出通过接线端子与电压、电流采集及开 关量接口板(11 )相连,第一多路选择开关(2-3)的1脚和14脚分别接 DSPic30F6014A芯片的并行端口;电压、电流隔离调理板(9)的交流电流隔 离调理通道中,继电保护测试仪(1 )输出的电流与互感器(24)相连,互感 器(2-4)与第二放大器(2-5)相连,第二放大器(2-5)的通过电阻R23, R24, R25, R26与第二多路选择开关(2-6)相连,第二放大器(2-5)的输出通过接线端子与电压、电流采集及开关量接口板(11)相连,第二多路选择开关(2-6)的1脚和14脚分别接DSPic30F6014A芯片的并行端口;电压、电流隔离调理 板(9)的直流电压隔离调理通道中,继电保护测试仪(1 )输出的直流电压与 电阻R31和R32的一端相连,电阻R31和R32另 一端通过电阻R33与第三放 大器(2-7)的第二引脚相连,第三放大器(2-7)的输出与第一光电隔离器(2-8) 相连,第一光电隔离器(2-8)的输出接第四放大器(2-9),第四放大器(2-9) 的输出通过接线端子与电压、电流釆集及开关量接口板(11 )相连,第三多路 选择开关(2-10)的引脚1和14分别接DSPic30F6014A芯片的并行端口;电 压、电流隔离调理板(9)的直流电流隔离调理通道中,继电保护测试仪(1) 输出的直流电流与电阻R41相连,其输出与第五放大器(2-11 )相连,第五放 大器(2-11 )的输出与第二光电隔离器(2-12)相连,第二光电隔离器(2-12) 接第六放大器(2-13),第六放大器(2-13)的输出通过接线端子与釆集卡(11 ) 相连,第四多路选择开关(2-14)的引脚1和14分别接DSPic30F6014A芯片 的并行端口。
3、 根据权利要求1所述的继电保护测试仪检测分析系统,其特征在于:所述的 计算机(12 )上基于LabVIEW的测量分析软件包括有主界面(13),主界面(13) 下设有故障检验分析界面(15)和常规检验分析界面(14),常规检验分析界面(14)下设有常规功能检验界面(16)和整机性能测试界面(17),常规功能检 验界面(16)包括有交流电流源性能测试模块(18)、交流电压源性能测试模块(19)、直流电压源性能测试模块(20)、交流量相位检测模块(21 )、交流量序 分量检测模块(22)、交流量功率检测模块(23)和时间检测模块(24);交流 电流源性能测试模块(化)、交流电压源性能测试模块(19)、直流电压源性能 测试模块(20)、交流量相位检测模块(21 )、交流量序分量检测模块(22)、交 流量功率模块(23)和时间检测检测模块(24)分别与测试报告生成模块(25) 相连。
4、 根据权利要求1所述的继电保护测试仪检测分析系统,其特征在于:所述的 故障检验分析界面(15)下设有故障录波模块(26)、阻抗特性测试模块(27)、零序电流测试模块(28)、同步性测试模块(29)、响应速度测试模块(30)和 波形回放模块(31 ),故障录波模块(26)通过整组测试模块(32)经输出故障 前时间、故障时间以及转换性时间、故障类型、故障性质模块(33)与测试报 告生成模块(25)相连,阻抗特性测试模块(27)经输出故障类型、故障时间 及阻抗值模块(34)与测试报告生成模块(25)相连,零序电流测试模块(28) 经输出故障类型、故障时间及零序电流模块(35)与测试报告生成模块(25) 相连,同步性测试模块(29)经输出各信号同步时间、相位差模块(36)与测 试报告生成模块(25)相连,响应速度测试模块(30)经输出各信号响应速度 模块(37)与测试报告生成模块(25)相连。
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