CN104155557A

CN104155557A - 变电站遥信遥控专用试验装置

Info

Publication number: CN104155557A
Application number: CN201410449005.2A
Authority: CN
Inventors: 胡金峰; 华伟东; 施雅媛; 万达; 陈平; 陈韬
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd; Wuxi Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd; Wuxi Power Supply Co of Jiangsu Electric Power Co
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: CN104155557B

Abstract

本发明提供一种变电站遥信遥控专用试验装置，包括一个外壳，在前面板上设有：四路时延量LED指示灯、一个脉冲宽度置入LED指示灯、一个触发脉冲产生按键操作LED指示灯、LED显示屏、电源开关、四路时延量置入按键、一个脉冲宽度置入按键、触发脉冲产生按键、查看内部参数按键、一个复位按键，以及一个数据预设拨码开关。内部的电路包括：接口单元模块，第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU，固态继电器接口单元，OC门接口单元，空接点接口单元，TTL输出接口单元，用于模拟实现对变电站远动信号回路信号的脉宽可调，脉冲延迟控制。

Description

变电站遥信遥控专用试验装置

技术领域

本发明涉及变电站自动化系统功能测试设备，尤其是一种变电站遥信遥控专用试验装置。

背景技术

随着电网自动化水平的提高，对变电站监控系统的要求越来越高，监控人员对变电站信号正确性的要求也不断提高。过往曾出现以下案例：110kV蓉东变10kV线路接地未接死,导致接地信号、PT消谐器动作信号在较短时间内动作、复归达3000次，导致以太网通讯堵塞，遥控拒动。110kV雅西变事故时，无任何遥信量上传的自动化系统崩溃；35kV后宅变35kV进线开关遥控特性变化后，导致遥控成不成功；220kV荆同变35kV荆硕线故跳漏开关重合信号等。由此可见，对变电站监控系统遥信、遥控功能的测试显得尤为重要。上述提到的变电站名和输电线路名为无锡地区的一些站名和线路名。

原先的遥信测试方法是人工使用短接线短接遥信开入接点，这种方法无法在短时间内模拟出大量的多接点的遥信量，也就无法实现遥信雪崩试验；原先的遥控测试方法是使用后台机进行遥控操作，这种方法由于步骤较多较繁琐，所以测试效率较低。

因此开发一种用于变电站自动化系统功能测试的信号发生器具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变电站遥信遥控专用试验装置，能够模拟实现对变电站远动信号回路信号的脉宽可调，脉冲延迟控制，以及实现多路节点输出控制。本发明采用的技术方案是：

一种变电站遥信遥控专用试验装置，包括一个外壳，在外壳的前面板上设有：一路或多路时延量LED指示灯、一个脉冲宽度置入LED指示灯、一个触发脉冲产生按键操作LED指示灯、一个LED显示屏、电源开关、与时延量LED指示灯数量相同的一路或多路时延量置入按键、一个脉冲宽度置入按键、一个触发脉冲产生按键、一个查看内部参数按键、一个复位按键，以及一个数据预设拨码开关。

在外壳的后面板上设有：与时延量置入按键数量相同的一路或多路时延TTL脉冲输出端、一个固态继电器脉冲输出端、一路或多路空接点脉冲输出端；一个OC门输出端、一个接地端、一个电源输入端。

该试验装置内部的电路包括：

接口单元模块，对外与前面板上的时延量置入按键、脉冲宽度置入按键、触发脉冲产生按键、查看内部参数按键、复位按键、数据预设拨码开关连接，并对内与第一时延设定MPU、第二时延设定MPU连接；

第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，分别与前面板上的时延量LED指示灯、脉冲宽度置入LED指示灯、触发脉冲产生按键操作LED指示灯、LED显示屏连接，且相互间互连；

第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU；第一脉宽调节及管理MPU分别连接第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，还连接前面板上的各个按键；第一时延设定MPU与第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU分别连接；第二时延设定MPU与第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU分别连接；

晶振与时标单元，分别连接第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，以及第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU，提供时钟信号；

固态继电器接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接；

OC门接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接；

空接点接口单元，分别与第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU连接；

TTL输出接口单元，分别与第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU连接；

电源单元，用于提供电力。

进一步地，在外壳的前面板上设有四路时延量置入按键、四路时延量LED指示灯；在后面板上设有四路时延TTL脉冲输出端、三路空接点脉冲输出端；其中，

通过第一路时延量置入按键和数据预设拨码开关设置的第一路时延量对应第一路TTL脉冲输出端、固态继电器脉冲输出端和OC门输出端的输出脉冲时延；

通过第二路时延量置入按键和数据预设拨码开关设置的第二路时延量对应第二路TTL脉冲输出端和第一路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延；

通过第三路时延量置入按键和数据预设拨码开关设置的第三路时延量对应第三路TTL脉冲输出端和第二路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延；

通过第四路时延量置入按键和数据预设拨码开关设置的第四路时延量对应第四路TTL脉冲输出端和第三路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延。

进一步地，第一时延设定MPU、第二时延设定MPU之间通过串口连接。

进一步地，各时延TTL脉冲输出端采用BNC座。

进一步地，固态继电器脉冲输出端和各路空接点脉冲输出端合设于一个接线端子排上。

进一步地，在外壳的前面板上还设有一个电源LED指示灯。

进一步地，在外壳的后面板上还设有一个保险丝。

本发明的优点在于：

1.为综合自动化系统远动遥信防抖时间测试，远动信号雪崩实验，结合卫星时间校验仪等设备进行变电站综合自动化信号站内分辨率实验研究必要的设备和方法。

2．实现了多路信号的时间，宽度，次序输出控制，并可分别设置每一路输出的参数。这样就可以比较方便地完成自动化装置事件纪录（SOE）、卫星时钟（GPS）对时及遥信滤波测试等以往较有难度的实验。

3．研制了遥信雪崩试验大功率（集电极开路逻辑门）输出回路，允许负载电流达到了2A，同样可实现对其脉宽和时间控制。这样解决了远动雪崩实验的精度问题。

4．信号输出的种类比以往丰富，包括空接点，TTL脉冲，和大容量OC门信号输出等。

5.开关遥控特性测试功能实现。变电站验收投运前或开关保护定校，模拟开关遥控脉冲，对开关遥控特性进行测试，精确定位遥控脉冲宽度。

附图说明

图1为本发明的前面板示意图。

图2为本发明的后面板示意图。

图3为本发明的内部电原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明所提出的变电站遥信遥控专用试验装置，主要功能为综合自动化系统远动遥信防抖时间测试，配合遥测校验装置进行自动化系统雪崩实验，结合卫星时间校验仪等设备进行变电站综合自动化信号站内分辨率实验，以及开关遥控特性测试。

该变电站遥信遥控专用试验装置包括一个外壳，外壳前面板的布置如图1所示，包括：

1--电源LED指示灯；

2--第一路时延量LED指示灯--简称<时延1>指示灯；

3--第二路时延量LED指示灯--简称<时延2>指示灯；

4--第三路时延量LED指示灯--简称<时延3>指示灯；

5--第四路时延量LED指示灯--简称<时延4>指示灯；

6--脉冲宽度置入LED指示灯；

7--触发脉冲产生按键操作LED指示灯；

8--8位LED显示屏；

9--电源开关；

10--第一路时延量置入按键--简称<时延1>键；

11--第二路时延量置入按键--简称<时延2>键；

12--第三路时延量置入按键--简称<时延3>键；

13--第四路时延量置入按键--简称<时延4>键；

14--脉冲宽度置入按键--简称<脉宽>键；

15--触发脉冲产生按键--简称<触发>键；

16--查看内部参数按键--简称<查看>键；

17--复位按键（用于复位到初始上电默认值）--简称<复位>键；

18--5位数据预设拨码开关。

后面板的布置如图2所示，包括：

第一路时延TTL脉冲输出端，采用BNC座；

第二路时延TTL脉冲输出端，采用BNC座；

第三路时延TTL脉冲输出端，采用BNC座；

第四路时延TTL脉冲输出端，采用BNC座；

-1固态继电器脉冲输出端，位于接线端子排的第1路输出端子；

-2、3、4第一、第二、第三路空接点脉冲输出端，分别位于接线端子排的第2、3、4路输出端子；

2A集电极开路（OC门）输出端，位于接线端子排上；

保险丝，采用0.5A～1A的保险丝；

接地端；

220V±10%交流电源输入端。

本试验装置内部的电原理图如图3所示，包括：

接口单元模块，对外与前面板上的时延量置入按键、脉冲宽度置入按键、触发脉冲产生按键、查看内部参数按键、复位按键、数据预设拨码开关连接，并对内与第一时延设定MPU、第二时延设定MPU连接。

第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，分别与前面板上的时延量LED指示灯、脉冲宽度置入LED指示灯、触发脉冲产生按键操作LED指示灯、LED显示屏连接，且相互间通过串口互连，如图3中串口线S0所示。

第一脉宽调节及管理MPU（下文简称NO.1 MPU)、第二脉宽调节MPU（下文简称NO.2 MPU)、第三脉宽调节MPU（下文简称NO.3 MPU)、第四脉宽调节MPU（下文简称NO.4 MPU)；第一脉宽调节及管理MPU分别连接第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，还连接前面板上的各个按键，如触发脉冲产生按键、查看内部参数按键、复位按键等；第一时延设定MPU与第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU分别连接，如图3中的DL1、DL2线以及串口线S1所示；第二时延设定MPU与第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU分别连接，如图3中的DL3、DL4所示。

晶振与时标单元，分别连接第一时延设定MPU、第二时延设定MPU，以及第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU，提供时钟信号。

5A固态继电器接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接。

2A OC门接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接。

高反压空接点接口单元，分别与第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU连接，内含3路空接点。

TTL输出接口单元，分别与第一脉宽调节及管理MPU、第二脉宽调节MPU、第三脉宽调节MPU、第四脉宽调节MPU连接，内含4路TTL输出接口。

电源单元，用于提供电力。

MPU指微处理器。

图3的工作原理如下：

3.1时延与脉冲宽度数据的输入：

第一时延设定MPU除分别读取<时延1>键、<时延2>键与<脉宽>键输入的经五位拨码开关预设的时延1、2与脉宽数据外，还接收第二时延设定MPU发送来的时延3、时延4数据，由其内部处理后送8位LED显示屏的同时存储时延1、2和脉宽数据。存储的脉宽数据再通过串口分别送NO.1/NO.2/NO.3/NO.4 MPU。第二时延设定MPU分别读取<时延3>键、<时延4>键输入的经上述同一个五位拨码开关人工预设的时延3、4数据，由其内部处理后存储并送给第一时延设定MPU再处理后供8位LED显示屏显示时延3、时延4的数据。

第一时延设定MPU除了完成时延1、2的时延脉冲产生外，还管理人机界面。

如何设定各路输出脉冲的时延和脉宽，在后文的操作过程中会详细介绍。

3.2带可调时延与可调脉冲宽度数据的脉冲产生：

当按下<触发>键，NO.1 MPU产生一个脉冲命令分别同时给第一时延设定MPU和第二时延设定MPU，第一时延设定MPU按照已存储的时延数据产生时延1、2脉冲去分别启动在3.1中已收到脉宽数据的NO.1和NO.2 MPU；第二时延设定MPU按照已存储的时延数据产生时延3、4脉冲去分别启动在3.1中已收到脉宽数据的NO.3和NO.4 MPU。

结果使NO.1 MPU产生了脉冲A(含时延1和脉宽信息），NO.2 MPU产生了脉冲B(含时延2和脉宽信息），NO.3 MPU产生了脉冲C(含时延3和脉宽信息），NO.4 MPU产生了脉冲D(含时延4和脉宽信息）。

NO.1/NO.2/NO.3/NO.4 MPU，这四个MPU的功能基本相同，只是NO.1 MPU 多了按键的管理与控制功能。

3.3带可调时延与可调脉冲宽度数据的脉冲输出：

在3.2中产生的脉冲A分别加到固态继电器接口单元、OC门接口单元和TTL输出接口单元，在各个接口单元的输出端就得到要求时延与脉宽的不同功率开关量。

在3.2中产生的脉冲B、C、D分别加到高反压空接点接口单元和TTL输出接口单元，在各个接口单元的输出端就得到要求时延与脉宽的不同功率开关量。

3.4晶振与时标单元产生10Khz(0.1Ms)的时标信号分别作为上述6个MPU各自产生时延与脉冲宽度的计数器时间基准。

上述电路产生的输出信号有：

经CE极间允许电压达300V的高反压光电隔离“空接点”脉冲信号三路。

TTL电平脉冲信号四路。

遥信雪崩试验大功率（集电极开路逻辑门）输出一路，负载电流不大于2A，允许外加直流电压不大于250V，由装置前面板<触发>键触发动作。

固态继电器接点输出一路，接点允许外加直流电压不大于250V，接点允许额定负载电流5A，由装置前面板<触发>键触发动作。

输出脉冲信号宽度相同，且脉宽可调。可调范围为0-3000.0ms ,分辨率（步进）为0.1ms。

各路输出脉冲的延时量可分别设置。开机加电初始或复位键入后，默认输出信号的脉冲宽度为1000.0 ms 。

下面简述本试验装置的设置和操作方法。

(1)．在后面板上接入交流220V电源, 打开前面板上的电源开关,本机就进入初始化工作状态，前面板上的8位LED显示屏以约2－3秒的间隔分5页显示四路脉冲默认的时延量和脉宽如下：

第一页: 1L—00000

第二页: 2L—00000

第三页: 3L—00000

第四页: 4L—00000

第五页: 5H—10000

解释：1L—，2L—，3L— 4L—，分别表示第一、第二、第三、第四路脉冲的标号，后面的数字表示脉冲的时延量，单位为0.1ms。（下同）

5H — 表示脉冲宽度符号，后面的数字表示脉冲宽度数值，单位为0.1ms。（下同）。

(2).在上述第五页显示约2秒后，本机进入待命状态。通过前面板上的按键操作就可。

(3).时延量的设置方法。

特别指出：通过前面板设置的第一路时延量对应第一路TTL脉冲输出端、固态继电器脉冲输出端和OC门输出端的输出脉冲时延；第二路时延量对应第二路TTL脉冲输出端和第一路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延；第三路时延量对应第三路TTL脉冲输出端和第二路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延；第四路时延量对应第四路TTL脉冲输出端和第三路空接点脉冲输出端的输出脉冲时延。

(3.1)第一路输出脉冲的时延量设置─<时延1>键与拨码开挂组合操作。

前面板上的拨码从左到右依次为由高位到低位（下同），将拨码开关设置为需要的数字，按下“时延1”键，前面板上<时延1>指示灯点亮时，第一路的时延量被输入机内，同时8位LED显示屏随即显示该路的时延值。例如：将拨码开关（依次由高至低）置数为00124，则时延量为12.4ms ,这时按下一次<时延1>键，那么第一路的时延量12.4ms就被置入机内，同时显示屏随即显示： 1L－00124。

(3.2)第二路输出脉冲的时延量设置─<时延2>键与拨码开挂组合操作。

与第一路时延设置的方法类似，预设拨码开关，按下<时延2>键，则第二路的时延值就被输入机内。

(3.3)第三路输出脉冲的时延量设置─<时延3>键与拨码开挂组合操作。

与第一路时延设置的方法类似，预设拨码开关，按下<时延3>键，则第三路的时延值就被输入机内。

(3.4)第四路输出脉冲的时延量设置─<时延4>键与拨码开挂组合操作。

与第一路时延设置的方法类似，预设拨码开关，按下<时延4>键，则第四路的时延值就被输入机内。

（4）.脉冲宽度（脉宽）的设置方法。

如前述，将拨码开关设置为需要的脉宽数值，按下<脉宽>键，前面板上方的脉冲宽度置入LED指示灯点亮时，表示要设置的脉宽数值就被输入机内，同时8位LED显示屏随即显示当前置入的脉冲宽度。例如：将拨码开关（依次由高至低）设置为05000，则脉冲宽度为500.0ms ,这时按下一次<脉宽>键，那么脉冲宽度500.0ms就被置入机内，同时显示屏随即显示：5H－05000。

（5）.带有脉宽数值和时延或不时延量的四路脉冲输出。

只有在前面板上<触发>键按下一次，前面板上的“触发脉冲产生按键操作LED指示灯”点亮时，后面板上的各路插座上才输出一个带有脉宽数值和时延或不时延量的脉冲信号。

（6）.<查看>键操作，查看当前机内的各路时延量和脉宽值。

按下<查看>键，前面板上的8位LED显示屏以约2－3秒的间隔分5页以前述的格式显示四路脉冲的时延量和脉宽值。

（7）.<复位>键操作。

当需要所有设置的数据恢复到上电初始默认值—各路脉冲不时延（时延量均为0000.0ms），脉宽1000.0ms时，按下<复位>键，前面板上的8位LED显示屏以约2－3秒的间隔分5页显示四路脉冲默认的时延量和脉宽如前述。

该变电站遥信遥控专用试验装置的用途如下所述：

a)变电站雪崩测试。变电站验收投运前，对变电站自动化系统进行事故模拟雪崩，模拟遥信量的雪崩，对自动化系统处理功能和抗干扰能力进行测试。避免发生事故时，无任何遥信量上传的自动化系统崩溃现象。

b)开关遥控特性测试。变电站验收投运前或开关保护定校，模拟开关遥控脉冲，对开关遥控特性进行测试，避免开关遥控特性变化后，导致遥控不成功。精确定位遥控脉冲宽度。

c)遥信防误抖动测试。变电站验收投运前，由于厂家设备特性差别，遥信防误抖动时间宽度无统一标准。通过使用该装置对变电站遥信防误抖动时间进行精确定位，避免变电站事故、异常情况下遥信信号丢失情况。解决事故时调度无法迅速地判断故障，从而无法正确地进行事故处理的问题，对遏制事故进一步扩大提供了手段。提高了电网的安全稳定运行。

d)变电站内SOE(事件顺序记录)分辨率及验证。变电站验收投运前，运用该装置可以模拟多路远动信号短间隙发生，对自动化系统进行测试。解决事故时信号正确无误的传送，以便调度迅速地判断故障，从而正确地进行事故处理。

e)实现对变电站远动信号回路信号脉冲的脉宽可调，脉冲延迟控制，多路节点输出。并结合FPC－5型卫星时间校验仪等设备进行变电站综合自动化信号站内分辨率，装置GPS精度校验等。

Claims

1.一种变电站遥信遥控专用试验装置，包括一个外壳，其特征在于，

在外壳的前面板上设有：

一路或多路时延量LED指示灯、一个脉冲宽度置入LED指示灯、一个触发脉冲产生按键操作LED指示灯、一个LED显示屏、电源开关、与时延量LED指示灯数量相同的一路或多路时延量置入按键、一个脉冲宽度置入按键、一个触发脉冲产生按键、一个查看内部参数按键、一个复位按键，以及一个数据预设拨码开关；

在外壳的后面板上设有：

与时延量置入按键数量相同的一路或多路时延TTL脉冲输出端、一个固态继电器脉冲输出端、一路或多路空接点脉冲输出端；一个OC门输出端、一个接地端、一个电源输入端；

该试验装置内部的电路包括：

固态继电器接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接；

OC门接口单元，与第一脉宽调节及管理MPU连接；

电源单元，用于提供电力。

2.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

在外壳的前面板上设有四路时延量置入按键、四路时延量LED指示灯；在后面板上设有四路时延TTL脉冲输出端、三路空接点脉冲输出端；其中，

3.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

第一时延设定MPU、第二时延设定MPU之间通过串口连接。

4.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

各时延TTL脉冲输出端采用BNC座。

5.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

固态继电器脉冲输出端和各路空接点脉冲输出端合设于一个接线端子排上。

6.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

在外壳的前面板上还设有一个电源LED指示灯。

7.如权利要求1所述的变电站遥信遥控专用试验装置，其特征在于：

在外壳的后面板上还设有一个保险丝。