CN104897986A - 检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，包括电源模块、用于逻辑控制的控制模块、用于输出模拟电压和电流的电压输出模块和电流输出模块、用于取样输出电压和电流信号的信号反馈模块、模拟断路器组、辅助继电器、用于通信的USB接口、用于信息输入的键盘、用于信息交互和实时界面显示的显示模块、用于方便插接线的接口模块、用于显示工作状态的指示灯以及用于提供操作界面和具备检验数据库、对校验全局进行控制的计算机。本发明接线方便快捷，可方便地显示工作界面及相关信息，操作直观、简捷，提高了整体校验效率；可实现对需要测试的备自投装置的更为全面的校验，测试精度高，同时避免了人为操作对试验效果的影响。

Description

检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统

本申请是申请日为2013年5月22日、申请号为201310197034.X、发明创造名称为“备用电源自动投切装置智能校验系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电力系统试验测试技术领域，具体涉及一种用于对供电系统的备用电源自动投切装置进行校验测试的校验仪。

背景技术

备用电源自动投切（以下简称备自投）装置是提高供电可靠性和连续性的重要电力运行设备，目前，备自投装置得到了广泛的应用，备自投装置在使用前和检修过程中均经常需要对其进行测试校验。

现有校验技术一般通过模拟实际线路中的电压、电流等线路参数，由模拟断路器提供开入量和接收开出量，由时间测试仪等装置采样备自投装置动作时间，这种方式在具体工作过程中接线复杂，对备自投的一些试验项目需要的项目无法模拟，且一些复杂的故障时序更无法准确模拟。授权公告号为CN 101504449、名称为“备自投装置的试验测试仪”的中国专利文献公开了一种集成度高的备自投试验测试仪，该测试仪虽有长足进步，但受条件限制，仍然无法完全模拟实际可能出现的各种状态，特别是一些不正常情况，如断路器偷跳或拒动、主变故障、手动闭锁和联切等；而且，虽然其称该测试仪接线简单，但并未公开其具体的接线装置，同时对测试仪使用的状态不能够同步显示。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种接线简单、操作方便、具有直观显示界面且能够较全面地模拟备自投设备试验项目及状态的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统。

本发明的技术方案是：本发明的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，其结构特点是：包括电源模块、控制模块、电压输出模块、电流输出模块、信号反馈模块、模拟断路器组、辅助继电器、USB接口、键盘、显示模块、接口模块、指示灯和计算机；

上述的电源模块设有电源输入端、第一电源输出端和第二电源输出端；控制模块设有电压输出控制端、电流输出控制端、反馈信号输入端、模拟断路器信号端、辅助继电器控制端、USB通信端、键盘信号输入端、显示信号输出端、指示灯信号输出端和电源端；电压输出模块设有控制信号输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和电源端；电流输出模块设有控制信号输入端、电流输出端和电源端；信号反馈模块设有第一采样信号端、第二采样信号端、第三采样信号端、信号输出端和电源端；模拟断路器组设有第一信号端、第二信号端和电源端；辅助继电器设有控制信号输入端、输出端和电源端；USB接口设有第一通信端和第二通信端；键盘设有信号输出端和电源端；显示模块设有显示信号输入端和电源端；接口模块包括接口板和设置在接口板上的第一电压输出连接端子、第二电压输出连接端子、电流输出连接端子、模拟断路器连接端子排和辅助继电器输出连接端子；指示灯设有控制信号输入端和电源端；计算机设有通信端；

电压输出模块的控制信号输入端与控制模块的电压输出控制端电连接；电压输出模块的第一电压输出端与接口模块的第一电压输出连接端子电连接；电压输出模块的第二电压输出端与接口模块的第二电压输出连接端子电连接；电流输出模块 的控制信号输入端与控制模块的电流输出控制端电连接；电流输出模块 的电流输出端与接口模块的电流输出连接端子电连接；信号反馈模块的第一采样信号端与电压输出模块的第一电压输出端电连接；信号反馈模块的第二采样信号端与电压输出模块的第二电压输出端电连接；信号反馈模块的第三采样信号端与电流输出模块的电流输出端电连接；信号反馈模块的信号输出端与控制模块的反馈信号输入端电连接；模拟断路器组的第一信号端与控制模块的模拟断路器信号端双向信号电连接；模拟断路器组的第二信号端与接口模块的模拟断路器连接端子排电连接；辅助继电器的控制信号输入端与控制模块的辅助继电器控制端电连接；辅助继电器的输出端与接口模块的辅助继电器输出连接端子电连接；

USB接口的第一通信端与控制模块的USB通信端双向信号电连接；USB接口的第二通信端与计算机的通信端双向信号电连接；键盘的信号输出端与控制模块的键盘信号输入端电连接；显示模块的显示信号输入端与控制模块的显示信号输出端电连接；指示灯的控制信号输入端与控制模块的指示灯信号输出端电连接；

控制模块、模拟断路器组、辅助继电器、USB接口、键盘、显示模块、以及指示灯的各自的电源端均分别与电源模块的第一电源输出端电连接；电压输出模块、电流输出模块和信号反馈模块的各自的电源端均分别与电源模块的第二电源输出端电连接。

上述的控制模块包括LPC2220微控制器；模拟断路器组包括8台模拟断路器；接口模块的模拟断路器连接端子排包括8组共16个连接端子；

上述的接口模块的连接端子为PHOENIX公司生产的MTK-P/P端子；上述的显示模块的显示屏为TFT触摸显示屏；

上述的计算机为内置有包括组态操作界面和全局方案控制的操作控制单元以及包括常规校验项目集、故障集和典型案例集的校验数据库，并且对校验进行全局控制的计算机。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，其接口模块采用插接式插头，使得在测试校验时只需要使用插头进行插接，接线方便快捷。（2）本发明的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，通过在壳体上设置TFT触摸显示屏，可方便地显示工作界面及相关信息，同时也便于用户的信息输入，操作直观、简捷，提高了整体校验效率。（3）本发明的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，通过设置状态指示灯，使操作者可方便地掌握校验仪的状态；同时通过设置键盘，进一步方便了操作。（4）本发明的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，通过计算机内置的操作控制单元，试验人员可以方便地设置任意故障形式，根据调度需要开展特殊情况演练试验，操作方便；通过采用校验数据库，能够方便地对多个设备进行相同条件下逻辑试验、装置整组动作时间测定以及装置整组试验，同时避免了人为因素对试验效果的影响，而且校验过程中的试验数据可以对校验数据库进行更新及自修正，从而使测试精度更高。

附图说明

图1为本发明的电路构成框图；

图2为图1所示的本发明在使用时与备用电源自动投切装置的电连接关系的示意图；

图3为图1中的计算机内置的功能单元的结构示意图；

图4为图1所示的本发明中的断路器逻辑控制图。

上述附图中的附图标记如下：

电源模块1，控制模块2，电压输出模块3，电流输出模块4，信号反馈模块5，模拟断路器组6，辅助继电器7，USB接口8，键盘9，显示模块10，接口模块11，指示灯12，计算机13。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1，本实施例的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，主要由壳体和电源模块1、控制模块2、电压输出模块3、电流输出模块4、信号反馈模块5、模拟断路器组6、辅助继电器7、USB接口8、键盘9、显示模块10、接口模块11、指示灯12和计算机13组成。显示模块10包括显示驱动电路和显示屏，本实施例中显示屏优选TFT触摸显示屏。壳体具有面板，壳体在附图中未画出。

电源模块1、控制模块2、电压输出模块3、电流输出模块4、信号反馈模块5、模拟断路器组6以及辅助继电器7均设置在壳体内；USB接口8、键盘9、显示模块10的显示屏、接口模块11和指示灯12设置在壳体的面板上。

电源模块1设有电源输入端、第一电源输出端和第二电源输出端。电源模块1的电源输入端使用时与220V交流市电电连接。电源模块1的第一电源输出端输出24V直流电源；电源模块1的第二电源输出端输出15V直流电源。电源模块1为校验仪提供工作电源。

控制模块2设有电压输出控制端、电流输出控制端、反馈信号输入端、模拟断路器信号端、辅助继电器控制端、USB通信端、键盘信号输入端、显示信号输出端、指示灯信号输出端和电源端；

电压输出模块3设有控制信号输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和电源端；电流输出模块4设有控制信号输入端、电流输出端和电源端；信号反馈模块5设有第一采样信号端、第二采样信号端、第三采样信号端、信号输出端和电源端；

模拟断路器组6设有第一信号端、第二信号端和电源端；辅助继电器7设有控制信号输入端、输出端和电源端；USB接口8设有第一通信端和第二通信端；键盘9设有信号输出端和电源端；显示模块10设有显示信号输入端和电源端；接口模块11包括接口板和设置在接口板上的第一电压输出连接端子、第二电压输出连接端子、电流输出连接端子、模拟断路器连接端子排和辅助继电器输出连接端子；指示灯12设有控制信号输入端和电源端；计算机13设有通信端。

电压输出模块3的控制信号输入端与控制模块2的电压输出控制端电连接；电压输出模块3的第一电压输出端与接口模块11的第一电压输出连接端子电连接；电压输出模块3的第二电压输出端与接口模块11的第二电压输出连接端子电连接；电流输出模块4 的控制信号输入端与控制模块2的电流输出控制端电连接；电流输出模块4 的电流输出端与接口模块11的电流输出连接端子电连接；信号反馈模块5的第一采样信号端与电压输出模块3的第一电压输出端电连接；信号反馈模块5的第二采样信号端与电压输出模块3的第二电压输出端电连接；信号反馈模块5的第三采样信号端与电流输出模块4的电流输出端电连接；信号反馈模块5的信号输出端与控制模块2的反馈信号输入端电连接；模拟断路器组6的第一信号端与控制模块2的模拟断路器信号端双向信号电连接；模拟断路器组6的第二信号端与接口模块11的模拟断路器连接端子排电连接；辅助继电器7的控制信号输入端与控制模块2的辅助继电器控制端电连接；辅助继电器7的输出端与接口模块11的辅助继电器输出连接端子电连接；

USB接口8的第一通信端与控制模块2的USB通信端双向信号电连接；USB接口8的第二通信端与计算机13的通信端双向信号电连接；键盘9的信号输出端与控制模块2的键盘信号输入端电连接；显示模块10的显示信号输入端与控制模块2的显示信号输出端电连接；指示灯12的控制信号输入端与控制模块2的指示灯信号输出端电连接；

控制模块2、模拟断路器组6、辅助继电器7、USB接口8、键盘9、显示模块10、以及指示灯12的各自的电源端均分别与电源模块1的第一电源输出端电连接；电压输出模块3、电流输出模块4和信号反馈模块5的各自的电源端均分别与电源模块1的第二电源输出端电连接。

本实施例中，控制模块2的核心器件为LPC2220微控制器，其具有体积小、功耗低、性能高、成本低的特点。模拟断路器组6包括8台模拟断路器，分别命名为DL1、DL2、DL3、DL4、DL5、DL6、DL7、DL8。接口模块11的连接端子优选PHOENIX公司生产的MTK-P/P端子，并配备RPS试验插头，该端子具备可控断口以及专用插头，满足备用电源自动投切装置现场校验简易化接线需求。

见图2，本实施例的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统在使用时，利用插头与接口模块11的连接端子插接，其中：被校验的备用电源自动投切装置的电源端U1、电源端U2、电流端I分别对应与接口模块11的第一电压输出端子、第二电压输出端子和电流输出端子电连接；接口模块11的模拟断路器连接端子为一组连接端子，其与被校验的备用电源自动投切装置的合DL1、分DL1……合DL8、分DL8对应电连接；接口模块11的辅助继电器输出连接端子和被校验的备用电源自动投切装置的主变故障输出接点电连接。

见图3，计算机13用于实现校验的智能控制。计算机13对校验的智能控制通过USB接口8与控制模块2通信实现。计算机13内置有操作控制单元和校验数据库。操作控制单元包括组态操作界面和全局方案控制2个功能模块。组态操作界面提供组态方案设置及人机交互功能，通过USB接口8和控制模块模块2接收断路器分合闸信号类型和时刻，并更新主接线图的相关信息。用户在使用过程中，试验人员通过计算机13的界面可以方便地设置任意故障形式，根据调度需要开展特殊情况演练试验，操作方便。

全局方案控制模块发出任意故障形式模拟命令，实现备投方案控制及时序动作控制功能。

计算机13的校验数据库包括常规校验项目集、故障集和典型案例集。常规校验项目集包含逻辑试验项目、装置整组动作时间测定项目、装置整组试验项目；故障集中包含了一次系统中可能出现的各类不正常状态；典型案例集中包含了备自投装置校验中经常使用的各类校验方案。通过采用校验数据库，能够方便地对多个设备进行相同条件下逻辑试验、装置整组动作时间测定以及装置整组试验，同时避免了人为因素对试验效果的影响。而且校验过程中的试验数据可以对校验数据库进行更新及自修正，从而使测试精度更高。本实施例的备用电源自动投切装置智能校验系统的工作原理和工作过程简述如下：

控制模块2通过USB模块8与计算机13通信，接受计算机13的指令并向计算机13传递相关信息。控制模块2具体实现辅助触点检测、模拟断路器控制以及状态灯控制；能够控制DL1至DL8共8台模拟断路器，接收备自投分合闸指令并实现具体的逻辑控制。

电压输出模块3采用D/A产生电压信号，经移相、放大后输出三相交流电压信号；电流输出模块4在控制模块2的控制下输出连续可调的交流电流波形；信号反馈模块5采用14位A/D采集输出的电压、电流信号进行实时反馈给控制模块2；显示模块10通过其12寸TFT显示触摸屏，实现试验过程结果的实时显示及用户操作交互；键盘9用于用户信息输入，指示灯12用于实时指示校验仪的工作状态。USB接口8作为通信接口。

参见图4，模拟断路器组6中的模拟断路器的逻辑控制原理：模拟断路器接收控制模块2发出的内部预设指令，备自投分、合闸指令为外部备自投发的分、合闸指令（分、合闸脉冲）；偷跳是校验仪发的分闸指令，为内部指令；主变故障分闸指令是对应某台主变的几台断路器共有的分闸指令；当断路器设置为拒动时，不响应任何分、合闸指令；当断路器对内状态为dlx时，模拟断路器主触头状态，用来控制电压、电流的输出；断路器对外状态，模拟断路器控制回路辅助接点，其输出逻辑可选择，选择“正逻辑”时，断路器对外合闸，接点闭合，对外分闸，接点断开，选择“反逻辑”时则相反；断路器状态通过控制模块传送给显示模块，在液晶显示屏上实时显示；“合后/手跳”输出接点与断路器对外状态输出接点共com，该接点与断路器一一对应，可选择“合后”还是“手跳”功能。本发明能够提供4路主变故障输出接点，主变故障时长可设置，同时提供1路快切输出接点，模拟快切按钮，当试验快切功能时，快切输出接点吸合时间可设置。

本实施例的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统能够模拟8台断路器工作，实现对内桥、扩大内桥、单母线、三主变备投等接线方式的备自投装置及具有快切功能的备自投装置的校验。

综上所述，本实施例的检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，其接口模块采用插接式插头，使得在测试校验时只需要使用插头进行插接，接线方便快捷；通过在壳体上设置TFT触摸显示屏，可方便地显示工作界面及相关信息，同时也便于用户的信息输入，操作直观、简捷，提高了整体校验效率；通过设置状态指示灯，使操作者可方便地掌握校验仪的状态；同时通过设置键盘，进一步方便了操作；可实现对需要测试的备自投装置的更为全面的校验，测试精度高，同时避免了人为操作对试验效果的影响。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1. 一种检测效果好的备用电源自动投切装置智能校验系统，其特征在于：包括电源模块（1）、控制模块（2）、电压输出模块（3）、电流输出模块（4）、信号反馈模块（5）、模拟断路器组（6）、辅助继电器（7）、USB接口（8）、键盘（9）、显示模块（10）、接口模块（11）、指示灯（12）和计算机（13）；

所述的电源模块（1）设有电源输入端、第一电源输出端和第二电源输出端；控制模块（2）设有电压输出控制端、电流输出控制端、反馈信号输入端、模拟断路器信号端、辅助继电器控制端、USB通信端、键盘信号输入端、显示信号输出端、指示灯信号输出端和电源端；电压输出模块（3）设有控制信号输入端、第一电压输出端、第二电压输出端和电源端；电流输出模块（4）设有控制信号输入端、电流输出端和电源端；信号反馈模块（5）设有第一采样信号端、第二采样信号端、第三采样信号端、信号输出端和电源端；模拟断路器组（6）设有第一信号端、第二信号端和电源端；辅助继电器（7）设有控制信号输入端、输出端和电源端；USB接口（8）设有第一通信端和第二通信端；键盘（9）设有信号输出端和电源端；显示模块（10）设有显示信号输入端和电源端；接口模块（11）包括接口板和设置在接口板上的第一电压输出连接端子、第二电压输出连接端子、电流输出连接端子、模拟断路器连接端子排和辅助继电器输出连接端子；指示灯（12）设有控制信号输入端和电源端；计算机（13）设有通信端；

电压输出模块（3）的控制信号输入端与控制模块（2）的电压输出控制端电连接；电压输出模块（3）的第一电压输出端与接口模块（11）的第一电压输出连接端子电连接；电压输出模块（3）的第二电压输出端与接口模块（11）的第二电压输出连接端子电连接；电流输出模块（4） 的控制信号输入端与控制模块（2）的电流输出控制端电连接；电流输出模块（4） 的电流输出端与接口模块（11）的电流输出连接端子电连接；信号反馈模块（5）的第一采样信号端与电压输出模块（3）的第一电压输出端电连接；信号反馈模块（5）的第二采样信号端与电压输出模块（3）的第二电压输出端电连接；信号反馈模块（5）的第三采样信号端与电流输出模块（4）的电流输出端电连接；信号反馈模块（5）的信号输出端与控制模块（2）的反馈信号输入端电连接；模拟断路器组（6）的第一信号端与控制模块（2）的模拟断路器信号端双向信号电连接；模拟断路器组（6）的第二信号端与接口模块（11）的模拟断路器连接端子排电连接；辅助继电器（7）的控制信号输入端与控制模块（2）的辅助继电器控制端电连接；辅助继电器（7）的输出端与接口模块（11）的辅助继电器输出连接端子电连接；

USB接口（8）的第一通信端与控制模块（2）的USB通信端双向信号电连接；USB接口（8）的第二通信端与计算机（13）的通信端双向信号电连接；键盘（9）的信号输出端与控制模块（2）的键盘信号输入端电连接；显示模块（10）的显示信号输入端与控制模块（2）的显示信号输出端电连接；指示灯（12）的控制信号输入端与控制模块（2）的指示灯信号输出端电连接；

控制模块（2）、模拟断路器组（6）、辅助继电器（7）、USB接口（8）、键盘（9）、显示模块（10）、以及指示灯（12）的各自的电源端均分别与电源模块（1）的第一电源输出端电连接；电压输出模块（3）、电流输出模块（4）和信号反馈模块（5）的各自的电源端均分别与电源模块（1）的第二电源输出端电连接；

所述的接口模块（11）的连接端子为PHOENIX公司生产的MTK-P/P端子；所述的显示模块（10）的显示屏为TFT触摸显示屏；

所述的计算机（13）为内置有包括组态操作界面和全局方案控制的操作控制单元以及包括常规校验项目集、故障集和典型案例集的校验数据库，并且对校验进行全局控制的计算机。