CN105513903A - 一种断路器调试平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器调试平台，包括用于模拟电网和环境以产生相应的电气信号和环境信号的信号产生装置，以及电源单元，信号产生装置对应连接到断路器上的采集信号输入端口上，电源单元输出连接断路器的供电端；断路器根据信号产生装置产生的相关信号进行相应地调试动作。通过搭建试验平台，模拟电力系统运行过程中具有选相分合闸功能断路器的运行环境，最大程度上降低了选相分合闸断路器的出厂试验以及现场调试工作量，提高了生产效率和操作安全可靠性。

Description

一种断路器调试平台

技术领域

本发明涉及一种断路器调试平台。

背景技术

断路器选相分合闸技术是指通过一定的手段使断路器动、静触头在系统电压波形的指定相角处分合，使得空载变压器、电容器组、并联电抗器和空载线路等电力设备在对自身和系统冲击最小的情况下投切入电力系统的技术。该技术能够大大降低分合闸操作暂态过程中的过电流和过电压，从而提高了电力设备的寿命和整个电力系统的稳定性。因此，国内坚强智能电网输电、变电、配电工程建设越来越多要求开关设备提供选相分合闸功能。

目前，在坚强智能电网建设的大环境下，对电能质量要求越来越高，对选相分合闸断路器的需求也会越来越大。另外，选相分合闸断路器的调试一般分为断路器特性调试、选相分合闸装置与断路器联合调试。但是，传统的调试方式是在工程建设现场临时搭建调试平台，调试过程复杂，周期长、消耗人力物力巨大。

发明内容

本发明的目的是提供一种断路器调试平台，用以解决传统的临时搭建的调试平台做出调试过程复杂、周期长、消耗人力物力巨大的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种断路器调试平台，包括用于模拟电网和环境以产生相应的电气信号和环境信号的信号产生装置，以及电源单元，所述信号产生装置对应连接到断路器上的采集信号输入端口上，电源单元输出连接断路器的供电端；所述断路器根据所述信号产生装置产生的相关信号进行相应地调试动作。

所述信号产生装置为用于产生模拟量信号的模拟信号单元或者用于产生数字量信号的数字信号单元，所述模拟信号单元或者所述数字信号单元通过相应的端口连接所述断路器。

所述数字信号产生装置包括用于产生模拟量信号的模拟信号单元和用于产生数字量信号的数字信号处理单元，所述模拟信号单元输出连接所述数字信号处理单元上的模拟量接口，所述数字信号处理单元的输出接口输出连接所述断路器。

所述数字信号处理单元上还设置有用于接入各种监测IED以及电子式互感器、合并单元上传的数字信号的数字信号通讯接口。

所述模拟信号单元包括操作电压模拟信号产生模块、环境温度模拟信号产生模块、线圈电流模拟信号产生模块、SF₆气体压力模拟信号产生模块、机构储能模拟信号产生模块和标准电流模拟信号产生模块，这些模拟信号产生模块通过传感器信号端子排输出相应的模拟信号。

所述电源单元包括用于为断路器的操动机动提供操作电压的操作电压输出端口，以及用于为断路器的选相装置提供参考电压的参考电压输出端口。

所述调试平台还包括用于模拟输出开关量信号的开关量模拟单元，所述开关量模拟单元输出连接断路器上的对应端口。

所述调试平台还包括用于模拟输出断路器控制部分按钮信号的手动开关单元，所述手动开关单元输出连接断路器上的对应端口。

通过搭建试验平台，模拟电力系统运行过程中具有选相分合闸功能断路器的运行环境，最大程度上降低了选相分合闸断路器的出厂试验以及现场调试工作量，提高了生产效率和操作安全可靠性。本发明提供的断路器调试平台将断路器中的选相装置调试和断路器调试合并，降低了劳动强度和减少了调试周期，在人员、生产场地和设备有限的情况下，大大提高了产品的生产效率和调试效率。而且，该调试平台内部的组成设备个数较少，整个平台结构不复杂，投入的成本较少，不需要消耗很大的人力和物力。

另外，就本发明提供的调试平台取得的经济效益来看，未来对选相分合闸断路器调试平台的需求将会越来越大，以每年生产10000台选相分合闸断路器为例，每50台选相分合闸断路器配置一台选相分合闸断路器调试平台来调试和计算，每年能够直接创造3000多万元的产值，在市场上值得大力推广。

附图说明

图1是该断路器调试平台的结构示意图；

图2为调试平台的端子示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供的断路器调试平台用于对带有选相分合闸功能的断路器进行调试，该调试平台能够对断路器以及其中的选相装置进行调试，该平台能够将这两种调试合并。根据功能对整个平台进行模块化单元设计，如图1所示，该调试平台包含电源单元和信号产生装置。电源单元输出连接断路器的供电端，用于提供所需的电；信号产生装置用于模拟电网和环境以产生相应的电气信号和环境信号，信号产生装置对应连接到断路器上的采集信号输入端口上；断路器根据信号产生装置产生的相关信号进行相应地调试动作。

其中，电源单元的输入有AC380V和AC220V两种，分别为待测(待调试)装置、各功能单元供电。电源单元内置AC-DC转换电路、可调开关电源等，使其输出部分可满足不同功能单元需求。电源单元内置的数字电源的输出端口为用于为断路器的操动机动提供操作电压的操作电压输出端口，数字电源输入电压220V，输出电压：DC0－300V，30A，为断路器提供操作电压；电源单元中的变压器的输出端口为用于为断路器的选相装置提供参考电压的参考电压输出端口，该变压器输出AC57.7V三相基准电压，为选相装置提供参考电压。

本实施例中，信号产生装置包括模拟信号单元和数字信号处理单元。其中，数字信号处理单元能够将模拟量信号转化为数字量信号。模拟信号单元能够产生相应的模拟量信号，通过数字信号处理单元上的模拟信号接口输出给该数字信号处理单元。数字信号处理单元除了模拟信号接口外还包括网络信号接口(包含光口、电口)和RS-485接口。通过网络信号接口和/或RS-485接口可以接入各种监测IED以及电子式互感器合并单元上传的数字信号，也可以接收电源单元(参考电压信号)的上传信号，内部经过信号处理和协议转换后，通过数字信号处理单元上的输出信号端口发送至断路器中的选相装置，完成选相分合闸操作。所以，该数字信号处理单元对接收到的数字量信号进行处理及输出时，可以理解为该数字信号处理单元产生该数字量信号。

模拟信号单元内置模拟信号发生器，这些模拟信号发生器主要包括操作电压模拟信号产生模块、环境温度模拟信号产生模块、线圈电流模拟信号产生模块、SF₆气体压力模拟信号产生模块、机构储能模拟信号产生模块和标准电流模拟信号产生模块。其中，操作电压、线圈电流、标准电流等信号为电气信号，环境温度和SF₆气体压力可以理解为环境信号。这些模拟信号发生器均可通过设定模拟输出DC4-20mA的模拟量信号，比如：能够对应输出温度传感器信号、油压传感器信号、小电流传感器信号、SF₆气体压力传感器输出的信号等，作为断路器内部补偿算法模拟的信号源使用，并通过传感器信号端子排输出相应的模拟信号。该模拟信号单元中的标准电流模拟信号产生模块能够模拟三相5A/1A标准电流，供选相装置电流回采，通过设定不同信号端口的输出，模拟不同条件下补偿算法的运行环境，为选相装置提供对操作电压、环境温度、SF₆气压、静置时间等补偿的依据。

如图1所示，在本实施例中，调试平台还包括开关量模拟单元，该开关量模拟单元用于模拟输出开关量信号，开关量模拟单元输出连接断路器上的对应端口。该开关量模拟单元可以模拟输出开关量信号，作为高压断路器分合闸状态的指示信号，供选相装置使用；也可通过开关量单元端子排直接接入断路器的状态指示信号，即直接向断路器输入模拟的开关量状态指示信号。

在本实施例中，调试平台还包括手动开关单元，该手动开关单元用于模拟输出断路器控制部分按钮信号，手动开关单元输出连接断路器上的对应端口。手动开关单元提供多种型号的旋钮、按钮等操作元件，模拟高压断路器控制部分按钮，完成调试过程中的各种操作；也可以通过相应的端子排直接接入断路器的操作控制信号，即直接向断路器输入模拟的控制信号。

如图2所示，为该调试平台的端子示意图，其中，端子201～202为A相合闸输出，端子205～206为B相合闸输出，端子209～210为C相合闸输出；端子213～214为A相分闸输出，端子217～218为B相分闸输出，端子221～222为C相分闸输出，上述端子用于模拟输出开关量信号，对应图1中的开关量模拟单元。

端子402～403为合闸命令输入和分闸命令输入，端子404～406为合闸位置辅助节点输入，端子407～409为分闸位置辅助节点输入，上述端子对应图1中的开关量单元端子排。

端子601～606为三相电流输入，端子617～618为母线A相电压输入，端子619～620为母线B相电压输入，端子621～622为母线C相电压输入，上述端子，上述端子的输出信号为各种监测IED以及电子式互感器合并单元上传的数字信号。

端子314～315为温度变送器，端子316～317为电压变送器，端子318～319为电流变送器，端子320～321为压力变送器，这些端子用于输出模拟量信号，对应图1中的模拟信号单元。

模块化设计的调试平台，在调试之前，根据调试需求进行接线，然后接通电源，调试时向调试试验台输入AC380V电压作为调试试验台的运行电压，向数字电源输入AC220V作为数字电源的运行电压，数字电源将AC220V电压转换为DC0-300V作为断路器的操作电压(断路器操动机构的操作电压)。

在调试试验台内部，变压器将AC380V电压转换为AC57.7V的三相基准电压作为选相装置的参考电压。模拟信号单元向选相装置提供环境温度、操作电压、SF₆气压以及静置时间等补偿依据，通过改变模拟信号单元的输出模拟现场试验情况，通过电流互感器提供模拟5A/1A的标准电流供选相装置电流回采，选相装置根据回采的电流进行选相分合闸操作。另外提供手动分合闸功能作为对比。

所以，该调试台现场试验时，能够模拟现场PT、CT输出，为选相分、合闸装置提供基准电压和回采电流；能够为断路器提供操作电源；能够实时监测操作线圈电压、电流、SF₆气压、操作机构储能压力、环境温度，为选相装置提供补偿依据，并对操作结果实时进行精度校验，生成测试报告。

另外，就本发明提供的调试平台取得的经济效益来看，未来对选相分合闸断路器调试平台的需求将会越来越大，以每年生产10000台选相分合闸断路器为例，每50台选相分合闸断路器配置一台选相分合闸断路器调试平台来调试和计算，每年能够直接创造3000多万元的产值，在市场上值得大力推广。

上述实施例中，信号产生装置包括模拟信号单元和数字信号处理单元，模拟信号单元产生的模拟量信号经过数字信号处理单元处理后生成数字信号输入给断路器，作为其他的实施例，当断路器能够接收并处理模拟量信号和数字量信号时，信号产生装置还可以仅为模拟信号单元或者数字信号处理单元。

上述实施例中，模拟信号发生器根据输出的电压信号的强弱来模拟对应的模拟量的强弱，作为其他的实施例，这些模拟信号发生器还可以为变阻器，通过输出不同的电阻值来模拟相应的模拟量信号，比如：当需要输出的模拟环境温度越高时，对应的变阻器输出较大的电阻阻值；还可以通过软件实现，例如通过单片机和D/A转换实现模拟量信号的输出。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种断路器调试平台，其特征在于，包括用于模拟电网和环境以产生相应的电气信号和环境信号的信号产生装置，以及电源单元，所述信号产生装置对应连接到断路器上的采集信号输入端口上，电源单元输出连接断路器的供电端；所述断路器根据所述信号产生装置产生的相关信号进行相应地调试动作。

2.根据权利要求1所述的断路器调试平台，其特征在于，所述信号产生装置为用于产生模拟量信号的模拟信号单元或者用于产生数字量信号的数字信号单元，所述模拟信号单元或者所述数字信号单元通过相应的端口连接所述断路器。

3.根据权利要求1所述的断路器调试平台，其特征在于，所述数字信号产生装置包括用于产生模拟量信号的模拟信号单元和用于产生数字量信号的数字信号处理单元，所述模拟信号单元输出连接所述数字信号处理单元上的模拟量接口，所述数字信号处理单元的输出接口输出连接所述断路器。

4.根据权利要求3所述的断路器调试平台，其特征在于，所述数字信号处理单元上还设置有用于接入各种监测IED以及电子式互感器、合并单元上传的数字信号的数字信号通讯接口。

5.根据权利要求3所述的断路器调试平台，其特征在于，所述模拟信号单元包括操作电压模拟信号产生模块、环境温度模拟信号产生模块、线圈电流模拟信号产生模块、SF₆气体压力模拟信号产生模块、机构储能模拟信号产生模块和标准电流模拟信号产生模块，这些模拟信号产生模块通过传感器信号端子排输出相应的模拟信号。

6.根据权利要求1所述的断路器调试平台，其特征在于，所述电源单元包括用于为断路器的操动机动提供操作电压的操作电压输出端口，以及用于为断路器的选相装置提供参考电压的参考电压输出端口。

7.根据权利要求1所述的断路器调试平台，其特征在于，所述调试平台还包括用于模拟输出开关量信号的开关量模拟单元，所述开关量模拟单元输出连接断路器上的对应端口。

8.根据权利要求1所述的断路器调试平台，其特征在于，所述调试平台还包括用于模拟输出断路器控制部分按钮信号的手动开关单元，所述手动开关单元输出连接断路器上的对应端口。