CN107741563B - 一种适用于继电保护装置的测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于继电保护装置的测试平台，包括保护装置区、测试设备区、信号切换控制装置，保护装置区用于安装至少一个待测继电保护装置；测试设备区用于安装自动测试设备及动模仿真设备，且用于与保护装置连接；信号切换控制装置包括航插连接器、航插控制器，航插控制器控制连接航插连接器，航插连接器用于连接各待测继电保护装置。本发明的测试平台能够模拟110kv变电站系统运行环境，实现继电保护装置多功能系统测试，具有柔性可重构、远程控制、操作简便、可移动、占用空间小等优点；实现保护装置多功能系统测试和寿命测试。

Description

一种适用于继电保护装置的测试平台

技术领域

本发明属于电力系统变电站继电保护技术领域，特别涉及一种适用于继电保护装置的测试平台。

背景技术

继电保护是电力系统的重要组成部分，为电力系统的安全运行发挥着极其重要的作用。继电保护技术发展的历史过程一般可以分为四个时代，即从电磁型、晶体管型、集成电路型到微机型。微机继电保护或“微机保护”就是指将微型机、微控制器等器件作为核心部件构成的继电保护，从20实际90年代开始，我国继电保护技术进入了微机保护时代。

微机继电保护装置因其具有维护调试方便、可靠性高、灵活性大、易于获得附加功能以及保护性能得到很大改善等优势，逐渐成为了国内外继电保护领域研究的热点，并在继电保护系统中得到广泛的应用，同时利用极端及特有的优势，还发展了许多新的保护原理，从而使继电保护的性能得到很大的完善和提高。随着计算机硬件、网络、通讯技术的发展，微机继电保护逐渐向着网络化、自适应技术、智能技术、新型光电流(电压)互感器、以及保护、控制、测量和通信的一体化方向发展，可以大大提高微机保护的性能和可靠性，这是微机保护发展的必然趋势。

测试工作是继电保护产品设计、型式检测、入网测试中不可或缺的一环，测试平台的规范与否直接影响到测试质量和效率。目前，继电保护测试平台受测试负荷及实验室环境制约较大，存在较多问题，现有的测试平台根据测试功能不同独立配置，即自动测试平台、动模仿真测试平台各自独立配置，导致测试项目切换时，需要大量繁琐的改线操作、由于测试平台的保护装置安装尺寸固定，不能根据装置尺寸进行柔性安装、监控设备以及测试设备不在同一测试平台内，导致外部走线存在，影响美观且存在安全隐患、由于信号输入设备不能公用，导致多套保护装置在静模和寿命检测及现场问题拷机时，测试或拷机环境差异较大等。

综上所述，为了改变实验室测试环境，解决目前测试平台单一功能独立配置、保护装置安装尺寸固定、检测项目切换，接线繁琐、静模或寿命测试时，测试或拷机环境差异较大、信号输入/输出设备不能公用等问题，降低测试成本，提高测试质量和测试效率以及实验室标准化管理水平，必须大力改进测试平台结构及设计方案，为电力系统安全运行保驾护航。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于继电保护装置的测试平台，用于解决现有技术中继电保护装置的测试效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种适用于继电保护装置的测试平台，包括保护装置区、测试设备区、信号切换控制装置，所述保护装置区用于安装至少一个待测继电保护装置；所述测试设备区用于安装自动测试设备及动模仿真设备，且用于与待测继电保护装置连接；所述信号切换控制装置包括航插连接器、航插控制器、航空插座及端子排，所述航插连接器包括航空插头，所述航空插头与所述航空插座匹配连接，所述航空插座包括母孔，从各航空插座的每个母孔引出的电缆分成两条支路，其中一条支路用于与待测继电保护装置连接，另一条支路用于与所述端子排连接，所述测试设备区与所述端子排连接，所述航插控制器用于将模拟量或开关量引入到所述航空插头上，且所述航插控制器控制连接航插连接器。

进一步地，所述测试平台还包括过程设备区，所述过程设备区用于安装通讯交换机，且所述过程测试设备区与所述端子排连接，所述航插控制器通过以太网通讯接口与所述通讯交换机连接。

进一步地，所述测试平台还包括人机设备区，所述人机设备区用于安装人机设备，且所述人机设备与所述通讯交换机连接，所述人机设备将指令通过所述交换机发送给所述航插控制器，且所述航插控制器用于根据所述人机设备的指令控制相应的待测继电保护装置的信号的输入/输出。

进一步地，所述测试平台还包括一次设备模拟区，所述一次设备模拟区用于安装模拟变电站一次设备的模拟断路器和测试仪，所述一次设备模拟区与所述端子排连接。

进一步地，还包括有安装架，所述测试平台安装在所述安装架上。

进一步地，所述测试平台的高度根据设置要求进行调节。

本发明的有益效果是：

本发明的测试平台能够模拟110kv变电站系统运行环境，实现继电保护装置多功能系统测试，具有柔性可重构、远程控制、操作简便、可移动、占用空间小等优点；实现保护装置多功能系统测试和寿命测试。

平台可灵活调节和移动，便于测试人员接线和测试操作，测试项目切换时，免接线、动模与静模设备同区域安装，形成互联、互通的设备群，实现对保护装置的多功能机测试，该测试平台不仅适用于模拟智能变电站，还适用于模拟常规站。

附图说明

图1为适用于继电保护装置的测试平台的结构示意图；

图2为待测继电保护装置安装架的示意图；

图3为信号切换控制装置的结构示意图；

图4为航空插座的结构示意图；

图5为适用于继电保护装置的测试平台网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

一种适用于继电保护装置的测试平台，如图1所示，由上至下，分为四层，第一层为保护装置安装区和人机设备区，且保护装置安装区用来安装待测继电保护装置，人机设备区用来安装人机设备；第二层为测试设备区，用来安装测试设备，如自动测试设备和仿真设备，自动测试设备和仿真设备需分层安装；第三层为过程设备区，过程设备区用来安装通讯交换机和合智终端设备，且通讯交换机和合智终端设备分层安装，第四层为一次设备模拟区，所述一次设别模拟区用于安装模拟变电站一侧设别的模拟断路器和测试仪。第一层、第二层、第三层及第四层构成的区域，形成一个110KV变电站系统，该测试平台不仅适用于智能变电站的模拟，还适用于常规变电站的模拟。

本实施例的测试平台通过后置接线板还连接有信号切换控制装置，信号切换控制装置包括航插连接器、航插控制器，所述航插控制器控制连接航插连接器，所述航插连接器用于连接各待测继电保护装置；航插控制器通过以太网通讯接口与通讯交换机连接；人机设备与所述通讯交换机连接，人机设备将指令通过所述交换机发送给航插控制器，且航插控制器用于根据所述人机设备的指令控制控制航插连接器的通断，进一步控制相应的待测继电保护装置的信号的输入/输出，不同的待测继电保护装置之间切换时，无需进行更改接线，操作方便，寿命测试或拷机时，多个待测继电保护装置可以共用一套信号输入/输出设备，以保证相同的测试和拷机环境，且能够提高信号输入/输出设备的复用率。

信号切换控制装置的具体结构，如图3所示，包括接线板1、航空插座2、航空插头连接器3、航插控制器4、端子排5、扁平电缆6及电缆棒7，其中航空插座2的具体结构如图4所示，航空插座的正面由26个母孔28和4个螺孔27组成，每个母孔在插座后方引出一条电缆，且该电缆a(红色)和b(黑色)两根电缆，将所有的a电缆组合在一起，形成扁平电缆6，将所有的b电缆组合在一起，形成组成电缆棒7；航插控制器4位于测试平台的前面，其内置存储可执行程序的芯片，镶嵌多组可控开关，控制航空插头连接器3由电缆引接的模拟量或开关量通道的闭合，并且将多组相同的信号形成串结结构，使多个保护装置共用相同的信号源，该航插控制器4具有一个以太网通讯电口，该电口通过以太网与测试平台的通讯交换机连接，与人机设备共网，进行数据交换；航空插头连接器3由带26针的航空插头所组成，每2个航空插头对称组合，电缆并排粘结，最终形成串性结构体，然后与航插控制器4进行连接。

信号切换控制装置的工作过程为：首先，将航空插座2通过螺丝固定在接线板1上，26针的航空插头与航空插座的26个母孔相对应，通过正面的母孔与航空插头连接器3的26针组合连接；其次，通过航空连接器3与航插控制器4连接，该航插控制器通过以太网与人机设备共网，且进行信息交互；再次，将待测继电保护装置与航空插座2引出的扁平电缆6连接，同时，通过航空插座2并接引出的电缆棒7和端子排连接，接着端子排与一次设备模拟区、过程设备区及测试设备区连接，最后，通过人机设备下发待测继电保护装置的测试指令，信号切换控制装置的航插控制器接收人机设备下发的指令，控制与待测继电保护装置的航插连接的闭合，来进一步控制待测继电保护装置的信号的输入与输出。

本实施例的测试平台还包括可移动导槽式装置安装架，如图2所示，安装架的高度为标准的15U，满足两排6U机箱的安装，由至少三根带导槽的横梁201、纵梁202及螺丝200构成，根据保护装置外观尺寸，通过带有导槽的纵梁的移动调节宽度来满足装置的宽度要求，通过一带有滑轨的导槽的横梁进行上下移动，调节高度满足系统的高度要求，各待测继电保护装置的耳朵与架上的螺孔通过螺丝固定安装。保护装置安装架尺寸可根据待测继电保护装置的尺寸进行调节，如满足宽度为6U、宽度为三分之一宽的安装框架五个；高度为6U、宽度为全宽的框架3个，这里的，1U为4.445cm，全宽为48.26cm。将35KV线路保护装置I、线路保护装置II、充电保护装置、常用变保护装置、电容器保护装置依次安装在三分之一宽的框架内，将110KV保护装置即主变保护装置、备自投保护装置依次安装在全宽的框架内。

将继电保护装置的测试平台的尺寸设置为：测试平台高度不超过1.8m，深度不超过0.8m，当然，测试平台的高度可根据测试者的身高和习惯，将测试平台高度升高或降低，测试平台的高度调节好后，固定底座。

按照图4，进行预置电缆接线，将航空插座每个母孔的后部用电缆引出，并平均分为a端和b端，将所有的a端平铺排序粘结预置形成扁平电缆；将所有的b端捆绑组成电缆棒；并且，将电缆棒接线至端子排上；将航空插头背部用电缆引出，并依次将两个航空插头对称组合，引出电缆排列后粘结组合，形成串行结构的航空插头连接器，并接线至航插控制器。保护装置的接线按照继电保护装置的说明书，将背板端子与预置接线连接。其他设备的接线，按照图3，结合设备的功能以及信号定义接线至端子排，并作标记，与电缆棒的预置引线在端子排一一对接。

接下来进行网络搭建，基于110kV变电站系统网络拓扑结构，如图5所示，提高系统集成性以及自动化互操作水平，测试平台以双绞线太网为载体，私有通信协议为传输媒介，将保护装置、合智终端、智能人机设备、自动测试设备、动态仿真设备、测试仪共同组网，通过通信交换机连接，形成信息共享环网。

最后进行平台的功能测试，通过内置监控主站、自动测试设备客户端、动模仿真设备客户端，配置软件的人机设备，进行文件配置；依次调用自动测试设备、动模仿真设备可执行程序，对保护装置的保护功能进行测试与监控主站监控，模拟110kV系统各种工况下的故障，对该系统测试平台的保护装置群进行动态模拟仿真验证或者对新开发的装置进行高效率寿命测试。

本实施例的测试平台分为保护装置区、信号切换与控制系统、过程设备区、模拟一次设备区、测试设备区、人机设备区部分，各设备区通过预置电缆、接线板、以太网等连接构成环网体系，形成互联、互通的设备群。主要结构包括：导槽式装置安装架，用于柔性调节安装不同尺寸的保护装置；信号切换与控制系统，用于自动切换和控制信号的输入/输出，测试项目切换时，免接线操作，且用于搭建拷机及寿命测试环境；升降式滚轮底座，用于移动和固定平台及调节平台高度，使智能人机设备位于最佳工作高度；人机设备区，用于安装智能人机设备；模拟一次设备区，用于安装一次模拟设备如测试仪器、模拟断路器等。与其它测试平台相比，该测试平台能够模拟110kV变电站系统运行环境，实现保护装置多功能系统测试，具有柔性可重构、远程控制、操作简便、可灵活调节和移动、占用空间小等优点。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。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 (6)

1.一种适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，包括保护装置区、测试设备区、信号切换控制装置，所述保护装置区用于安装多个待测继电保护装置；所述测试设备区用于安装自动测试设备及动模仿真设备，且用于与待测继电保护装置连接；所述信号切换控制装置包括航插连接器、航插控制器、航空插座及端子排，所述航插连接器包括航空插头，所述航空插头与所述航空插座匹配连接，所述航空插座包括母孔，从各航空插座的每个母孔引出的电缆分成两条支路，其中一条支路用于与待测继电保护装置连接，另一条支路用于与所述端子排连接，所述测试设备区与所述端子排连接，所述航插控制器用于将模拟量或开关量引入到所述航空插头上，每2个航空插头对称组合，电缆并排粘结，形成串性结构体与航插控制器连接，且所述航插控制器控制连接航插连接器，航插连接器用于连接多个待测继电保护装置，航插控制器控制与多个待测继电保护装置连接的航插连接器的通断，进一步控制相应的待测继电保护装置的信号的输入与输出。

2.根据权利要求1所述的适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，所述测试平台还包括过程设备区，所述过程设备区用于安装通讯交换机，且所述过程设备区与所述端子排连接，所述航插控制器通过以太网通讯接口与所述通讯交换机连接。

3.根据权利要求2所述的适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，所述测试平台还包括人机设备区，所述人机设备区用于安装人机设备，且所述人机设备与所述通讯交换机连接，所述人机设备将指令通过所述通讯交换机发送给所述航插控制器，且所述航插控制器用于根据所述人机设备的指令控制相应的待测继电保护装置的信号的输入/输出。

4.根据权利要求3所述的适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，所述测试平台还包括一次设备模拟区，所述一次设备模拟区用于安装模拟变电站一次设备的模拟断路器和测试仪，所述一次设备模拟区与所述端子排连接。

5.根据权利要求4所述的适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，所述测试平台安装在安装架上。

6.根据权利要求5所述的适用于继电保护装置的测试平台，其特征在于，所述测试平台的高度根据设置要求进行调节。