CN109459689A - 一种移动式继电器全自动校验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电气研发调试检修技术领域，具体涉及一种移动式继电器全自动校验装置。包括外部接口模块、触摸控制屏、按键控制区、输出接口模块、节点接口模块和电源接口；触摸控制屏包含所有的控制功能，同时接受其他部件的所有信息反馈，在工作时操作人员通过其进行参数设置、变量输入、开始停止和开关机所有的操作；按键控制区将命令发送给触摸控制屏，可以替代触摸控制屏执行所有的操作；输出接口模块负责输出直流电压或交流电压，同时可以测量线圈直阻和进行实时功率计算；节点接口模块负责测量节点通断情况，测量节点电阻、动作时间。本发明可以解决继电器校验、测试工作效率低、安全性差，无法评估继电器运行状态等问题。
Description
技术领域
本发明属于电气研发调试检修技术领域，具体涉及一种移动式继电器全自动校验装置。
背景技术
继电器是电力系统二次回路中起保护与控制作用的重要电器元件，应用广泛，特别是核电站设计，采用较为传统的模式，继电器数量极其庞大，其运行状况直接关系设备的安全运行。然而长久以来，技术人员仍停留在使用传统的人工方式进行继电器测试，评估继电器的运行状态，其中存在着诸多弊端。
目前继电器校验工作大部分采用继电保护测试仪加万用表的方式进行，使用继电保护测试仪输入电压，手动操作升高电压，人员观测继电器动作后，使用万用表逐个测量所有节点，之后降低电压，继电器返回后，再次逐个测量所有节点返回情况。
使用传统的校验方式，劳动强度大，容易造成疲劳，而且工作效率低，导致相关检修时间很长(配电盘、电器柜等检修大部分时间均用来校验继电器)；传统校验方式无法测试继电器的寿命，也无法确认工作不稳定的继电器(不稳定继电器往往可通过一两次校验，但却无法经受数十数百次校验)，从而排除故障根本原因，而要依靠人工方式进行成百上千次测试几乎是不可能完成的任务；传统校验模式需要人工不停的拆接电源线，在人员疲惫的情况下有误触电的可能性。而自动校验仪则不需要拆接电源线，安全性远远高于传统模式。
目前市面上均无专门的继电器保护全自动测试仪，但是单一的电气量输出、测量的软硬件均十分成熟，该装置通过对其进行整合、优化，并通过人性化的设计实现继电器校验全自动化和操作便捷性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动式继电器全自动校验装置，以解决继电器校验、测试工作效率低、安全性差，无法评估继电器运行状态等问题。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种移动式继电器全自动校验装置，包括外部接口模块、触摸控制屏、按键控制区、输出接口模块、节点接口模块和电源接口；外部接口模块含三个USB接口和两个网线接口；触摸控制屏包含所有的控制功能，是主机的主要操作和控制手段，同时接受其他部件的所有信息反馈，在工作时操作人员通过其进行参数设置、变量输入、开始停止和开关机所有的操作；按键控制区是主机的辅助操作手段，通过按键，将命令发送给触摸控制屏，可以替代触摸控制屏执行所有的操作；输出接口模块负责输出直流电压或交流电压，同时可以测量线圈直阻和进行实时功率计算，该模块的输出或测量类型、输出值大小由触摸控制屏进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏；节点接口模块负责测量节点通断情况，测量节点电阻、动作时间，该模块的测量类型由触摸控制屏进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏；电源接口用于供电。
所述的USB接口外接鼠标和键盘，并使用鼠标和键盘进行操作，也可以接入移动储存设备，完成数据的导入、导出和读写功能；网线接口与电脑连接，与电脑连接成功时，电脑将替代并闭锁触摸控制屏和按键控制区的所有功能，原所有操作均可以在电脑中执行。
在装置后端安装有四个轮子。
针对不同类型的继电器，设计了三种校验模式，分别为单线圈继电器校验、双位置继电器校验和激励量继电器校验；工作开始前工作人员完成继电器和校验仪之的连线，选择输出接口模块接入继电器的线圈或者激励量输入点，选择节点接口模块接入继电器的节点；在触摸控制屏上选择对应的模式，这时屏幕上会弹出限制值的输入，工作人员输入线圈直阻限制范围、初始状态节点状态和动作电压限制范围；如不输入限制值，则校验仪默认不进行判断直接进行下一步骤；同时也可以选择读取存档文件，存档文件通过外部接口模块导入；之后在屏幕上点击开始校验，校验仪自动执行相关步骤。
单线圈继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较，如果超出限制值则证明继电器存在故障，无需进行后续步骤，自动校验装置发出报警，并停止校验工作，此时人员需要更换新继电器；
(3)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)由输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)输出接口模块输出电压缓慢降低，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态返回初始值时，发出命令停止降低电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(7)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，同时节点接口模块开始计时；
(9)当节点接口模块检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
双位置继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)根据节点的状态和用户输入的限制值，校验仪自动判断并选择一个线圈，称此线圈为线圈1，进行电压输出，输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)校验仪自动切换至另一个线圈，称此线圈为线圈2，进行电压输出，输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后向线圈1输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(7)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，之后向线圈2输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(9)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
激励量继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由输出接口模块输出额定辅助电源电压，保持额定电压输出，测量无激励量时的功率消耗；
(4)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(5)由输出接口模块输出0.95倍激励量；
(6)由节点接口模块测量所有节点状态，检测是否动作，如动作则报警，停止校验工作；
(7)由输出接口模块输出1.05倍激励量，同时节点接口模块开始计时；
(8)由节点接口模块测量所有节点状态，检测是否动作，如未动作则报警，停止校验工作；如正常动作，则当节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(9)电压输出直接清零，同时节点接口模块开始计时；
(10)当节点接口模块检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(11)将当前节点状态与限制值进行比较；
(12)校验装置完成工作，自动结束操作。
本发明所取得的有益效果为：
采用继电器全自动校验装置可以节约人力和检修时间，原继电器校验工作：需要工程师4人，校验一个继电器平均用时约为5分钟；实现自动校验后：仅需工程师2人，校验一个继电器平均用时约为1分钟；提高了工作效率；同时提高继电器测试的可靠性：通过自动测试，可以解决传统方式的弊端，更好的发现继电器可能存在的问题，提高设备、系统的可靠性。
附图说明
图1是主机面板图；
图2是主机后板图；
图3是单线圈继电器校验流程图；
图4是双位置继电器校验流程图；
图5是激励量继电器校验流程图；
图中：1.外部接口模块，2.触摸控制屏，3.按键控制区，4.输出接口模块，5.节点接口模块，6.电源接口，7.轮子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1、2所示，本发明所述移动式继电器全自动校验装置包括外部接口模块1、触摸控制屏2、按键控制区3、输出接口模块4、节点接口模块5、电源接口6和轮子7。
外部接口模块1含三个USB接口，两个网线接口。其中USB接口可以外接鼠标、键盘，并使用鼠标键盘进行操作；也可以接入移动储存设备，完成数据的导入、导出、读写功能。网线接口可以与电脑相连接，与电脑连接成功时，电脑将替代并闭锁触摸控制屏和按键控制区的所有功能，原所有操作均可以在电脑软件中执行。
触摸控制屏2包含所有的控制功能，是主机的主要操作和控制手段，同时接受其他部件的所有信息反馈。在工作时操作人员可以通过其进行参数设置、变量输入、开始停止、开关机等所有的操作。
按键控制区3是主机的辅助操作手段，通过按键，将命令发送给触摸控制屏2，可以替代触摸控制屏2执行所有的操作。
输出接口模块4负责输出直流电压或交流电压，同时可以测量线圈直阻和进行实时功率计算。该模块的输出或测量类型、输出值大小由触摸控制屏2进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏2。
节点接口模块5负责测量节点通断情况，测量节点电阻、动作时间。该模块的测量类型由触摸控制屏2进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏。
电源接口6为常规220V交流电接口，左侧为110V、220V直流电接口，实现电源的多样化。
在装置后端安装四个轮子7，便于在现场的移动。
传统模式下，输出和节点测量是分两部分进行，执行输出操作的人员与执行节点测量操作的人员通过语言交流，然后确定执行步骤。
采用全自动校验装置后，输出和节点测量合并为一台仪器，并设置相互的逻辑关系，将人员之间繁琐的语言沟通协调，优化为程序的自动判断，从而大大提高校验速度。
针对不同类型的继电器，设计了三种校验模式，分别为单线圈继电器校验、双位置继电器校验、激励量继电器校验。
工作开始前工作人员需完成继电器和校验仪之的连线，选择输出接口模块4接入继电器的线圈或者激励量输入点，选择节点接口模块5接入继电器的节点。
在触摸控制屏2上选择对应的模式，这时屏幕上会弹出限制值的输入，工作人员输入线圈直阻限制范围、初始状态节点状态、动作电压限制范围。如不输入限制值，则校验仪默认不进行判断直接进行下一步骤。同时也可以选择读取存档文件，存档文件可以通过外部接口模块1导入。
之后在屏幕上点击开始校验，校验仪自动执行相关步骤，下面将对三种不同的校验流程进行详细描述。
单线圈继电器校验的流程图如图3，详细的校验装置动作步骤如下：
(1)由节点接口模块5测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块4测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较，如果超出限制值则证明继电器存在故障，无需进行后续步骤，自动校验装置发出报警，并停止校验工作，此时人员需要更换新继电器(备注：所有步骤中超出限制值的均代表继电器故障，后续描述中不再重复)；
(3)由节点接口模块5测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)由输出接口模块4输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块5持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)输出接口模块4输出电压缓慢降低，此时节点接口模块5持续测量节点状态，当节点状态返回初始值时，发出命令停止降低电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后输出继电器的额定电压，同时节点接口模块5开始计时；
(7)当节点接口模块5检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻。保持额定电压输出的同时，输出接口模块4对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，同时节点接口模块5开始计时；
(9)当节点接口模块5检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
双位置继电器校验的流程图如图4，详细的校验装置动作步骤如下：
(1)由节点接口模块5测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块4测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由节点接口模块5测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)根据节点的状态和用户输入的限制值，校验仪自动判断并选择一个线圈(后续称此线圈为线圈1)进行电压输出，输出接口模块4输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块5持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)校验仪自动切换至另一个线圈(后续称此线圈为线圈2)进行电压输出，输出接口模块4输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块5持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后向线圈1输出继电器的额定电压，同时节点接口模块5开始计时；
(7)当节点接口模块5检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块4对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，之后向线圈2输出继电器的额定电压，同时节点接口模块5开始计时；
(9)当节点接口模块5检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块4对功率消耗进行计算；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
激励量型继电器校验的流程图如图5，详细的校验装置动作步骤如下：
(1)由节点接口模块5测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块4测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由输出接口模块4输出额定辅助电源电压，保持额定电压输出，测量无激励量时的功率消耗；
(4)由节点接口模块5测量所有节点状态，并与限制值比较；
(5)由输出接口模块4输出0.95倍激励量；
(6)由节点接口模块5测量所有节点状态，检测是否动作，如动作则报警，停止校验工作；
(7)由输出接口模块4输出1.05倍激励量，同时节点接口模块5开始计时；
(8)由节点接口模块4测量所有节点状态，检测是否动作，如未动作则报警，停止校验工作；如正常动作，则当节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块4对功率消耗进行计算；
(9)电压输出直接清零，同时节点接口模块5开始计时；
(10)当节点接口模块5检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(11)将当前节点状态与限制值进行比较；
(12)校验装置完成工作，自动结束操作。
Claims (7)
1.一种移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：包括外部接口模块、触摸控制屏、按键控制区、输出接口模块、节点接口模块和电源接口；外部接口模块含三个USB接口和两个网线接口；触摸控制屏包含所有的控制功能，是主机的主要操作和控制手段，同时接受其他部件的所有信息反馈，在工作时操作人员通过其进行参数设置、变量输入、开始停止和开关机所有的操作；按键控制区是主机的辅助操作手段，通过按键，将命令发送给触摸控制屏，可以替代触摸控制屏执行所有的操作；输出接口模块负责输出直流电压或交流电压，同时可以测量线圈直阻和进行实时功率计算，该模块的输出或测量类型、输出值大小由触摸控制屏进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏；节点接口模块负责测量节点通断情况，测量节点电阻、动作时间，该模块的测量类型由触摸控制屏进行控制，并将相关数据传输给触摸控制屏；电源接口用于供电。
2.根据权利要求1所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：所述的USB接口外接鼠标和键盘，并使用鼠标和键盘进行操作，也可以接入移动储存设备，完成数据的导入、导出和读写功能；网线接口与电脑连接，与电脑连接成功时，电脑将替代并闭锁触摸控制屏和按键控制区的所有功能，原所有操作均可以在电脑中执行。
3.根据权利要求1所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：在装置后端安装有四个轮子。
4.根据权利要求1所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：针对不同类型的继电器，设计了三种校验模式，分别为单线圈继电器校验、双位置继电器校验和激励量继电器校验；工作开始前工作人员完成继电器和校验仪之的连线，选择输出接口模块接入继电器的线圈或者激励量输入点，选择节点接口模块接入继电器的节点；在触摸控制屏上选择对应的模式，这时屏幕上会弹出限制值的输入，工作人员输入线圈直阻限制范围、初始状态节点状态和动作电压限制范围；如不输入限制值，则校验仪默认不进行判断直接进行下一步骤；同时也可以选择读取存档文件，存档文件通过外部接口模块导入；之后在屏幕上点击开始校验，校验仪自动执行相关步骤。
5.根据权利要求4所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：单线圈继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较，如果超出限制值则证明继电器存在故障，无需进行后续步骤，自动校验装置发出报警，并停止校验工作，此时人员需要更换新继电器；
(3)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)由输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)输出接口模块输出电压缓慢降低，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态返回初始值时，发出命令停止降低电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(7)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，同时节点接口模块开始计时；
(9)当节点接口模块检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
6.根据权利要求4所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：双位置继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(4)根据节点的状态和用户输入的限制值，校验仪自动判断并选择一个线圈，称此线圈为线圈1，进行电压输出，输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(5)校验仪自动切换至另一个线圈，称此线圈为线圈2，进行电压输出，输出接口模块输出电压并缓慢升高，同时与限制值比较，此时节点接口模块持续测量节点状态，当节点状态变化时，发出命令停止升高电压，并记录状态变化时的电压；
(6)电压输出清零，之后向线圈1输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(7)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(8)电压输出直接清零，之后向线圈2输出继电器的额定电压，同时节点接口模块开始计时；
(9)当节点接口模块检测到节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(10)将当前节点状态与限制值进行比较；
(11)校验装置完成工作，自动结束操作。
7.根据权利要求4所述的移动式继电器全自动校验装置，其特征在于：激励量继电器校验的步骤如下：
(1)由节点接口模块测量所有节点是否存在电压，如果存在电压则可能存在外部回路影响，这时自动校验装置发出报警，并停止校验工作，需要人员对外部回路进行检查；
(2)由输出接口模块测量线圈的直流电阻，测量值与限制值进行比较；
(3)由输出接口模块输出额定辅助电源电压，保持额定电压输出，测量无激励量时的功率消耗；
(4)由节点接口模块测量所有节点状态，并与限制值比较；
(5)由输出接口模块输出0.95倍激励量；
(6)由节点接口模块测量所有节点状态，检测是否动作，如动作则报警，停止校验工作；
(7)由输出接口模块输出1.05倍激励量，同时节点接口模块开始计时；
(8)由节点接口模块测量所有节点状态，检测是否动作，如未动作则报警，停止校验工作；如正常动作，则当节点状态变化时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；保持额定电压输出的同时，输出接口模块对功率消耗进行计算；
(9)电压输出直接清零，同时节点接口模块开始计时；
(10)当节点接口模块检测到节点状态返回时，停止计时，并分别记录各个节点的动作时间，之后测量节点的接触电阻；
(11)将当前节点状态与限制值进行比较；
(12)校验装置完成工作，自动结束操作。
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