CN109581153A - 一种10kV馈线自动化测试模拟断路器 - Google Patents
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Abstract
一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，包括控制单元、继电器、拨码盘、驱动回路、遥信端口、调理电路、稳压电路、整流电路、遥控端口和液晶显示器。所述模拟断路器具有两种工作状态，配电终端遥控输出有源，则遥信返回则为无源；配电终端遥控输出无源，则遥信返回则为有源。所述模拟断路器有三个独立控制的控分、控合按钮，遥控、遥信回路各自三路；遥控、遥信回路输入可以有源方式、也可以是无源方式。本发明通过模拟断路器测试降低了现场测试的风险，通过真实开关难以模拟开关的慢动、拒动、误动，其中开关慢动的时间难以准确模拟，通过本模拟断路器，可以模拟开关的各种动作情况，降低现场测试的风险，提升了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，属馈线自动化测试技术领域。
背景技术
在电力系统中，各地电力公司都普遍采用有FA(Feeder Automation)的系统，即馈线自动化系统。当配电网络中某点发生故障时，会导致同一供电区域停电，情况严重时会导致大面积停电。这时 FA 系统要尽快切除故障区域，然后给非故障区域恢复供电。
FA 系统在实际投入应用后都要对其进行各种功能测试，首先对测试线路的馈线终端或站所终端设置保护定值，通过馈线终端测试仪注入电流超过保护定值时，配电终端上传SOE信息至主站，主站推送策略，进行分合闸操作，以此测试主站的故障定位、故障区域隔离、非故障区域恢复功能。当配电终端控制输出为有源节点时，模拟断路器遥控输入则应为无源节点，站所终端遥信为无源节点，模拟断路器遥控则应为有源节点，因不同终端类型，往往控制回路、遥信回路有源、无源方式取决于开关采用何种方式，因而控制回路、遥信回路有源、无源并非固定。
目前FA测试仪的模拟断路器多为实时控制，无法准确判断控制回路、遥信回路为有源还是无源，且FA测试仪不能设置开关的拒动、误动、慢动，不能准确反应真实现场情况，因而造成测试非常不方便。
发明内容
本发明的目的是，针对目前FA测试仪的模拟断路器多为实时控制，无法准确判断控制回路、遥信回路为有源还是无源等问题，提出一种10kV馈线自动化测试模拟断路器。
实现本发明的技术方案如下，一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，包括控制单元、继电器、拨码盘、驱动回路、遥信端口、调理电路、稳压电路、整流电路、遥控端口和液晶显示器。
所述模拟断路器具有两种工作状态，配电终端遥控输出有源，则遥信返回则为无源；配电终端遥控输出无源，则遥信返回则为有源。
所述模拟断路器设置有两个相同的整流电路，模拟断路器。而现有配电终端的遥控、遥信端口有源、无源，是由厂家自己定义。因而为了便于测试，本模拟断路器无论遥控、遥信端口可以采用有源，也可以采用无源，这就是本发明采用两个整流电路的原因。
配电终端遥控输出有源时，遥控端口输入端接收有源，遥控端口输出端连接第一整流电路，整流电路的输出端连接稳压电路；稳压电路连接调理电路，调理电路的输出端连接控制单元的输入端；控制单元的输出端通过驱动电路驱动继电器；继电器连接遥信端口，接遥信端口无源输出；
配电终端遥控输出无源时，所述控制单元的输出端连接驱动回路，通过驱动回路控制继电器动作；继电器连接遥信端口，遥信端口连接第二整流电路的输入端；第二整流电路的输出端连接电源切换，电源切换处闭环状态；电源切换连接遥控端口，通过第一整流电路，并经稳压电路和调理电路向控制单元供电。
所述模拟断路器有三个独立控制的控分、控合按钮，遥控、遥信回路各自三路；遥控、遥信回路输入可以有源方式、也可以是无源方式，遥信返回节点可设置误差小于1ms的时间精度，最大延迟时间99s，遥控、遥信输入直流电压具备正负识别功能。
所述模拟断路器不仅可以模拟馈线终端一路遥控回路、一路遥信回路，而且可以模拟站所终端的三个联络。三联络指的是类似于T接的环网柜，环网柜一般有两个进线四个出线，两个进线六个出线，两个进线八个出线，等等为多间隔。
所述整流电路为不可控二极管组成的整流桥，输出始终为上为正极，下为负极，并联LED灯；如果遥控端口为有源端口，则LED灯亮，否则判断其为无源端口。
当遥控回路为有源端口时，遥信回路则为无源端口LED灯亮，电源切换模块感受到遥控回路有电压，电源切换模块为断开的模式，当遥控回路为无源端口时，遥信回路则为有源端口，LED灯不亮，电源切换模块感受到遥信回路有电压后，闭合开关，电压经过整流桥后至遥控输入端口。
所述稳压电路是将24V或者48V电压转为5V，为控制单元单片机、继电器、驱动电路提供电源；继电器采用直流5V继电器，驱动采用三极管。
所述控制单元采用51单片机，模拟断路器在模拟开关慢动时，首先设置慢动时间T2后，将该时间返回至单片机，当收到控制回路分、合闸命令后单片机启动延时后，液晶显示能够显示倒计时，时间到了后发出分、合闸命令，驱动回路驱动继电器发出遥信信号。
所述模拟断路器在模拟开关拒动时，设置时间为99s时，单片机则认为为拒动模式，在收到控制回路分、合闸命令后单片机不做任何处理。
所述模拟断路器在模拟开关误动时，设置时间T3后，将该时间返回至单片机，当收到控制回路分、合闸命令后单片机启动延时后，液晶显示能够显示倒计时，时间到了后发出分、合闸命令，驱动回路驱动继电器发出遥信信号。
所述拨码盘设置范围0-99s，最小刻度1ms；开关慢动为收到分、合闸命令后，超过了正常开关的动作时间T1后，开关动作遥信节点返回；开关拒动则为收到分、合闸命令后，开关未动作，无遥信返回；开关误动为正常运行时，在未收到控制分合作命令，开关突然跳开。
本发明的有益效果是，本发明通过模拟断路器测试降低了现场测试的风险，通过真实开关难以模拟开关的慢动、拒动、误动，其中开关慢动的时间难以准确模拟，通过本模拟断路器，可以模拟开关的各种动作情况，降低现场测试的风险，提升了测试效率，且可以模拟开关的各种状态。
附图说明
图1为模拟断路器原理框图；
图2为电源回路；
图3为模拟断路器判断控制回路、遥信回路为有源还是无源程序流程图；
图4为模拟断路器装置控制面板；
图中，1为控制回路输入端子排；2是控制回路输入开关；3是拨码盘；4为遥信回路输出开关；5为遥信回路输出端子排；6为液晶显示。
具体实施方式
如图1所示，本实施例一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，包括控制单元、继电器、拨码盘、驱动回路、遥信端口、调理电路、稳压电路、整流电路、遥控端口和液晶显示器。
本实施例模拟断路器具有两种工作状态，配电终端遥控输出有源，则遥信返回则为无源；配电终端遥控输出无源，则遥信返回则为有源。
本实施例模拟断路器，有三个独立控制的控分、控合按钮，且遥控、遥信回路各自三路，遥控、遥信回路输入可以有源方式、也可以是无源方式，遥信返回节点可设置误差小于1ms的时间精度，最大延迟时间99s，遥控、遥信输入直流电压具备正负识别功能。
本实施例模拟断路器的整流电路如图2所示。整流电路为不可控二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥，输出始终为上为正极，下为负极，并联LED灯；如果遥控端口为有源端口，则LED灯亮，否则判断其为无源端口。
本实施例模拟断路器的配电终端遥控回路三根线，红色端子和黑线端子是控制合闸，绿色端子和黑线端子是控制分闸；遥信回路三根线，红色端子和黑线端子是合闸遥信返回，绿色端子和黑线端子是分闸遥信返回。
如果配电终端遥控为有源，则红色端子和黑线端子有电压，控制器驱动继电器动作，发出合闸，遥信返回。如果遥控为无源，遥信为有源，则需要闭合电源切换为继电器驱动提供电源。
本实施例模拟断路器判断控制回路、遥信回路为有源还是无源程序流如图3所示。
如图3所示，设备上电后，模拟断路器首先进入自检状态，判断遥控端口是否有电压，如果有电压则通过拨码设置延时，液晶显示延时时间，时间到后判断是否出口（输出），如果有出口则本次遥控结束，如果没有出口（输出）则液晶显示报警；遥控端口无电压，则投入切换开关，判断遥信端口是否有电压，如果有电压则通过拨码设置延时，液晶显示延时时间，时间到后判断是否出口（输出），如果有出口则本次遥控结束，如果没有出口则液晶显示报警；拨码设置时间考虑继电器驱动、动作整个硬件时间，从单片机控制延时，减去整个硬件时间。
图4为本实施例模拟断路器的控制面板。板面布置为：1为控制回路输入端子排；2为控制回路输入开关；3为拨码盘；4为遥信回路输出开关；5为遥信回路输出端子排；6为液晶显示。
Claims (9)
1.一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，包括控制单元、继电器、拨码盘、驱动回路、遥信端口、调理电路、稳压电路、整流电路、遥控端口和液晶显示器；其特征在于，所述模拟断路器设置有两个相同的整流电路，模拟断路器具有两种工作状态，配电终端遥控输出有源，则遥信返回则为无源；配电终端遥控输出无源，则遥信返回则为有源；
配电终端遥控输出有源时，遥控端口输入端接收有源，遥控端口输出端连接第一整流电路，整流电路的输出端连接稳压电路；稳压电路连接调理电路，调理电路的输出端连接控制单元的输入端；控制单元的输出端通过驱动电路驱动继电器；继电器连接遥信端口，接遥信端口无源输出；
配电终端遥控输出无源时，所述控制单元的输出端连接驱动回路，通过驱动回路控制继电器动作；继电器连接遥信端口，遥信端口连接第二整流电路的输入端；第二整流电路的输出端连接电源切换，电源切换处闭环状态；电源切换连接遥控端口，通过第一整流电路，并经稳压电路和调理电路向控制单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述模拟断路器有三个独立控制的控分、控合按钮，遥控、遥信回路各自三路；遥控、遥信回路输入可以有源方式、也可以是无源方式，遥信返回节点可设置误差小于1ms的时间精度，最大延迟时间99s，遥控、遥信输入直流电压具备正负识别功能。
3.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述整流电路为不可控二极管组成的整流桥，输出始终为上为正极，下为负极，并联LED灯；如果遥控端口为有源端口，则LED灯亮，否则判断其为无源端口；
当遥控回路为有源端口时，遥信回路则为无源端口LED灯亮，电源切换模块感受到遥控回路有电压，电源切换模块为断开的模式，当遥控回路为无源端口时，遥信回路则为有源端口，LED灯不亮，电源切换模块感受到遥信回路有电压后，闭合开关，电压经过整流桥后至遥控输入端口。
4.据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述模拟断路器不仅可以模拟馈线终端一路遥控回路、一路遥信回路；而且可以模拟站所终端的三个联络。
5.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述稳压电路是将24V或者48V电压转为5V，为控制单元单片机、继电器、驱动电路提供电源；继电器采用直流5V继电器，驱动采用三极管。
6.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述控制单元采用51单片机，模拟断路器在模拟开关慢动时，首先设置慢动时间后，将该时间返回至单片机，当收到控制回路分、合闸命令后单片机启动延时后，液晶显示能够显示倒计时，时间到了后发出分、合闸命令，驱动回路驱动继电器发出遥信信号。
7.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述模拟断路器在模拟开关拒动时，设置时间为99s时，单片机则认为为拒动模式，在收到控制回路分、合闸命令后单片机不做任何处理。
8.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述模拟断路器在模拟开关误动时，设置时间T3后，将该时间返回至单片机，当收到控制回路分、合闸命令后单片机启动延时后，液晶显示能够显示倒计时，时间到了后发出分、合闸命令，驱动回路驱动继电器发出遥信信号。
9.根据权利要求1所述的一种10kV馈线自动化测试模拟断路器，其特征在于，所述拨码盘设置范围0-99s，最小刻度1ms；开关慢动为收到分、合闸命令后，超过了正常开关的动作时间后，开关动作遥信节点返回；开关拒动则为收到分、合闸命令后，开关未动作，无遥信返回；开关误动为正常运行时，在未收到控制分合作命令，开关突然跳开。
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