CN112345933A - 一种继电保护动作接点测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及继电保护动作接点测试领域，尤其是涉及一种继电保护动作接点测试系统，由采集器输入模块、采集器输出模块、无线模块和人机交互模块四部分组成，采集器输入模块可将接点动作功率电平信号开入后，通过设计的光电隔离回路，并通过AD转换电路，实现将采集器有源或无源信号进行模数转换，并通过Matlab仿真模拟实验验证回路正确性；本发明系统整体设计简单科学，操作使用方便，本发明可扩展型强、应用范围广，与现有的继电保护动作接点测试系统相比本发明具体工作时可将接点动作测试耗时缩短50%以上，节省的停电时间能通过多供电产生巨大的经济效益。

Description

一种继电保护动作接点测试系统

技术领域

本发明涉及继电保护动作接点测试领域，尤其是涉及一种继电保护动作接点测试系统。

背景技术

继电保护测试仪（继电保护测试装置） 英文名称：RXRelay Tester.继电保护微机型测试装置是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。随着计算机技术、微电子技术、电力电子技术的飞速发展，应用最新技术成果不断推出新型高性能继电保护测试装置是技术进步的必然趋势。继电保护测试仪器一般分为主回路和辅回路两个回路，主回路采用大旋钮调节，辅回路采用小旋钮调节，主回路通过面板上“输出选择”按键开关控制其输出的各种量，并且每切换一种输出的同时，仪器上的数字电压/电流表可自动监视其输出值。辅回路通过输出开关控制直接调节输出，测量可外附万用表测量。继电保护测试仪器主回路原理为输入的AC220V电源经保险通过输出控制继电器K1进入双碳刷调压器T1输入端，通过T1大旋钮调节的电量进入隔离变压器T2（兼职升流器），升流器分三个抽头输出，一个抽头为AC0-250V输出，额定电流为3A；该抽头输出电压经整流滤波后可输出0-350V直流电压；第二个抽为15V（10A），该抽头一路经传感器通过继电器控制输出0-10A交流电流，一路经电阻输出0-500mA交流电流，一路经继电器转换可输出0-10A或0-500mA直流电流；第三个抽头为10V（100A）大电流端，该抽头穿过传感器一次侧直接输出100A电流，该回路带负载能力较强，但输出稍有过载，不能长时间处于大电流状态下，继电保护测试仪器辅回路与主回路一样，AC220V电源经保险进入双碳刷调压器T1小旋钮调节的电压量，通过隔离变压器T4可直接调节输出0-20V或0-250V交流电压或0-350V直流电压，此回路额定电流为1A。按下辅回路“输出控制”开关，调节小旋钮即可输出。电保护测试仪器测量回路由大旋钮调节的主回路输出量交流“0-250V”、“0-500mA”、“0-10A”、“0-100A”，直流“0-350V”、“0-500mA”、“0-10A”通过设备内线路板上继电器转换，每切换一个档，便函可监视所对应的输出量。其中“0-500mA”档包括在“0-10A”档中。

目前传统的继电保护测试系统在校验母差、变压器接点等接点数量多的保护时，需要多次重复试验，测试时需3-4人辅助配合，操作非常不便，无法保证接点动作测试情况精度，而且，针对部分动作接点与装置距离长、较分散的情况，在测试时往往将试验线延长拼接使用，试验安全隐患较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种继电保护动作接点测试系统，其能够保证接点动作的测试情况精度，降低操作人员的劳动强度，保证操作人员的测试安全。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种继电保护动作接点测试系统，由采集器输入模块、采集器输出模块、无线模块和人机交互模块四部分组成；

所述的采集器输入模块可将接点动作功率电平信号开入后，通过设计的光电隔离回路，并通过AD转换电路，实现将采集器有源或无源信号进行模数转换，并通过Matlab仿真模拟实验验证回路正确性；

所述的采集器输出模块采用无源接点输出，通过为输出部分制作独立设计的光继电器反馈电路，配合单片机控制回路控制无源接点的输出时间点，实现采集器无源接点的长时或瞬时动作输出；

所述的无线模块采用单片机芯片作为控制核心，运用c程序汇编单片机编程，实现多个无线传输子模块与总机的通讯连接，控制多个数据流接点动作信息的同步传输，满足母线保护、变压器保护中多接点测试的可扩展性能需求；

所述的人机交互模块运用C程序编写PC端人机交互界面，用于实现多组接点动作时序信息的可视化显示。

进一步的，所述的采集器输入模块可采用PSR5-L光耦按照光耦电路进行实现。

进一步的，所述的采集器输出模块采用JDM-0511出口继电器按照出口继电器电路进行实现。

进一步的，所述的无线模块采用PIC18F45k22单片机按照单片机控制电路图进行实现。

进一步的，所述的采集器输入模块动作接点的输入分为有源和无源接点，当针对母差、线路、变压器的继电保护出口动作接点，所述的采集器输入模块的设计降压回路将220V接点电压降至5V；针对备自投装置闭锁开入的无源接点的测试，所述的采集器输入模块可实现接点的引入和动作情况判断。

进一步的，所述的采集器输出模块主要实现继电器接点动作的无源接点输出。

进一步的，所述的无线模块中所采用的单片机芯片采用LPC微控制器MCU编程，该类型芯片基于MCS-51单片机编程基础，在存储器和指令集方面更具优势，在无线功能实现上，采用Sub-Ghz收发芯片。

本发明系统的操作过程如下：

步骤1、首先对测试仪及设备进行准备；

步骤2、通过核对图纸查找接点接线位置；

步骤3、上述步骤2完成后进行动作接点试验线连接；

步骤4、使用保护测试仪加量，进行动作接点测试；

步骤5、记录动作节点测试仪收到的各个接点反馈的动作情况及时序；

步骤6、上述步骤5完成后，分析动作结果，最后进行清理现场。

本发明的有益效果为：本发明系统整体设计简单科学，操作使用方便，本发明可扩展型强、应用范围广，与现有的继电保护动作接点测试系统相比具有如下优点。

（1）本发明在具体工作时可将接点动作测试耗时缩短50%以上，节省的停电时间能通过多供电产生巨大的经济效益。

（2）本发明在工作使用时能够准确、全面地测试出装置接点动作是否正常，减少了停电时间，保证了电网的安全、稳定运行。

（3）本发明在工作使用时避免了因接线数量复杂造成误接线、装置误操作的可能，消除了工作中误碰带电试验线的危险，大大提高设备安全运行的可靠性。

附图说明

图1是本发明系统的整体结构框图；

图2是本发明中的PSR5-L光耦电路图；

图3是本发明中的JDM-0511出口继电器电路图；

图4是本发明中的PIC18F45k22单片机控制电路图；

图5是现有的继电保护动作接点测试系统操作流程图；

图6是本发明的继电保护动作接点测试系统操作流程图；

图7是本发明与现有继电保护动作接点测试系统的对比图。

具体实施方式

具体实施例1：下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是：本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本发明中，除非有其他说明，数值范围“a～b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“1.5～2.5”表示本文中已经全部列出了“1.5～2.5”之间的全部实数，“1.5～2.5”只是这些数值组合的缩略表示。本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本发明中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。为了解决目前传统的继电保护测试系统在校验母差、变压器接点等接点数量多的保护时，需要多次重复试验，操作非常不便，无法保证接点动作测试情况精度，在测试时往往将试验线延长拼接使用，试验安全隐患较大的问题，本发明提供一种继电保护动作接点测试系统，其主要由采集器输入模块、采集器输出模块、无线模块和人机交互模块四部分组成；采集器输入模块采用PSR5-L光耦按照光耦电路进行实现，其可将接点动作功率电平信号开入后，通过设计的光电隔离回路，并通过AD转换电路，实现将采集器有源或无源信号进行模数转换，并通过Matlab仿真模拟实验验证回路正确性；采集器输出模块采用JDM-0511出口继电器按照出口继电器电路进行实现并配合单片机控制回路控制无源接点的输出时间点，实现采集器无源接点的长时或瞬时动作输出；无线模块采用PIC18F45k22单片机作为控制核心，运用c程序汇编单片机编程，实现多个无线传输子模块与总机的通讯连接，控制多个数据流接点动作信息的同步传输，满足母线保护、变压器保护的多接点测试的可扩展性能需求。在具体使用时可采用高频段、传输距离远、信号穿透力强的传输功能芯片作为采集器信号发射端和信号接收总机的接收端（采用LPC微控制器MCU编程，该类型芯片基于MCS-51单片机编程基础，在存储器和指令集方面更具优势，在无线功能实现上，采用Sub-Ghz收发芯片），同时在无线模块中加入抗干扰滤波电路，降低指定信道频率衰减，抑制工频磁场干扰。人机交互模块运用C程序编写PC端人机交互界面，用于实现多组接点动作时序信息的可视化显示，PC客户端通过通用串行总线接口实现与单片机总机的数据交互，完成接收各接点动作时序情况信息，包括接点动作先后先后顺序，接点动作及返回时间信息的整合、梳理、归纳、显示。下表为本发明的继电保护动作接点测试系统测试试验的可行性分析表：

由上表可知，采用本发明的继电保护动作接点测试系统进行测试时能够极大的缩短继电保护动作接点测试时间，满足人们的试验使用需要。

本发明系统的操作过程如下：

步骤1、首先对测试仪及设备进行准备（即本发明系统中的采集器输入模块、采集器输出模块、无线模块和人机交互模块四部分）；

步骤2、而后通过核对图纸查找接点接线位置（指待测试的变压器等电器件上的测试接线位）；

步骤3、上述步骤完成后进行动作接点试验线连接；

步骤4、使用保护测试仪加量，进行动作接点测试；

步骤5、记录动作节点测试仪收到的各个接点反馈的动作情况及时序；

步骤6、上述步骤完成后，分析动作结果，最后进行清理现场。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，由采集器输入模块、采集器输出模块、无线模块和人机交互模块四部分组成；

所述的采集器输入模块可将接点动作功率电平信号开入后，通过设计的光电隔离回路，并通过AD转换电路，实现将采集器有源或无源信号进行模数转换，并通过Matlab仿真模拟实验验证回路正确性；

所述的采集器输出模块采用无源接点输出，通过为输出部分制作独立设计的光继电器反馈电路，配合单片机控制回路控制无源接点的输出时间点，实现采集器无源接点的长时或瞬时动作输出；

所述的无线模块采用单片机芯片作为控制核心，运用c程序汇编单片机编程，实现多个无线传输子模块与总机的通讯连接，控制多个数据流接点动作信息的同步传输，满足母线保护、变压器保护中多接点测试的可扩展性能需求；

所述的人机交互模块运用C程序编写PC端人机交互界面，用于实现多组接点动作时序信息的可视化显示。

2.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的采集器输入模块可采用PSR5-L光耦按照光耦电路进行实现。

3.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的采集器输出模块采用JDM-0511出口继电器按照出口继电器电路进行实现。

4.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的无线模块采用PIC18F45k22单片机按照单片机控制电路图进行实现。

5.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的采集器输入模块动作接点的输入分为有源和无源接点，当针对母差、线路、变压器的继电保护出口动作接点，所述的采集器输入模块的设计降压回路将220V接点电压降至5V；针对备自投装置闭锁开入的无源接点的测试，所述的采集器输入模块可实现接点的引入和动作情况判断。

6.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的采集器输出模块主要实现继电器接点动作的无源接点输出。

7.根据权利要求1所述的一种继电保护动作接点测试系统，其特征在于，所述的无线模块中所采用的单片机芯片采用LPC微控制器MCU编程，该类型芯片基于MCS-51单片机编程基础，在存储器和指令集方面更具优势，在无线功能实现上，采用Sub-Ghz收发芯片。

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