CN113687173B - 一种二次回路试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种二次回路试验装置及其试验方法，装置包括：若干继电器单元以及与继电器单元对应的智能学习对键码单元；继电器单元的常开接点、公共端节点和常闭接点根据试验内容连接至对应的二次回路节点；还包括远程遥控单元，远程遥控单元包括与继电器单元对应的若干按键，按键用于控制对应的继电器单元的开断；智能学习对键码单元用于设置继电器单元的工作模式。本申请消除了人工作业可能出现的误操作安全风险，节省了人工资源的投入，使变电站二次回路试验的工作效率与工作质量得到有效的提高。

Description

一种二次回路试验装置及其试验方法

技术领域

本申请涉及电力作业技术领域，尤其涉及一种二次回路试验装置及其试验方法。

背景技术

在变电站二次专业的相关作业过程中，目前依然存在不少老旧的手工作业方法。其中，人工短接的二次回路试验方法广泛应用于变电站的二次回路调试过程中，该方法的稳定性、安全性与可靠性极容易受作业人员理论基础、技能水平及精神状态等人为主观因素所影响，二次回路试验作业不能得到标准客观的质量把控。例如，变电站高压开关的防跳回路试验容易因工作人员的手法疏忽或操作不当，导致开关的合闸回路在试验全程没有持续保持导通状态，开关合闸脉冲不连续，结果体现为开关无法进行合闸操作，但此结果表象无法证明是人工短接合闸回路不良好导致的无法合闸，还是防跳回路本身的功能正确发挥断开开关合闸回路导致无法合闸，因此开关防跳回路试验的结果解释不唯一，无法验证开关防跳回路的完整性与正确性。

在此之外，对于变电站综合自动化系统的遥信功能调试与验收，工作经验实际告诉我们，一次遥信核对工作至少需要三人参与。一人在变电站主控台后台控制机前进行信号核对与报文分析，一人在高压电气设备汇控柜或主控室二次装置处进行信号操作，一人查阅图纸设计确定信号类型与名称，指挥监护发信员工作，同时还需与后台控制机前的同事进行核信沟通，全过程人力投入多，多人协作核信的效率低下。若发信员发信技能不熟练，更容易导致信号虚发、漏发、错发等误操作，浪费宝贵的工时与人力投入，影响遥信工程系统的调试与验收进度。

在一些需要模拟开关量输入的二次装置试验要求下，现今多采用单支线短接开关量二次回路以保持目标开关量状态，人工短接过程可能存在误接(解)线或漏接(解)线等安全操作风险，错误改变了二次回路的连接对应状态，对二次装置的安全稳定运行造成严重影响。

发明内容

本申请提供了一种二次回路试验装置及其试验方法，使得消除了人工作业可能出现的误操作安全风险，节省了人工资源的投入，使变电站二次回路试验的工作效率与工作质量得到有效的提高。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种二次回路试验装置，所述装置包括：

若干继电器单元以及与所述继电器单元对应的智能学习对键码单元；所述继电器单元的常开接点、公共端节点和常闭接点根据试验内容连接至对应的二次回路节点；

还包括远程遥控单元，所述远程遥控单元包括与所述继电器单元对应的若干按键，所述按键用于控制对应的所述继电器单元的开断；

所述智能学习对键码单元用于设置所述继电器单元的工作模式。

可选的，所述智能学习对键码单元设置的所述继电器单元的工作模式包括：

点动模式：设置当所述按键被按住时，所述按键对应的所述继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的所述继电器单元断开；

自锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元断开；

互锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个所述按键时，另外一个所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的所述按键对应的继电器断开。

可选的，还包括无线接收控制单元，用于识别所述远程遥控单元的标识，保存所述远程遥控单元对应的所述继电器单元的工作模式，并将所述远程遥控单元的所述标识与所述工作模式对应，使得当所述远程遥控单元连接时，根据所述远程遥控单元的所述标识执行对应的所述工作模式。

可选的，还包括报警单元，用于当所述远程遥控单元连接上所述无线接收控制单元后，所述远程遥控单元未进行操作的空闲时间超过第一待机时间阈值时发出报警信号，若报警时限内所述远程遥控单元仍未输出操作指令，则二次回路试验装置关机锁定。

可选的，还包括二次回路端子排，所述二次回路端子排的一排端口与二次装置各内部接线端口依次相连，所述二次回路端子排的另一排端口根据试验需要，可插拔式的接入所述继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点，使得所述远程遥控单元控制所述继电器单元的开断从而完成对二次回路的试验。

可选的，还包括与所述继电器单元对应的状态指示单元，用于当所述继电器单元损坏时，发出提示。

可选的，还包括后台单元，用于当使用所述远程遥控单元进行二次回路试验时显示二次装置的动作报文，使得试验人员检验所述二次回路试验是否成功。

本申请第二方面提供一种二次回路试验方法，所述方法包括：

根据试验内容将二次回路的节点连接至对应的继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点；

根据试验内容设置远程遥控单元对应的继电器单元的工作模式；

控制所述远程遥控单元对应的继电器单元，使得完成对二次回路的试验。

可选的，所述工作模式包括：

点动模式：设置当所述按键被按住时，所述按键对应的所述继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的所述继电器单元断开；

自锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元断开；

互锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个所述按键时，另外一个所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的所述按键对应的继电器断开。

可选的，还包括：

识别所述远程遥控单元的标识，并获取标识对应的工作模式；

获取所述远程遥控单元的操作指令，根据所述工作模式执行所述操作指令对应的操作。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种二次回路试验装置及其试验方法，装置包括：若干继电器单元以及与继电器单元对应的智能学习对键码单元；继电器单元的常开接点、公共端节点和常闭接点根据试验内容连接至对应的二次回路节点；还包括远程遥控单元，远程遥控单元包括与继电器单元对应的若干按键，按键用于控制对应的继电器单元的开断；智能学习对键码单元用于设置继电器单元的工作模式。

本申请在涉及变电站二次回路相关的试验工作流程中，包括但不限于变电站综合自动化系统基建验收、保护装置定期检验、保护装置操作箱防跳回路试验、二次设备缺陷故障处理、二次装置开关量输入输出模拟、二次电缆缆芯核对等多种二次回路试验场景均可使用本申请装置。本装置可以简便嵌入二次回路系统，通过对各种试验进行远程的节点开断控制，以及结合多种工作模式的控制，使得单人即可完成以往需多人配合的工作任务，以精确唯一的无线控制器实现二次回路通断状态的远程控制，满足各项二次试验条件要求，消除了当下人工作业可能出现的误操作安全风险，节省了大量非必要的人工资源投入，从而提高变电站二次回路试验工作效率与工作质量。

附图说明

图1为本申请一种二次回路试验装置的一个实施例的方法流程图；

图2为本申请实施例中具体的二次回路试验装置的结构图；

图3为本申请实施例中二次回路试验装置对二次装置进行试验的一个连接示意图；

图4为本申请一种二次回路试验方法的一个实施例的方法流程图；

图5为本申请实施例中二次回路试验装置的主机硬件原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请一种二次回路试验装置的一个实施例的装置结构图，如图1所示，图1中包括：

若干继电器单元以及与继电器单元对应的智能学习对键码单元；继电器单元的常开接点、公共端节点和常闭接点根据试验内容连接至对应的二次回路节点；

还包括远程遥控单元，远程遥控单元包括与继电器单元对应的若干按键，按键用于控制对应的继电器单元的开断；

智能学习对键码单元用于设置继电器单元的工作模式。

需要说明的是，本申请的二次回路试验装置包括有若干继电器单元以及与所述继电器单元对应的智能学习对键码单元；其中，可以根据试验的需要将二次回路的对应节点连接至若干继电器的常开接点、公共端节点或者常闭接点，例如，本申请可以根据不同二次试验场景(包括但不限于变电站综合自动化系统基建验收、保护装置定期检验、保护装置操作箱防跳回路试验、二次设备缺陷故障处理、二次装置开关量输入输出模拟、二次电缆缆芯核对等多种二次回路试验场景)，将对应的二次节点与继电器进行连接，即可以通过远程的控制继电器的开断，从而控制二次回路试验的进行。

另外，本申请还包括远程遥控单元，远程遥控单元可以通过智能学习对键码单元设置每个继电器单元的工作模式，即可以通过每个继电器单元对应于远程遥控单元上的按键控制对应继电器单元的工作，例如，本申请的继电器单元的工作模式可以包括：

点动模式：设置当按键被按住时，按键对应的继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的继电器单元断开；

自锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下按键时，按键对应的继电器单元断开；

互锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个按键时，另外一个按键对应的继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的按键对应的继电器断开。

本申请在涉及变电站二次回路相关的试验工作流程中，包括但不限于变电站综合自动化系统基建验收、保护装置定期检验、保护装置操作箱防跳回路试验、二次设备缺陷故障处理、二次装置开关量输入输出模拟、二次电缆缆芯核对等多种二次回路试验场景均可使用本申请装置。本装置可以简便嵌入二次回路系统，通过对各种试验进行远程的节点开断控制，以及结合多种工作模式的控制，使得单人即可完成以往需多人配合的工作任务，以精确唯一的无线控制器实现二次回路通断状态的远程控制，满足各项二次试验条件要求，消除了当下人工作业可能出现的误操作安全风险，节省了大量非必要的人工资源投入，从而提高变电站二次回路试验工作效率与工作质量。

本申请还提供了一种二次回路试验装置的具体的实施例，其结构图如图2所示，图2中包括：

无线接收控制单元，用于识别远程遥控单元的标识，保存远程遥控单元对应的继电器单元的工作模式，并将远程遥控单元的标识与工作模式对应，使得当远程遥控单元连接时，根据远程遥控单元的标识执行对应的工作模式。

需要说明的是，图2中的无线接收控制单元包括有无线接收天线和微控制单元MCU，其中，无线接收天线可以识别远程遥控单元的无线通信信号，微控制单元可以根据获取的通信信号识别出远程遥控单元对应的标识。在需要设置继电器单元的工作模式的时候，可以将每个继电器单元的工作模式与对应的远程遥控单元对应的标识相关联，并保存标识以及标识对应的工作模式。当接收到远程遥控单元的控制指令时，微控制单元根据识别出远程遥控单元的标识执行对应的工作模式。

本申请的继电器单元的工作模式具体包括：

点动模式：设置当按键被按住时，按键对应的继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的继电器单元断开；

自锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下按键时，按键对应的继电器单元断开；

互锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个按键时，另外一个按键对应的继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的按键对应的继电器断开。

在一种具体的实施方式中，本申请的智能学习对键码单元可以包括对码学习按键，学习状态指示灯以及微控制单元的相关模块，具体如图2中的对应单元所示。本申请可以通过对码学习按键切换需要调整工作模式的继电器单元，通过远程遥控单元设置每个继电器单元的工作模式，设置好的工作模式通过微控制单元的相关模块进行保存，保存记录在远程遥控单元对应的标识下。

在一种具体的实施方式中，还包括报警单元，用于当远程遥控单元连接上无线接收控制单元后，远程遥控单元未进行操作的空闲时间超过第一待机时间阈值时发出报警信号，若报警时限内远程遥控单元仍未输出操作指令，则二次回路试验装置关机锁定。

需要说明的是，本申请为保证输出灵敏性与保密性，无线接收控制单元的空闲时间超过第一待机时间即触发报警单元报警，在报警时限内远程遥控单元(如图3中的多路遥控器)无新输入的操作指令即关机锁定，避免长时间空闲导致误输出影响功能可靠性。若学习匹配好的远程遥控单元在使用过程中丢失，只需将无线接收控制器中所存储的该远程遥控单元的信息清除，所丢失的远程遥控单元将无法对该接收控制器进行遥控，需使用新的遥控器重新与接收器进行配对即可使用，保证了装置控制的安全性。

另外，本申请的远程遥控单元可以通过固定码无线编码技术，无方向性，可以独立控制各个继电器的接点通断状态，做到互不干扰。远程遥控单元与板载无线接收控制单元通过专用加密协议进行通信，在空旷环境下其发射通信距离可达至50到300米区间，基本可以覆盖GIS变电站或小型常规变电站的全站工作范围。遥控器采用干电池供电，其控制面板设计有多个数字按钮，当工作人员操作按钮时可控制其对应继电器的吸合与断开，从而实现远程改变二次回路通断状态，完成各项试验内容。

在一种具体的实施方式中，本申请还包括二次回路端子排，二次回路端子排的一排端口与二次装置各内部接线端口依次相连，二次回路端子排的另一排端口根据试验需要，可插拔式的接入继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点，使得远程遥控单元控制继电器单元的开断从而完成对二次回路的试验。

需要说明的是，在具体的试验过程中，本申请的二次回路试验装置可以通过二次回路端子排将继电器单元与二次装置对应的二次节点进行连接，具体如图3所示，图3中，本申请可以首先将二次回路端子排的一排端口与二次装置各内部接线端口依次相连，而二次回路端子排的另一排端口可以根据具体的试验内容，可插拔式的接入继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点，使得远程遥控单元控制继电器单元的开断从而完成对二次回路的试验。

在一种具体的实施方式中，还包括与继电器单元对应的状态指示单元，用于当继电器单元损坏时，发出提示。

本申请为每个继电器单元单独配置状态指示单元(图3中的工作状态指示灯)，在装置通电后可自动巡检各个继电器单元的工况，当某一继电器单元功能损坏时亮红灯提示，提醒用户更换模块。

在一种具体的实施方式中，还包括后台单元，用于当使用远程遥控单元进行二次回路试验时显示二次装置的动作报文，使得试验人员检验二次回路试验是否成功。

需要说明的是，试验人员可以在远程后台处使用远程遥控终端控制对应的继电器单元开断完成二次试验，并在后台单元出获取二次装置的动作报文，从而可以检验二次试验的实验结果是否正确，使得本申请可以节省人力投入，不再需要额外的测试人员在试验端子排处进行人工短接操作，有效减少重复性的工作沟通，避免了人为误操作，极大提高了试验工作的调试效率，显著缩短作业工时。

在一种具体的实施方式中，本申请的二次回路试验装置的主机硬件原理图如图5所示，图中包括电源模块、看门狗模块、复位电路、wifi及通信模块、LED指示灯模块以及与多个继电器单元分别对应的多个二次回路通道；另外，本申请实施例中主板电路采用LC电源滤波，隔离电源设计，PCB设计符合EMC设计规则，可保障在电磁干扰下可靠工作，不产生开合状态误动；另外继电器模块可以采用欧姆龙继电器(APAN3105 RELAY-TH-APAN31XX)进行通道控制；主机机械尺寸可以为：160x100x60mm；数据微处理器采用ARM架构，STM32F103系列芯片；通道试验端子可以采用插拔式接线端子，可接入截面为0.2～2.5mm2的二次电缆，接线端子额定承受电压800V，额定通过电流24A。

当远程开展二次回路试验时，远程遥控单元发送控制指令至二次回路试验装置的主机，主机对接收到的控制指令进行滤波和校验，根据滤波和校验后的控制指令控制继电器单元对应的通道的开合，此时，该通道对应的LED指示灯模块打开；当超过30s内没有接收到远程遥控单元发出的遥控指令时，该主机会自动触发自锁信号端子通道的闭合。

本申请还提供了一种二次回路试验方法的一个实施例，如图4所示，图4中包括：

根据试验内容将二次回路的节点连接至对应的继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点；

根据试验内容设置远程遥控单元对应的继电器单元的工作模式；

控制远程遥控单元对应的继电器单元，使得完成对二次回路的试验。

在一种具体的实施方式中，工作模式包括：

点动模式：设置当按键被按住时，按键对应的继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的继电器单元断开；

自锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下按键时，按键对应的继电器单元断开；

互锁模式：当按一下按键时，按键对应的继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个按键时，另外一个按键对应的继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的按键对应的继电器断开。

在一种具体的实施方式中，还包括：

识别远程遥控单元的标识，并获取标识对应的工作模式；

获取远程遥控单元的操作指令，根据工作模式执行操作指令对应的操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种二次回路试验装置，其特征在于，包括：

若干继电器单元以及与所述继电器单元对应的智能学习对键码单元；所述继电器单元的常开接点、公共端节点和常闭接点根据试验内容连接至对应的二次回路节点；

还包括远程遥控单元，所述远程遥控单元包括与所述继电器单元对应的若干按键，所述按键用于控制对应的所述继电器单元的开断；

所述智能学习对键码单元用于设置所述继电器单元的工作模式；所述工作模式根据试验内容设置，所述工作模式包括点动模式、自锁模式和互锁模式，所述试验内容包括多种二次回路试验项目；

还包括无线接收控制单元，用于识别所述远程遥控单元的标识，保存所述远程遥控单元对应的所述继电器单元的工作模式，并将所述远程遥控单元的所述标识与所述工作模式对应，使得当所述远程遥控单元连接时，根据所述远程遥控单元的所述标识执行对应的所述工作模式；

还包括报警单元，用于当所述远程遥控单元连接上所述无线接收控制单元后，所述远程遥控单元未进行操作的空闲时间超过第一待机时间阈值时发出报警信号，若报警时限内所述远程遥控单元仍未输出操作指令，则二次回路试验装置关机锁定；

还包括二次回路端子排，所述二次回路端子排的一排端口与二次装置各内部接线端口依次相连，所述二次回路端子排的另一排端口根据具体的试验内容，可插拔式的接入所述继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点，使得所述远程遥控单元控制所述继电器单元的开断从而完成对二次回路的试验。

2.根据权利要求1所述的二次回路试验装置，其特征在于，

点动模式：设置当所述按键被按住时，所述按键对应的所述继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的所述继电器单元断开；

自锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元断开；

互锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个所述按键时，另外一个所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的所述按键对应的继电器断开。

3.根据权利要求1所述的二次回路试验装置，其特征在于，还包括与所述继电器单元对应的状态指示单元，用于当所述继电器单元损坏时，发出提示。

4.根据权利要求1所述的二次回路试验装置，其特征在于，还包括后台单元，用于当使用所述远程遥控单元进行二次回路试验时显示二次装置的动作报文，使得试验人员检验所述二次回路试验是否成功。

5.一种二次回路试验方法，所述试验方法基于权利要求1-4任一项所述的二次回路试验装置实施，其特征在于，包括：

根据试验内容将二次回路的节点连接至对应的继电器单元的常开接点、公共端节点或常闭接点；

根据试验内容设置远程遥控单元对应的继电器单元的工作模式；

控制所述远程遥控单元对应的继电器单元，使得完成对二次回路的试验。

6.根据权利要求5所述的二次回路试验方法，其特征在于，所述工作模式包括：

点动模式：设置当按键被按住时，所述按键对应的所述继电器单元吸合，松开所述按键时，对应的所述继电器单元断开；

自锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元断开；

互锁模式：当按一下所述按键时，所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，再按一下另外一个所述按键时，另外一个所述按键对应的所述继电器单元吸合并保持，同时，之前按下的所述按键对应的继电器断开。

7.根据权利要求6所述的二次回路试验方法，其特征在于，还包括：

识别所述远程遥控单元的标识，并获取标识对应的工作模式；

获取所述远程遥控单元的操作指令，根据所述工作模式执行所述操作指令对应的操作。