CN204228861U - 变电站保护装置的出口矩阵测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变电站保护装置的出口矩阵测试仪，包括处理模块、显示模块、电源模块以及多个开入量检测模块，所述开入量测量模块和所述显示模块均与所述处理模块相连，所述电源模块与所述处理模块、显示模块以及多个开入量检测模块相连，所述处理模块接收到所述开入量检测模块检测到的开入量信号后，输出相对应的显示信号至所述显示模块进行显示。本实用新型的测试仪具有结构简单、操作简便、能够同时测量多路开入量的优点。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及电力设备技术领域，特指一种变电站保护装置的出口矩阵测试仪。
背景技术
现阶段变电站设备的保护装置（如主变保护、母线保护等）的出口矩阵测试主要依赖于继电保护测试仪或者手动测试。由于保护装置需要测试的出口回路多达15路，而继电保护测试仪根本无法同时检测到，不能满足主变或母线保护出口矩阵测试要求；而手动测试则需要对保护出口回路逐个进行测量，需花费较多时间和精力，同时在侧主变后备保护不同时限出口矩阵时，不能直观表示。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单，能够同时测量多路开入量信号的变电站保护装置的出口矩阵测试仪。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种变电站保护装置的出口矩阵测试仪，包括处理模块、显示模块、电源模块以及多个开入量检测模块，所述开入量测量模块和所述显示模块均与所述处理模块相连，所述电源模块与所述处理模块、显示模块以及多个开入量检测模块相连，所述开入量检测模块包括信号检测端AD13、第一光耦隔离单元、第二光耦隔离单元、保护二极管D13、采样电阻R30、滤波电容C27、接地电阻R45、第一上拉电阻R62和第二上拉电阻R63，所述滤波电容C27并联在信号检测端AD13的两端，第一光耦隔离单元的输入正端与电源模块相连，第一光耦隔离单元的输入负端与保护二极管D13、采样电阻R30、第二光耦隔离单元的输入正端依次串联；所述第二光耦隔离单元的输入负端串联接地电阻R45后连接至电源模块，所述信号检测端AD13分别接在保护二极管D13的负端与电源模块，所述第一隔离模块的输出正端串联第一上拉电阻R62后连接至电源模块，所述第二光耦隔离单元的输出正端串联第二上拉电阻R63后连接至电源模块，所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出负端共同接入公共地GND，所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端分别或者共同连接至所述处理模块。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述开入量检测模块的数量为15个以上。
所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元分别为双通道隔离光耦的两个光耦隔离通道。
所述处理模块包括单片机，所述单片机包括多个用于接收开入量信号的输入口、以及输出对应显示信号的输出口。
所述处理模块连接有蜂鸣器。
所述显示模块包括移位寄存器U4、第三上拉电阻R8、去耦电容C31和发光二极管单元，所述移位寄存器U4的使能端与第一输入端均串联第三上拉电阻R8后与电源模块连接，所述移位寄存器U4的第二输入端接至所述处理模块，所述移位寄存器的输出端分别与发光二极管单元中的发光二极管相连，所述移位寄存器的接地端通过去耦电容C31接至电源模块。
所述电源模块包括第一电源和第二电源VCC，所述第一电源的正端pow与第一光耦隔离单元的正端相连，所述第一电源的负端powG经接地电阻R45后与第二光耦隔离单元的负端连接，所述第二电源VCC分别与第一光耦隔离单元的输入正端、第二光耦隔离单元的输入负端相连，所述第二电源VCC通过去耦电容C31与移位寄存器U4的接地端相连。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，具有多路开入量检测接点，能够同时测量多路开入量信号且结构简单、易于实现。本测试中采用的各模块结构简单、易于实现。
附图说明
图1为本实用新型的框架结构示意图。
图2为本实用新型中开入量检测模块的电路结构示意图。
图3为本实用新型中开入量检测模块的另一电路结构示意图。
图4为本实用新型中处理模块的电路结构示意图。
图5为本实用新型中显示模块的电路结构示意图。
图6为本实用新型中前五路信号的检测时序示意图。
图中标号表示：1、开入量检测模块；2、处理模块；3、显示模块；4、电源模块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1至图6所示，本实施例的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，包括处理模块2、显示模块3、电源模块4以及多个开入量检测模块1，开入量测量模块1和显示模块3均与处理模块2相连，电源模块4与处理模块2、显示模块3以及多个开入量检测模块1相连，处理模块2接收到开入量检测模块1检测到的开入量信号后，输出相对应的显示信号至显示模块3进行显示。开入量检测模块1包括信号检测端AD13、第一光耦隔离单元、第二光耦隔离单元、保护二极管D13、采样电阻R30、滤波电容C27、接地电阻R45、第一上拉电阻R62和第二上拉电阻R63，滤波电容C27并联在信号检测端AD13的两端，第一光耦隔离单元的输入正端与电源模块4相连，第一光耦隔离单元的输入负端与保护二极管D13、采样电阻R30、第二光耦隔离单元的输入正端依次串联；第二光耦隔离单元的输入负端串联接地电阻R45后连接至电源模块4，信号检测端AD13分别接在保护二极管D13的负端与电源模块4，第一隔离模块的输出正端串联第一上拉电阻R62后连接至电源模块4，第二光耦隔离单元的输出正端串联第二上拉电阻R63后连接至电源模块4，第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出负端共同接入公共地GND，第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端分别或者共同连接至处理模块2。其中第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端分别连接至处理模块2的电路图如图2所示；第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端共同连接至处理模块2的电路图如图3所示，其输入端同图2所示的开入量检测模块1相同，其不同之处仅在于，第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出负端共同接入公共地GND，第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端短接后连接电源模块4，且共同输出至处理模块2的IO口，其只占用一个IO口，相比图2所示的开入量检测模块1即节省了一个IO口，可根据实际情况而选择。本实用新型的测试仪具有多路开入量测点接点，能够同时测量多路开入量信号，且结构简单、操作简便。
本实施例中，开入量检测模块1的数量为15个以上，能够适用于目前变电站设备中不同保护装置的出口矩阵测试。
本实施例中，第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元分别为双通道隔离光耦的两个光耦隔离通道，采用芯片U12（TLP521-2）。
本实施例中，电源模块4包括第一电源、第二电源VCC，第一电源的正端pow与第一光耦隔离单元的正端相连，第一电源的负端powG经接地电阻R45后与第二光耦隔离单元的负端连接，第二电源VCC分别与第一光耦隔离单元的输入正端和第二光耦隔离单元的输入负端相连。
本实施例中，处理模块2包括单片机，单片机包括多个用于接收开入量信号的输入口、以及输出对应显示信号的输出口。其中单片机采用STC89C54单片机，外部晶振24M。单片机的P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.3为信号接收IO口，接收15路信号检测模块的输出信号。P2.5、P2.7、P3.3、P3.5为控制显示信号，P3.7控制蜂鸣器。每1ms单片机扫描一遍所有信号接收IO口，检测到有效信号后，控制P2.4～P2.7口，输出相应的显示信号。
本实施例中，处理模块2连接有蜂鸣器。
如图5所示，本实施例中，显示模块3包括移位寄存器U4（74LS164）、第三上拉电阻R8、去耦电容C31和发光二极管单元，移位寄存器U4的使能端与第一输入端均串联第三上拉电阻R8后与电源模块4的第二电源VCC连接，移位寄存器U4的第二输入端接至处理模块2的第二电源VCC，移位寄存器的输出端分别与发光二极管单元中的发光二极管相连，移位寄存器的接地端通过去耦电容C31接至电源模块4的第二电源VCC。其中单片机通过P2.6控制移位寄存器74LS164的脉冲信号，单片机通过P2.7口循环输入串行数据给移位寄存器74LS164，实现控制LED动态显示。
其中开入量检测模块的检测过程如下：如图2所示，当信号检测端AD13输入的信号为“空接点”时，开入量检测模块1输出端响应为：P1.4为低电平，P1.5为高电平；当信号检测端“AD13”输入的信号为“+110V直流电位”时，开入量检测模块1输出端响应为：P1.4为高电平，P1.5为低电平；当信号检测端AD13无信号输入（断路）时，P1.4、P1.5都为高电平，其具体工作过程如下：当信号检测端AD13输入为无信号（断路）时，采样电阻R30阻值很大（110K），第一电源（5V）无法提供两隔离光耦的导通电流，两输出端P1.4、P1.5为高电平；当检测端AD13输入“空接点”（短路）时，第二隔离光耦与采样电阻R30被短路，第一电源电压加在第一隔离光耦、保护二极管D13及接地电阻R45上，第一隔离光耦导通，第二隔离光耦不导通，输出端P1.4接地，为低电平，P1.5为高电平；当检测端AD13输入“+110V直流电位”时，采样电阻R30提供的电流达到光耦导通电流，第二隔离光耦导通，第一电源提供第一隔离光耦的导通电流，输出端P1.4、P1.5为低电平。
当采用图3所示的开入量检测模块1时的检测过程如下：当信号检测端AD13输入的信号为“空接点”或“+110V直流电位”，输出端P1.4的响应都为低电平；信号检测端AD13无信号输入（断路）时，P1.4为高电平。
使用时，待检测线路全部连接无误后，打开设备的电源开关，准备检测信号，其中前五路信号检测端AD13可以检测三个不同时限信号，并区分信号种类。
如图6所示，为前五路信号的检测时序，Z信号为15路信号输入端中首次检测到的有效信号，X、Y及后续各时限中信号为前五路的输入端信号。当全部检测端口中任一端口Z检测到有效信号，从Z出现开始计时的10s时间内记为第一批信号。在该时间内，后6～15路任一检测端检测到有效信号后，对应该路的LED灯将点亮。前5路中第一次出现的有效信号将作为该批信号的第一时限起时时间，其中每时限时间为50ms，时限起时信号出现50ms后，首次出现的信号为下一时限的起时信号，以此类推，共有3个时限。在任一时限内出现有效信号时，将点亮对应检测路的对应时限LED灯。
当15路检测端中的首次信号出现经过10s时间后，设备将通过蜂鸣器发出短暂“嘀”声，提示该批次信号已结束，等待下一批次首信号输入。“LED显示模块”将保持该批次信号显示，直至检测到下一批次首信号，清空显示，并开始显示下批次的信号状态。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (7)
1.一种变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，包括处理模块（2）、显示模块（3）、电源模块（4）以及多个开入量检测模块（1），所述开入量测量模块（1）和所述显示模块（3）均与所述处理模块（2）相连，所述电源模块（4）与所述处理模块（2）、显示模块（3）以及多个开入量检测模块（1）相连，所述开入量检测模块（1）包括信号检测端AD13、第一光耦隔离单元、第二光耦隔离单元、保护二极管D13、采样电阻R30、滤波电容C27、接地电阻R45、第一上拉电阻R62和第二上拉电阻R63，所述滤波电容C27并联在信号检测端AD13的两端，第一光耦隔离单元的输入正端与电源模块（4）相连，第一光耦隔离单元的输入负端与保护二极管D13、采样电阻R30、第二光耦隔离单元的输入正端依次串联；所述第二光耦隔离单元的输入负端串联接地电阻R45后连接至电源模块（4），所述信号检测端AD13分别接在保护二极管D13的负端与电源模块（4），所述第一光耦隔离模块的输出正端串联第一上拉电阻R62后连接至电源模块（4），所述第二光耦隔离单元的输出正端串联第二上拉电阻R63后连接至电源模块（4），所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出负端共同接入公共地GND，所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元的输出正端分别或者共同连接至所述处理模块（2）。
2.根据权利要求1所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述开入量检测模块（1）的数量为15个以上。
3.根据权利要求1所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述第一光耦隔离单元和第二光耦隔离单元分别为双通道隔离光耦的两个光耦隔离通道。
4.根据权利要求1所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述处理模块（2）包括单片机，所述单片机包括多个用于接收开入量信号的输入口、以及输出对应显示信号的输出口。
5.根据权利要求4所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述处理模块（2）连接有蜂鸣器。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述显示模块（3）包括移位寄存器U4、第三上拉电阻R8、去耦电容C31和发光二极管单元，所述移位寄存器U4的使能端与第一输入端均串联第三上拉电阻R8后与电源模块（4）连接，所述移位寄存器U4的第二输入端接至所述处理模块（2），所述移位寄存器的输出端分别与发光二极管单元中的发光二极管相连，所述移位寄存器的接地端通过去耦电容C31接至电源模块（4）。
7.根据权利要求6所述的变电站保护装置的出口矩阵测试仪，其特征在于，所述电源模块（4）包括第一电源和第二电源VCC，所述第一电源的正端pow与第一光耦隔离单元的正端相连，所述第一电源的负端powG经接地电阻R45后与第二光耦隔离单元的负端连接，所述第二电源VCC分别与第一光耦隔离单元的输入正端、第二光耦隔离单元的输入负端相连，所述第二电源VCC通过去耦电容C31与移位寄存器U4的接地端相连。
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|---|---|---|---|---|
| CN110865261A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-06 | 国网四川省电力公司眉山供电公司 | 保护装置出口矩阵校验仪及校验方法 |
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- 2014-12-02 CN CN201420743811.6U patent/CN204228861U/zh active Active
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