CN204631216U - 通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，后台主机将通过人机交互模块所配置的测试用例信息进行处理后发送至前置机；前置机解析为控制命令；主控板配置开关量输出板，使开关电源、直流可调电源通过开关量输出板的相应通道向电源板输出电源信号和直流激励信号；继保测试仪配置向电源板输出的交流激励信号；适配装置对电源板所输出的信号进行调理并送入主板和继电器板，及对主板和继电器板所输出的响应信号进行调理；主控板经开关量输入板采集继电器动作的响应信号，测控板采集敏感元件器的响应信号；后台主机对响应信号进行处理，并通过人机交互模块输出。实施本实用新型的技术方案，节省了人力物力。

Description

通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统

技术领域

本实用新型涉及核电领域，尤其涉及一种通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统。

背景技术

过流及接地保护继电器系列卡件是核电站电路保护的重要卡件，主要用于电力系统中直接接地、电阻接地或者阻抗接地的辐射式电网中，包括电源板、主板和继电器板，其中主板和继电器板上搭载了对继电器过电流保护起主要作用的元器件，其中电容、继电器、电流互感器等敏感元器件在长年连续工作后，性能下降，易发生故障，影响继电器的过电流保护功能，进而影响到整个核电站电路保护系统的可靠性，对整个核电站电网系统的安全和稳定运行构成危险。因而，有必要保证其工作的可靠性。

目前核电站对过流及接地保护继电器系列卡件的检测一般进行装置整体上电测试，检测卡件整体功能。若卡件发生故障，无法精确判定故障发生原因，进行相应维修，只能进行整体更换，造成了巨大的资源浪费。同时，设备日常检测维护时，也无法了解卡件内部元器件的损耗情况，给设备管理维护工作带来困难。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种节省人力物力的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，通用过流及接地保护继电器包括电源板、主板和继电器板，所述测试系统包括人机交互模块、测试信号源及后台主机、前置机、开关电源、采集控制装置、测控板和适配装置，其中，所述测试信号源包括继保测试仪及直流可调电源，所述采集控制装置包括主控板、开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板；其中，

人机交互模块，用于接收测试人员配置的测试用例信息并将其发送至后台主机，及输出激励信号和响应信号，所述响应信号包括敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号；

后台主机，连接于所述人机交互模块，用于对所接收的测试用例信息进行处理并发送至前置机；及对所接收的响应信号和激励信号进行处理并发送至所述人机交互模块；

前置机，连接于所述后台主机，用于将所接收的测试用例信息解析为控制命令，并将其分别下发至主控板、继保测试仪和直流可调电源；及将所接收的响应信号和激励信号发送至所述后台主机；

主控板，连接于所述前置机、开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板，用于根据所接收的控制命令配置开关量输出板中的相应通道；及经开关量输入板采集继电器动作的响应信号，经模拟量输入板采集交流激励信号，并将继电器动作的响应信号和交流激励信号送入前置机；

测控板，连接于所述前置机，且用于采集敏感元器件的响应信号，并送入前置机；

开关电源，连接于所述开关量输出板，用于经开关量输出板的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出电源信号；

直流可调电源，连接于所述开关量输出板，用于经开关量输出板的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出直流激励信号；

继保测试仪，连接于所述前置机和所述模拟量输入板，用于根据所接收的控制命令配置向通用过流及接地保护继电器的电源板输出的交流激励信号；

适配装置，连接于所述开关量输出板、开关量输入板、模拟量输入板和测控板，用于对电源板所输出的激励信号、电源信号进行调理并送入所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板，及对所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板所输出的敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号进行调理，并将敏感元器件的响应信号送入所述测控板，及将继电器动作的响应信号送入开关量输入板。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述机柜内还设置有用于检测机柜内的温湿度信息及采集直流激励信号和电源信号的温湿度测控板。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述适配装置固定在机柜内的卡槽中。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述卡槽的数量为多个，且相邻卡槽间隔预设距离。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述机柜内设有隔层，所述前置机、直流可调电源、开关电源、采集控制装置、适配装置、测控板分别设置在相应隔层内。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述适配装置包括：

与所述采集控制装置和所述通用过流及接地保护继电器的电源板相连的第一端子排；

与所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板相连的第二端子排；及

分别连接于所述第一端子排、所述第二端子排，且用于对激励信号、电源信号及响应信号进行处理的中间电路。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述开关量输入板的每个通道上设置有光耦。

在本实用新型所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统中，所述开关量输出板的每个通道上设置有继电器。

实施本实用新型的技术方案，通用过流及接地保护继电器敏感元器件的测试全过程无需人员值守，可实现长时在线监测，可对测试结果进行人性化展示和提醒，解决了现有技术需大量人工操作、效率较低，且无法通过长时监测提前暴露故障隐患的缺点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统实施例一的逻辑图；

图2是本实用新型通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统实施例二的逻辑图。

具体实施方式

图1是本实用新型通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统实施例一的逻辑图，首先说明的是，通用过流及接地保护继电器包括电源板、主板和继电器板，而且，主板和继电器板包括有电容、继电器、电流互感器等敏感元器件。该测试系统包括人机交互模块108、测试信号源103、后台主机107、前置机102、开关电源109、采集控制装置104、测控板106、适配装置105和待测试的通用过流及接地保护继电器。其中，测试信号源103包括继保测试仪1031及直流可调电源1032，采集控制装置104包括主控板1041、开关量输出板1042、模拟量输入板1043和开关量输入板1044，例如，主控板1041的型号为RP7001、开关量输入板1044的型号为RP7301、开关量输出板1042的型号为RP7321、模拟量输入板1043的型号为RP7105。而且，前置机102与后台主机107、采集控制装置104通过以太网口连接，测试信号源103分别与前置机102和采集控制装置104连接，开关电源109与采集控制装置104连接，适配装置105分别与采集控制装置104、通用过流及接地保护继电器的电源板、主板和继电器板形成电气端口连接。

在该实施例中，各部分的功能如下：

人机交互模块108，用于展示通用过流及接地保护继电器106的机柜外观及设备数据；接收测试人员配置的测试用例信息并将其发送至后台主机107，及监测激励信号和响应信号的波形、故障预警信息等，其中，测试用例信息是一种结构化的测试过程文档，用于定义测试试验中测试信号类型、大小、时序、时长、采集对象等信息。响应信号包括敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号；激励信号包括直流激励信号和交流激励信号；

后台主机107，连接于人机交互模块108，用于对所接收的响应信号和激励信号进行处理并发送至人机交互模块108；存储敏感元器件的相关数据；接收及处理测试用例信息并发送至前置机102，测试用例信息例如包括：配置继保测试仪的运行时间及停止时间，配置继保测试仪输出至少一路单相交流电流；配置开关电源的启动时间、停止时间；配置开关量输出板中相应通道的开关状态；

前置机102，连接于后台主机107，用于将所接收的测试用例信息解析为控制命令，并将其分别下发至主控板1041、继保测试仪1031和直流可调电源1032；及将所接收的响应信号和激励信号发送至后台主机107；

主控板1041，连接于前置机102、开关量输出板1042、模拟量输入板1043和开关量输入板1044，用于根据所接收的控制命令配置开关量输出板1042中的相应通道；及经开关量输入板1044采集继电器动作的响应信号，经模拟量输入板1043采集交流激励信号，并将继电器动作的响应信号和交流激励信号送入前置机102；

测控板106，连接于前置机102，且用于采集敏感元器件的响应信号，并送入前置机102；

开关电源109，连接于开关量输出板1042，用于经开关量输出板1042的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出电源信号，例如，输出24V供电电压；

直流可调电源1032，连接于开关量输出板1042，用于经开关量输出板1042的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出直流激励信号，例如，输出大小为125V的直流电压；

继保测试仪1031连接于前置机102和模拟量输入板1043，用于根据所接收的控制命令配置向通用过流及接地保护继电器的电源板输出的交流激励信号，例如两路单相交流电流；

开关量输出板1042，与直流可调电源1032和开关电源109相连，用于实现对直流可调电源1032和开关电源109的启动、停止时间的控制，从而为通用过流及接地保护继电器的电源板提供直流激励信号和电源信号；

模拟量输入板1043，与继保测试仪1031和主控板1041连接，用于采集继保测试仪1031提供的交流激励信号；

开关量输入板1044，与适配装置105和主控板1041连接，用于通过适配装置105采集通用过流及接地保护继电器上的继电器动作的响应信号；

适配装置105为针对被测的通用过流及接地保护继电器106专门设计的信号调理电路，即中间电路，用于对电源板所输出的激励信号、电源信号进行调理并送入通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板，及对通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板所输出的敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号进行调理，并将敏感元器件的响应信号送入测控板106，及将继电器动作的响应信号送入开关量输入板1044。

首先说明的是，对通用过流及接地保护继电器的敏感元器件进行测试是在拷机测试过程中进行的，而且，敏感元器件的测试结果能够反映卡件性能劣化程度，但敏感元器件有老化现象并不代表卡件不能正常工作，因此，需要监测继电器来判断卡件功能是否正常，否则单凭敏感元器件的测试结果容易出现误判。在使用该实施例的测试系统对敏感元器件进行测试时，后台主机107将通过人机交互模块108所配置的测试用例信息进行处理后发送至前置机102。前置机102将所接收的测试用例信息解析为控制命令，并将其分别下发至主控板1041、继保测试仪1031和直流可调电源1032。主控板1041根据所接收的控制命令配置开关量输出板1042中的相应通道，使开关电源109通过开关量输出板1042的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出电源信号；同时，使直流可调电源1032通过开关量输出板1042的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出直流激励信号；继保测试仪1031根据所接收的控制命令配置向通用过流及接地保护继电器的电源板输出的交流激励信号。适配装置105对电源板所输出的激励信号、电源信号进行调理并送入通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板，及对通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板所输出的敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号进行调理，并将敏感元器件的响应信号送入测控板106，及将继电器动作的响应信号送入开关量输入板1044。主控板1041经开关量输入板1044采集继电器动作的响应信号，并通过前置机102上传至后台主机，而且，测控板106采集敏感元件器的响应信号，并通过前置机102上传至后台主机107。后台主机107对响应信号进行处理，并通过人机交互模块108输出。

优选地，后台主机107还调用案例库中所存储的标准工况下的标准信号的波形，并将其与测试获得的响应信号的波形进行对比，若波动超过预设范围，则通过人机交互模块108输出故障报警信号。

进一步地，前置机102、开关电源109、采集控制装置104、测控板106、适配装置105及直流可调电源1032均设置在机柜101内。而且，机柜101内还设置有温湿度测控板110，该温湿度测控板110实质为一块模拟量采集板，其用于检测机柜101内的温湿度信息及采集直流激励信号和电源信号，并将温湿度信息、激励信号和电源信号送入前置机102，这样，还可在人机交互模块108显示激励信号和电源信号。

在一个实施例中，机柜101内设有多个隔层，而且，前置机102、直流可调电源1032、开关电源109、采集控制装置104、适配装置105、测控板106分别设置在相应隔层内。而且，适配装置105固定在机柜101内的卡槽中，例如，卡槽宽6cm，卡槽高12cm。优选地，卡槽的数量可为多个，且相邻卡槽间隔预设距离，这样，该测试系统可同时对多个通用过流及接地保护继电器进行检测。

图2是本实用新型通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，首先说明的是，在该实施例中，测试的敏感元器件包括：继电器K1的线圈、电解电容C5、电解电容C6、电解电容C7。

在该实施例中，适配装置105包括第一端子排、第二端子排和中间电路。其中，第一端子排与采集控制装置104和通用过流及接地保护继电器的电源板相连；第二端子排与通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板相连；中间电路分别连接于第一端子排和第二端子排，而且，该中间电路用于对激励信号、电源信号及响应信号进行处理。

在该实施例中，开关量输出板1042的每个通道上设置有继电器，图中仅示出了继电器的开关触点CJ32、CJ36、CJ47。开关量输入板1044的每个通道上设置有光耦，图中示出了六路光耦中的发光二极管KI119、KI120、KI121、KI122、KI123、KI124。测控板106有四路模拟输入通道，分别为AD11、AD9、AD10、AD12。而且，开关量输出板1042的通道CJ33、CJ36将直流可调电源1032所输出的直流电压经电源板、适配装置105接入到主板和继电器板的引脚61、62上。继保测试仪1031输出的三相交流电流分别通过电源板、适配装置105接入到主板和继电器板的引脚2/1、5/4、8/7。开关电源109的正极分别通过电源板、适配装置105接入到主板和继电器板的引脚65/66、71/72、74/75、77/78、80/81、68/69的一端。引脚65/66、71/72、74/75、77/78、80/81、68/69的另一端分别接入到开关量输入板1044的KI119、KI120、KI121、KI122、KI123、KI124通道，一旦通用过流及接地保护继电器主板或继电器板上的继电器发生动作，即可产生光耦输出，从而采集到过流及接地保护继电器上继电器动作的响应信号。而主板和继电器上的继电器K1的线圈、电解电容C5、电解电容C6、电解电容C7分别通过探针连接到测控板的AD11、AD9、AD10、AD12通道。

测试实验开始后，系统根据测试用例配置测试过程，测试过程中测试数据将实时在人机交互模块中展示，其中，开关量信号通过不同颜色的信号灯进行描述，如绿色代表闭合、红色代表断开；模拟量信号经过波形处理后通过实时波形进行展示。同时，人机交互模块也会展示测试过程的各种提示信息，例如机柜使用情况、测试过程信息、测试状态、故障报警信息等。其中，测试状态用不同颜色的信号灯加以区分，比如，绿色表示测试无异常情况、红色表示测试结果异常，并通过文字性的故障报警信息进行提示。当测试过程报警时，测试人员可以远程终止测试，保证整个系统的安全。

综上所述，通用过流及接地保护继电器敏感元器件的测试全过程无需人员值守，可实现长时在线监测，可对测试结果进行人性化展示和提醒，实现卡件过流保护定值动作功能、敏感元器件性能的自动、批量的测试和分析，解决了现有技术需大量人工操作、效率较低，且无法通过长时监测提前暴露故障隐患的缺点。

另外，这种测试系统具备较强的针对性，测试系统中存储有针对通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试的标准测试用例，测试人员只需调用测例就能完成整个复杂的测试过程，降低了测试实验堆人员素质的要求，有利于通用过流及接地保护继电器敏感元器件的测试的标准化、规范化，同时提高了试验的安全性。而且，该测试系统提供了丰富的人机交互功能，通过人性化的展示界面，采用图形化方式直观的展示测试过程采集到的数据信息。该测试系统还具有数据分析比对功能，能快速对敏感元器件进行寿命分析和故障判断。该测试系统采用数据库管理方式，对试验配置、过程、结果数据进行管理，支持用户随时查看浏览，同时为故障案例库的形成提供数据支撑。该测试系统拥有试验报告自动生成功能，避免了试验信息的遗漏，并利于试验资料存档。

实用新型以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，通用过流及接地保护继电器包括电源板、主板和继电器板，其特征在于，所述测试系统包括人机交互模块、测试信号源、后台主机、前置机、开关电源、采集控制装置、测控板和适配装置，其中，所述测试信号源包括继保测试仪及直流可调电源，所述采集控制装置包括主控板、开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板；其中，人机交互模块，用于接收测试人员配置的测试用例信息并将其发送至后台主机，及输出激励信号和响应信号，所述响应信号包括敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号；

后台主机，连接于所述人机交互模块，用于对所接收的测试用例信息进行处理并发送至前置机；及对所接收的响应信号和激励信号进行处理并发送至所述人机交互模块；

前置机，连接于所述后台主机，用于将所接收的测试用例信息解析为控制命令，并将其分别下发至主控板、继保测试仪和直流可调电源；及将所接收的响应信号和激励信号发送至所述后台主机；

主控板，连接于所述前置机、开关量输出板、模拟量输入板和开关量输入板，用于根据所接收的控制命令配置开关量输出板中的相应通道；及经开关量输入板采集继电器动作的响应信号，经模拟量输入板采集交流激励信号，并将继电器动作的响应信号和交流激励信号送入前置机；

测控板，连接于所述前置机，且用于采集敏感元器件的响应信号，并送入前置机；

开关电源，连接于所述开关量输出板，用于经开关量输出板的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出电源信号；

直流可调电源，连接于所述开关量输出板，用于经开关量输出板的相应通道向通用过流及接地保护继电器的电源板输出直流激励信号；

继保测试仪，连接于所述前置机和所述模拟量输入板，用于根据所接收的控制命令配置向通用过流及接地保护继电器的电源板输出的交流激励信号；

适配装置，连接于所述开关量输出板、开关量输入板、模拟量输入板和测控板，用于对电源板所输出的激励信号、电源信号进行调理并送入所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板，及对所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板所输出的敏感元器件的响应信号和继电器动作的响应信号进行调理，并将敏感元器件的响应信号送入所述测控板，及将继电器动作的响应信号送入开关量输入板。

2.根据权利要求1所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统还包括机柜，所述前置机、开关电源、采集控制装置、测控板、适配装置及直流可调电源均设置在所述机柜内。

3.根据权利要求2所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述机柜内还设置有用于检测机柜内的温湿度信息及采集直流激励信号和电源信号的温湿度测控板。

4.根据权利要求2所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述适配装置固定在机柜内的卡槽中。

5.根据权利要求4所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述卡槽的数量为多个，且相邻卡槽间隔预设距离。

6.根据权利要求2所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述机柜内设有隔层，所述前置机、直流可调电源、开关电源、采集控制装置、适配装置、测控板分别设置在相应隔层内。

7.根据权利要求1所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述适配装置包括：

与所述采集控制装置和所述通用过流及接地保护继电器的电源板相连的第一端子排；

与所述通用过流及接地保护继电器的主板和继电器板相连的第二端子排；及

分别连接于所述第一端子排、所述第二端子排，且用于对激励信号、电源信号及响应信号进行处理的中间电路。

8.根据权利要求1所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述开关量输入板的每个通道上设置有光耦。

9.根据权利要求1所述的通用过流及接地保护继电器的敏感元器件测试系统，其特征在于，所述开关量输出板的每个通道上设置有继电器。