CN215894788U - 一种变电站继电保护测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变电站继电保护测试系统，包括测试主机和至少一个测试从机；测试主机包括主机CPU、二维码扫描装置和第一无线收发器，每个测试从机均包括从机CPU、显示器、测试信号输出接口和第二无线收发器；显示器用于显示二维码，二维码所包含的信息与对应的第二无线收发器相匹配；从机电源与从机CPU电连接，从机CPU分别与显示器、测试信号输出接口和第二无线收发器电连接，测试信号输出接口与对应的外部待测继电器电连接。本实用新型实现一主多从的无线组网，构建了一主多从的测试体系，通过一台测试主机同时操作多台测试从机，测试方便，布设难度低，人工成本低，有效规避了测试人员的安全风险。

Description

一种变电站继电保护测试系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统安全领域，特别涉及一种变电站继电保护测试系统。

背景技术

继电保护测试装置(或继电保护测试系统)是保证电力系统安全可靠运行的一种重要测试工具。继电保护测试装置可完成变电站现场大多数试验检定工作，可对各种继电器(如电流、电压、反时限、功率方向、阻抗、差动、低周、同期、频率、直流、中间、时间等)及微机保护进行检定，并可模拟单相至三相的瞬时性、转换性故障进行整组试验。

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。继电保护测试装置已广泛运用于线路保护、主变差动保护和励磁控制等各个领域，变电站综合自动化已成为主流。

目前的继电保护测试装置采用一体化设计，在使用过程中也凸显了一些弊端性。比如：在变压器测试工作中，因变压器分高、中、低三个区域，且各区域间隔很远，现场对三个区域同时测试时，需要拉很长的线缆，给测试带了极大不便，布设难度较大。在该变电站测试工作中，还经常会出现需要几个测试点同时进行测试。这就需要多人分别处于不同测试点来测试，而且还需要多人之间电话沟通协商。因变电站调试人员能力水平参差不齐，每个人业务水平有高有低，整个测试任务会受最低业务水平的人员的影响，且测试效率低下。此外，测试任务可能是在高压环境中进行，如果一体式继电保护测试装置长时间在高压环境中实操，会有安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种变电站继电保护测试系统，解决了现有一体式继电保护测试装置布设难度大、测试不方便、测试效率低下及存在较高安全隐患的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种变电站继电保护测试系统，包括测试主机和至少一个测试从机；所述测试主机包括主机CPU、二维码扫描装置和第一无线收发器，每个所述测试从机均包括从机CPU、显示器、测试信号输出接口和第二无线收发器；

所述主机CPU分别与所述二维码扫描装置和所述第一无线收发器电连接；在每个所述测试从机中，所述显示器用于显示对应的所述从机CPU生成的二维码，所述二维码所包含的信息与对应的所述第二无线收发器相匹配；所述从机电源与所述从机CPU电连接，所述从机CPU分别与所述显示器、所述测试信号输出接口和所述第二无线收发器电连接，所述测试信号输出接口与对应的外部待测继电器电连接。

本实用新型的有益效果是：每个测试从机中设有显示器，显示器能显示与对应的第二无线收发器信息相匹配的二维码，测试主机可事先通过其二维码扫描装置去扫描测试从机上的二维码时，通过主机CPU识别二维码所识别出的信息(例如测试从机中第二无线收发器的账号和密码)来匹配第二无线收发器，进而通过测试主机中第一无线收发器与匹配出的第二无线收发器来实现测试主机与匹配的测试从机之间的互联，由于测试从机有多个，可以通过一台测试主机匹配多台测试从机，进而实现一主多从的无线组网；当测试主机与测试从机互联时，测试人员可将测试主机设置在远程端，通过主机CPU发出测试信号，再通过第一无线收发器和第二无线收发器传输到从机CPU，并通过测试信号输出接口传输到测试从机对应的外部待测继电器中，实现该待测继电器的继电保护测试；

本实用新型的变电站继电保护测试系统，基于二维码的扫描和识别，实现一主多从的无线组网，无需假设复杂冗长的线缆，有效降低了布设难度；构建了一主多从的测试体系，只需要在测试主机处配置相关测试人员，通过一台测试主机同时操作多台测试从机，实现多个测试点的变电站继电保护测试，测试方便，无需配置多个业务水平高的测试人员，有效节省了人工成本；采用分离式设计，测试主机处的测试人员无需在高危环境下实操，有效规避了测试人员的安全风险。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还有如下改进：

进一步：所述测试主机还包括主机电源，所述主机电源与所述主机CPU电连接；

每个所述测试从机还均包括从机电源，每个所述从机电源均与对应的所述从机CPU电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过主机电源为测试主机供电，以便测试主机内各部件的正常运行，通过每个从机电源为对应的测试从机供电，以便各测试从机内各部件的正常运行；通过上述单独供电的方式，更好地实现多个测试点的布局，能更好地实现一主多从的测试体系。

进一步：所述主机电源包括第一锂电池和第一电源管理电路，所述第一锂电池通过所述第一电源管理电路与所述主机CPU电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过上述结构的主机电源，能更好地为测试主机的各部件分配所需的电压，保证正常运行。

进一步：每个所述从机电源均包括第二锂电池和第二电源管理电路，每个所述第二锂电池均通过对应的所述第二电源管理电路与对应的所述从机CPU电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过上述结构的各从机电源，能更好地为各测试从机的部件分配所需的电压，保证正常运行。

进一步：所述测试主机还包括第一无线GPS授时装置，所述第一无线GPS授时装置与所述主机CPU电连接，所述第一无线GPS授时装置与GPS卫星通信连接；

每个所述测试从机还均包括第二无线GPS授时装置，每个所述第二无线GPS授时装置均与对应的所述从机CPU电连接，所有所述第二无线GPS授时装置均与GPS卫星通信连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过测试主机内的第一无线GPS授时装置和每个测试从机内的第二无线GPS授时装置，以便在测试主机与每个测试从机互联时，基于GPS卫星信号来确保测试主机与互联的测试从机之间的时间同步，进而保证测试从机更精确地根据主机CPU发出的测试信号来实现相连的待测继电器的继电保护测试。

进一步：在每个所述测试从机中，所述测试信号输出接口均包括开关信号输出接口、电压输出接口和电流输出接口；

所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口均与对应的所述从机CPU电连接，所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口还均与对应的外部待测继电器电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过开关信号输出接口，以便基于测试主机和测试从机的互联，向待测继电器发出模拟的开关信号，进行方便实现待测继电器的瞬时性、转换性等性能的测试；通过电压输出接口和电流输出接口，以便基于测试主机和测试从机的互联，向待测继电器发出模拟的电压信号和电流信号，确保待测继电器的瞬时性、转换性等性能测试的正常运行。

进一步：所述测试主机还包括设有人机交互界面的触摸屏，所述触摸屏与所述主机CPU电连接。

上述进一步技术方案的有益效果是：通过测试主机上设有人机交互界面的触摸屏，方便测试人员直接在测试主机的设置处发送需要的测试指令，提高了智能化程度，使得测试更加方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种变电站继电保护测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中变电站继电保护测试系统中的测试主机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中变电站继电保护测试系统中的测试从机的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中另一种测试主机的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中另一种测试从机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

下面结合附图，对本实用新型进行说明。

实施例、如图1至图3所示，一种变电站继电保护测试系统，包括测试主机和至少一个测试从机；所述测试主机包括主机CPU、二维码扫描装置和第一无线收发器，每个所述测试从机均包括从机CPU、显示器、测试信号输出接口和第二无线收发器；

所述主机CPU分别与所述二维码扫描装置和所述第一无线收发器电连接；在每个所述测试从机中，所述显示器用于显示对应的所述从机CPU生成的二维码，所述二维码所包含的信息与对应的所述第二无线收发器相匹配；所述从机电源与所述从机CPU电连接，所述从机CPU分别与所述显示器、所述测试信号输出接口和所述第二无线收发器电连接，所述测试信号输出接口与对应的外部待测继电器电连接。

本实施例变电站继电保护测试系统的工作原理为：

每个测试从机中设有显示器，显示器能显示与对应的第二无线收发器信息相匹配的二维码，测试主机可事先通过其二维码扫描装置去扫描测试从机上的二维码时，通过主机CPU识别二维码所识别出的信息(例如测试从机中第二无线收发器的账号和密码)来匹配第二无线收发器，进而通过测试主机中第一无线收发器与匹配出的第二无线收发器来实现测试主机与匹配的测试从机之间的互联，由于测试从机有多个，可以通过一台测试主机匹配多台测试从机，进而实现一主多从的无线组网；当测试主机与测试从机互联时，测试人员可将测试主机设置在远程端，通过主机CPU发出测试信号，再通过第一无线收发器和第二无线收发器传输到从机CPU，并通过测试信号输出接口传输到测试从机对应的外部待测继电器中，实现该待测继电器的继电保护测试。

具体地，本实施例中二维码扫描装置具体为测试主机上的摄像头，第一无线收发器和第二无线收发器均为WIFI模块，两种无线收发器的具体型号可以相同也可以不同，主机CPU、从机CPU、摄像头和WIFI模块均可以根据实际情况选择合适的通用型号，例如STM32系列的主机CPU、ESP8266型号的WIFI模块，此处不再列举。测试从机上显示器所显示的二维码为对应的WIFI模块的账号和密码。

具体地，在一个实施例中，变电站继电保护测试系统包括测试主机A和n个测试从机B，测试从机分别为B1、B2、……和Bn，各测试从机布设在n个需要继电保护测试的测试点，每个测试点处有一个继电器(如电流、电压、反时限、功率方向、阻抗、差动、低周、同期、频率、直流、中间、时间等类型的继电器)。对于测试从机B1，上电后显示器上显示出对应的二维码，当测试人员手持测试主机A，测试主机A上电后，通过其上的摄像头扫描该测试从机B1上的显示器所显示的二维码，利用主机CPU识别出其对应的WIFI模块的账号和密码，并根据该账号和密码连上测试从机B1，实现测试主机A与测试从机B1的第二无线收发器的匹配和通信连接；然后测试主机A通过UPD协议发送包含有其WIFI信息的报文至测试从机B1的从机CPU，从机CPU根据该报文连上测试主机A，实现测试从机B1与测试主机A的第一无线收发器的匹配和通信连接，进而实现测试主机A与测试从机B1的无线互联；测试主机A与其他测试从机的无线互联与此相同，不再赘述。

本实施例的变电站继电保护测试系统，基于二维码的扫描和识别，实现一主多从的无线组网，无需假设复杂冗长的线缆，有效降低了布设难度；构建了一主多从的测试体系，只需要在测试主机处配置相关测试人员，通过一台测试主机同时操作多台测试从机，实现多个测试点的变电站继电保护测试，测试方便，无需配置多个业务水平高的测试人员，有效节省了人工成本；采用分离式设计，测试主机处的测试人员无需在高危环境下实操，有效规避了测试人员的安全风险。

需要说明的是，主机CPU识别二维码，根据识别出的WIFI账号和密码来连网，以及主机CPU通过UPD协议发送包含有其WIFI信息的报文，从机CPU根据报文来联网，从机CPU生成含有WIFI账号和密码的二维码等，这些计算机程序均为现有技术，具体细节此处不再赘述，本实用新型只针对变电站继电保护测试系统的硬件结构进行改进，不涉及计算机程序的改进，并为变电站继电保护测试技术提供硬件基础。

优选地，如图4和图5所示，所述测试主机还包括主机电源，所述主机电源与所述主机CPU电连接；

每个所述测试从机还均包括从机电源，每个所述从机电源均与对应的所述从机CPU电连接。

通过主机电源为测试主机供电，以便测试主机内各部件的正常运行，通过每个从机电源为对应的测试从机供电，以便各测试从机内各部件的正常运行；通过上述单独供电的方式，更好地实现多个测试点的布局，能更好地实现一主多从的测试体系。

优选地，如图4所示，所述主机电源包括第一锂电池和第一电源管理电路，所述第一锂电池通过所述第一电源管理电路与所述主机CPU电连接。

通过上述结构的主机电源，能更好地为测试主机的各部件分配所需的电压，保证正常运行。

优选地，如图5所示，每个所述从机电源均包括第二锂电池和第二电源管理电路，每个所述第二锂电池均通过对应的所述第二电源管理电路与对应的所述从机CPU电连接。

通过上述结构的各从机电源，能更好地为各测试从机的部件分配所需的电压，保证正常运行。

具体地，第一电源管理电路和第二电源管理电路的型号可以相同也可以不同，均可以根据实际情况选择合适的通用型号，此处不再列举。

优选地，如图4和图5所示，所述测试主机还包括第一无线GPS授时装置，所述第一无线GPS授时装置与所述主机CPU电连接，所述第一无线GPS授时装置与GPS卫星通信连接；

每个所述测试从机还均包括第二无线GPS授时装置，每个所述第二无线GPS授时装置均与对应的所述从机CPU电连接，所有所述第二无线GPS授时装置均与GPS卫星通信连接。

通过测试主机内的第一无线GPS授时装置和每个测试从机内的第二无线GPS授时装置，以便在测试主机与每个测试从机互联时，基于GPS卫星信号来确保测试主机与互联的测试从机之间的时间同步，进而保证测试从机更精确地根据主机CPU发出的测试信号来实现相连的待测继电器的继电保护测试。

具体地，第一无线GPS授时装置和第二无线GPS授时装置均与GPS卫星通信连接，因此均接收GPS卫星信号，并根据各自接收到的GPS卫星信号转换成PPS信号，这些无线GPS授时装置所生成的所有PPS信号的相位和频率均一致，从而实现了第一无线GPS授时装置和各第二无线GPS授时装置之间的时间同步，进而也实现了测试主机与各测试从机之间的时间同步。上述所涉及到的计算机程序均为GPS授时装置的现有技术，本实用新型不涉及计算机程序的改进。

第一无线GPS授时装置和第二无线GPS授时装置具体为北斗GPS授时仪，均可以根据实际情况选择的合适的型号。

优选地，如图5所示，在每个所述测试从机中，所述测试信号输出接口均包括开关信号输出接口、电压输出接口和电流输出接口；

所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口均与对应的所述从机CPU电连接，所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口还均与对应的外部待测继电器电连接。

通过开关信号输出接口，以便基于测试主机和测试从机的互联，向待测继电器发出模拟的开关信号，进行方便实现待测继电器的瞬时性、转换性等性能的测试；通过电压输出接口和电流输出接口，以便基于测试主机和测试从机的互联，向待测继电器发出模拟的电压信号和电流信号，确保待测继电器的瞬时性、转换性等性能测试的正常运行。

优选地，如图4所示，所述测试主机还包括设有人机交互界面的触摸屏，所述触摸屏与所述主机CPU电连接。

通过测试主机上设有人机交互界面的触摸屏，方便测试人员直接在测试主机的设置处发送需要的测试指令，提高了智能化程度，使得测试更加方便快捷。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变电站继电保护测试系统，其特征在于，包括测试主机和至少一个测试从机；所述测试主机包括主机CPU、二维码扫描装置和第一无线收发器，每个所述测试从机均包括从机CPU、显示器、测试信号输出接口和第二无线收发器；

所述主机CPU分别与所述二维码扫描装置和所述第一无线收发器电连接；在每个所述测试从机中，所述显示器用于显示对应的所述从机CPU生成的二维码，所述二维码所包含的信息与对应的所述第二无线收发器相匹配；所述从机电源与所述从机CPU电连接，所述从机CPU分别与所述显示器、所述测试信号输出接口和所述第二无线收发器电连接，所述测试信号输出接口与对应的外部待测继电器电连接。

2.根据权利要求1所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，所述测试主机还包括主机电源，所述主机电源与所述主机CPU电连接；

每个所述测试从机还均包括从机电源，每个所述从机电源均与对应的所述从机CPU电连接。

3.根据权利要求2所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，所述主机电源包括第一锂电池和第一电源管理电路，所述第一锂电池通过所述第一电源管理电路与所述主机CPU电连接。

4.根据权利要求3所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，每个所述从机电源均包括第二锂电池和第二电源管理电路，每个所述第二锂电池均通过对应的所述第二电源管理电路与对应的所述从机CPU电连接。

5.根据权利要求1所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，所述测试主机还包括第一无线GPS授时装置，所述第一无线GPS授时装置与所述主机CPU电连接，所述第一无线GPS授时装置与GPS卫星通信连接；

每个所述测试从机还均包括第二无线GPS授时装置，每个所述第二无线GPS授时装置均与对应的所述从机CPU电连接，所有所述第二无线GPS授时装置均与GPS卫星通信连接。

6.根据权利要求1所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，在每个所述测试从机中，所述测试信号输出接口均包括开关信号输出接口、电压输出接口和电流输出接口；

所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口均与对应的所述从机CPU电连接，所述开关信号输出接口、所述电压输出接口和所述电流输出接口还均与对应的外部待测继电器电连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的变电站继电保护测试系统，其特征在于，所述测试主机还包括设有人机交互界面的触摸屏，所述触摸屏与所述主机CPU电连接。

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