CN218549948U - 一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力试验设备技术领域，涉及一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，包括试验平台主站设备、若干个待测RTU装置、交直流可调电源、三遥测试信号源与模拟供电臂线路。本实用新型铁路电力远动终端装置试验平台克服了现有测试技术存在的缺陷，具有测试结果准确、测试操作便捷、测试效率高、测试内容更全面并且易于维护的优点，实现对待测RTU装置在出厂前的产品功能检验测试与性能检验测试，实现遥控、遥信性能检验测试，能够进行模拟动模试验，提高产品在其生命周期内的可靠性、安全性和可维护性。

Description

一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备

技术领域

本实用新型涉及电力试验设备技术领域，具体而言，涉及一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备。

背景技术

铁路电力远动终端装置是SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，铁路供电调度控制)系统的电力被控站通信管理单元、RTU装置(Remote Terminal Units，远动终端单元)的统称。该RTU装置常应用于铁路电力供电的箱式变电站、低压变电所、开关站等处所，完成铁路电力供电的遥控、遥信、遥测、故障录波等功能。

目前，该RTU装置没有单独的测试平台，遥控功能测试依赖测试人员使用万用表蜂鸣器档测试遥控出口是否正确或者遥控出口外接交直流接触器检测遥控出口是否正确实现；遥信功能测试通过测试人员手动短接遥信测试点实现；遥测功能测试依赖于测试人员使用继电保护仪器输出设定的三相交流电压与电流送给RTU装置来测试。

现有的测试方法存在以下缺陷：

1)测试过程需要测试人员手工操作，存在误测风险；

2)测试操作过程繁琐，测试效率低；

3)无法实现遥控、遥信性能检验测试；

4)无法实现模拟动模试验。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，包括试验平台主站设备、若干个待测RTU装置、交直流可调电源、三遥测试信号源与模拟供电臂线路；

所述试验平台主站设备设置有主机控制器与第一以太网通信接口；所述主机控制器通过所述第一以太网通信接口与若干个所述待测RTU装置网络连接；

所述待测RTU装置与所述试验平台主站设备之间设置有通信管理装置；所述试验平台主站设备通过所述通信管理装置与所述待测RTU装置通信连接；

所述交直流可调电源包括直流可调电源与交流可调电源，用于对所述RTU装置进行电源适应性测试；所述待测RTU装置分别与所述交直流可调电源、所述三遥测试信号源以及所述模拟供电臂线路通信连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型铁路电力远动终端装置试验平台克服了现有测试技术存在的缺陷，具有测试结果准确、测试操作便捷、测试效率高、测试内容更全面并且易于维护的优点，实现对待测RTU装置在出厂前的产品功能检验测试与性能检验测试，实现遥控、遥信性能检验测试，能够进行模拟动模试验，提高产品在其生命周期内的可靠性、安全性和可维护性。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述通信管理装置包括通信管理单元、第一CAN总线接口与第二以太网通信接口；

所述主机控制器通过所述第一以太网通信接口与所述第二以太网通信接口通信连接；所述通信管理单元与所述第二以太网通信接口通信连接；

所述待测RTU装置设置有第二CAN总线接口；所述第一CAN总线接口与所述第二CAN总线接口通信连接。

进一步，所述三遥测试信号源包括可编程逻辑控制器与三相交流标准信号源；所述可编程逻辑控制器用于通过磁保持继电器连接遥控执行模拟器与遥信信号模拟器；所述三相交流标准信号源用于产生三相交流电压测试信号与三相交流电流测试信号；所述三相交流标准信号源与所述待测RTU装置信号连接。

进一步，所述模拟供电臂线路包括配电所动模模拟系统与箱变/低压柜动模模拟系统；所述配电所动模模拟系统与所述箱变/低压柜动模模拟系统分别与所述待测RTU装置电连接。

进一步，所述配电所动模模拟系统包括三相调压器、配电保护器、第一断路器、第一电压互感器、第二电压互感器、电流互感器与第一空气开关；所述三相调压器的输入端用于三相电输入；所述电压互感器的输入端与所述三相调压器的输出端电信号连接；所述电压互感器的输出端与所述配电保护器的输入端电信号连接；所述三相调压器的输出端通过所述第一空气开关与所述第一断路器的输入端电连接；所述电流互感器的输入端、所述第二电压互感器的输入端分别与所述第一断路器的输出端电信号连接；所述电流互感器的输出端、所述第二电压互感器的输出端分别与所述配电保护器的输入端电信号连接；所述配电保护器的输出端与所述第一断路器的控制输入端电信号连接；所述第一断路器的输出端与所述箱变/低压柜动模模拟系统的输入端电连接。

进一步，所述箱变/低压柜动模模拟系统包括第二断路器、并联电阻电路、滑动变阻器电路、单相接线故障短接电路与相间短路故障短接电路；

所述第二断路器的输入端与所述配电所动模模拟系统的输出端电连接；所述第二断路器的输出端与所述待测RTU装置的输入端电连接；所述待测RTU装置的输出端与所述并联电阻电路的第一端电连接；所述并联电阻电路的第二端与所述滑动变阻器电路的第一端电连接；所述滑动变阻器电路的第二端与所述第二断路器的公共输出端电连接；所述第二断路器的控制输入端与所述待测RTU装置电信号连接；所述并联电阻电路的第一端与所述第二断路器的输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端。

进一步，所述单相接线故障短接电路包括第一电阻与第二空气开关；所述第一电阻的第一端与所述第二断路器的第二端电连接；所述第一电阻的第二端通过所述第二空气开关与所述并联电阻电路的第一端、所述待测RTU装置的输出端电连接。

进一步，所述相间短路故障短接电路包括第二电阻、第三空气开关、第三电阻与第四空气开关；所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端用于连接所述第二断路器的输出端；所述第二电阻的第二端通过所述第三空气开关与所述并联电阻电路的第一端电连接；所述第三电阻的第二端通过所述第四空气开关与所述并联电阻电路的第一端、所述待测RTU装置的输出端电连接。

进一步，所述并联电阻电路包括第四电阻、第五电阻与第六电阻；所述滑动变阻器电路包括第一滑动变阻器、第二滑动变阻器与第三滑动变阻器；

所述第四电阻的第一端与所述待测RTU装置的第一输出端电连接；所述第四电阻的第二端与所述第一滑动变阻器的第一端电连接；所述第四电阻的第一端、所述第二断路器的第一输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第五电阻的第一端与所述待测RTU装置的第二输出端电连接；所述第五电阻的第二端与所述第二滑动变阻器的第一端电连接；所述第五电阻的第一端、所述第二断路器的第二输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第六电阻的第一端与所述待测RTU装置的第三输出端电连接；所述第六电阻的第二端与所述第三滑动变阻器的第一端电连接；所述第六电阻的第一端、所述第二断路器的第三输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第一滑动变阻器的第二端、所述第二滑动变阻器的第二端与所述第三滑动变阻器的第二端与所述第二断路器的第四输出端电连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备的原理图；

图2为本实用新型实施例中试验平台主站设备与待测RTU装置的通信原理图；

图3为本实用新型实施例中配电所动模模拟系统的电路图；

图4为本实用新型实施例中箱变/低压柜动模模拟系统的电路图。

图标：V1-第一电压互感器；V2-第二电压互感器；A1-电流互感器；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；Rf1-第一滑动变阻器；Rf2-第二滑动变阻器；Rf3-第三滑动变阻器；QF1-第一断路器；QF2-第二断路器；K1-第一空气开关；K2-第二空气开关；K3-第三空气开关；K4-第四空气开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

作为一个实施例，为解决上述技术问题，如附图1所示，本实施例提供一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，包括试验平台主站设备、若干个待测RTU装置、交直流可调电源、三遥测试信号源与模拟供电臂线路；

如附图2所示，试验平台主站设备设置有主机控制器与第一以太网通信接口；主机控制器通过第一以太网通信接口与若干个待测RTU装置网络连接；

待测RTU装置与试验平台主站设备之间设置有通信管理装置；试验平台主站设备通过通信管理装置与待测RTU装置通信连接；

交直流可调电源包括直流可调电源与交流可调电源，用于对RTU装置进行电源适应性测试；待测RTU装置分别与交直流可调电源、三遥测试信号源以及模拟供电臂线路通信连接。

在实际应用过程中，试验平台主站设备还设置有存储器，用于报告和记录设备工作状态。显示器用于显示设备开关状态、线路遥测数据、开关遥信状态、断路器的工作状态。

可选的，通信管理装置包括通信管理单元、第一CAN总线接口与第二以太网通信接口；

主机控制器通过第一以太网通信接口与第二以太网通信接口通信连接；通信管理单元与第二以太网通信接口通信连接；

待测RTU装置设置有第二CAN总线接口；第一CAN总线接口与第二CAN总线接口通信连接。

在实际应用过程中，通过设置第二CAN总线接口和以太网通信接口，实现待测RTU装置与试验平台主站设备之间的远程的通信，遥控测试指令的下发以及上报待测RTU装置采集的遥信数据与遥测数据。

可选的，三遥测试信号源包括可编程逻辑控制器与三相交流标准信号源；可编程逻辑控制器用于通过磁保持继电器连接遥控执行模拟器与遥信信号模拟器；三相交流标准信号源用于产生三相交流电压测试信号与三相交流电流测试信号；三相交流标准信号源与待测RTU装置信号连接。

可选的，模拟供电臂线路包括配电所动模模拟系统与箱变/低压柜动模模拟系统；配电所动模模拟系统与箱变/低压柜动模模拟系统分别与待测RTU装置电连接。

在实际应用过程中，可编程逻辑控制器采用PLC控制器，用于接收遥控合分闸信号，连接遥控执行模拟器与遥信信号模拟器。三相交流标准源产生幅度、频率、相位、功率因素等三相交流电压测试信号与三相交流电流测试信号用于实现对待测RTU装置的遥测静态检验测试。

通过PLC的输入I/O进行遥控合分闸的检测，实现遥控执行模拟；使用磁保持继电器，让其始终处于合闸或分闸状态，使常开触点在失电后继续保持闭合，使开关通过试验平台主站设备控制。

通过遥控执行模拟中的磁保持继电器辅助触点连接到关的合分闸状态遥信点，实现遥信信号模拟，遥信信号还能够通过PLC控制器的输出I/O模拟产生。

采用输出精度高于RTU产品技术标准要求的三相交流标准源，用于产生测试待测RTU装置静态检验所需的三相电压和电流信号，静态检验数据存储在试验平台主站设备。

采用一台直流可调电源和一台交流可调电源，分别连接到待测RTU装置的直流供电和交流供电口，根据RTU装置产品技术标准要求，调节电源的输出电压值，能够对待测RTU装置进行电源适应性测试。

可选的，如附图3所示，配电所动模模拟系统包括三相调压器、配电保护器、第一断路器、第一电压互感器V1、第二电压互感器V2、电流互感器A1与第一空气开关；三相调压器的输入端用于三相电A、B、C输入，N为中线；电压互感器的输入端与三相调压器的输出端电信号连接；电压互感器的输出端与配电保护器的输入端电信号连接；三相调压器的输出端通过第一空气开关与第一断路器的输入端电连接；电流互感器A1的输入端、第二电压互感器V2的输入端分别与第一断路器的输出端电信号连接；电流互感器A1的输出端、第二电压互感器V2的输出端分别与配电保护器的输入端电信号连接；配电保护器的输出端与第一断路器的控制输入端电信号连接；第一断路器的输出端与箱变/低压柜动模模拟系统的输入端电连接。

在实际应用过程中，模拟供电臂线路设置配电所动模模拟系统和箱变/低压柜动模模拟系统，实现对RTU装置的动模试验。

可选的，三相调压器为母线输入可调节的三相电压，调节三相调压器用于遥测电压越阈值功能测试、遥测电压越限报警测试、电压缺相和失压故障报警测试、电压相序异常测试、电压录波功能测试；配电保护器对该馈线进行保护，在监测到过压、过流、跳闸故障时，通过断路器进行合分闸操作；使用空气开关进行不同组合的闭合断开来实现异常相序的模拟，产生的异常相序送后端的箱变/低压柜动模模拟进行异常相序的报警测试。

可选的，如附图4所示，箱变/低压柜动模模拟系统包括第二断路器、并联电阻电路、滑动变阻器电路、单相接线故障短接电路与相间短路故障短接电路；

第二断路器的输入端与配电所动模模拟系统的输出端电连接；第二断路器的输出端与待测RTU装置的输入端电连接；待测RTU装置的输出端与并联电阻电路的第一端电连接；并联电阻电路的第二端与滑动变阻器电路的第一端电连接；滑动变阻器电路的第二端与第二断路器的公共输出端电连接；第二断路器的控制输入端与待测RTU装置电信号连接；并联电阻电路的第一端与第二断路器的输出端用于连接单相接线故障短接电路的两端或者相间短路故障短接电路的两端。

待测RTU主站实现对母线三相电压和电流的遥测，以及遥控开关合分闸操作。通过短接插头实现快速接线，进行短路故障测试，包括单相对地短路故障测试与相间短路故障测试。支线上通过可调节的负载电阻即滑动变阻器，可在线路中产生大电流，当电流值超过断路器的过流保护值时，断路器自动跳闸保护，以此进行模拟跳闸故障测试，此外，调节可调电阻负载还可进行遥测电流越阈值测试、遥测电流越限报警测试、遥测电流录波测试。

可选的，如附图4所示，单相接线故障短接电路包括第一电阻R1与第二空气开关；第一电阻R1的第一端与第二断路器的第二端电连接；第一电阻R1的第二端通过第二空气开关与并联电阻电路的第一端、待测RTU装置的输出端电连接。

可选的，如附图4所示，相间短路故障短接电路包括第二电阻R2、第三空气开关、第三电阻R3与第四空气开关；第二电阻R2的第一端、第三电阻R3的第一端用于连接第二断路器的输出端；第二电阻R2的第二端通过第三空气开关与并联电阻电路的第一端电连接；第三电阻R3的第二端通过第四空气开关与并联电阻电路的第一端、待测RTU装置的输出端电连接。

可选的，并联电阻电路包括第四电阻R4、第五电阻R5与第六电阻R6；滑动变阻器电路包括第一滑动变阻器Rf1、第二滑动变阻器Rf2与第三滑动变阻器Rf3；

第四电阻R4的第一端与待测RTU装置的第一输出端电连接；第四电阻R4的第二端与第一滑动变阻器Rf1的第一端电连接；第四电阻R4的第一端、第二断路器的第一输出端用于连接单相接线故障短接电路的两端或者相间短路故障短接电路的两端；

第五电阻R5的第一端与待测RTU装置的第二输出端电连接；第五电阻R5的第二端与第二滑动变阻器Rf2的第一端电连接；第五电阻R5的第一端、第二断路器的第二输出端用于连接单相接线故障短接电路的两端或者相间短路故障短接电路的两端；

第六电阻R6的第一端与待测RTU装置的第三输出端电连接；第六电阻R6的第二端与第三滑动变阻器Rf3的第一端电连接；第六电阻R6的第一端、第二断路器的第三输出端用于连接单相接线故障短接电路的两端或者相间短路故障短接电路的两端；

第一滑动变阻器Rf1的第二端、第二滑动变阻器Rf2的第二端与第三滑动变阻器Rf3的第二端与第二断路器的第四输出端电连接。

本实用新型铁路电力远动终端装置试验平台主站设备克服了现有测试技术存在的缺陷，具有测试结果准确、测试操作便捷、测试效率高、测试内容更全面并且易于维护的优点，实现对待测RTU装置在出厂前的产品功能检验测试与性能检验测试，实现遥控、遥信性能检验测试，能够进行模拟动模试验，提高产品在其生命周期内的可靠性、安全性和可维护性。

1)试验平台主站设备使用可编程逻辑控制器进行遥控执行模拟和遥信信号模拟，无需传统的手工测量，减少了测试不当造成测试误差，提升了遥控与遥信测试效率和测试精度；

2)试验平台主站设备集成了SCADA主站，所有测试结果可直接在监控界面中查看，且测试结果保存在本地，便于后续对测试报告的整理，实现了对待测RTU装置的远程通信测试；

3)试验平台使用可编程逻辑控制器实现了遥控性能测试、遥信性能测试，使用配电所和箱变/低压柜动模模拟系统，实现了待测RTU主站动模试验测试，使测试结果更加全面；

4)试验平台主站设备同时集成了直流可调电源和交流可调电源，可输出两种不同的电压标准，满足了RTU装置的电源适应性测试，适用性强。

综上，本试验平台通过集成不同的设备以及软件平台来完成对待测RTU装置的测试，这种一体化的设计具有较高的可操作性，能够同时测试多台RTU装置的三遥功能，提高了测试过程的安全性、准确性和效率，提升被测产品的可靠性。

以上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保护范围之内。

Claims (9)

1.一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，包括试验平台主站设备、若干个待测RTU装置、交直流可调电源、三遥测试信号源与模拟供电臂线路；

所述试验平台主站设备设置有主机控制器与第一以太网通信接口；所述主机控制器通过所述第一以太网通信接口与若干个所述待测RTU装置网络连接；

所述待测RTU装置与所述试验平台主站设备之间设置有通信管理装置；所述试验平台主站设备通过所述通信管理装置与所述待测RTU装置通信连接；

所述交直流可调电源包括直流可调电源与交流可调电源，用于对所述RTU装置进行电源适应性测试；所述待测RTU装置分别与所述交直流可调电源、所述三遥测试信号源以及所述模拟供电臂线路通信连接。

2.根据权利要求1所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述通信管理装置包括通信管理单元、第一CAN总线接口与第二以太网通信接口；

所述主机控制器通过所述第一以太网通信接口与所述第二以太网通信接口通信连接；所述通信管理单元与所述第二以太网通信接口通信连接；

所述待测RTU装置设置有第二CAN总线接口；所述第一CAN总线接口与所述第二CAN总线接口通信连接。

3.根据权利要求1所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述三遥测试信号源包括可编程逻辑控制器与三相交流标准信号源；所述可编程逻辑控制器用于通过磁保持继电器连接遥控执行模拟器与遥信信号模拟器；所述三相交流标准信号源用于产生三相交流电压测试信号与三相交流电流测试信号；所述三相交流标准信号源与所述待测RTU装置信号连接。

4.根据权利要求1所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述模拟供电臂线路包括配电所动模模拟系统与箱变/低压柜动模模拟系统；所述配电所动模模拟系统与所述箱变/低压柜动模模拟系统分别与所述待测RTU装置电连接。

5.根据权利要求4所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述配电所动模模拟系统包括三相调压器、配电保护器、第一断路器、第一电压互感器、第二电压互感器、电流互感器与第一空气开关；所述三相调压器的输入端用于三相电输入；所述电压互感器的输入端与所述三相调压器的输出端电信号连接；所述电压互感器的输出端与所述配电保护器的输入端电信号连接；所述三相调压器的输出端通过所述第一空气开关与所述第一断路器的输入端电连接；所述电流互感器的输入端、所述第二电压互感器的输入端分别与所述第一断路器的输出端电信号连接；所述电流互感器的输出端、所述第二电压互感器的输出端分别与所述配电保护器的输入端电信号连接；所述配电保护器的输出端与所述第一断路器的控制输入端电信号连接；所述第一断路器的输出端与所述箱变/低压柜动模模拟系统的输入端电连接。

6.根据权利要求4所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述箱变/低压柜动模模拟系统包括第二断路器、并联电阻电路、滑动变阻器电路、单相接线故障短接电路与相间短路故障短接电路；

所述第二断路器的输入端与所述配电所动模模拟系统的输出端电连接；所述第二断路器的输出端与所述待测RTU装置的输入端电连接；所述待测RTU装置的输出端与所述并联电阻电路的第一端电连接；所述并联电阻电路的第二端与所述滑动变阻器电路的第一端电连接；所述滑动变阻器电路的第二端与所述第二断路器的公共输出端电连接；所述第二断路器的控制输入端与所述待测RTU装置电信号连接；所述并联电阻电路的第一端与所述第二断路器的输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端。

7.根据权利要求6所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述单相接线故障短接电路包括第一电阻与第二空气开关；所述第一电阻的第一端与所述第二断路器的第二端电连接；所述第一电阻的第二端通过所述第二空气开关与所述并联电阻电路的第一端、所述待测RTU装置的输出端电连接。

8.根据权利要求6所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述相间短路故障短接电路包括第二电阻、第三空气开关、第三电阻与第四空气开关；所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第一端用于连接所述第二断路器的输出端；所述第二电阻的第二端通过所述第三空气开关与所述并联电阻电路的第一端电连接；所述第三电阻的第二端通过所述第四空气开关与所述并联电阻电路的第一端、所述待测RTU装置的输出端电连接。

9.根据权利要求6所述一种针对铁路电力远动终端装置的试验设备，其特征在于，所述并联电阻电路包括第四电阻、第五电阻与第六电阻；所述滑动变阻器电路包括第一滑动变阻器、第二滑动变阻器与第三滑动变阻器；

所述第四电阻的第一端与所述待测RTU装置的第一输出端电连接；所述第四电阻的第二端与所述第一滑动变阻器的第一端电连接；所述第四电阻的第一端、所述第二断路器的第一输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第五电阻的第一端与所述待测RTU装置的第二输出端电连接；所述第五电阻的第二端与所述第二滑动变阻器的第一端电连接；所述第五电阻的第一端、所述第二断路器的第二输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第六电阻的第一端与所述待测RTU装置的第三输出端电连接；所述第六电阻的第二端与所述第三滑动变阻器的第一端电连接；所述第六电阻的第一端、所述第二断路器的第三输出端用于连接所述单相接线故障短接电路的两端或者所述相间短路故障短接电路的两端；

所述第一滑动变阻器的第二端、所述第二滑动变阻器的第二端与所述第三滑动变阻器的第二端与所述第二断路器的第四输出端电连接。

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