CN218866021U - 一种手持式馈线自动化终端测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供属于电力系统配网设备检测技术领域，具体涉及一种手持式馈线自动化终端测试仪。测试仪一侧设有接口单元，测试仪通过接口单元与馈线自动化终端连接，测试仪上设有触控屏，测试仪内设有主控单元和模拟断路器，模拟断路器通过接口单元将断路器动作信号输送至馈线自动化终端，主控单元通过接口单元获取馈线自动化终端的动作信息。能够实现配电网馈线自动化终端现场带电测试，可以大大提高现场调试和测试效率，提升终端消缺成功率，对保障配电网的可靠运行和馈线自动化技术实用化应用有积极作用，是现场终端运维人员的必备仪器。

Description

一种手持式馈线自动化终端测试仪

技术领域

本实用新型属于电力系统配网设备检测技术领域，具体涉及一种手持式馈线自动化终端测试仪。

背景技术

随着电力客户对线路供电可靠性的要求不断提高，馈线自动化作为一项可实现配电网线路故障自动隔离、自愈转供的技术，被电力企业越来越重视，并持续投入、改善、提高应用情况。

为实现配电网的智能化，馈线自动化终端被大量安装，采集线路开关的电压、电流和开关位置等信息，并实现故障隔离和运行方式快速转换。在大幅提升线路运行可靠性的同时，其也带来诸多运维问题。

目前，现场的馈线自动化终端因各种问题经常出现“三遥”异常、开关拒动等情况，或是运维单位对馈线自动化终端的保护动作可靠性存有疑问时，往往需要对馈线自动化终端进行测试，消除缺陷，解除疑问。所以，如何检验馈线自动化终端的可靠性，是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为了实现对馈线自动化终端可靠性进行测试，特此提供一种手持式馈线自动化终端测试仪，测试仪一侧设有接口单元，测试仪通过接口单元与馈线自动化终端连接；

包括主控单元、逆变单元、模拟断路器、接口单元、检测单元、电源装置和操作界面等；

逆变单元与检测单元连接，检测单元与接口单元连接；

逆变单元通过接口单元与馈线自动化终端连接，可输出电流、电压等交流模拟量发送至馈线自动化终端；

馈线自动化终端通过接口单元将动作信号发送至模拟断路器；

模拟断路器与主控单元连接；

模拟断路器将动作信号转化为开关位置信息输送至主控单元；

主控单元通过触控屏显示开关位置信息。

测试仪上设有操控界面，操控界面包括触控屏，主控单元和模拟断路器安装在测试仪内部。

测试仪一侧设有接口单元，测试仪通过接口单元与馈线自动化终端连接；

馈线自动化终端接收到交流模拟量后，当交流模拟量超过馈线自动化终端内部设定值，则控制相应开关动作，启动相关保护出口，并通过接口单元向模拟断路器发送开关动作指令；模拟断路器接收到开关动作指令后，内部继电器动作并将开关位置信息发送至主控单元，主控单元接收后通过触控屏显示。

当馈线自动化终端接收到交流模拟量或配网主站遥控命令后，不发生相应动作或不产生相应动作信号使，则判定该馈线自动化终端可能出现“三遥”异常、保护出口异常等情况，从而缩小判定范围，有利于提高缺陷消除效率。

优选地，模拟断路器内部设有光电耦合器、磁保持继电器和操作回路；

主控单元与模拟断路器连接，主控单元控制模拟断路器选择不同的操作电压，并通过内部的操作回路模拟出不同厂家断路器的操作信号；能够适应不同配电终端输出的开关操作信号，达到模拟不同操作电压的柱上断路器的目的。

操作电压包括常见的DC24V、DC48V和DC220V。

优选地，操控面板设有触控屏、旋转编码器和多组操作按钮；

旋转编码器和多组操作按钮安装在触控屏一侧；

旋转编码器和操作按钮均与主控单元连接；

主控单元通过触控屏、旋转编码器和操作按钮获取操作指令；

主控单元与触控屏连接，通过触控屏显示开关位置、输出状态量和电源装置的电量，并接收人机交互指令。

操作按钮包括输出启动、输出停止按钮、开关分闸按钮、开关合闸按钮和储能按钮。

优选地，测试仪内还设有逆变单元；

逆变单元包括逆变控制电路、功率放大器和低通滤波器，低通滤波器包括低通滤波电路；

逆变单元与主控单元连接，主控单元通过逆变单元将SPWM控制波形经过运算放大、低通滤波后产生标准正弦波电流。

优选地，检测单元包括AD转换电路、采样电阻和霍尔元件；

检测单元将逆变单元输出的电流、电压通过霍尔元件、采样电阻等转化成线性标准信号，通过AD转换芯片转化成数字信号并反馈至逆变单元的输入端，形成负反馈，快速将输出电流、电压稳住并趋于输入信号并输送至接口单元。接口单元将线性标准信号输送至馈线自动化终端。

优选地，测试仪内还设有电源装置；

电源装置包括锂电池组和保护板；

电源装置与测试仪内其他各单元相连接，用于提供适合的电源，并输出DC24V检修电源。

优选地，主控单元采用STM32单片机；

接口单元包括航空插头座和香蕉插座。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型通过模拟断路器模拟不同断路器动作状态，其开关操作电压、分合闸时间可通过触控屏调整，满足不同馈线终端操作电压要求，适用性强，能够实现对馈线自动化终端传动出口测试。本实用新型通过主控单元、逆变单元、检测单元有机结合，并人性化设计设置参数，方便设置交流模拟量与持续时间，便于进行保护动作出口测试和馈线自动化(FA)处理逻辑测试。本实用新型通过电源装置具备电源输出口，可以给小功率的模块设备供电，方便现场消缺以及测试工作使用。本实用新型将模拟断路器、逆变单元、主控单元、检测单元、接口单元及供电的锂电池组集成在一个测试仪上，实现小巧轻便，能够手持便携可直接进行现场测试，大大提升终端现场消缺和测试效率，对保障配电网的可靠运行和馈线自动化技术实用化应用提供有力支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为测试仪俯视图。

图2为测试仪主视图。

图3为手持式馈线自动化终端测试仪控制示意图。

图中：1-测试仪、2-主控单元、3-触控屏、4-模拟断路器、5-检测单元、6-逆变单元、7-电源装置、8-馈线自动化终端、9-测试电缆、10-操作界面、12-旋转编码器、13-操作按钮、14-接口单元、15-保险管、16-充电口、17-电源开关、18-航插座、19-电流输出口、20-电压输出口、21-电流输出开关、22-电压输出开关、23-橡胶防护套、24-启动按键、25-停止按键。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。

除非另有定义，本实用新型实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实用新型实施例中所使用的术语只是为了描述本实用新型实施例的目的，不是旨在限制本申请。

本实用新型提供了一种手持式馈线自动化终端测试仪，如图1至3所示，包括：馈线自动化终端8和测试仪1。涉及的馈线自动化终端8具有遥控、遥测、遥信、故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数及监测控制所需信息，包括开关状态、电能参数、相间故障、接地故障以及故障时的参数,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电等功能。馈线自动化是指变电站出线到用户用电设备之间的馈电线路自动化，其内容可以归纳为两大方面:一是正常情况下的用户检测、资料测量和运行优化；二是事故状态下的故障检测、故障隔离、转移和恢复供电控制。

本实用新型的测试仪1一侧设有接口单元14，接口单元14提供了与馈线自动化终端8相连的接口，将流经检测单元5模拟量和模拟断路器4单元发出状态量信息输出至馈线自动化终端8，从而测试馈线自动化终端8相应功能。

接口单元14包含有小型9芯航空插头座4mm香蕉插座以及控制开关等。航空插头座，能够提高电力或大型机械操控场合的稳定性和精度。小型9芯航空插头座能够做到节省了空间的同时方便快速与待测馈线自动化终端8连接，其接口定义为1-HW+、2-HW-、3-FW+、4-FW-、5-YXcom、6-FW、7-HW、8-CN、9-空，接口定义主要用于终端对模拟断路器4单元的控制。其中YXCOM为遥信公共端，HW、FW、WCN为遥信信号，HZ+、HZ-、FZ+、FZ-为遥控信号。测试仪1的接口单元14通过测试电缆9与馈线自动化终端8连接，测试仪1的测试电缆9有控制线缆、电流线缆和电压线缆，控制线缆一端是航空插头(分为14针和10针两种)，与馈线自动化终端8连接；另一端为小型9芯航空插头与测试仪1相连。电流线缆一端采用防开路6芯航空插头与馈线自动化终端8连接，另一端采用4mm香蕉插头，方便插拔。电压线缆一端采用6芯航空插头与馈线自动化终端8连接，另一端采用4mm香蕉插头，方便插拔。

具体而言，三遥是指遥测、遥信、遥控功能。遥测：应用通信技术，传输被测变量的测量值。遥信：应用通信技术，完成对设备状态信息的监视，如告警状态或开关位置、阀门位置等。遥控：应用通信技术，完成改变运行设备状态的命令。

测试仪1上设有触控屏3，触控屏3采用一块3.5寸TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)触控显示屏，触控屏3用于显示开关位置、输出状态量、电池组电量等信息，同时将用户的指令传达至主控单元2，从而完成人机交互过程。

触控屏3一侧设有旋转编码器12和多组操作按钮13，旋转编码器12采用数字旋钮编码器，可360度旋转并带有按键，方便操作人员快速调节输出量，操作按钮13有输出启动、输出停止，开关分闸、合闸以及储能按钮。

测试仪1内设有主控单元2、模拟断路器4、逆变单元6和检测单元5。主控单元2采用一块STM32单片机，处理人机界面指令和显示需求，同时将查询的波形数据输出至逆变单元6，逆变单元6对比反馈的采样数据，产生SPWM波形经过运算放大、低通滤波后产生标准正弦波电流。

逆变单元6包括逆变控制电路、功率放大器和低通滤波器，通过逆变控制电路产生SPWM控制波形，SPWM是一种比较成熟的、使用较广泛的PWM法，用脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器件的通断，使其输出的脉冲电压的面积与所希望输出的正弦波在相应区间内的面积相等，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。逆变单元6将SPWM控制波形通过低内阻MOS管放大后进入低通滤波器滤除谐波，形成标准正弦波。

检测单元5包括AD转换电路(AD转换芯片)、采样电阻、霍尔元件等器件。检测单元5主要是将输出的电流、电压通过霍尔元件转化成线性标准信号，通过AD转换芯片将采样电阻的电压转化成数字信号并反馈至逆变单元6的输入端，形成负反馈，快速将输出电流稳住并趋于输入信号。

模拟断路器4与接口单元14和主控单元2相连，内部设有光电耦合器、磁保持继电器和操作回路等多个硬件模块或集成电路，实现电路隔离和开关状态保持，其回路接点通过接口单元14与待测终端相连，从而模拟一次开关操作与状态显示。同时模拟断路器4根据测试要求，选择不同的操作电压，通过内部的操作回路实现不同厂家断路器的操作模拟。

其中，操作回路包括操作电源供电的回路以及从控制机构至操作结构之间的电气回路。光电耦合器，或称光电隔离器，以光为媒介传输电信号实现了电-光-电控制。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用。磁保持继电器是一种新型继电器，也是一种自动开关。磁保持继电器和其他电磁继电器一样，对电路起着自动接通和切断作用。所不同的是，磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成的。

电源装置7由聚合物锂电池组及保护板等配件构成，主要给测试仪1内其他各单元提供适合的电源，同时可以输出DC24V检修电源，方便现场模块供电使用。

基于本实用新型的馈线自动化终端8测试机构，能够实现以下功能：

1)能够输出精准模拟量，具备配电终端“三遥”测试功能；

2)参数设置人性化设计，方便设置输出量与时间间隔，便于进行保护动作出口测试和馈线自动化处理逻辑测试；

3)内部开关操作电压可调，满足不同一次开关设备操作电压要求，适用性强；

4)具备电源输出口，可以给小功率的模块设备供电，方便现场消缺、测试工作使用。

本实用新型的馈线自动化终端8测试机构是集功率源、模拟断路器4、移动直流电源一体的测试仪1，适用于户外馈线自动化终端8运维工作，特别是馈线自动化终端8保护动作测试、遥控测试和消缺工作。

本实用新型通过一个具体实施方式对手持式馈线自动化终端测试仪进一步详细说明。手持式馈线自动化终端测试仪实施时，现场应做好安全措施，得到调度人员许可后将运行中的待测馈线自动化终端8底部的控制线缆和电流线缆航空插头一一拔下，接入测试仪1测试专用控制线缆和电流线缆，即可进行开始测试。

模拟断路器4与主控单元2和接口单元14相连，内有一组开关分合闸操作回路，操作电压可在DC24V、DC48V和DC220V间随意切换，并能够模拟10kV断路器操作状态。操作电压包含目前大多数馈线自动化开关操作电压要求。模拟断路器4能够接收馈线自动化终端8通过接口发来的操作指令，并将开关位置等信息反馈给主控单元2和馈线自动化终端8。

主控单元2与人机界面、逆变器单元、检测单元5和模拟断路器4单元相连，主控单元2内有单片机及接口驱动电路，主要是接收人机交互指令，并输出相应的操作信号给逆变器单元，改变输出模拟量并将检测单元5及模拟断路器4单元的反馈信息输出至人机界面。

逆变单元6与主控单元2和检测单元5相连，内有逆变控制芯片以及接口驱动电路，接受主控单元2控制信号经运算后驱动逆变电路，产生交流模拟量至检测单元5。

触控屏3包含一块触控屏和几组按键，通过提供人机交互界面，实时显示开关位置、输出状态量、电池组电量等信息，同时将用户的指令传达至主控单元2，从而完成人机交互过程。

具体测试项目：

1)传动测试。将待测的馈线自动化终端8操作手柄置于就地位置，进行分、合闸操作，查看测试仪1开关位置指示及终端遥信开关位置是否发生对应变化。

2)遥测、遥信、遥控测试。设置电流、电压输出值等参数，启动输出后查看待测配电终端遥测采集是否准确，配置参数是否正确。开关位置、储能状态等遥信信息是否正确。配网主站下发遥控命令是否能顺利传动。

3)保护出口测试。设置电流输出值、持续时间等参数满足终端保护动作条件，启动输出后查看待测配电终端是否有保护动作情况，测试仪1开关位置是否发生对应变化。

本发明的测试仪1，能够实现配电网馈线自动化终端8现场带电测试，可以大大提高现场调试和测试效率，提升终端消缺成功率，对保障配电网的可靠运行和馈线自动化技术实用化应用有积极作用，是现场终端运维人员的必备仪器。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，包括主控单元、模拟断路器、接口单元、逆变单元和触控屏；

逆变单元通过接口单元与馈线自动化终端连接，用于将交流模拟量发送至馈线自动化终端；

馈线自动化终端通过接口单元将动作信号发送至模拟断路器；

模拟断路器与主控单元连接；

模拟断路器将动作信号转化为开关位置信息输送至主控单元；

主控单元通过触控屏显示开关位置信息。

2.根据权利要求1所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，

模拟断路器内部设有光电耦合器、磁保持继电器和操作回路；

主控单元与模拟断路器连接，主控单元控制模拟断路器选择不同的操作电压，并通过内部的操作回路模拟出不同厂家断路器的操作信号；

操作电压包括DC24V、DC48V和DC220V。

3.根据权利要求1所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，

触控屏一侧设有旋转编码器和多组操作按钮；

旋转编码器和操作按钮均与主控单元连接；

主控单元通过旋转编码器和操作按钮获取操作指令；

操作按钮包括输出启动、输出停止按钮、开关分闸按钮、开关合闸按钮和储能按钮。

4.根据权利要求1所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，

逆变单元包括逆变控制电路、功率放大器和低通滤波器；

逆变单元与主控单元连接，主控单元通过逆变单元将SPWM控制波形经过运算放大、低通滤波后产生标准正弦波电流。

5.根据权利要求4所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，还包括检测单元；

检测单元包括AD转换电路、采样电阻和霍尔元件；

检测单元与逆变单元连接，检测单元将逆变单元输出的电流、电压通过霍尔元件转化成线性标准信号，并通过接口单元将线性标准信号输送至馈线自动化终端。

6.根据权利要求5所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，测试仪内还设有电源装置；

电源装置包括锂电池组和保护板；

电源装置与测试仪内其他各单元相连接，用于提供适合的电源，并输出DC24V检修电源。

7.根据权利要求1所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，

主控单元通过触控屏显示输出状态量和电源装置的电量，并接收人机交互指令。

8.根据权利要求5所述手持式馈线自动化终端测试仪，其特征在于，

主控单元采用STM32单片机；

接口单元包括航空插头座和香蕉插座。

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