CN219777739U - 一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块，包括模拟量输入端子、模拟量输出端子、构建模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路的交流切换矩阵、控制模块，所述控制模块用于接收测试信号，并根据测试信号控制交流切换矩阵连通模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路，所述交流切换矩阵包括若干继电器，所述继电器进行按电压电流分组进行多级串联并联组合。采用多级组合的交流转换矩阵，优化并限制继电器数量，提高了通用性。采用通讯进行交流切换矩阵配置，支持按通道号和插件型号进行配置，方便测试系统控制和使用。采用模块化设计，维护和更换方便，满足装置生产自动测试需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备自动测试，具体是涉及一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块。
背景技术
模拟量的输入电路是电力二次设备中很重要的电路，电力二次设备的动作速度和测量精度等性能都与模拟量输入电路密切相关。交流插件就是实现模拟量输入电路的插件，是保护测控装置的重要组成部分。交流插件主要作用就是实现模拟量输入隔离，协助完成模数变换和数据采集。
随着新能源的广泛接入和电网的迅速发展，电网结构和运行模式越来越复杂，装置生产测试需要模拟各种复杂的瞬时性、永久性、转换性故障进行整组试验，对模拟量输入要求既能三相同时输入，也能单相动作。而一般测试仪仅能提供三相电压三相电流，需要进行电压并联、电流串联等接线操作。当端子数量较多时，如果采用人工接线，接线较为复杂，存在安全风险。如公告号为CN204008721U的授权专利，公开了一种保护装置测试用试验端子转换器，通过端子转换器的单刀多掷开关对保护装置背板端子与试验仪器端子进行灵活配置，但该转换器只适用于简单保护装置的测试转换，适用范围窄，由于应用场合不同，不同型号装置交流插件的端子定义差异较大，生产自动测试时需要对装置交流插件进行自动识别、自动匹配，实现自动接线。装置模拟量输入要求存在多种情况，按所有情况进行设计会造成切换矩阵规模非常庞大。
实用新型内容
实用新型目的：针对以上缺点，本实用新型提供一种优化交流切换矩阵的用于电力二次设备测试的交流插件转换模块。
技术方案：为解决上述问题，本实用新型采用一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块，包括模拟量输入端子、模拟量输出端子、构建模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路的交流切换矩阵、控制模块，所述控制模块用于接收测试信号，并根据测试信号控制交流切换矩阵连通模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路，所述交流切换矩阵包括若干继电器，所述继电器按电压电流分组进行多级串联并联组合。
进一步的，该模块还包括位置传感器，所述位置传感器用于采集模拟量输出端子上压接端子的位置信号，并将位置信号传输给控制模块。还包括通信接口，通讯接口与外部设备连接，进行通讯交互。还包括为交流切换矩阵提供电源来源连接的电源接口。
本实用新型应用于一种电力二次设备测试的测试系统，测试系统获取测试装置信息后，驱动交流插件转换模块至测试位置，向交流插件转换模块发送测试信息，当交流切换矩阵置位完成且判断已可靠接触装置后，向自动测试系统回复交流插件转换模块就绪，自动测试系统控制测试仪输出模拟量，执行相关测试。
测试系统包括若干设置不同交流切换矩阵的交流插件转换模块，设置不同交流切换矩阵的交流插件转换模块对应不同系列的测试装置，测试装置包括线路保护装置和测控装置。
有益效果：本实用新型相对于现有技术，其优点是采用多级组合的交流转换矩阵，优化并限制继电器数量，提高了通用性。采用通讯进行交流切换矩阵配置，支持按通道号和插件型号进行配置，方便测试系统控制和使用。采用模块化设计，维护和更换方便，满足装置生产自动测试需要。交流插件转换模块配备有位置传感器，可以判断端子接触是否可靠，提高了交流输出安全性。模拟量输入和输出端子均采用顶针，减少了人工接线。
附图说明
图1是本实用新型中交流插件转换模块结构示意图；
图2是本实用新型中一种用于线路保护装置的交流转换矩阵实例示意图；
图3是本实用新型中交流插件转换模块在自动测试系统中布置示意图；
图4是本实用新型中测试系统的工作流程示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例中的一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块，包括控制模块1、指示灯2、交流切换矩阵3、模拟量输入端子4、模拟量输出端子5、位置传感器6和电源及通讯接口7。控制模块采用单片机，单片机用于控制交流切换矩阵，采集位置传感信号，完成与装置测试系统通讯交互。交流切换矩阵由单片机进行控制，通过继电器进行多级组合设计，可根据装置测试需要，构建模拟量输入端子至输出端子之间的通路，既支持按继电器通道号配置，也支持通过直接下发待测交流插件型号进行配置。优化并限制交流切换矩阵中的继电器个数，实现测试自动接线。本实施例中基于交流插件转换模块尺寸限制，及考虑现有测试装置单插件最多32个端子，交流切换矩阵优选最大值为64个继电器，优选64个继电器时恰好占用8个字节，这样使得交流插件转换模块既能满足多种类型的交流插件测试需要，也可限制交流切换矩阵占用空间的大小。
装置模拟量输入端子定义存在电压A相、电压B相、电压C相、电压N相、电流A相、电流B相、电流C相、电流A’、电流B’、电流C’等多种情况。如果每个端子按所有情况进行设计，M个端子考虑N种情况，那么交流切换矩阵会至少为M*N个继电器。再加上模拟量输入只有三相，需要考虑电压并接、电流串接以及交流返回回路设计，继电器矩阵数量无比巨大。实例中，考虑线路保护电压采集一般都在前几个通道，电流采集一般在端子后半部，零序电流可以串接电流A相，如图2所示的实例提供了一种线路保护交流切换矩阵实例示意图。实例中线路保护装置模拟量输入端子有24个端子，交流插件转换模块连接8个模拟量输入端子，通过继电器S1K01-S1K08、S2K01-S2K05、S3K01-S3K07共20个继电器，实现对应中线保护装置24个模拟量的输入，支持4U8I、5U7I和6U6I等多种型号。
模拟量输入端子用于接入高精度源或继电保护测试仪的模拟量信号，优选是按三相电压、三相电流设计。模拟量输出端子采用顶针，与装置的模拟量输入端子连接，当模拟量输出端子与装置的模拟量输入端子压紧时，位置传感器采集到位置信号。位置传感器用来判断测试时交流插件转换模块与装置模拟量输入端子是否可靠接触，以免接触不良造成电流开路等风险产生。电源接口为交流切换矩阵提供电源。通讯接口与自动测试系统进行通讯交互，接收自动测试系统下发的命令和参数配置。指示灯用于显示模块电源、通讯、异常告警等情况。
如图3所示，本实施例中一种用于电力二次设备测试的测试系统，包括前述的交流插件转换模块8，还包括测试装置、上位机、下位机、测试工装、测试仪，上位机，用于获取测试装置信息以及向交流插件转换模块发送信息；下位机，用于提供测试装置所需的其它信号，如IO信号等；测试工装，用于将交流插件转换模块运送至测试位置；测试仪，与交流插件转换模块的模拟量输入端子连接，用于输出测试需要的模拟量。
测试工装可以采用气动或电动机构，测试系统在测试中通过气动或电动机构将交流插件转换模块模拟量输出端子与测试装置模拟量输入端子压紧。由于交流切换矩阵进行了优化，因此可能并不能适用所有装置，测试系统利用通讯接口会对当前使用的交流插件转换模块进行识别。优选考虑设计按一个系列的装置进行交流插件转换模块设计，每个交流插件转换模块分别对应于一系列多种类型的装置，譬如一种交流插件转换模块对应于所有线路保护装置，另一种交流插件转换模块对应于各类测控装置。也可以设置多个交流插件转换模块组合使用，在交流插件转换模块中设置联通回路，使交流插件转换模块输出三相电压电流，并将输出的电压电流输入给另一个交流插件转换模块，以增加交流插件转换模块的适用范围。
如图4所示，测试系统的工作流程主要步骤如下：
S101：自动测试系统根据测试装置二维码，从生产数据库中获取测试装置相关信息。
S102：自动测试系统解析装置信息并判断当前交流插件转换模块是否满足测试要求。
具体的，自动测试系统提取装置工程配置信息，获取到装置交流插件具体型号，根据插件型号，比对分析目前连接于自动测试系统中的交流插件转换模块是否满足测试要求。
S103：如果满足要求，则自动测试系统控制交流插件转换模块到达测试位置。如果不满足测试要求，则提示人工进行更换。
S104：交流插件转换模块位置就绪后，交流插件转换模块自动上电。
S105：自动测试系统向交流插件转换模块下发装置交流插件配置信息。
S106：交流插件转换模块接收配置信息，驱动交流切换矩阵相应继电器置位。
S107：当交流切换矩阵置位完成且判断已可靠接触装置后，向自动测试系统回复交流插件转换模块就绪。
S108：自动测试系统控制测试仪输出模拟量，执行相关测试。
Claims (7)
1.一种用于电力二次设备测试的交流插件转换模块，其特征在于，包括模拟量输入端子、模拟量输出端子、构建模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路的交流切换矩阵、控制模块，所述控制模块用于接收测试信号，并根据测试信号控制交流切换矩阵连通模拟量输入端子至模拟量输出端子之间通路，所述交流切换矩阵包括若干继电器，所述继电器按电压电流分组进行多级串联并联组合。
2.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，所述交流切换矩阵包括64个继电器，交流切换矩阵连接8个模拟量输入端子，8个模拟量输入端子分别实现三相电压、三相电流输入，交流切换矩阵连接32个模拟量输出端子，实现32个模拟量的输出。
3.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于采集模拟量输出端子上压接端子的位置信号，并将位置信号传输给控制模块。
4.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，还包括通信接口，通讯接口与外部设备连接，进行通讯交互。
5.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，还包括为交流切换矩阵提供电源来源连接的电源接口。
6.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，所述模拟量输入端子和模拟量输出端子均采用顶针。
7.根据权利要求1所述的交流插件转换模块，其特征在于，还包括指示灯，指示灯用于显示电源接通情况、通讯情况和异常告警。
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