CN219936050U - 一种智能变电站光功率继电保护测试仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能变电站光功率继电保护测试仪，在处理器的控制下，通过故障模拟模块中的各种电器元件模拟受保护设备的某一种故障电路，再控制校正模块输出该故障电路对应的标准处理信号，最后通过第一对比模块对比标准处理信号和光功率继电器的实际处理信号，在实际处理信号出现偏差时及时发出提示信号。本申请能够能够对保护电力系统设备的光功率继电器进行准确测试，当实际处理信号与标准处理信号不一致时，相应的信号提示灯会点亮，提供可视的警示信号。从而保证安装有光功率继电器的电力系统的安全和稳定运行。

Description

一种智能变电站光功率继电保护测试仪

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别涉及一种智能变电站光功率继电保护测试仪。

背景技术

智能变电站是一种利用现代信息技术和智能控制技术实现变电站自动化运行和智能化管理的新型电力设施。它通过对变电站内部各种设备的监测和控制，实现了对电力系统的快速响应和精准控制，从而提升了电力系统的可靠性、安全性和稳定性。

光功率继电器在智能变电站中被广泛应用，主要应用于各种电力设备的保护，如电动机、变压器、发电机等。光功率继电器的保护应用原理是利用光控技术，将控制信号转换为光信号，通过光电转换器将光信号转换为电信号，控制继电器的动作。当受保护设备发生故障时，其电流或电压等参数会发生异常变化，这会导致光功率继电器中的光电转换器输出的光信号发生变化，当光功率超过设定的阈值时，继电器就会被触发，切断电路，保护受保护设备免于受到进一步的损坏。

但是目前还欠缺能够检测光功率继电器是否故障的测试仪器，因此，难以判断光功率继电器是否因为故障而对受保护设备误操作，降低电力系统的工作效率。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种智能变电站光功率继电保护测试仪，其能够改善上述问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请提供一种智能变电站光功率继电保护测试仪，用于对光功率继电器进行测试，所述光功率继电器包括发光设备、第一光电转换器、第一分压电阻和继电器，所述发光设备的两端与受保护设备的两个检测端连接，所述第一光电转换器与所述第一分压电阻串联于电源和接地之间，所述继电器的第一输入端与电源电连接，所述继电器的第二输入端与所述第一光电转换器和所述第一分压电阻之间的检测点电连接，所述继电器的第一输出端和第二输出端与所述受保护设备的主路开关电连接，包括：

故障模拟模块，用于模拟所述受保护设备的至少一种故障电路，所述故障模拟模块的输出端分别与所述光功率继电器的发光设备电连接；

故障校正模块，用于输出所述故障模拟模块所模拟的故障电路的标准处理信号；

处理器，分别与所述故障模拟模块和所述故障校正模块电连接；

第一对比模块，用于对比所述标准处理信号和所述光功率继电器的实际处理信号，在所述实际处理信号与所述标准处理信号不一致时点亮至少一个信号提示灯。

可以理解，本申请公开了一种智能变电站光功率继电保护测试仪，在处理器的控制下，通过故障模拟模块中的各种电器元件模拟受保护设备的某一种故障电路，再控制校正模块输出该故障电路对应的标准处理信号，最后通过第一对比模块对比标准处理信号和光功率继电器的实际处理信号，在实际处理信号出现偏差时及时发出提示信号。本申请能够能够对保护电力系统设备的光功率继电器进行准确测试，当实际处理信号与标准处理信号不一致时，相应的信号提示灯会点亮，提供可视的警示信号。从而保证安装有光功率继电器的电力系统的安全和稳定运行。

在本申请可选的实施例中，所述故障模拟模块所模拟的所述故障电路包括以下至少一种：电流过载电路；短路电路。

在本申请可选的实施例中，所述第一对比模块包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的第一输入端与所述光功率继电器的高电平输出端电连接，所述第一比较器的第二输入端与所述故障校正模块的高电平输出端电连接，所述第一比较器的输出端连接有第一LED的正电极，所述第一LED的负电极接地；所述第二比较器的第一输入端与所述光功率继电器的低电平输出端电连接，所述第二比较器的第二输入端与所述故障校正模块的低电平输出端电连接，所述第二比较器的输出端连接有第二LED的正电极，所述第二LED的负电极接地。

可以理解，第一比较器用于比较光功率继电器的高电平输出端与故障校正模块的高电平输出端的电信号，如果两处电信号一致则第一比较器输出低电平，第一LED不点亮；如果两处电信号不一致，则第一比较器输出高电平，第一LED被点亮。第二比较器用于比较光功率继电器的低电平输出端与故障校正模块的低电平输出端的电信号，如果两处电信号一致则第二比较器输出低电平，第二LED不点亮；如果两处电信号不一致，则第二比较器输出高电平，第二LED被点亮。

在本申请可选的实施例中，所述第一LED和所述第二LED的出射光束的波长不同。

可以理解，第一LED和第二LED的输出光束颜色不同。

在本申请可选的实施例中，本申请所公开的智能变电站光功率继电保护测试仪还可以包括第二对比模块，该第二对比模块包括用于检测环境光亮度的第二光电转换器，所述第二对比模块用于对比所述第二光电转换器和所述第一光电转换器的输出电压，在所述第二光电转换器和所述第一光电转换器的输出电压不一致时点亮至少一个信号提示灯。

在本申请可选的实施例中，所述第二对比模块包括在所述电源和接地之间依次串联的电控开关、所述第二光电转换器和第二分压电阻；所述第二对比模块还包括第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述第二光电转换器和所述第二分压电阻之间的检测点电连接，所述第三比较器的第二输入端与所述继电器的第二输入端电连接，所述第三比较器的输出端连接有第三LED的正电极，所述第三LED的负电极接地。

可以理解，第三比较器用于比较第一光电转换器的输出电压与第二光电转换器的输出电压，其中，第一光电转换器用于检测光继电器中发光设备的亮度，第二光电转换器用于检测环境光亮度。如果两处输出电压一致则第三比较器输出低电平，第三LED不点亮；如果两处输出电压不一致，则第三比较器输出高电平，第三LED被点亮。

在本申请可选的实施例中，所述第三LED的出射光束的波长与所述第一对比模块中的信号提示灯的出射光束的波长不同。

可以理解，第三LED和第一对比模块中任一LED的输出光束颜色均不同。由于本申请实施例中第一LED、第二LED和第三LED的输出光束颜色均不相同，有利于工作人员通过光束颜色判断当前光功率继电器的具体测试合格情况。举例说明，如果仅是第一LED和第二LED点亮，则仅能得出当前光功率继电器存在故障的结论，但不能确定具体的故障点，需要结合第三LED的点亮情况进行判断。如果第三LED被点亮则可以排除光功率继电器中的发光设备或第一光电转换器出现故障的可能，那么故障原因来自于继电器；如果第三LED未被点亮则可以判断光功率继电器中的发光设备或第一光电转换器出现故障。

在本申请可选的实施例中，所述电控开关包括第一端、第二端和控制端；所述控制端与所述处理器电连接，所述控制端在所述处理器的控制下连通或断开所述第一端和所述第二端的连接；所述第一端与所述电源电连接，所述第二端与所述第二光电转换器电连接。

可以理解，可以通过电控开关确定第二对比模块是否参与测试工作。

有益效果：

本申请公开了一种智能变电站光功率继电保护测试仪，在处理器的控制下，通过故障模拟模块中的各种电器元件模拟受保护设备的某一种故障电路，再控制校正模块输出该故障电路对应的标准处理信号，最后通过第一对比模块对比标准处理信号和光功率继电器的实际处理信号，在实际处理信号出现偏差时及时发出提示信号。本申请能够能够对保护电力系统设备的光功率继电器进行准确测试，当实际处理信号与标准处理信号不一致时，相应的信号提示灯会点亮，提供可视的警示信号。从而保证安装有光功率继电器的电力系统的安全和稳定运行。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是一种光功率继电器的结构示意图。

图2是本申请提供的一种智能变电站光功率继电保护测试仪的结构示意图。

图3是本申请提供的另一种智能变电站光功率继电保护测试仪的结构示意图。

附图标号：

发光设备11、第一光电转换器12、第一分压电阻13、继电器14、故障模拟模块20、故障校正模块30、处理器40、第一对比模块50、第一比较器51、第二比较器52、第一LED53、第二LED54、第二对比模块60、电控开关62、第二光电转换器61、第二分压电阻63、第三比较器64、第三LED65。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

光功率继电器在智能变电站中被广泛应用，主要应用于各种电力设备的保护，如电动机、变压器、发电机等。

如图1所示，现有的光功率继电器的结构包括发光设备11、第一光电转换器12、第一分压电阻13和继电器14，发光设备11的两端与受保护设备的两个检测端V_in+和V_in-连接，第一光电转换器12与第一分压电阻13串联于电源V_cc和接地之间，继电器14的第一输入端1与电源V_cc电连接，继电器14的第二输入端2与第一光电转换器12和第一分压电阻13之间的检测点电连接，继电器14的第一输出端3和第二输出端4与受保护设备的主路开关电连接，

其中，第一光电转换器12可以是光敏电阻、光敏二极管或光电晶体管。

如图2所示，本申请提供一种智能变电站光功率继电保护测试仪，用于对上述光功率继电器进行测试，包括：

故障模拟模块20，用于模拟受保护设备的至少一种故障电路，故障模拟模块20的输出端分别与光功率继电器的发光设备11电连接；

故障校正模块30，用于输出故障模拟模块20所模拟的故障电路的标准处理信号；

处理器40，分别与故障模拟模块20和故障校正模块30电连接；

第一对比模块50，用于对比标准处理信号和光功率继电器的实际处理信号，在实际处理信号与标准处理信号不一致时点亮至少一个信号提示灯。

可以理解，本申请公开了一种智能变电站光功率继电保护测试仪，在处理器40的控制下，通过故障模拟模块20中的各种电器元件模拟受保护设备的某一种故障电路，再控制校正模块输出该故障电路对应的标准处理信号，最后通过第一对比模块50对比标准处理信号和光功率继电器的实际处理信号，在实际处理信号出现偏差时及时发出提示信号。本申请能够能够对保护电力系统设备的光功率继电器进行准确测试，当实际处理信号与标准处理信号不一致时，相应的信号提示灯会点亮，提供可视的警示信号。从而保证安装有光功率继电器的电力系统的安全和稳定运行。

在本申请可选的实施例中，故障模拟模块20所模拟的故障电路包括以下至少一种：电流过载电路；短路电路。

针对故障模拟模块的具体例子，以下是几个可能的元器件及其功能：

故障模拟开关：故障模拟模块可能包括一个或多个故障模拟开关。这些开关用于模拟不同类型的故障电路，例如电流过载电路或短路电路。通过打开或关闭故障模拟开关，可以选择性地引入或消除特定的故障情况。

可调电阻：故障模拟模块可能包括一个或多个可调电阻。这些电阻用于调整故障模拟电路的电阻值，以模拟不同程度的故障情况。通过调整电阻值，可以模拟出不同的电流过载或短路条件。

故障模拟电源：故障模拟模块可能包括一个故障模拟电源，用于为故障模拟电路提供所需的电源电压或电流。这个电源可以根据需要提供稳定的电源输出，以确保可靠的故障模拟。

运算放大器：故障模拟模块可能包括一个或多个运算放大器。这些放大器用于放大、滤波和处理来自故障模拟电路的输出信号。运算放大器还可以用于与故障校正模块或第一对比模块进行信号比较。

以上是一些可能的元器件和功能，实际的故障模拟模块设计可能根据具体需求和实现方式而有所不同。

针对故障校正模块的具体例子，以下是几个可能的元器件及其功能：

校正电压源：故障校正模块可能包括一个校正电压源，用于提供精确的标准处理信号。该电压源可以根据需要生成不同的电压水平，以模拟各种故障条件。

模拟开关：故障校正模块可能包括一个或多个模拟开关。这些开关可以通过控制信号的开关状态，将校正电压源与故障模拟模块的输出端连接或断开连接。通过控制模拟开关的状态，可以选择性地引入或消除特定的故障电路。

可调电阻：故障校正模块可能包括一个或多个可调电阻。这些电阻可以用于调整校正电压源的输出电压，以确保与特定故障电路相匹配的标准处理信号。

运算放大器：故障校正模块可能包括一个或多个运算放大器。这些放大器用于放大、滤波和处理来自故障模拟模块的输出信号，以产生准确的标准处理信号。运算放大器还可以用于与第一对比模块进行信号比较。

以上是一些可能的元器件和功能，实际的故障校正模块设计可能根据具体需求和实现方式而有所不同。

在本申请可选的实施例中，如图2所示，第一对比模块50包括第一比较器51和第二比较器52；第一比较器51的第一输入端与光功率继电器的高电平输出端V_out+电连接，第一比较器51的第二输入端与故障校正模块30的高电平输出端V_21电连接，第一比较器51的输出端连接有第一LED53的正电极，第一LED53的负电极接地；第二比较器52的第一输入端与光功率继电器的低电平输出端V_out-电连接，第二比较器52的第二输入端与故障校正模块30的低电平输出端V_22电连接，第二比较器52的输出端连接有第二LED54的正电极，第二LED54的负电极接地。

可以理解，第一比较器51用于比较光功率继电器的高电平输出端V_out+与故障校正模块30的高电平输出端V_21的电信号，如果两处电信号一致则第一比较器51输出低电平，第一LED53不点亮；如果两处电信号不一致，则第一比较器51输出高电平，第一LED53被点亮。第二比较器52用于比较光功率继电器的低电平输出端V_out-与故障校正模块30的低电平输出端V_22的电信号，如果两处电信号一致则第二比较器52输出低电平，第二LED54不点亮；如果两处电信号不一致，则第二比较器52输出高电平，第二LED54被点亮。

在本申请可选的实施例中，第一LED53和第二LED54的出射光束的波长不同。可以理解，第一LED53和第二LED54的输出光束颜色不同。

在本申请可选的实施例中，如图3所示，本申请所公开的智能变电站光功率继电保护测试仪还可以包括第二对比模块60，该第二对比模块60包括用于检测环境光亮度的第二光电转换器61，第二对比模块60用于对比第二光电转换器61和第一光电转换器12的输出电压，在第二光电转换器61和第一光电转换器12的输出电压不一致时点亮至少一个信号提示灯。

其中，第二光电转换器61可以是光敏电阻、光敏二极管或光电晶体管。

在本申请可选的实施例中，如图3所示，第二对比模块60包括在电源V_cc和接地之间依次串联的电控开关62、第二光电转换器61和第二分压电阻63；第二对比模块60还包括第三比较器64，第三比较器64的第一输入端与第二光电转换器61和第二分压电阻63之间的检测点电连接，第三比较器64的第二输入端与继电器14的第二输入端电连接，第三比较器64的输出端连接有第三LED65的正电极，第三LED65的负电极接地。

可以理解，第三比较器64用于比较第一光电转换器12的输出电压与第二光电转换器61的输出电压，其中，第一光电转换器12用于检测光继电器14中发光设备11的亮度，第二光电转换器61用于检测环境光亮度。如果两处输出电压一致则第三比较器64输出低电平，第三LED65不点亮；如果两处输出电压不一致，则第三比较器64输出高电平，第三LED65被点亮。

在本申请可选的实施例中，第三LED65的出射光束的波长与第一对比模块50中的信号提示灯的出射光束的波长不同。

可以理解，第三LED65和第一对比模块50中任一LED的输出光束颜色均不同。由于本申请实施例中第一LED53、第二LED54和第三LED65的输出光束颜色均不相同，有利于工作人员通过光束颜色判断当前光功率继电器的具体测试合格情况。举例说明，如果仅是第一LED53和第二LED54点亮，则仅能得出当前光功率继电器存在故障的结论，但不能确定具体的故障点，需要结合第三LED65的点亮情况进行判断。如果第三LED65被点亮则可以排除光功率继电器中的发光设备11或第一光电转换器12出现故障的可能，那么故障原因来自于继电器14；如果第三LED65未被点亮则可以判断光功率继电器中的发光设备11或第一光电转换器12出现故障。

在本申请可选的实施例中，电控开关62包括第一端、第二端和控制端；控制端与处理器40电连接，控制端在处理器40的控制下连通或断开第一端和第二端的连接；第一端与电源V_cc电连接，第二端与第二光电转换器61电连接。

可以理解，可以通过电控开关62确定第二对比模块60是否参与测试工作。

在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一用户设备和第二用户设备表示不同的用户设备，虽然两者均是用户设备。例如，在不背离本公开的范围的前提下，第一元件可称作第二元件，类似地，第二元件可称作第一元件。

当一个元件(例如，第一元件)称为与另一元件(例如，第二元件)“(可操作地或可通信地)联接”或“(可操作地或可通信地)联接至”另一元件(例如，第二元件)或“连接至”另一元件(例如，第二元件)时，应理解为该一个元件直接连接至该另一元件或者该一个元件经由又一个元件(例如，第三元件)间接连接至该另一个元件。相反，可理解，当元件(例如，第一元件)称为“直接连接”或“直接联接”至另一元件(第二元件)时，则没有元件(例如，第三元件)插入在这两者之间。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

以上描述仅为本申请的可选实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能变电站光功率继电保护测试仪，用于对光功率继电器进行测试，所述光功率继电器包括发光设备、第一光电转换器、第一分压电阻和继电器，所述发光设备的两端与受保护设备的两个检测端连接，所述第一光电转换器与所述第一分压电阻串联于电源和接地之间，所述继电器的第一输入端与电源电连接，所述继电器的第二输入端与所述第一光电转换器和所述第一分压电阻之间的检测点电连接，所述继电器的第一输出端和第二输出端与所述受保护设备的主路开关电连接，其特征在于，包括：

故障模拟模块，用于模拟所述受保护设备的至少一种故障电路，所述故障模拟模块的输出端分别与所述光功率继电器的发光设备电连接；

故障校正模块，用于输出所述故障模拟模块所模拟的故障电路的标准处理信号；

处理器，分别与所述故障模拟模块和所述故障校正模块电连接；

第一对比模块，用于对比所述标准处理信号和所述光功率继电器的实际处理信号，在所述实际处理信号与所述标准处理信号不一致时点亮至少一个信号提示灯。

2.根据权利要求1所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述故障模拟模块所模拟的所述故障电路包括以下至少一种：

电流过载电路；

短路电路。

3.根据权利要求1所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述第一对比模块包括第一比较器和第二比较器；

所述第一比较器的第一输入端与所述光功率继电器的高电平输出端电连接，所述第一比较器的第二输入端与所述故障校正模块的高电平输出端电连接，所述第一比较器的输出端连接有第一LED的正电极，所述第一LED的负电极接地；

所述第二比较器的第一输入端与所述光功率继电器的低电平输出端电连接，所述第二比较器的第二输入端与所述故障校正模块的低电平输出端电连接，所述第二比较器的输出端连接有第二LED的正电极，所述第二LED的负电极接地。

4.根据权利要求3所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述第一LED和所述第二LED的出射光束的波长不同。

5.根据权利要求1所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，还包括：

第二对比模块，包括用于检测环境光亮度的第二光电转换器，所述第二对比模块用于对比所述第二光电转换器和所述第一光电转换器的输出电压，在所述第二光电转换器和所述第一光电转换器的输出电压不一致时点亮至少一个信号提示灯。

6.根据权利要求5所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述第二对比模块包括在所述电源和接地之间依次串联的电控开关、所述第二光电转换器和第二分压电阻；

所述第二对比模块还包括第三比较器，所述第三比较器的第一输入端与所述第二光电转换器和所述第二分压电阻之间的检测点电连接，所述第三比较器的第二输入端与所述继电器的第二输入端电连接，所述第三比较器的输出端连接有第三LED的正电极，所述第三LED的负电极接地。

7.根据权利要求6所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述第三LED的出射光束的波长与所述第一对比模块中的信号提示灯的出射光束的波长不同。

8.根据权利要求7所述的智能变电站光功率继电保护测试仪，其特征在于，

所述电控开关包括第一端、第二端和控制端；所述控制端与所述处理器电连接，所述控制端在所述处理器的控制下连通或断开所述第一端和所述第二端的连接；所述第一端与所述电源电连接，所述第二端与所述第二光电转换器电连接。