智能型繼電保護出口測試儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了智能型繼電保護出口測試儀，包括測試線、出口觸點采集模塊、微控制單元，顯示屏。通過測試線將被測系統(tǒng)即變電站保護裝置出口觸點依次與出口觸點采集模塊的采集端1?15口相連接，出口觸點采集模塊的輸出端1?15口與微控制單元的I/O口對應(yīng)連接，微控制單元采集1?15開入量，經(jīng)運算后通過串口通訊上送至顯示屏，顯示屏循環(huán)顯示結(jié)果。該裝置可以同時測量多至15組保護裝置出口觸點動作情況，針對多路有源或無源出口觸點，實現(xiàn)同一時刻測量其動作時間和持續(xù)時間，迅速、精確、一次性地驗證保護裝置跳閘出口動作邏輯的準確性。
【專利說明】
智能型繼電保護出口測試儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種測試電力系統(tǒng)中繼電保護裝置出口觸點動作情況的裝置，屬 于電力系統(tǒng)繼電保護技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 社會的不斷發(fā)展要求越來越高的供電可靠性，電力系統(tǒng)中的繼電保護裝置動作正 確率直接關(guān)系著電網(wǎng)的穩(wěn)定，由此對保護裝置驗收、定檢的質(zhì)量要求越來越高。保護裝置跳 閘出口動作邏輯的驗證在保護裝置驗收、定檢項目中處于關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)繼電保護出口觸 點的測試:有源的出口用萬用變逐個測量出口電位、無源的出口解開二次線后用萬用表測 量出口通斷或用繼電保護測試儀測開入量功能逐步測試。傳統(tǒng)方法測量時間長，工作量大， 只能間接測量部分動作邏輯，傳統(tǒng)測試方法已經(jīng)不足以應(yīng)付要求越來越高，邏輯功能越來 越復(fù)雜化的保護裝置的驗收、定檢工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種智能型繼電保護出 口測試儀。
[0004] 本實用新型是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
[0005] 智能型繼電保護出口測試儀，本實用新型的特征在于:包括測試線、出口觸點采集 模塊、微控制單元、顯示器;其中，測試線將被測系統(tǒng)即變電站保護裝置出口觸點依次與出 口觸點采集模塊的采集端1 _ 15 口相連接，出口觸點采集模塊的輸出端1 -15 口與微控制單元 的I/0 口對應(yīng)連接，微控制單元采集輸出端1 -15 口開入量。出口觸點采集模塊使用20M-20.6M和600K的電阻構(gòu)成分壓回路實現(xiàn)有源或無源出口觸點變位狀態(tài)的混合采集，采集到 的狀態(tài)量通過數(shù)據(jù)總線上傳至微控制單元，微控制單元固化程序采用循環(huán)采集觸點變位過 程中的上升沿和下降沿來分別計時運算，將繼電保護裝置出口觸點的動作時間和持續(xù)時間 通過IXD12864顯示器循環(huán)顯示，顯示器與微控制單元通過串口通訊。本實用新型中，出口觸 點采集模塊輸入阻抗高達20.6M;微控制單元為32位的微控制單元;顯示器為128*64的液晶 顯示器。
[0006] 本實用新型針對繼電保護裝置出口觸點在同一時刻進行多路測試，測試結(jié)果與電 力系統(tǒng)要求的出口動作邏輯進行對比，驗證保護裝置跳閘出口邏輯正確性和定值出口時間 的準確性。
[0007] 智能型繼電保護出口測試儀用于變電站二次系統(tǒng)中繼電保護裝置出口邏輯驗證 工作是可靠、安全的，能快速完成測量工作。
[0008] 該裝置內(nèi)有源和無源觸點變位混合采集模塊的串聯(lián)分壓電阻為20M和600K，分壓 比例 P = 2.91%。
[0009] 微控制單元采用6M晶陣，一次完整的循環(huán)采樣周期需要180個機械周期，共計 0.36ms，米樣時間誤差不大于0.4ms。
[0010] 圖1為微控制單元的程序邏輯框圖。
[0011] 可行性分析：
[0012] 采集模塊的串聯(lián)分壓電阻為20M和600K，分壓比例P = 2.91 %，強電轉(zhuǎn)為弱電后的 電壓U2 = U1*P = 3.21V，在微控制器的I/O有效電壓2.0V-5.0V內(nèi)。
[0013]微控制單元的I/O采用電壓驅(qū)動，對于出□觸點采集模塊，輸入阻抗為20.6M，輸入 電流1 = 110￥/20.61=5.34從，可以可靠采樣。
[0014] 為了測試該裝置對變電站運行的直流系統(tǒng)的干擾性，進行了如下測試：
[0015] 表1為智能型繼電保護出口測試儀和常用萬用表直流電阻檔在1000V絕緣電阻表 的測試輸入阻抗的數(shù)據(jù)：
[0016] 表1
[0018]出口觸點采集模塊接入變電站二次系統(tǒng)中采集電壓，其輸入阻抗高達20.6M，而正 常萬用表的直流電阻檔的阻值為10M，智能型繼電保護出口測試儀輸入阻抗是萬用表直流 檔的2倍。變電站二次直流系統(tǒng)中的平衡橋20K左右，智能型繼電保護出口測試儀輸入阻抗 是其1000倍多。智能型繼電保護出口測試儀的超高輸入阻抗可靠保證不會影響變電站二次 直流系統(tǒng)的正常運行。
[0019]本實用新型具有以下有益效果：
[0020] 1、針對保護裝置跳閘出口動作邏輯的驗證，本實用新型找到了一種行之有效的方 法，可以對變電站的保護裝置跳閘出口有源觸點和無源觸點進行同時多路測試，判斷保護 裝置跳閘出口邏輯正確性和定值出口時間的準確性；
[0021] 2、本實用新型創(chuàng)造可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)繼電保護裝置驗收、定檢工作中的的邏 輯驗證和定值校驗。
【附圖說明】
[0022] 圖1為微控制單元的程序邏輯框圖；
[0023]圖2為本實用新型的系統(tǒng)框架圖；
[0024]圖3為本實用新型的電路原理圖；
[0025] 圖4為智能型繼電保護出口測試儀外殼封裝圖；
[0026] 圖5為智能型繼電保護出口測試部分程序源碼圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的內(nèi)容做進一步詳細說明。
[0028] 智能型繼電保護出口測試儀，裝置包括測試線、出口觸點采集模塊、微控制單元， 顯示屏。通過測試線將被測系統(tǒng)即變電站保護裝置出口觸點依次與出口觸點采集模塊的采 集端1-15 口相連接，出口觸點采集模塊的輸出端1-15 口與微控制單元的I/O口對應(yīng)連接，微 控制單元采集輸出端1-15 口開入量，經(jīng)運算后通過串口通訊上送至顯示屏，顯示屏循環(huán)顯 示結(jié)果。該裝置可以同時測量多至15組保護裝置出口觸點動作情況，針對多路有源或無源 出口觸點，實現(xiàn)同一時刻測量其動作時間和持續(xù)時間，迅速、精確、一次性地驗證保護裝置 跳閘出口動作邏輯的準確性。
[0029] 出口觸點采集模塊使用20M和600K的電阻構(gòu)成分壓回路實現(xiàn)有源或無源出口觸點 變位狀態(tài)的混合采集，采集到的狀態(tài)量通過數(shù)據(jù)總線上傳至微控制單元，微控制單元固化 程序采用循環(huán)采集觸點變位過程中的上升沿和下降沿來分別計時運算，將繼電保護裝置出 口觸點的動作時間和持續(xù)時間通過顯示器循環(huán)顯示，顯示器與微控制單元通過串口通訊。
[0030] 本實用新型針對保護裝置出口觸點實現(xiàn)同一時刻多路測量，與電力系統(tǒng)要求的出 口動作邏輯進行對比，驗證保護裝置跳閘出口邏輯正確性和定值出口時間的準確性。
[0031] 搭接試驗線：1、測試孔的啟動孔接入繼電保護測試儀開關(guān)量輸出觸點，測試孔1至 15選擇性接入有源或無源的保護裝置出口觸點2、保護裝置有源出口觸點接入方式，采用線 夾接入出口保護壓板下端頭，另一頭接入智能型繼電保護出口測試儀的強電測試輸入口； 3、保護裝置無源出口觸點接入方式，采用線夾接入出口保護壓板下端頭，另一頭接入智能 型繼電保護出口測試儀的弱電測試輸入口，同時將智能型繼電保護出口測試儀的3.3V公共 端引入相應(yīng)的不帶電出口觸點的公共端。詳見圖4的接線端子。
[0032]具體實施案例：
[0033]選用某11 OkV變電站的11 OkV備自投裝置，模擬方式1跳閘（橋自投1 )，定值項中方 式1跳閘時限2.5s，方式1合閘時限0.2s，同時方式1跳閘聯(lián)跳小電源線路35kV的344斷路器 和10kV的055斷路器。測試結(jié)果如表2:
[0034]表 2
【主權(quán)項】
1. 智能型繼電保護出口測試儀，其特征在于:包括測試線、出口觸點采集模塊、微控制 單元、顯示器;其中，測試線將被測系統(tǒng)即變電站保護裝置出口觸點依次與出口觸點采集模 塊的采集端1 -15 口相連接，出口觸點采集模塊的輸出端1 -15 口與微控制單元的I/0 口對應(yīng) 連接，微控制單元采集輸出端1-15 口開入量；出口觸點采集模塊使用20M-20.6M和600K的電 阻構(gòu)成分壓回路實現(xiàn)有源或無源出口觸點變位狀態(tài)的混合采集，采集到的狀態(tài)量通過數(shù)據(jù) 總線上傳至微控制單元;將繼電保護裝置出口觸點的動作時間和持續(xù)時間通過顯示器循環(huán) 顯示，顯示器與微控制單元通過串口通訊。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型繼電保護出口測試儀，其特征在于，微控制單元為32位 的微控制單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型繼電保護出口測試儀，其特征在于，顯示器為128*64的 液晶顯示器。
【文檔編號】G01R31/327GK205507031SQ201521009554
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月8日
【發(fā)明人】楊鵬杰, 甘龍, 李輝, 李昆華, 潘衛(wèi)東, 李芳洲, 和翔宇, 余章, 王若丞, 唐強, 文立, 宋慶林, 歐陽勁松, 孫西, 李國斌, 袁鴻斌, 呂青峰, 李勇, 宋慶, 李磊, 張國武, 閻定強, 李明鋼
【申請人】云南電網(wǎng)有限責任公司昆明供電局