CN107748277A - 一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，包括可编程控制卡，可编程控制卡控制连接有模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路；模拟通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的模拟量接线端、另一端用于连接测试仪的模拟量接线端；开入通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开入接线端、另一端用于连接测试仪的开入接线端；开出通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端。本发明通过可编程控制卡实现装置的自动连线过程，简化了测试接线步骤，且不易出错。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，属于电力***继电保护测试技术领域。
背景技术
随着电力***的大力发展，继电保护装置的性能直接关系到变电站运行的安全性和可靠性，因此对继电保护装置的性能测试越来越重要。目前针对继电保护装置测试，市场上大部分的做法是通过人工接线方式对装置进行逐个测试，每测试一个装置，需要手工搭建接线回路一次，手工连接功放箱一次，操作繁琐，容易出错，并且对于测试人员的电气知识技能水平也有一定要求，特别是继电保护就地化测试时，航插端子接线复杂，接线耗用的时间占据很大比例。总而言之，传统的测试接线方式效率低下，可靠性不高，因此迫切需要一种接线装置来改善继电保护装置测试时接线效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，用于解决目前继电保护装置测试接线繁琐且易出错的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，包括可编程控制卡、模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路，所述可编程控制卡控制连接所述模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路；所述模拟通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的模拟量接线端、另一端用于连接测试仪的模拟量接线端；所述开入通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开入接线端、另一端用于连接测试仪的开入接线端；所述开出通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端。
进一步的，所述模拟通道选择回路包括第一通道选择控制回路和第一通道选择主回路；所述第一通道选择控制回路包括第一光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第一光耦隔离模块的原边回路，所述第一光耦隔离模块的副边回路中串设有第一继电器的线圈；所述第一通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的模拟量接线端、另一端用于连接测试仪的模拟量接线端，所述第一继电器的单刀双掷开关串设在所述第一通道选择主回路中。
进一步的，所述开入通道选择回路包括第二通道选择控制回路和第二通道选择主回路；所述第二通道选择控制回路包括第二光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第二光耦隔离模块的原边回路，所述第二光耦隔离模块的副边回路中串设有第二继电器的线圈；所述第二通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开入接线端、另一端用于连接测试仪的开入接线端，所述第二继电器的单刀双掷开关串设在所述第二通道选择主回路中。
进一步的，所述开出通道选择回路包括第三通道选择控制回路和第三通道选择主回路，所述第三通道选择控制回路包括第三光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第三光耦隔离模块的原边回路，所述第三光耦隔离模块的副边回路中串设有第三继电器的线圈；所述第三通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端，所述第三继电器的单刀双掷开关串设在所述第三通道选择主回路中。
进一步的，所述第三继电器的单刀双掷开关与第一待测保护装置之间还设置有第四光耦隔离模块，所述第三继电器的单刀双掷开关与第二待测保护装置之间还设置有第五光耦隔离模块。
进一步的，所述第三通道选择主回路还包括第一旁路非线性电阻和第二旁路非线性电阻；所述第一旁路非线性电阻的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第一待测保护装置连接的连接端；所述第二旁路非线性电阻的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第二待测保护装置连接的连接端。
本发明的有益效果是：
根据待测试的保护装置的类型，定制可编程输出控制方案，通过可编程控制卡控制模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路选择连接待测试的保护装置，将固定的端子模拟量、开入开出量自动连接输出到保护装置的相应端子上，实现了装置的自动连线过程，不仅简化了测试接线步骤，节省了测试时间，提高了测试效率，并且避免了容易出错的问题，大大提高了仿真测试的自动化程度。
为了防止电流开路，第三通道选择主回路分别用于与第一待测保护装置和第二待测保护装置连接的连接端各并联一个旁路非线性电阻，当第三通道选择主回路的电压在正常范围内时电阻阻抗较高，第三通道选择主回路正常运行；当第三通道选择主回路的电压超过电流开路时，电阻阻抗立即大幅降低，使第三通道选择主回路短接，这样即可有效预防电流开路。
附图说明
图1是保护装置在测试过程中的接线示意图；
图2是本发明可编程自动接线装置的电路结构图；
图3是保护装置的仿真测试流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，在保护装置的仿真测试过程中，可编程自动接线装置2与测试仪1和被测保护装置A和B进行连接。可编程自动接线装置根据传输信号的类型，划分为三大区域，分别为模拟信号传输区域、开入信号传输区域和开出信号传输区域。可编程自动接线装置通过专用线缆将输入端与测试仪的信号源进行连接，在装置内部通过线缆分为三大类插接板，内部电缆连接信息如图2所示。
可编程自动接线装置包括可编程控制卡、模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路，可编程控制卡(可编程开入开出控制卡)控制连接模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路。模拟通道选择回路的一端控制选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B的模拟量接线端、另一端连接测试仪的模拟量接线端；开入通道选择回路的一端控制选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B的开入接线端、另一端连接测试仪的开入接线端；开出通道选择回路的一端控制选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端。
其中，可编程控制卡是具有多路地址线和数据线的64位I/O总线，其内部分为控制寄存器区、控制方案保存区和控制器状态读取区，这三块分别完成对寄存器进行高低位读写、待测试的继电保护装置控制方案保存、待测试的继电保护装置输出值读取。对于所有的接线方式，全部保存在控制方案保存区内的接线数据库中。可编程控制卡中I/O读写命令是可选的，测试时可编程控制卡设置对应位发出控制命令，根据对应位的高低电位来实现继电保护装置的接口选择。例如，可编程控制卡内部数据位可通过置“1”或者“0”位来实现对开入、开出接口的选择。
在本实施例中，可编程自动接线装置的输出接口都是标准统一的航空插头接口，一个航插端子的输出端可能引向不同保护装置的不同性质接口，因此对待测保护装置的接口都是统一的，接口接到被测装置上。测试时，可将所有航插端子以固定方式通过插接板接到待测继电保护装置上，不同类型的继电保护装置通过不同的开入开出控制方案来实现控制，可编程自动接线控制卡输出各个电位的信号量值并进行切换放大，继电保护装置和可编程自动接线装置之间的信号接线进行对点映射，最终实现了可编程自动接线。
由于各个继电保护装置接线方式不同，跳闸出口、信号开入以及模拟量输入都有可能不同，更换被测保护装置对象时，需要将被测对象和自动接线装置之间的信号接线进行对点映射。可编程控制卡自动选择正确的接口数据集并驱动模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路中的切换装置，可实现接线装置和被测对象之间正确的信号对点接线。
具体的，如图2所示，模拟通道选择回路包括第一通道选择控制回路和第一通道选择主回路，其中第一通道选择控制回路包括第一光耦隔离模块，可编程控制卡控制连接第一光耦隔离模块的原边回路，第一光耦隔离模块的副边回路中串设有第一继电器J1的线圈。第一通道选择主回路的一端选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B、另一端连接测试仪1，第一继电器J1的单刀双掷开关串设在第一通道选择主回路中，第一通道选择主回路通过第一继电器J1的单刀双掷开关选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B。由于开入通道选择回路的电路结构与模拟通道选择回路相同，此处不再赘述。
开出通道选择回路包括第三通道选择控制回路和第三通道选择主回路，第三通道选择控制回路包括第三光耦隔离模块，可编程控制卡控制连接第三光耦隔离模块的原边回路，第三光耦隔离模块的副边回路中串设有第三继电器J3的线圈。第三通道选择主回路的一端选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B、另一端连接测试仪1，第三继电器J3的单刀双掷开关串设在第三通道选择主回路，第三通道选择主回路通过第三继电器J3的单刀双掷开关选择连接第一待测保护装置A和第二待测保护装置B。
另外，在第三继电器J3的单刀双掷开关与第一待测保护装置A之间还设置有第四光耦隔离模块，第四光耦隔离模块的原边回路连接第三继电器J3的单刀双掷开关，第四光耦隔离模块的副边回路连接第一待测保护装置A开出1接线端。在第三继电器J3的单刀双掷开关与第二待测保护装置B之间还设置有第五光耦隔离模块，第五光耦隔离模块的原边回路连接第三继电器J3的单刀双掷开关，第五光耦隔离模块的副边回路连接第二待测保护装置B开出1接线端。
以输入模拟量为例，可编程控制卡对应模拟量通道为高电平时，第一光耦隔离模块处于导通状态，此时第一光耦隔离模块副边的第一继电器J1相应接通输出到保护装置A的Ia端；当编程控制卡对应模拟量通道为低电平时，第一光耦隔离模块处于断开状态，此时第一光耦隔离模块副边的第一继电器J1相应接通输出到保护装置B的Ia端。开入通道和模拟量通道设计的切换原理是一样的，而对于开出量信号接收时，当可编程控制卡置为“1”时，保护装置A开出1输出开出量值引入到测试仪中，当控制卡置为“0”时，保护装置B开出1输出开出量值引入到测试仪中。
为了防止电流开路，第三通道选择主回路还包括第一旁路非线性电阻R4和第二旁路非线性电R5，R4和R5具体可以是避雷器阻；第一旁路非线性电阻R4的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第一待测保护装置连接的连接端。第二旁路非线性电阻R5的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第二待测保护装置连接的连接端。当第三通道选择主回路的电压在正常范围内时电阻阻抗较高，第三通道选择主回路正常运行；当第三通道选择主回路的电压超过电流开路时，电阻阻抗立即大幅降低，使第三通道选择主回路短接，这样即可有效预防电流开路。
上述编程自动接线装置对多种继电保护装置的性能测试都适用，在对一种新的继电保护装置进行测试时，可根据测试需要依次对开入、开出、光纤等通道进行接线设计，最终通过可编程控制卡进行连接后将连接信息保护起来，真正实现了可编程自动接线，其工作过程如图3所示，具体包括以下步骤：
自动接线装置首先确定待检测保护装置的型号，接线数据库根据保护装置类型确定保护装置接线方案；接着自动接线装置根据接线方案，利用可编程控制卡对电位进行编辑，实现控制电路的选择，实现自动接线；测试仪控制输入端开始加量测试，测试同时自动接线装置也能接收各端口反馈信号；最后***等待测试完毕后判断是否需要更换待测保护装置，如果需要更换待测保护装置，自动接线装置再根据装置型号从内存中选择正确的接线方案重新进行内部连接；如果需要更换待测保护装置，测试全部停止。软件控制中心将分析的结果自动打印保存，整个测试结束。
本发明的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置依托于通道切换技术、可编程控制技术和电流防开路技术，针对待测试的保护装置，定制可编程输出控制方案，将自动接线装置原有的端子模拟量、开入开出量自动连接到保护装置的相应端子上；面向各种型号的保护装置，能够自适应定义接线方案实现保护测试的自动接线，同时可将方案进行固化保存以实现接线方案的重复使用，能够将整个测试流程节省三分之一的时间，大大降低了测试时的接线工作量，提高了仿真测试的自动化程度。
Claims (6)
1.一种用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，包括可编程控制卡、模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路，所述可编程控制卡控制连接所述模拟通道选择回路、开入通道选择回路和开出通道选择回路；所述模拟通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的模拟量接线端、另一端用于连接测试仪的模拟量接线端；所述开入通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开入接线端、另一端用于连接测试仪的开入接线端；所述开出通道选择回路的一端用于控制选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端。
2.根据权利要求1所述的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，所述模拟通道选择回路包括第一通道选择控制回路和第一通道选择主回路；所述第一通道选择控制回路包括第一光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第一光耦隔离模块的原边回路，所述第一光耦隔离模块的副边回路中串设有第一继电器的线圈；所述第一通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的模拟量接线端、另一端用于连接测试仪的模拟量接线端，所述第一继电器的单刀双掷开关串设在所述第一通道选择主回路中。
3.根据权利要求2所述的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，所述开入通道选择回路包括第二通道选择控制回路和第二通道选择主回路；所述第二通道选择控制回路包括第二光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第二光耦隔离模块的原边回路，所述第二光耦隔离模块的副边回路中串设有第二继电器的线圈；所述第二通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开入接线端、另一端用于连接测试仪的开入接线端，所述第二继电器的单刀双掷开关串设在所述第二通道选择主回路中。
4.根据权利要求3所述的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，所述开出通道选择回路包括第三通道选择控制回路和第三通道选择主回路，所述第三通道选择控制回路包括第三光耦隔离模块，所述可编程控制卡控制连接所述第三光耦隔离模块的原边回路，所述第三光耦隔离模块的副边回路中串设有第三继电器的线圈；所述第三通道选择主回路的一端用于选择连接第一待测保护装置和第二待测保护装置的开出接线端、另一端用于连接测试仪的开出接线端，所述第三继电器的单刀双掷开关串设在所述第三通道选择主回路中。
5.根据权利要求4所述的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，所述第三继电器的单刀双掷开关与第一待测保护装置之间还设置有第四光耦隔离模块，所述第三继电器的单刀双掷开关与第二待测保护装置之间还设置有第五光耦隔离模块。
6.根据权利要求4或5所述的用于保护仿真测试的可编程自动接线装置，其特征在于，所述第三通道选择主回路还包括第一旁路非线性电阻和第二旁路非线性电阻；所述第一旁路非线性电阻的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第一待测保护装置连接的连接端；所述第二旁路非线性电阻的一端接地、另一端连接第三通道选择主回路用于与第二待测保护装置连接的连接端。
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