专利名称：一种测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法及采用该方法实现的测试装置。
背景技术：
由于电力行业的特殊性和重 要性，所以对于继电保护装置的跳闸出口接点具有严格的要求，相关标准中都有明确的要求，通常也是继电保护装置获得“准入”资格的重要条件之一(比如中国国家电网认证、美国的UL认证等)。在标准IEEE Std C37. 95-2005和国标DL/T 478-2010中对继电保护装置的跳闸出口接点的各种指标有着明确的要求。本发明的重点侧重于继电保护装置跳闸出口接点性能，可参考标准IEEE Std C37. 95-2005第5. 7. I节和国标DL/T478-2010第4. 5. 3. 3节中的相关规定。对于继电保护装置跳闸出口接点性能的测试，目前现有的测试方法都是使用接触器来控制被测试回路的通断，使用传统的电磁型继电器来控制被测试跳闸出口接点的分合。由于接触器的分合时间相对比较长，通常在30ms左右，同样由于电磁型继电器动作时间相对比较长，通常在IOms左右，而且两者的分合时间的离散性比较大。由于上述原因，对于被测试出口跳闸接点的闭合带载通断时间的控制，常常是要么时间过短而不能满足相关标准的要求，要么时间过长导致被测试跳闸出口接点过热而烧坏，或者由于时序控制不精确导致被测试跳闸出口接点分开时因为“拉弧”而烧坏。另外，电力电子器件IGBT器件具有通断时间极短(通常小于0. 3ms),导通电流大等优点，使得其在多个行业中得到了广泛而成功的应用。其次，固态继电器(SSR)具有动作时间短(通常小于Ims )、控制与被控制的隔离度高等优点，也已经在现代控制领域中得到了广泛而成功的应用。

发明内容
本发明的目的是在对继电保护装置跳闸出口接点的性能测试时，能够实现对被测试回路通断的以及对被测试继电保护装置跳闸出口接点分合的精确控制，从而提高继电保护装置跳闸出口接点性能测试的精确度。本发明采取的技术方案是一种测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，该方法采用IGBT器件来控制被测试回路的通断，采用固态继电器(SSR)来控制被测试跳闸出口接点的分合，通过CPU模块来控制IGBT器件的通断和固态继电器(SSR)的分合，按照预先设定的测试参数来实现对被测试回路通断和被测试跳闸出口接点分合的精确控制。CPU模块输出接人机界面(HMI)模块，然后CPU模块按照人机界面(HMI)模块设置测试过程的相关参数输出并控制IGBT模块和固态继电器(SSR)模块的通断，实现对被测试继电保护跳闸出口接点的性能的测试；同时被测试继电保护跳闸出口接点连接A/D采样模块并连接至CPU模块。在每次测试过程中对被测试接点闭合前的承受电压和闭合后的承受电流都实时监测记录，通过和设定的电压监视定值和电流监视定值的比较，确定本次测试是否达标，对于不达标的某个测试自动记录。考虑到IGBT器件的通断时间比固态继电器(SSR)的更快，而且两者通断时间都小于1ms，所以推荐把IGBT器件的通断时间“tj设置为2ms ;固态继电器通断时间
能够按照不同的标准中要求来设置；“t3”则按照被测试跳闸出口接点的最大起动时间参数来设置；通过对这些时间参数的设置，能够实现对不同标准要求下继电保护装置跳闸出口接点性能的测试。 对整个测试过程进行记录；在整个测试过程中，通过人机界面随时查看测试情况，测试结束装置能够自动显示测试报告；按照微处理器模块中预先设置的被测试对象的通断时间和次数、参数、测试次数、监视用的测试接点闭合前电压大小、导通后流过测试接点电流大小、逻辑和步骤，实现对继电保护装置跳闸出口接点性能的精确测试。继电保护装置跳闸出口接点性能测试装置，其特征是包括CPU模块、电源模块、人机界面(HMI)模块、IGBT模块、固态继电器(SSR)模块和A/D采样模块；CPU模块输出接人机界面(HMI)模块，然后CPU模块按照人机界面(HMI)模块设置测试过程的相关参数输出并控制IGBT模块和固态继电器(SSR)模块的通断，实现对被测试继电保护跳闸出口接点的性能的测试；同时被测试继电保护跳闸出口接点连接A/D采样模块并连接至CPU模块；对整个测试过程进行记录；在整个测试过程中，可以通过人机界面随时查看测试情况，测试结束装置可自动显示测试报告。采用IGBT模块代替传统的接触器，采用固态继电器(SSR)模块代替传统的电磁型继电器，通过CPU模块的定时功能和对IGBT模块及固态继电器(SSR)模块的控制，从而实现对被测试回路通断的相对精确控制。对测试要求的相关参数进行自由设置，从而能够方便地测试不同的标准要求下的继电保护装置跳闸出口接点的性能。人机界面(HMI)模块是(PU模块的输入接口。本发明的有益效果是同时采用IGBT模块代替传统的接触器，并采用固态继电器(SSR)模块，可以对继电保护装置跳闸出口接点性能测试回路的通断时间进行精确控制，以及对被测试继电保护装置跳闸出口接点分合的精确控制。利用该方法实现的测试仪可以按照预先设定的被测试对象的通断时间和次数以及相关标准中要求的测试逻辑和步骤，来实现对继电保护装置跳闸出口接点性能的精确测试；同时由于可以方便设置被测试对象的通断时间和次数以及通断的先后顺序，可以适用于测试各种继电保护装置的跳闸出口接点性倉泛。


图I为本发明测试继电保护装置跳闸出口接点性能的电气连接示意图。图2为继电保护装置跳闸出口接点性能测试的过程时序图。图3为本发明的结构框图。
具体实施例方式为了对本发明做进一步说明，给出附图，说明如下图I中的用IGBT器件替代了传统的接触器，用固态继电器(SSR)代替了传统的电磁型继电器，被测试回路的通断和被测试接点的分合由按照本方法开发的专用测试装置来控制，虚线部分表示专用测试装置，电源I和电源2为两个独立电源。图2中Itl”为IGBT器件超前固态继电器(SSR)通断的时间，“t/’为被测跳闸出口接点的稳定导通时间，“t2”为被测跳闸出口接点的无电流通过时间，“t3”为被测跳闸出口接点的标称的最大起动时间。在标准IEEE Std 〇37.95-2005 第5.7.1节和国标0171478-2010第4.5.3.3节中对继电保护装置跳闸出口接点性能有明确的要求被测试跳闸出口接点两端电压在闭合前为标准中规定的某个额定电压；短时闭合200ms，通过接点电流不小于30A ;短时额定工作周期为接通200ms,断开15s,重复次数为2000次。采用IGBT器件替换了传统的接触器，是由于IGBT器件的通断时间通常小于
0.3ms，而传统的接触器的通断时间在30ms左右，所以采用IGBT器件可以更加精确地控制被测试回路的通断。采用固态继电器(SSR)替换传统电磁型继电器，是由于固态继电器(SSR)的分合时间小于Ims,而传统电磁型继电器的分合时间约为IOms左右,所以米用固态 继电器(SSR)可以更加精确地控制被测试跳闸出口接点的分合。结合图I和图2对整个自动测试过程进行说明。首先使串联在被测试回路中的IGBT器件导通，这样被测试继电保护跳闸出口接点两端的电压等于电源I两端的电压，即为闭合前的被测试跳闸出口接点的承受电压，可以通过测试仪采样计算得到。经过Itl”延时后，通过固态继电器(SSR)来控制被测试跳闸出口接点闭合，再经过被测试继电保护跳闸出口接点的最大起动时间“ t3”后，被测试跳闸出口接点完全闭合，此后的“ h ”时间内被测试跳闸出口接点一直稳定导通，流过被测试跳闸出口接点的电流即为被测试跳闸出口接点的承受电流，可以通过测试仪采样计算得到。在“t/’延时结束后断开IGBT器件，使得测试回路断开，再经过“V’延时后，通过固态继电器(SSR)来控制被测试跳闸出口接点断开，这样做是为了防止被测试接点“拉弧”而损坏。此时，IGBT器件和被测试跳闸出口接点都在断开状态，等待“t2 - 2b”后，开始下一次测试循环。考虑到IGBT器件的通断时间比固态继电器(SSR)的更快，而且两者通断时间都小于lms，所以推荐把“tQ”设置为2mst2”可以按照不同的标准(如IEEE StdC37. 95-2005,DL/T478-2010等)中要求来设置；“t3”则按照被测试跳闸出口接点的最大起动时间参数来设置。通过对这些时间参数的设置，可以实现对不同标准要求下继电保护装置跳闸出口接点性能的测试。另外，测试次数、监视用的测试接点闭合前电压大小、导通后流过测试接点电流大小都可以设置。在每次测试过程中对被测试接点闭合前的承受电压和闭合后的承受电流都实时监测记录，通过和设定的电压监视定值和电流监视定值的比较，确定本次测试是否达标，对于不达标的某个测试进行自动记录。采用本发明中提及的方法可以提高对继电保护装置跳闸出口接点性能测试的精确度，同时能对整个测试过程进行有效监视，可以记录下对于不达标的某个测试。
权利要求
1.一种测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，其特征是采用IGBT器件替换传统的接触器作为被测试回路的通断控制输出，采用固态继电器(SSR)替换传统电磁型继电器作为被测试跳闸出口接点的分合控制输出，通过微处理器模块来控制IGBT器件的通断和固态继电器(SSR)的分合，来实现对被测试回路通断和被测试跳闸出口接点分合的精确控制。
2.根据权利要求I所述的测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，其特征是CPU模块输出接人机界面(HMI)模块，然后CPU模块按照人机界面(HMI)模块设置测试过程的相关参数输出并控制IGBT模块和固态继电器(SSR)模块的通断，实现对被测试继电保护跳闸出口接点的性能的测试；同时被测试继电保护跳闸出口接点连接A/D采样模块并连接至(PU模块。
3.根据权利要求2所述的测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，其特征是考虑到IGBT器件的通断时间比固态继电器(SSR)的更快，而且两者通断时间都小于1ms，所以推荐把IGBT器件的通断时间“tj设置为2ms ;固态继电器通断时间能够按照不同的标准中要求来设置；“t3”则按照被测试跳闸出口接点的最大起动时间参数来设置；通过对这些时间参数的设置，能够实现对不同标准要求下继电保护装置跳闸出口接点性能的测试。
4.根据权利要求2或3所述的测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，其特征是对整个测试过程进行记录；在整个测试过程中，通过人机界面随时查看测试情况，测试结束装置能够自动显示测试报告；按照微处理器模块中预先设置的被测试对象的通断时间和次数、参数、测试次数、监视用的测试接点闭合前电压大小、导通后流过测试接点电流大小、逻辑和步骤，实现对继电保护装置跳闸出口接点性能的精确测试。
5.根据权利要求4所述的测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，其特征是在每次测试过程中对被测试接点闭合前的承受电压和闭合后的承受电流都实时监测记录，通过和设定的电压监视定值和电流监视定值的比较，确定本次测试是否达标，对于不达标的某个测试自动记录。
全文摘要
本发明公开了一种测试继电保护装置跳闸出口接点性能的方法，该方法采用IGBT器件替换传统的接触器作为被测试回路的通断控制输出，采用固态继电器(SSR)替换传统电磁型继电器作为被测试跳闸出口接点的分合控制输出，通过微处理器模块来控制IGBT器件的通断和固态继电器(SSR)的分合，来实现对被测试回路通断和被测试跳闸出口接点分合的精确控制。该方法可以按照微处理器模块中预先设置的通断时间和次数等参数以及相关标准和规范中要求的测试逻辑和步骤，实现对继电保护装置跳闸出口接点性能的精确测试。
文档编号G01R31/00GK102749537SQ201210196208
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者于哲, 施静辉, 陈志锋 申请人:南京南瑞继保工程技术有限公司, 南京南瑞继保电气有限公司