专利名称：备自投校验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种备自投校验仪，属于电力设备自动校验技术领域。
背景技术：
备自投装置是电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源、备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。在电力生产和供应过程中，为确保供电可靠性，最大限度减少对用户停电，变电站和重要用户一般采用双电源或多电源互为备用供电方式，而备自投装置则是实现此功能的智能控制设备，其安全可靠运行是保证电源备投成功的关键。当前，备自投装置拒动或误动而造成的停电事故在电力系统停电事故中仍然占相当的比例，按照继电保护技术监督的要求，新投运的备自投装置以及备自投装置的定期检验，必须带开关传动试验合格，以确保装置的可靠性和外部回路的正确性。从而确保在工作电源或设备因故障等原因断开以后，装置能够正确动作，保证供电。与此同时，按照继电保护试验的惯例，在做开关传动试验前，应进行模拟试验，确保装置本身可靠以提高试验效率，同时还可以减少开关动作次数，以有利于一次设备的安全运行。当前，在检查或校验备自投过程中，相关断路器处于运行状态，断路器的信息不能传至备自投，需人为模拟开关信息，如此易造成备自投动作失败。除非全站停电，否则无法对备自投装置作用的所有断路器同时检修，客观上使得备自投的逻辑功能校验难以真正实现。此外，老式备自投校验仪无法适应最新典型设计三母双分段备自投接线方式。针对上述问题深入开展研究工作，研制出一种备自投校验仪，从根本上解决以上难题。目前，备自投校验主要存在以下几个缺点:(I)由于采用双电源或多电源系统供电的设备关联复杂，运行方式多变，且需要改变供电方式或停电，加上没有合适的模拟试验手段和设备，导致备自投装置的现场实际模拟试验难以进行。(2)整组传动试验环节多，接线复杂，费时费力且容易出错，因此判定和验证备自投装置能否正常动作变得非常繁琐和困难。(3)在变电站分期建设而一次接线不完全和投产后开关正常运行状态下的定期检验时，根本无法进行传动试验，矛盾更为突出，因而，备自投装置的逻辑及其回路的可靠性、正确性无法真正保证。(4)现有备自投装置试验系统中所需的试验信号一般为由微机保护试验装置输出电流和电压这些交流模拟量，由独立模拟断路器来提供开入量和接收开出量，由时间测试仪来测试备自投装置动作时间，这些设备一般操作烦琐、接线复杂，且体积庞大、笨重。(5)目前在进行备自投校验时，需多人同时在备自投装置屏后端子排上短接模拟开关位置，配合起来比较困 难，且有误碰可能，影响设备安全运行。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能化、携带便捷、试验接线简单的备自投校验仪，提高备自投校验的准确性、可靠性，从而提高供电可靠性。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种备自投校验仪，其特征在于，包括DSP核心控制板，其特征在于:DSP核心控制板分别与两个线性电压功率放大器、线性电流功率放大器、开关量输入模块、网口转HPI模块相连，网口转HPI模块与液晶显示器内部的ARM控制板相通信。前述的备自投校验仪，其特征在于:所述ARM控制板同时与USB接口、电子硬盘接口及实时时钟相通信。前述的备自投校验仪，其特征在于:模拟断路器与开关时输入模块相连。前述的备自投校验仪，其特征在于:还包括电源及功放模块，电源及功放模块分别与线性电压功率放大器、线性电流功率放大器相连。本实用新型所达到的有益效果:本实用新型的备自投校验仪，携带便捷、接线简单、界面友好，测试程序为一键化操作，不仅满足在各种变电站一次接线方式和运行方式要求下，备自投装置的功能校验，还满足桥断路器或母联备自投、进线备自投、变压器备自投、桥接线变压器备自投、均衡负荷备自投、双母接线备自投等特殊备自投的功能校验，因而本实用新型是一种智能化、程序化，人性化的备自投校验仪，可有效提高备自投校验的准确性、可靠性，从而提高供电可靠性。

图1为本实用新型的备自投校验仪的结构示意图；图2为本实用新型的 备自投校验仪的控制原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种硬件、软件方案满足所有备自投方式的要求，备自投校验仪应具备交流电流、电压输出功能，模拟断路器功能，开入量输入输出功能，一次接线图开关位置输入界面，备自投试验项目输入界面，报表存档功能、计算机接口功能等。本实用新型的备自投校验仪包括DSP核心控制板，DSP核心控制板分别与两个线性电压功率放大器、线性电流功率放大器、开关时输入模块、网口转HPI模块相连，模拟断路器与开关时输入模块相连，网口转HPI模块与液晶显示器内部的ARM控制板相通信。采用高性能DSP + FPGA完成高精度信号的计算和发生以及各种时序逻辑控制功能，每周波输出点数达600点，保证了信号的平滑度，经过测试谐波畸变率小于0.5%，远高于一般备自投校验仪的指标，时间测试精度小于1ms。液晶显示器采用大屏幕彩色液晶显示器(800X600)，通过触摸屏完成界面的设置和参数设置等功能，内部采用ARM9控制板完成人机界面显示功能，内置Wince5.0操作系统，采用EVC4.0开发应用软件，实现了自定义软键盘输入，界面直观简单，软件升级方便。相对与传统的工控机方式整机可靠性得到了很大提高。内置5路模拟断路器，模拟断路器跳闸电流1.5A，合闸电流0.5A，可以通过面板上的按键实现具有手动跳闸、手动合闸功能，通过面板上的指示灯能够观察当前断路器的开关状态。测试备自投装置时可不用外接断路器，简化了接线，提高了测试效率。能够正确模拟变电站出现的各种故障失电，对备自投装置的动作行为进行测试，能够对变压器备自投、进线备自投和分段备自投等进行全面测试。备自投校验仪采用高精度8路电压和2路电流同步输出，结合面板上扩展的5路开入量还能够实现更加复杂的测试功能。备自投校验仪一键测试程序化方案:研究备自投校验仪程序，配合正常与故障态设置，一键化测试备自投装置动作逻辑，一键化测量备自投装置动作时间、有压值、有流值
坐寸ο变电站中，备自投装置使用的备用电源自动投入方式分为进线备自投、分段备自投、变压器备自投等方式。为了能够完成以上方式备自投的测试，校验仪硬件方面集八路电压输出(0-120V)、两路电流输出(0-2A)、五个模拟断路器以及五个开关量于一体。备自投校验仪的工作流程:(I)将备自投装置电流电压回路、断路器位置开入、闭锁备自投开入、跳闸出口等与备自投校验仪硬件连接；(2)通过备自投校验仪的人机交互界面选择一次接线图；(3)通过界面设定其运行的正常态、故障态；(4) 一键完成测试；(5)试验过程中应能直观的看到一次接线图中开关分合位的变化。每项测试完成后，校验仪应以报表形式存储测试的结果，并提供与计算机的接口，方便数据输出。软件实现方式本实用新型的备自投校验仪，软件部分能够简单、直观的正确模拟备自投逻辑。本实用新型的备自投校验仪通过控制部分，控制六路电压模拟两条进线的电压，三个模拟断路器分别模拟两个进线和一个母联断路器，两路电流两路进线或母联的电流(如图2)。根据备自投试验的要求，控制部分分为四种方式，每个方式根据备自投要求又分为四个状态。(I)方式一状态一:模拟两条进线电压的六路电压输出额定电压，进线一模拟断路器合闸位置，进线二断模拟断路器分闸位置，母联模拟断路器合闸位置，两路电流分别模拟进线一和母联的电流，此状态可以通过设置最长输出时间的长短来控制进入下个状态的时刻。
状态二:模拟进线一的三路电压消失，两路电流消失，模拟进线二的三路电压正常；经过备自投跳闸延时，备自投保护动作，进线一模拟断路器由合闸位置变为分闸位置，此状态可以通过进线一模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态三:模拟进线一电压的三路电压无压，两路电流没有电流输出，模拟进线二电压的三路电压正常；经过备自投合闸延时，备自投保护动作，进线二模拟断路器由分闸位置变为合闸位置，此状态可以通过进线二模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态四:模拟进线一的三路电压无压，模拟母联开关电流的一路电流有流，模拟进线一的一路电流没有电流输出，进线一模拟断路器为分闸位置，进线二模拟断路器为合闸位置，母联断路器在合闸位置。此状态可设置最长输出时间来控制状态长短。(2)方式二[0042]状态一:模拟两条进线电压的六路电压输出额定电压，进线二模拟断路器合闸位置，进线一模拟断路器分闸位置，母联模拟断路器合闸位置，两路电流分别模拟进线二和母联的电流，此状态可以通过设置最长输出时间的长短来控制进入下个状态的时刻。状态二:模拟进线二电压的三路电压消失，两路电流消失，模拟进线一电压的三路电压正常；经过备自投跳闸延时，备自投保护动作，进线二模拟断路器由合闸位置变为分闸位置，此状态可以通过进线二模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态三:模拟进线二电压的三路电压无压，两路电流没有电流输出，模拟进线一电压的三路电压正常；经过备自投合闸延时，备自投保护动作，进线一模拟断路器由分闸位置变为合闸位置，此状态可以通过进线二模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态四:模拟进线二的三路电压无压，模拟母联开关电流的一路电流有流，模拟进线一的一路电流没有电流输出，进线二模拟断路器为分闸位置，进线一模拟断路器为合闸位置，母联断路器在合闸位置。此状态可设置最长输出时间来控制状态长短。(3)方式三状态一:模拟两段母线电压的六路电压输出额定电压，进线一模拟断路器合闸位置，进线二模拟断路器合闸位置，母联模拟断路器分闸位置，两路电流分别模拟进线一、进线二的电流，此状态可以通过设置最长输出时间的长短来控制进入下个状态的时刻。状态二:模拟进线一电压的三路电压消失，模拟进线二的三路电压正常，模拟进线一电流的一路电流消失，模拟进线二电流的一路电流正常；经过备自投跳闸延时，备自投保护动作，进线一模拟断路器由合闸位置变为分闸位置，此状态可以通过进线一模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态三:模拟进线二的三路电压无压，模拟进线二的三路电压正常，模拟进线一电流的一路电流消失，模拟进线二电流的一路电流正常；经过备自投合闸延时，备自投保护动作，母联模拟断路器由分闸位置变为合闸位置，此状态可以通过母联模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态四:模拟进线一的三路电压无压，模拟进线二的三路电压正常，模拟进线一电流的一路电流消失，模拟进线二电流的一路电流正常，进线一模拟断路器为分闸位置，进线二模拟断路器为合闸位置，母联断路器在合闸位置。此状态可设置最长输出时间来控制状态长短。(4)方式四
状态一:模拟两段母线电压的六路电压输出额定电压，进线二模拟断路器合闸位置，进线一模拟断路器合闸位置，母联模拟断路器分闸位置，两路电流分别模拟进线一、进线二的电流，此状态可以通过设置最长输出时间的长短来控制进入下个状态的时刻。状态二:模拟进线二电压的三路电压消失，模拟进线一的三路电压正常，模拟进线二电流的一路电流消失，模拟进线一电流的一路电流正常；经过备自投跳闸延时，备自投保护动作，进线二模拟断路器由合闸位置变为分闸位置，此状态可以通过进线二模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态三:模拟进线一的三路电压无压，模拟进线二的三路电压正常，模拟进线二电流的一路电流消失，模拟进线一电流的一路电流正常；经过备自投合闸延时，备自投保护动作，母联模拟断路器由分闸位置变为合闸位置，此状态可以通过母联模拟断路器的动作接点控制进入下一状态的时刻。状态四:模拟进线二的三路电压无压，模拟进线一的三路电压正常，模拟进线二电流的一路电流消失，模拟进线一电流的一路电流正常，进线二模拟断路器为分闸位置，进线一模拟断路器为合闸位置，母联断路器在合闸位置。此状态可设置最长输出时间来控制状态长短。在各种变电站一次接线方式和运行方式要求下，备自投装置的功能需求，包括:正确模拟进线备自投逻辑；正确模拟分段(桥开关)备自投逻辑；正确模拟变压器备自投逻辑；准确校验电压动作值；电流动作值；跳闸时间；合闸时间；电压闭锁值；电流闭锁值；连接模拟断路器进行整组试验。通过正确模拟各种备自投逻辑，并具有模拟断路器配合备自投传动试验。备自投校验仪在试验过程中，无需带断路器进行频繁操作。可满足进线备自投、分段(桥开关)备自投、变压器备自投，通过开出量、开入量、备自投装置的配合，完成备自投装置的测试检查。备自投装置:是电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源、备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。备自投校验 仪:能对备自投装置的各项功能的准确性和可靠性进行检测和判断的仪器。
权利要求1.一种备自投校验仪，其特征在于，包括DSP核心控制板，其特征在于:DSP核心控制板分别与两个线性电压功率放大器、线性电流功率放大器、开关量输入模块、网口转HPI模块相连，网口转HPI模块与液晶显示器内部的ARM控制板相通信。
2.根据权利要求1所述的备自投校验仪，其特征在于:所述ARM控制板同时与USB接口、电子硬盘接口及实时时钟相通信。
3.根据权利要求1所述的备自投校验仪，其特征在于:模拟断路器与开关时输入模块相连。
4.根据权利要求1所述的备自投校验仪，其特征在于:还包括电源及功放模块，电源及功放模块分别与线性电压功 率放大器、线性电流功率放大器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种备自投校验仪，其特征在于，包括DSP核心控制板，其特征在于DSP核心控制板分别与两个线性电压功率放大器、线性电流功率放大器、开关时输入模块、网口转HPI模块相连，网口转HPI模块与液晶显示器内部的ARM控制板相通信。本实用新型可有效提高备自投校验的准确性、可靠性，从而提高供电可靠性。
文档编号G01R31/00GK203149045SQ20132002319
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者王辉, 薛斌, 朱建华, 周平 申请人:江苏省电力公司检修分公司, 北京博电新力电气股份有限公司, 江苏省电力公司, 国家电网公司