一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置的制作方法

1.本发明涉及地铁供电检测的技术领域，具体而言，涉及一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置。


背景技术：

2.随着城市轨道交通的迅速发展，为保证地铁供电系统运行的可靠性，继电保护技术也随之快速发展，诸如电流级差匹配保护方案、数字通信电流保护方案等等，以其广泛的适应性和方案的完备性得到极大推广。而完备的方案意味着逻辑功能的复杂程度进一步增加，故障发生涉及电源以及多台开关之间逻辑的同步判断，任一环节出错将导致供电分区内出现越级跳闸，因此对继电保护逻辑功能验证的完整性提出了更高的需求。
3.传统测试方案采用继电保护测试仪直接对供电系统中单体设备、单装置的保护功能进行校验，通过采用人工反复调整测试开关接线方式，实现不同开关保护动作闭锁、解锁的验证并逐个记录测试结果，同时要求测试人员必须深入理解并掌握保护方案逻辑设计原理，这样的方法效率低下，有限时间高质量完成检修作业任务工作强度极大，遇到开关柜设备较多的站点需要多组人员配合，现场施工安全组织同时面临困难；人员水平参差不齐，检修质量无法可靠保障，现有成熟的保护方案涉及多个开关，甚至变电所站间逻辑判断，现有生产班组熟练掌握运用技术方案的人员极少，测试效果无法可靠保证；由此需要一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置，其能够解决因人员技能差异导致的检修质量的问题，实现了测试技术标准统一，全面提升检修质量的目的。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置，包括测试开关自动切换模块、继电保护测试仪、电源管理模块、控制模块和显示模块；电源管理模块的输出端分别与测试开关自动切换模块的输入端、控制模块的输入端连接；控制模块的输出端与显示模块连接，控制模块与测试开关自动切换模块连接，继电保护测试仪与开关自动切换模块连接；测试开关自动切换模块与开关柜连接。
7.在本发明的一些实施例中，测试开关自动切换模块包括分别与控制模块连接的模拟量控制模块和输入输出驱动模块，输入输出驱动模块的与继电保护测试仪连接。
8.在本发明的一些实施例中，模拟量控制模块包括模拟量输入接口j1、模拟量输入接口j5、继电器jk1、继电器jk2、二极管d1、二极管d2、场效应管q1、场效应管q2、电阻r1和电阻r2；继电器jk1和继电器jk2的静接触点对应连接，继电器jk1的5号动触点与模拟量输入接口j5的4号引脚连接；继电器jk1的6号动触点与模拟量输入接口j1的4号引脚连接；继电器jk1的7号动触点与模拟量输入接口j5的3号引脚连接；继电器jk1的8号动触点与模拟量
输入接口j1的3号引脚连接；继电器jk1的9号动触点与模拟量输入接口j5的2号引脚连接；继电器jk1的10号动触点与模拟量输入接口j1的2号引脚连接；继电器jk1的11号动触点与模拟量输入接口j5的1号引脚连接；继电器jk1的12号动触点与模拟量输入接口j1的1号引脚连接；继电器jk2的动触点分别与开关柜连接；继电器jk1的开关控制输入端与场效应管q1的漏极连接，场效应管q1的栅极通过电阻r1与场效应管q1的源极连接；继电器jk1的开关控制输出端、继电器jk2和场效应管q2的漏极依次连接，场效应管q2的栅极通过电阻r2与场效应管q2的源极连接；二极管d1与继电器jk1并联，二极管d2与继电器jk2并联；场效应管q1的栅极、场效应管q2的栅极分别与控制模块连接。
9.在本发明的一些实施例中，输入输出驱动模块包括接口j3以及分别与接口j3连接的复位模块、合闸模块、断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块，接口j3与开关柜连接，复位模块和合闸模块输入端分别与控制模块连接，复位模块和合闸模块输出端分别与开关柜连接，断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块的输入端与开关柜连接，断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块的输出端与控制模块连接。
10.在本发明的一些实施例中，复位模块包括光耦合器u3、电阻r3、电阻r6、电阻r9、三极管q33和二极管d3；光耦合器u3的阳极通过电阻r6与外接电源连接，光耦合器u3的阴极与控制模块连接；光耦合器u3的集电极通过二极管d3与接口j3连接；光耦合器u3的发射极通过电阻r9接地；三极管q33的集电极与光耦合器u3集电极连接，三极管q33的发射极通过电阻r3与二极管d3的正极连接，三极管q33的基极与光耦合器u3的发射极连接。
11.在本发明的一些实施例中，合闸模块包括光耦合器u6、电阻r12、电阻r15、电阻r18、三极管q36和二极管d6；光耦合器u6的阳极通过电阻r15与外接电源连接，光耦合器u6的阴极与控制模块连接；光耦合器u6的集电极通过二极管d6与接口j3连接；光耦合器u6的发射极通过电阻r18接地；三极管q36的集电极与光耦合器u6集电极连接，三极管q36的发射极通过电阻r12与二极管d6的正极连接，三极管q36的基极与光耦合器u6的发射极连接。
12.在本发明的一些实施例中，断路器合位反馈模块包括光耦合器u19、稳压二极管d22、电阻r55、电阻r56、电阻r61、电阻r64、电阻r65、二极管d19、电容c1和发光二极管d23；光耦合器u19的发射极与继电保护测试仪连接，光耦合器u19的发射极通过电阻r64接地；光耦合器u19的发射极通过电阻r65、发光二极管d23接地；光耦合器u19的集电极与外接电源连接；光耦合器u19的阳极、稳压二极管d22、电阻r56、电阻r55、二极管d19和接口j3依次连接；光耦合器u19的阴极通过电容c1与稳压二极管的负极连接；电阻r61与电容c1并联。
13.在本发明的一些实施例中，断路器合位反馈模块包括光耦合器u22、稳压二极管d31、电阻r70、电阻r71、电阻r76、电阻r79、电阻r80、二极管d28、电容c4和发光二极管d32；光耦合器u22的发射极与继电保护测试仪连接，光耦合器u22的发射极通过电阻r79接地；光耦合器u22的发射极通过电阻r80、发光二极管d32接地；光耦合器u22的集电极与外接电源连接；光耦合器u22的阳极、稳压二极管d31、电阻r71、电阻r70、二极管d28和接口j3依次连接；光耦合器u22的阴极通过电容c4与稳压二极管的负极连接；电阻r76与电容c4并联。
14.在本发明的一些实施例中，光耦合器u22的采用的型号为tlp627-1。
15.在本发明的一些实施例中，控制模块采用arm核心板。
16.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
17.在开发时充分考虑地铁停运检修时间的特殊性、供电系统功能验证的重要性。通
过简化操作流程，设置电源管理模块进行供电，利用测试开关自动切换模块对测试开关进行自动转换，将测试时间有效控制在半个小时以内，实现缩减测试人员，全面提升作业效率的目的。通过技术人员总结系统测试关键流程步骤，并设置有显示模块和控制模块，进行人机交互，预设故障点位，在测试开关自动切换模块接入继电保护测试仪后，输入模拟量进行测试步骤的程序化控制，其中控制模块采用arm核心板，解决了因人员技能差异导致的检修质量的问题，实现了测试技术标准统一，全面提升检修质量的目的。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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。
19.图1为本发明一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置的结构示意图；
20.图2为本发明一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置安装示意图；
21.图3为本发明中模拟量控制模块的电路原理图；
22.图4为本发明中复位模块的电路原理图；
23.图5为本发明中合闸模块的电路原理图；
24.图6为本发明中断路器合位反馈模块的电路原理图；
25.图7为本发明中断路器分位反馈模块的电路原理图；
26.图8为本发明中接口j3的电路原理图。
27.图标：1、电源管理模块；2、控制模块；3、显示模块；4、继电保护测试仪；5、测试开关自动切换模块；6、开关柜。
具体实施方式
28.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有
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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
35.实施例
36.请参阅图1和图2，为本技术实施例提供的一种用于地铁供电系统继电保护逻辑自动校验的测试装置，包括测试开关自动切换模块5、电源管理模块1、控制模块2和显示模块3；电源管理模块1的输出端分别与测试开关自动切换模块5的输入端、控制模块2的输入端连接；控制模块2的输出端与显示模块3连接，控制模块2与测试开关自动切换模块5连接，测试开关自动切换模块5与开关柜6连接。
37.在本发明的一些实施例中，在开发时充分考虑地铁停运检修时间的特殊性、供电系统功能验证的重要性。通过简化操作流程，设置电源管理模块1进行供电，利用测试开关自动切换模块5对测试开关进行自动转换，将测试时间有效控制在半个小时以内，实现缩减测试人员，全面提升作业效率的目的。通过技术人员总结系统测试关键流程步骤，并设置有显示模块3和控制模块2，进行人机交互，预设故障点位，在测试开关自动切换模块5接入继电保护测试仪4后，输入模拟量进行测试步骤的程序化控制，其中控制模块2采用arm核心板，解决了因人员技能差异导致的检修质量的问题，实现了测试技术标准统一，全面提升检修质量的目的。其具体实时方式为在传统测试方案的基础上，在待测设备和继电保护测试仪4之间加装该装置，实现测试过程的自动化控制，如图2所示。现场利用既有继电保护测试仪4的模拟量输入，自主选择待测试设备，通过对待测开关柜6分闸、合闸、复归功能的自动控制，实现一次性对多台开关柜6保护功能的快速校验。其中电池管理模块为现有技术。
38.请参阅图1，在本发明的一些实施例中，测试开关自动切换模块5包括分别与控制模块2连接的模拟量控制模块2和输入输出驱动模块，输入输出驱动模块的与继电保护测试仪4连接。
39.对于测试开关自动切换模块5为了进行隔离控制，设置分开的模拟量控制模块2和输入输出驱动模块，从而减小影响。
40.请参阅图3，在本发明的一些实施例中，模拟量控制模块2包括模拟量输入接口j1、模拟量输入接口j5、继电器jk1、继电器jk2、二极管d1、二极管d2、场效应管q1、场效应管q2、电阻r1和电阻r2；继电器jk1和继电器jk2的静接触点对应连接，继电器jk1的5号动触点与模拟量输入接口j5的4号引脚连接；继电器jk1的6号动触点与模拟量输入接口j1的4号引脚
连接；继电器jk1的7号动触点与模拟量输入接口j5的3号引脚连接；继电器jk1的8号动触点与模拟量输入接口j1的3号引脚连接；继电器jk1的9号动触点与模拟量输入接口j5的2号引脚连接；继电器jk1的10号动触点与模拟量输入接口j1的2号引脚连接；继电器jk1的11号动触点与模拟量输入接口j5的1号引脚连接；继电器jk1的12号动触点与模拟量输入接口j1的1号引脚连接；继电器jk2的动触点分别与开关柜6连接；继电器jk1的开关控制输入端与场效应管q1的漏极连接，场效应管q1的栅极通过电阻r1与场效应管q1的源极连接；继电器jk1的开关控制输出端、继电器jk2和场效应管q2的漏极依次连接，场效应管q2的栅极通过电阻r2与场效应管q2的源极连接；二极管d1与继电器jk1并联，二极管d2与继电器jk2并联；场效应管q1的栅极、场效应管q2的栅极分别与控制模块2连接。
41.在本发明的一些实施例中，而模拟量控制模块2的通过上述连接方式，实现利用两个继电器jk1和jk2进行切换，从而达到采用不同的模拟量信号的输入。
42.请参阅图4-8所示，在本发明的一些实施例中，输入输出驱动模块包括接口j3以及分别与接口j3连接的复位模块、合闸模块、断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块，接口j3与开关柜6连接，复位模块和合闸模块输入端分别与控制模块2连接，复位模块和合闸模块输出端分别与开关柜6连接，断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块的输入端与开关柜6连接，断路器合位反馈模块、断路器分位反馈模块的输出端与控制模块2连接。
43.在本发明的一些实施例中，对于输入输出驱动模块，为了实现开关柜6复位、合闸、断路器合位反馈、断路器分位反馈的功能，从而使得测试更为精确，更为将其进行模块化设置，这样设置的方式，可以有效的供稳定的模拟量输出作为控制装置的模拟量输入。
44.请参阅图4，在本发明的一些实施例中，复位模块包括光耦合器u3、电阻r3、电阻r6、电阻r9、三极管q33和二极管d3；光耦合器u3的阳极通过电阻r6与外接电源连接，光耦合器u3的阴极与控制模块2连接；光耦合器u3的集电极通过二极管d3与接口j3连接；光耦合器u3的发射极通过电阻r9接地；三极管q33的集电极与光耦合器u3集电极连接，三极管q33的发射极通过电阻r3与二极管d3的正极连接，三极管q33的基极与光耦合器u3的发射极连接。
45.请参阅图5，在本发明的一些实施例中，合闸模块包括光耦合器u6、电阻r12、电阻r15、电阻r18、三极管q36和二极管d6；光耦合器u6的阳极通过电阻r15与外接电源连接，光耦合器u6的阴极与控制模块2连接；光耦合器u6的集电极通过二极管d6与接口j3连接；光耦合器u6的发射极通过电阻r18接地；三极管q36的集电极与光耦合器u6集电极连接，三极管q36的发射极通过电阻r12与二极管d6的正极连接，三极管q36的基极与光耦合器u6的发射极连接。
46.在本发明的一些实施例中，复位模块以及合闸模块运用的原理相同，分别采用光耦u3和光耦u6将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离；能够以光形式传输信号；从而提高抗干扰效果。提高整个电路运行的稳定性。其中接口j3与开关柜6连接。
47.请参阅图6，在本发明的一些实施例中，断路器合位反馈模块包括光耦合器u19、稳压二极管d22、电阻r55、电阻r56、电阻r61、电阻r64、电阻r65、二极管d19、电容c1和发光二极管d23；光耦合器u19的发射极与继电保护测试仪4连接，光耦合器u19的发射极通过电阻r64接地；光耦合器u19的发射极通过电阻r65、发光二极管d23接地；光耦合器u19的集电极与外接电源连接；光耦合器u19的阳极、稳压二极管d22、电阻r56、电阻r55、二极管d19和接口j3依次连接；光耦合器u19的阴极通过电容c1与稳压二极管的负极连接；电阻r61与电容
c1并联。
48.请参阅图7，在本发明的一些实施例中，断路器合位反馈模块包括光耦合器u22、稳压二极管d31、电阻r70、电阻r71、电阻r76、电阻r79、电阻r80、二极管d28、电容c4和发光二极管d32；光耦合器u22的发射极与继电保护测试仪4连接，光耦合器u22的发射极通过电阻r79接地；光耦合器u22的发射极通过电阻r80、发光二极管d32接地；光耦合器u22的集电极与外接电源连接；光耦合器u22的阳极、稳压二极管d31、电阻r71、电阻r70、二极管d28和接口j3依次连接；光耦合器u22的阴极通过电容c4与稳压二极管的负极连接；电阻r76与电容c4并联。
49.在本发明的一些实施例中，断路器合位反馈模块和断路器合位反馈模块的原理相同，其均采用了光耦将输入、输出侧电路进行有效的电气上的隔离；能够以光形式传输信号；从而提高抗干扰效果。并同时设置发光二极管，用于提示，提高了测试观察的便捷性。
50.在本发明的一些实施例中，光耦合器u22的采用的型号为tlp627-1。
51.在本发明的一些实施例中，控制模块2采用arm核心板。
52.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
53.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。