一種繼電保護類元件測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),用于繼電保護類元件如繼電器、變電器、互感器等的測試。用戶管理模塊、自動化控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊,所述用戶管理模塊包括用戶的注冊、編輯和用戶的登錄等功能;所述自動化控制模塊用于實現(xiàn)測試的自動化,包括測試系統(tǒng)接口板的控制、測試系統(tǒng)夾具的控制、可編程電壓/電流源的控制和產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問;所述數(shù)據(jù)采集模塊用于對不同種類的繼電保護元件測量參數(shù)的采集,本發(fā)明針對不同的繼保元件選擇不同的測試集對產(chǎn)品進行測試,能夠?qū)υM行自動校準,設(shè)備定制化程度高,完成當前繼保類元件全部電學性能的測試,且易于操作,測試過程自動化程度高,提高了測試效率。
【專利說明】一種繼電保護類元件測試系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),用于繼電保護類元件如繼電器、變電器、互感器等的測試。
【背景技術(shù)】
[0003]繼電保護一般是指當電力系統(tǒng)發(fā)生事故或故障時,通過繼電保護元件的動作,斷開故障線路或投入備用電源,以盡快斷開短路電流保證供電,以減小對電力系統(tǒng)的危害及損失。
[0004]現(xiàn)有的繼保測試儀基于嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境,通過儀器面板設(shè)置電流/電壓的輸入輸出,并通過嵌入式采集模塊對繼保元件進行檢測,測試結(jié)果通過液晶屏顯示。傳統(tǒng)的測試儀存在如下缺點:通用性不強,傳統(tǒng)的測試儀僅對獨立的繼電保護元件進行測試,對于其他種類的繼保元件,也需要更換測試儀的種類;傳統(tǒng)的測試儀測試由于源精度較低,模擬采集采樣率不高,因此測試精度低,不能滿足現(xiàn)代繼電保護的需求;定制化程度不高,不能滿足繼保元件輔助性能如LED檢測、溫度監(jiān)控等功能的測試;基于腳本語言的開發(fā)測試界面不友好,工人操作復雜,無法將測試數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫;測試設(shè)備不能完成自校準。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,本發(fā)明提供了一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),基于一臺測試設(shè)備完成對不同種類的繼電保護元件的測試,且針對不同的繼保元件選擇不同的測試集對產(chǎn)品進行測試,能夠?qū)υM行自動校準,設(shè)備定制化程度高,完成當前繼保類元件全部電學性能的測試,且易于操作,測試過程自動化程度高,減少人為參與,提高測試效率。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),該系統(tǒng)包擴:用戶管理模塊、自動化控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊,
所述用戶管理模塊包括用戶的注冊、編輯和用戶的登錄等功能;
所述自動化控制模塊用于實現(xiàn)測試的自動化,包括測試系統(tǒng)接口板的控制、測試系統(tǒng)夾具的控制、可編程電壓/電流源的控制和產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問;
所述數(shù)據(jù)采集模塊用于對不同種類的繼電保護元件測量參數(shù)的采集,包括產(chǎn)品電壓余度(VHR)檢測、產(chǎn)品吸合狀態(tài)的檢測、產(chǎn)品吸合時間的檢測、產(chǎn)品本身測量功能的檢測、產(chǎn)品數(shù)字輸入輸出的檢測,其中VHR電壓檢測主要用來判別產(chǎn)品的工作電壓是否在正常的區(qū)間內(nèi),產(chǎn)品吸合狀態(tài)產(chǎn)品吸合時間的檢測主要判定被測裝置在不同的外界電流/電壓注入時,其吸合狀態(tài)及吸合時間是否滿足標準;
所述數(shù)據(jù)庫存儲管理模塊用于對采集后的數(shù)據(jù)的后續(xù)處理,包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)的查詢及數(shù)據(jù)的刪除、添加、修改功能。
[0007]作為優(yōu)選的,所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括產(chǎn)品LED顯示功能的檢測、產(chǎn)品的溫度檢測,所述LED顯示功能是指產(chǎn)品在不同的工作狀態(tài)下,自帶的LED呈現(xiàn)不同的顏色標記,通LED檢測板監(jiān)控LED的顏色、亮度用以判定產(chǎn)品的吸合狀態(tài),所述產(chǎn)品的溫度檢測用以驗證產(chǎn)品自帶溫度檢測功能是否正常。
[0008]作為優(yōu)選的,所述產(chǎn)品溫度檢測的方式是,系統(tǒng)通過溫控器和鉑熱電阻完成產(chǎn)品溫度的采集,同時訪問產(chǎn)品寄存器中存儲的溫度值,將采集到的數(shù)值與存儲的溫度值進行比較。
[0009]作為優(yōu)選的,所述產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間的檢測主要用來判定被測產(chǎn)品在不同的外界電流/電壓注入時,該被測產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間是否滿足標準,測試系統(tǒng)通過雙采集通道分別采集注入電流/電壓的波形及產(chǎn)品吸合的狀態(tài)波形,測量出兩者的時間差即為吸合時間。
[0010]作為優(yōu)選的,所述產(chǎn)品本身測量功能的檢測的方式是對待測產(chǎn)品注入電流,產(chǎn)品自帶的測量功能將測得的數(shù)據(jù)存入產(chǎn)品內(nèi)部的寄存器中,系統(tǒng)通過其他測量儀器測出該電流值,將所得的數(shù)據(jù)與之前存入寄存器中的數(shù)據(jù)作比較,若兩者差值不在規(guī)定的范圍,系統(tǒng)則將差值作為補償值存入寄存器,實現(xiàn)對產(chǎn)品本身測量功能的校準。
[0011]作為優(yōu)選的,所述用戶管理模塊還包括對用戶的操作權(quán)限進行等級的劃分,分為操作工、技師和工程師三個等級,其中操作工具有選擇產(chǎn)品型號和運行相應程序的權(quán)限,技師除了具有操作工的權(quán)限外,還具有訪問特性曲線的權(quán)限,工程師除了具有技師的權(quán)限外還具有編輯測試序列和測試數(shù)據(jù)上下線的權(quán)限。
[0012]作為優(yōu)選的,所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)接口板的控制包括選擇測試通道,對待測產(chǎn)品的數(shù)字輸入端口的設(shè)置,所述可編程電壓/電流源的控制包括控制對待測產(chǎn)品注入的電壓/電流的類型、級別,所述電流采用恒流源。
[0013]作為優(yōu)選的,所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制包括使用夾具對待測產(chǎn)品進行夾取、移動、連接和釋放等操作,所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制還包括輔助測試工具的連接。
[0014]作為優(yōu)選的,所述自動化控制模塊中產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問主要用于測試時對產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置,包括吸合電流閾值、吸合時間時延、校準值及數(shù)字輸出狀態(tài)的設(shè)置。
[0015]作為優(yōu)選的,所述繼電保護類元件測試系統(tǒng)基于圖形化的LabVIEW軟件平臺,通過TCP/IP協(xié)議控制電源實現(xiàn)模擬激勵電壓/電流,通過模擬采集卡監(jiān)控繼保產(chǎn)品的VHR、吸合時間、吸合狀態(tài),通過Modbus協(xié)議訪問設(shè)置待測產(chǎn)品寄存器的狀態(tài),驗證產(chǎn)品的輸入輸出功會K。
[0016]本發(fā)明有益效果在于:I)通用性強,通過配置文件可以選擇不同的測試序列,用以對不同的繼保元件進行測試;2)數(shù)據(jù)采集內(nèi)容豐富、精度高,采用恒流源和高精度儀器對繼電產(chǎn)品的測試性能進行測試,恒流源具有寬頻譜、高精度且相應速度快、恒流精度高的優(yōu)點,因而測試結(jié)果準確,且能夠自動對繼電產(chǎn)品進行校準;3)自動化程度高,系統(tǒng)通過自動化控制模塊實現(xiàn)測試系統(tǒng)接口板、測試夾具、電壓電流的控制,測試效率高;4)定制化程度高,除了繼電產(chǎn)品的電學性能外,還可以對產(chǎn)品LED顯示、溫度等輔助性能進行測試;5)通過數(shù)據(jù)庫管理模塊將測試結(jié)果自動保存、上傳至數(shù)據(jù)庫、便于數(shù)據(jù)的追溯及遠程訪問;6)基于圖形化的LabVIEW軟件平臺,界面友好,易于操作。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例一種繼電保護類元件測試系統(tǒng)的示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明使用方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0020]參閱圖1本發(fā)明一種繼電保護類元件測試系統(tǒng)的示意圖。
[0021]—種繼電保護類元件測試系統(tǒng),該系統(tǒng)包擴:用戶管理模塊、自動化控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊,
所述用戶管理模塊包括用戶的注冊、編輯和用戶的登錄等功能;
所述自動化控制模塊用于實現(xiàn)測試的自動化,包括測試系統(tǒng)接口板的控制、測試系統(tǒng)夾具的控制、可編程電壓/電流源的控制和產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問;
所述數(shù)據(jù)采集模塊用于對不同種類的繼電保護元件測量參數(shù)的采集,包括產(chǎn)品電壓余度檢測、產(chǎn)品吸合狀態(tài)的檢測、產(chǎn)品吸合時間的檢測、產(chǎn)品本身測量功能的檢測、產(chǎn)品數(shù)字輸入輸出的檢測(圖1縮寫為繼保D1功能檢測),所述產(chǎn)品數(shù)字輸入輸出的檢測方法是通過設(shè)置產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的值以使產(chǎn)品的某些數(shù)字輸出口輸出高電平,用數(shù)字采集卡檢測該電平是否為高,同樣地,產(chǎn)品的輸入功能即將產(chǎn)品的數(shù)字輸入端口置高電平,然后讀取對應的寄存器狀態(tài)是否為高電平;
所述數(shù)據(jù)庫存儲管理模塊用于對采集后的數(shù)據(jù)的后續(xù)處理,包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)的查詢及數(shù)據(jù)的刪除、添加、修改功能。
[0022]所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括產(chǎn)品LED顯示功能的檢測、產(chǎn)品的溫度檢測,所述LED顯示功能是指產(chǎn)品在不同的工作狀態(tài)下,自帶的LED呈現(xiàn)不同的顏色標記,通LED檢測板監(jiān)控LED的顏色、亮度用以判定產(chǎn)品的吸合狀態(tài),所述產(chǎn)品的溫度檢測用以驗證產(chǎn)品自帶溫度檢測功能是否正常。
[0023]所述產(chǎn)品溫度檢測的方式是,系統(tǒng)通過溫控器和鉑熱電阻,優(yōu)選型號為PT100的鉑熱電阻,完成產(chǎn)品溫度的采集,同時訪問產(chǎn)品寄存器中存儲的溫度值,將采集到的數(shù)值與存儲的溫度值進行比較。
[0024]所述產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間的檢測主要用來判定被測產(chǎn)品在不同的外界電流/電壓注入時,該被測產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間是否滿足標準,測試系統(tǒng)通過雙采集通道分別采集注入電流/電壓的波形及產(chǎn)品吸合的狀態(tài)波形,測量出兩者的時間差即為吸合時間。
[0025]所述產(chǎn)品本身測量功能的檢測的方式是對待測產(chǎn)品注入電流,產(chǎn)品自帶的測量功能將測得的數(shù)據(jù)存入產(chǎn)品內(nèi)部的寄存器中,系統(tǒng)通過其他測量儀器測出該電流值,將所得的數(shù)據(jù)與之前存入寄存器中的數(shù)據(jù)作比較,若產(chǎn)品自身測量功能測試的數(shù)據(jù)不在規(guī)定的范圍內(nèi)則測試顯示FAIL,設(shè)備將進一步對產(chǎn)品進行校準:首先系統(tǒng)控制電流源輸出規(guī)定電流至產(chǎn)品,同時通過Modbus命令將系統(tǒng)測量設(shè)備測得的數(shù)據(jù)發(fā)送至產(chǎn)品寄存器,然后系統(tǒng)發(fā)送校準命令至產(chǎn)品,產(chǎn)品即可將偏移值保存至對應的寄存器用來測試的補償值,從而實現(xiàn)校準的功能。
[0026]所述用戶管理模塊還包括對用戶的操作權(quán)限進行等級的劃分,分為操作工、技師和工程師三個等級,其中操作工具有選擇產(chǎn)品型號和運行相應程序的權(quán)限,技師除了具有操作工的權(quán)限外,還具有訪問特性曲線的權(quán)限,工程師除了具有技師的權(quán)限外還具有編輯測試序列和測試數(shù)據(jù)上下線的權(quán)限。
[0027]所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)接口板的控制包括選擇測試通道,對待測產(chǎn)品的數(shù)字輸入端口的設(shè)置,所述可編程電壓/電流源的控制包括控制對待測產(chǎn)品注入的電壓/電流的類型、級別,所述電流采用恒流源。
[0028]所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制包括使用夾具對待測產(chǎn)品進行夾取、移動、連接和釋放等操作,所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制還包括輔助測試工具,如測試探針的連接。
[0029]所述自動化控制模塊中產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問主要用于測試時對產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置,包括吸合電流閾值、吸合時間時延、校準值及數(shù)字輸出狀態(tài)的設(shè)置。
[0030]所述繼電保護類元件測試系統(tǒng)基于圖形化的LabVIEW軟件平臺,測試系統(tǒng)軟件用戶界面用于實時顯示測試數(shù)據(jù)及特性曲線,便于工程師進行對產(chǎn)品性能的分析,通過TCP/IP協(xié)議控制電源實現(xiàn)模擬激勵電壓/電流,通過模擬采集卡監(jiān)控繼保產(chǎn)品的VHR、吸合時間、吸合狀態(tài),通過Modbus協(xié)議訪問設(shè)置待測產(chǎn)品寄存器的狀態(tài),驗證產(chǎn)品的輸入輸出功能。
[0031]參閱圖2本發(fā)明使用方法的流程示意圖,其中UUT校驗、VIR測量、UUTD1功能驗證,分別是待測產(chǎn)品校驗功能,電壓余度測量,待測產(chǎn)品輸入輸出功能的檢測的縮寫。
[0032]以型號為G5接觸器為例:步驟一,用戶使用賬戶登錄后,軟件根據(jù)賬戶的權(quán)限顯示不同的操作界面;
步驟二,在操作界面選擇本次測試的產(chǎn)品類型G5接觸器,選擇測試序列集包括繼保測量功能的檢測、modbus功能驗證、VHR電壓驗證、LED顯示驗證、吸合時間驗證,然后設(shè)置每個測試項的上下限。如產(chǎn)品校準值范圍是[4300,4500],通過Modbus協(xié)議訪問產(chǎn)品寄存器型號是G5,VHR電壓值范圍是[9.5,10.5],LED在產(chǎn)品吸合狀態(tài)(注入電流60mA)時顏色為橘色,非吸合狀態(tài)顏色為綠色,當注入電流為240mA時吸合時間范圍是[2,2.5],設(shè)置好上下限后保存退出;
步驟三,選擇測試功能進入測試界面,系統(tǒng)感應到待測產(chǎn)品放置到位后,自動掃描待測產(chǎn)品的序列號,判斷該序列號是否滿足選定的產(chǎn)品型號的命名規(guī)則后,測試系統(tǒng)自動運行測試序列進行測試,每項的測試界面在每行的測試結(jié)果欄以PASS或FAIL的形式顯示;
步驟四,在產(chǎn)品校準測試項,首先程控電源輸出不同級別的電流注入產(chǎn)品端,然后系統(tǒng)通過modbus命令對待測產(chǎn)品進行校準,若最終讀取的校準值在[4300,4500]范圍內(nèi),則測試PASS ο同樣通過modbus讀取對應存儲待測產(chǎn)品型號的寄存器的值,若該值為15 (產(chǎn)品型號G5在寄存器的值)則測試PASS。然后通過模擬采集卡采集VHR測試點的電平判定其是否滿足范圍[9.5,10.5]。再通過電流源注入大于閾值電流60mA的電流至產(chǎn)品,根據(jù)測試要求,測試LED顯示橘色狀態(tài)則測試PASS。最后注入電流240mA時,產(chǎn)品將瞬時吸合并測出吸合時間是否滿足[2,2.5]。
[0033]步驟五,測試最后軟件顯示測試結(jié)果框,顯示總測試結(jié)果是否PASS。同時生成Excel格式的測試報告并將測試結(jié)果上傳至數(shù)據(jù)庫。
[0034]對所公開的實施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明,本文所定義一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其他實施例中實現(xiàn)。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于,該系統(tǒng)包擴:用戶管理模塊、自動化控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊, 所述用戶管理模塊包括用戶的注冊、編輯和用戶的登錄等功能; 所述自動化控制模塊用于實現(xiàn)測試的自動化,包括測試系統(tǒng)接口板的控制、測試系統(tǒng)夾具的控制、可編程電壓/電流源的控制和產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問; 所述數(shù)據(jù)采集模塊用于對不同種類的繼電保護元件測量參數(shù)的采集,包括產(chǎn)品電壓余度檢測、產(chǎn)品吸合狀態(tài)的檢測、產(chǎn)品吸合時間的檢測、產(chǎn)品自身測量功能的檢測、產(chǎn)品數(shù)字輸入輸出的檢測; 所述數(shù)據(jù)庫存儲管理模塊用于對采集后的數(shù)據(jù)的后續(xù)處理,包括數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)的錄入、數(shù)據(jù)的查詢及數(shù)據(jù)的刪除、添加、修改功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括產(chǎn)品LED顯示功能的檢測、產(chǎn)品的溫度檢測,所述LED顯示功能是指產(chǎn)品在不同的工作狀態(tài)下,自帶的LED呈現(xiàn)不同的顏色標記,通LED檢測板監(jiān)控LED的顏色、亮度用以判定產(chǎn)品的吸合狀態(tài),所述產(chǎn)品的溫度檢測用以驗證產(chǎn)品自帶溫度檢測功能是否正常。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述產(chǎn)品溫度檢測的方式是,系統(tǒng)通過溫控器和鉑熱電阻完成產(chǎn)品溫度的采集,同時訪問產(chǎn)品寄存器中存儲的溫度值,將采集到的數(shù)值與存儲的溫度值進行比較。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間的檢測主要用來判定被測產(chǎn)品在不同的外界電流/電壓注入時,該被測產(chǎn)品的吸合狀態(tài)和吸合時間是否滿足標準,測試系統(tǒng)通過雙采集通道分別采集注入電流/電壓的波形及產(chǎn)品吸合的狀態(tài)波形,測量出兩者的時間差即為吸合時間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述產(chǎn)品本身測量功能的檢測的方式是對待測產(chǎn)品注入電流,產(chǎn)品自帶的測量功能將測得的數(shù)據(jù)存入產(chǎn)品內(nèi)部的寄存器中,系統(tǒng)通過其他測量儀器測出該電流值,將所得的數(shù)據(jù)與之前存入寄存器中的數(shù)據(jù)作比較,若兩者差值不在規(guī)定的范圍,系統(tǒng)則將差值作為補償值存入寄存器,實現(xiàn)對產(chǎn)品本身測量功能的校準。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述用戶管理模塊還包括對用戶的操作權(quán)限進行等級的劃分,分為操作工、技師和工程師三個等級,其中操作工具有選擇產(chǎn)品型號和運行相應程序的權(quán)限,技師除了具有操作工的權(quán)限外,還具有訪問特性曲線的權(quán)限,工程師除了具有技師的權(quán)限外還具有編輯測試序列和測試數(shù)據(jù)上下線的權(quán)限。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)接口板的控制包括選擇測試通道,對待測產(chǎn)品的數(shù)字輸入端口的設(shè)置,所述可編程電壓/電流源的控制包括控制對待測產(chǎn)品注入的電壓/電流的類型、級別,所述電流采用恒流源。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制包括使用夾具對待測產(chǎn)品進行夾取、移動、連接和釋放等操作,所述自動化控制模塊中測試系統(tǒng)夾具的控制還包括輔助測試工具的連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述自動化控制模塊中產(chǎn)品內(nèi)部寄存器的訪問主要用于測試時對產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置,包括吸合電流閾值、吸合時間時延、校準值及數(shù)字輸出狀態(tài)的設(shè)置。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的一種繼電保護類元件測試系統(tǒng),其特征在于:所述繼電保護類元件測試系統(tǒng)基于圖形化的LabVIEW軟件平臺,通過TCP/IP協(xié)議控制電源實現(xiàn)模擬激勵電壓/電流,通過模擬采集卡監(jiān)控繼保產(chǎn)品的VHR、吸合時間、吸合狀態(tài),通過Modbus協(xié)議訪問設(shè)置待測產(chǎn)品寄存器的狀態(tài),驗證產(chǎn)品的輸入輸出功能。
【文檔編號】G01R31/00GK105842560SQ201610176405
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】趙明
【申請人】蘇州富恒特信息科技有限公司