10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，包括通過網(wǎng)口或串口與被測設備通訊的工控機及與工控機連接的數(shù)據(jù)采集器、所述數(shù)據(jù)采集器輸出端分別與電壓電流采集器、小電流發(fā)生器、大電流發(fā)生器、電壓發(fā)生器和被測設備連接，工控機網(wǎng)口或串口通過通信線與配電終端網(wǎng)口或串口連接，實現(xiàn)對配電終端通訊規(guī)約檢測。開關柜測試完成后，測試系統(tǒng)自動生成測試報告，以提供測試記錄的查詢功能，克服了傳統(tǒng)方法手動測試的不足，以智能化手段、程序流程控制方式，提高了配電開關柜的檢測能力，降低人力物力成本。
【專利說明】
10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及配電自動化領域，尤其涉及1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]城市配電網(wǎng)供電可靠性直接影響著用戶用電安全?？煽坑秒姡岣吲潆娋W(wǎng)供電可靠性離不開智能開關(柜)穩(wěn)定運行，同時智能開關柜是實現(xiàn)配電自動化的基礎。
[0003]設備廠家或者電力生產(chǎn)部門依據(jù)國家及行業(yè)標準，進一步規(guī)范智能開關柜試驗方法、有效地提高智能開關柜檢測能力，以實現(xiàn)對智能開關柜質量管控為目的，也是形勢所需。目前，生產(chǎn)1kV智能開關柜廠家眾多，生產(chǎn)配電開關的廠家一般是不具備生產(chǎn)配電終端的條件，生產(chǎn)配電終端的廠家一般是不具備生產(chǎn)配電開關的條件，兩家設備配套使用時可能會存在電氣自動化接口不匹配問題。多數(shù)廠家生產(chǎn)1kV智能開關柜的質量良莠不齊，而且對智能開關柜的自動檢測手段有限，大多數(shù)采用半自動化或人工手動測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其提高了配電開關柜的檢測效率，節(jié)約了人力物力成本。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案為:
[0006]1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于:包括通過網(wǎng)口或串口與被測設備通訊的工控機及與工控機連接的數(shù)據(jù)采集器、所述數(shù)據(jù)采集器輸出端分別與電壓電流采集器、小電流發(fā)生器、大電流發(fā)生器、電壓發(fā)生器和被測設備連接，所述小電流發(fā)生器、所述大電流發(fā)生器和電壓發(fā)生器分別與被測設備輸入端連接，所述被測設備輸出端與所述電壓電流采集器連接；
[0007]所述工控機，用于向所述數(shù)據(jù)采集器發(fā)送測試指令和參數(shù)，接收所述電壓電流采集器反饋的數(shù)字信號并進行數(shù)據(jù)分析與比較，為被測設備提供測試方案、生成測試報告并管理存儲；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集器，用于向小電流發(fā)生器、大電流發(fā)生器、電壓發(fā)生器發(fā)生測試指令、自動調(diào)節(jié)激勵電流，獲取被測設備的遙信和遙控被測設備；
[0009]所述電壓電流采集器，用于將小電流發(fā)生器、大電流發(fā)生器、電壓發(fā)生器產(chǎn)生的電壓和電流轉換成與其成比例的交流電壓和電流，并且傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)采集器，為開關動作執(zhí)行與測試過程提供數(shù)據(jù)分析；
[0010]所述小電流發(fā)生器還與數(shù)據(jù)采集器連接，用于產(chǎn)生激勵交流小電流，為被測設備提供測試小電流信號；
[0011]所述大電流發(fā)生器還與數(shù)據(jù)采集器連接，用于產(chǎn)生激勵交流大電流，為被測設備提供測試大電流信號；
[0012]所述電壓發(fā)生器還與數(shù)據(jù)采集器連接，用于產(chǎn)生激勵交流電壓，為被測設備提供測試電壓信號。
[0013]作為上述技術方案的改進，還包括測試警示器，所述測試警示器與工控機連接，用于在被測設備測試過程報警。
[0014]作為上述技術方案的改進，所述工控機還與條形碼掃描儀和顯示器連接。
[0015]作為上述技術方案的改進，所述工控機包括測試方案預置單元和通訊規(guī)約測試單
J L ο
[0016]作為上述技術方案的改進，所述工控機還包括自動測試裝置。
[0017]作為上述技術方案的改進，所述工控機與被測設備采用通訊規(guī)約IEC60870-5-101\104o
[0018]作為上述技術方案的改進，所述數(shù)據(jù)采集器包括數(shù)據(jù)處理板和數(shù)據(jù)采集控制板。
[0019]作為上述技術方案的改進，數(shù)據(jù)處理板是設置在工控機主板上PCI槽，所述數(shù)據(jù)處理板21通過串口與數(shù)據(jù)采集控制板通信，所述數(shù)據(jù)采集控制板輸入端分別與被測設備和電壓電流采集器連接。
[0020]作為上述技術方案的改進，所述串口采用DB25工業(yè)控制總線。
[0021 ]本發(fā)明的有益效果有:本發(fā)明一種1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，智能開關柜自動測試系統(tǒng)按照預先設定的測試方案自動進行測試，實現(xiàn)對被測開關柜高低電壓動作檢測、機械特性檢測、相間保護檢測、零序保護檢測、速斷保護檢測等。根據(jù)不同的測試項目，數(shù)據(jù)采集器自動調(diào)節(jié)大\小電流發(fā)生器和電壓發(fā)生器的激勵源，從而控制電流發(fā)生器輸出量和電壓發(fā)生器輸出量大小，通過電壓電流采集器對開關柜輸入電壓和開關柜輸入電流進行采樣和錄波，同時經(jīng)程序算法能檢測出開關柜一二次配合動作特性曲線錄波，具有采集開關柜本體信息和遙控開關柜分\合閘，實現(xiàn)智能開關柜的功能檢測。工控機網(wǎng)口或串口通過通信線與被測設備網(wǎng)口或串口連接，實現(xiàn)對被測設備IEC60870-5-101\104通訊規(guī)約檢測。被測設備測試完成后，測試系統(tǒng)自動生成測試報告，以提供測試記錄的查詢功能，克服了傳統(tǒng)方法手動測試的不足，以智能化手段、程序流程控制方式，提高了配電開關柜的檢測能力，降低人力物力成本。
【附圖說明】
[0022]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中:
[0023]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結構框圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實施例的小電流發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實施例的大電流發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實施例的電壓發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理圖。
【具體實施方式】
[0027]參見圖1，本發(fā)明1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于:包括工控機1、數(shù)據(jù)采集器2、電壓電流采集器3、小電流發(fā)生器4、大電流發(fā)生器5、電壓發(fā)生器6、被測設備7、測試警示器8、條形碼掃描儀9和顯示器10，
[0028]所述工控機I，用于向所述數(shù)據(jù)采集器2發(fā)送測試指令和參數(shù)，接收所述電壓電流采集器3反饋的數(shù)字信號并進行數(shù)據(jù)分析與比較，為被測設備7提供測試方案、生成測試報告并保存并管理存儲;所述工控機I與數(shù)據(jù)采集器2、測試警示器8連接并通過網(wǎng)口或串口與被測設備7通訊，用于通過向所述數(shù)據(jù)采集器2發(fā)送測試指令和參數(shù)，接收所述采集裝置3反饋的數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)分析與比較，并最后生成并保存被測設備7的測試報告;所述數(shù)據(jù)采集器2分別與電壓電流采集器3、小電流發(fā)生器4、大電流發(fā)生器5、電壓發(fā)生器6，用于采集被測設備電壓7電流，自動調(diào)節(jié)激勵電流大小和激勵電壓大小;所述電壓電流采集器3與數(shù)據(jù)采集器2連接，用于轉換成與其成比例的，幅值較低的交流電壓和電流傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)采集器2，為開關動作執(zhí)行與測試過程提供數(shù)據(jù)分析;所述小電流發(fā)生器4分別與數(shù)據(jù)采集器2和被測設備7連接，用于產(chǎn)生激勵交流小電流，為被測設備7提供測試小電流信號;所述大電流發(fā)生器5分別與數(shù)據(jù)采集器2和被測設備7連接，用于產(chǎn)生激勵交流大電流，為被測設備7提供測試大電流信號;所述電壓發(fā)生器6分別與數(shù)據(jù)采集器2和被測設備7連接，用于產(chǎn)生激勵交流電壓，為被測設備7提供工作電源輸入;所述測試警示器8與工控機I連接，用于在被測設備測試過程告警信號。
[0029]測試方案置入到所述工控機I，工控機I上設置有管理軟件，該管理軟件提供人機交互界面，按照預先設定的測試方案自動進行測試。通訊規(guī)約測試屬于工控機I的軟件重要組成部分，所述工控機I與被測設備7通訊的規(guī)約為IEC60870-5-101\104，通訊規(guī)約測試通過數(shù)據(jù)線與被測設備7網(wǎng)口或串口連接。所述數(shù)據(jù)采集器2包括數(shù)據(jù)處理板和數(shù)據(jù)采集控制板，數(shù)據(jù)處理板是安裝在所述工控機I主板上PCI槽，通過2根DB25工業(yè)控制總線與數(shù)據(jù)采集控制板的串口連接，把模擬量轉換為數(shù)字量，完成數(shù)據(jù)A/D轉換和數(shù)據(jù)讀取。
[0030]通過對被測設備開入量采集、開出量遙控控制，檢測配電開關一二次配合動作特性曲線。所述電壓電流采集器3與所述數(shù)據(jù)采集器2通過電纜連接，采用電壓互感器、電流互感器等方式轉換成與其成比例的幅值較低的交流電壓和交流電流傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)采集器3的數(shù)據(jù)采集控制板，為開關動作執(zhí)行與測試過程提供數(shù)據(jù)分析。開關動作曲線基于傅里葉級數(shù)應用采集電壓、電流，軟件濾除干擾信號后生成。
[0031]所述小電流發(fā)生器4、所述大電流發(fā)生器5、所述電壓發(fā)生器6均與所述數(shù)據(jù)采集器2通過電纜連接，通過自動測試裝置12程序控制和數(shù)字量、開入量采集，并為被測設備提供動作測試所需交流高低電壓、交流小電流、大電流輸出以及開關量輸入動作時間測試和開關量輸出，主要完成開關電動高低壓測試、零序保護功能測試、相間保護功能測試和速斷保護功能測試。
[0032]所述小電流發(fā)生器4、所述大電流發(fā)生器5、所述電壓發(fā)生器6均可以向被測開關柜施加電壓量和電流量，所述電壓電流采集器3電纜連接，用于采集電流發(fā)生器輸出的電流和電壓發(fā)生器輸出的電壓，為數(shù)據(jù)采集器3提供量程范圍內(nèi)的模擬電流、電壓量。
[0033]所述小電流發(fā)生器4與被測設備7通過控制電纜連接，在配電開關二次側施加二次電流信號，用于零序保護測試。1kV智能開關柜檢測系統(tǒng)具有小電流發(fā)生器，其電流值范圍0.0lA?10A(分辨率ImA)，電流值范圍1A?30A(分辨率1mA);同時具有零序保護檢測功能，可輸出電流值范圍0.0lA?10A(分辨率1mA)，電流值范圍1A?30A(分辨率10mA)。被測設備采集零序電流信號，并通過與保護整定值比較后，開關保護跳閘，用于檢測終端電流采樣精度。
[0034]所述大電流發(fā)生器5與被測設備7通過控制電纜連接，在配電開關側施加一次電流信號，用于過流、速斷保護測試，1kV智能開關柜檢測系統(tǒng)具有過流保護檢測功能，可輸出電流范圍OA?1000A，并能實現(xiàn)大電流的快速導通或切斷。配電終端采集器大電流信號，并通過于保護整定值比較后，開關保護跳閘，用于檢測配電終端采樣精度與一次側電流互感器精度。
[0035]所述電壓發(fā)生器6與被測設備7通過控制電纜連接，用于智能開關柜提供系統(tǒng)二次側電源輸入，檢測智能開關柜在高低壓電源輸入時，開關柜是否可連續(xù)可靠執(zhí)行電動操作分閘、合閘操作。
[0036]所述測試警示器8與所述工控機I通過電纜連接，在被測設備測試過程出現(xiàn)異常報警時，警示器黃色燈閃亮;被測設備測試完成時，警示器綠色燈閃亮;被測設備測試項目不合格時，警示器紅色燈閃亮，同時配置蜂鳴器。
[0037]參見圖2，小電流發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理:所述工控機I與所述數(shù)據(jù)采集器2相連，所述工控機I向所述數(shù)據(jù)采集器2發(fā)送測試指令和參數(shù)，并接收所述采集裝置2反饋的數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)分析與比較。所述電壓電流采集器3分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，用于采集激勵小電流信號，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)電流。所述小電流發(fā)生器4分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，向被測設備7施加小電流量，用于零序保護檢測、自動化接口檢測等。
[0038]參見圖3，大電流發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理:所述工控機I與所述數(shù)據(jù)采集器2相連，所述工控機I向所述數(shù)據(jù)采集器2發(fā)送測試指令和參數(shù)，并接收所述采集裝置2反饋的數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)分析與比較。所述電壓電流采集器3分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，用于采集激勵大電流信號，把大電流轉換成小電流信號，并將小電流反饋到數(shù)據(jù)采集器2，根據(jù)檢測項目設定電流值，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)電流。所述大電流發(fā)生器5分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，用于產(chǎn)生激勵連續(xù)大電流，最大電流值可達到1000A，主要為智能開關柜一次側電流互感器提供測試電流信號，實現(xiàn)相間保護檢測、速斷保護檢測、自動化接口檢測等。
[0039]參見圖4，電壓發(fā)生器自動調(diào)節(jié)工作原理:所述工控機I與所述數(shù)據(jù)采集器2相連，所述工控機I向所述數(shù)據(jù)采集器2發(fā)送測試指令和參數(shù)，并接收所述采集裝置2反饋的數(shù)字信號進行分析與比較。所述電壓電流采集器3分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，用于采集激勵電壓信號，根據(jù)檢測項目設定電流值，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)電壓輸入大小。所述電壓發(fā)生器6分別與所述數(shù)據(jù)采集器2、被測設備7連接，用于產(chǎn)生基準電壓(80%?120%)，主要為智能開關柜二次側輸入高低電壓輸入范圍，實現(xiàn)電動高低壓分合閘遙控測試、自動化終端的電源范圍檢測試驗等。
[0040]由于智能開關柜種類繁多，根據(jù)主流廠家不同類型的開關柜，可以設置被測設備的測試方案。智能開關柜自動測試系統(tǒng)按照預先設定的測試方案自動進行測試，實現(xiàn)對被測設備相間保護檢測、零序保護檢測、速斷保護檢測、自動化接口檢測等。數(shù)據(jù)采集器根據(jù)不同的測試項目，數(shù)據(jù)采集控制板控制自動調(diào)節(jié)大\小電流發(fā)生器和電壓發(fā)生器的激勵源，然而控制被測開關柜的電流量和電壓量，通過電壓電流采集器對開關柜輸入電壓和開關柜輸入電流進行采樣和錄波，同時經(jīng)程序算法能檢測開關動作特性曲線，實現(xiàn)被測開關柜機械特性檢測。工控機網(wǎng)口或串口通過通信線與被測設備網(wǎng)口或串口連接，實現(xiàn)對被測設備IEC60870-5-101\104通訊規(guī)約檢測。被測設備測試完成后，測試系統(tǒng)自動生成測試報告，以提供測試記錄的查詢功能，同時測試系統(tǒng)在測試過程時出現(xiàn)測試異?；蛘邷y試完成后，測試警示器自動閃爍不同警示燈顏色。
[0041]本發(fā)明一種1kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)方案，提高智能開關柜檢測效率和加強智能開關柜質量檢測能力。由于智能開關柜種類繁多，根據(jù)主流廠家不同類型的開關柜，可以設置被測設備的測試方案。智能開關柜自動測試系統(tǒng)按照預先設定的測試方案自動進行測試，工控機根據(jù)不同的測試項目對被測開關柜的電壓輸入和電流輸入進行控制，通過電壓電流采集器對開關柜輸入電壓和開關柜輸入電流進行采樣和錄波，同時經(jīng)程序算法在人機界面上顯示開關動作特性曲線，實現(xiàn)智能開關柜的功能檢測。工控機網(wǎng)口或串口通過通信線與配電終端網(wǎng)口或串口連接，實現(xiàn)對配電終端IEC60870-5-101\104通訊規(guī)約檢測。開關柜測試完成后，測試系統(tǒng)自動生成測試報告，以提供測試記錄的查詢功能，同時系統(tǒng)在測試過程時出現(xiàn)測試異?；蛘邷y試完成后，測試警示器自動閃爍不同警示燈顏色。
[0042]以上所述，只是本發(fā)明的較佳實施方式而已，但本發(fā)明并不限于上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本發(fā)明的技術效果，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. lOkV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于：包括通過網(wǎng)口或串口與被測設備(7) 通訊的工控機(1)及與工控機(1)連接的數(shù)據(jù)采集器(2)、所述數(shù)據(jù)采集器(2)輸出端分別與 電壓電流采集器(3)、小電流發(fā)生器(4)、大電流發(fā)生器(5)、電壓發(fā)生器(6)和被測設備(7) 連接，所述小電流發(fā)生器(4)、所述大電流發(fā)生器(5)和電壓發(fā)生器(6)分別與被測設備(7) 輸入端連接，所述被測設備(7)輸出端與所述電壓電流采集器(3)連接； 所述工控機（1)，用于向所述數(shù)據(jù)采集器(2)發(fā)送測試指令和參數(shù)，接收所述電壓電流 采集器(3)反饋的數(shù)字信號并進行數(shù)據(jù)分析與比較，為被測設備(7)提供測試方案、生成測 試報告并管理存儲； 所述數(shù)據(jù)采集器(2)，用于向小電流發(fā)生器(4)、大電流發(fā)生器(5)、電壓發(fā)生器(6)發(fā)生 測試指令、自動調(diào)節(jié)激勵電流，獲取被測設備(7)的遙信和遙控被測設備(7); 所述電壓電流采集器(3)，用于將小電流發(fā)生器(4)、大電流發(fā)生器(5)、電壓發(fā)生器(6) 產(chǎn)生的電壓和電流轉換成與其成比例的交流電壓和電流，并且傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)采集器(2)， 為開關動作執(zhí)行與測試過程提供數(shù)據(jù)分析； 所述小電流發(fā)生器(4)還與數(shù)據(jù)采集器(2)連接，用于產(chǎn)生激勵交流小電流，為被測設 備(7)提供測試小電流信號； 所述大電流發(fā)生器(5)還與數(shù)據(jù)采集器(2)連接，用于產(chǎn)生激勵交流大電流，為被測設 備(7)提供測試大電流信號； 所述電壓發(fā)生器(6)還與數(shù)據(jù)采集器(2)連接，用于產(chǎn)生激勵交流電壓，為被測設備(7) 提供測試電壓信號。2. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括測試警示 器(8)，所述測試警示器(8)與工控機(1)連接，用于在被測設備(7)測試過程報警。3. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機（1) 還與條形碼掃描儀(9)和顯示器(10)連接。4. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機（1) 包括測試方案預置單元(11)和通訊規(guī)約測試單元(13)。5. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機（1) 還包括自動測試裝置(12)。6. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述工控機（1) 與被測設備(7)采用通訊規(guī)約ffiC60870-5-101\104。7. 根據(jù)權利要求1所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集器 (2)包括數(shù)據(jù)處理板(21)和數(shù)據(jù)采集控制板(22)。8. 根據(jù)權利要求4所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)據(jù)處理板(21) 是設置在工控機(1)主板上PCI槽，所述數(shù)據(jù)處理板(21)通過串口與數(shù)據(jù)采集控制板(22)通 信，所述數(shù)據(jù)采集控制板(22)輸入端分別與被測設備(7)和電壓電流采集器(3)連接。9. 根據(jù)權利要求5所述的10kV智能開關柜自動測試系統(tǒng)，其特征在于，所述串口采用 DB25工業(yè)控制總線。
【文檔編號】G01R31/00GK205484600SQ201620114680
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月4日
【發(fā)明人】黃少宗, 彭松, 黃德鴻, 李丹祥, 孫瑋
【申請人】珠海許繼電氣有限公司