主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，包括直流电源VCC、电源开关K1、计时开关K2、运行指示灯、10路结构相同的检测及声光报警电路和10路结构相同的时间计时及显示电路；所述运行指示灯经电源开关K1接直流电源VCC；所述检测及声光报警电路的输入端分别接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端，其电源端经电源开关K1接直流电源VCC；所述时间计时及显示电路的输入端分别接继电保护试验台的一对干接点，其电源端依次经计时开关K2、电源开关K1接直流电源VCC。本实用新型的优点是检测准确度和灵敏度高，操作安全快捷且简单易行。
【专利说明】主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，适用于继电保护专业的主变压器保护基建验收和检验工作。
【背景技术】
[0002]目前，继电保护专业在进行主变压器保护基建验收和全部检验工作中，尤其是针对500kV超高压变电站，面临高、中、低压侧及公共绕组四部分接地距离、相间阻抗、零序方向、零序过流等多种原理后备保护问题，每一侧每一原理的后备保护又分1、I1、III三段，每段又分1、2、3三个时限，这就构成了主变保护的跳闸矩阵逻辑。由于继电保护双重化的配置，I台主变压器有2套主变保护，所有保护跳闸逻辑多达200种。在保护检验的时候，如果200种逻辑全部校验完毕，需要模拟每一种逻辑的故障，并同时测量所有跳闸出口压板。至少需要2个人，一边加故障模拟量，一边拿着万用表逐一测量10多个出口压板，耗时较多。面对这种工作量比较大的校验，现阶段只是沿用传统的分侧分类、分段分时限、逐个逻辑逐个压板依次检验的老方法，这种频繁性反复性操作不仅耗费大量的人力、时间，而且不直观，容易造成疲劳出错，严重影响检修进度和效率。
[0003]如果采用继电保护试验台，比如北京博电、广州昂立等的设备，其只是具备8个干接点输入功能，而在主变检修预试的情况下，压板上、下端口是带电的，上口电压为-110V，下口电压为+110V。出于安全措施的考虑，不建议切断控制电源进行检修预试。所以，常规继电保护试验台不适合测量带电压板的输出脉冲，在平时工作中仍然普遍采用费时费力的人工手持万用表检测压板出口的方法。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全快捷、简单易行、测量准确的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪。
[0005]为解决上述技术问题所采取的技术方案是一种主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，包括直流电源VCC、电源开关Κ1、计时开关Κ2、运行指示灯、10路结构相同的检测及声光报警电路和10路结构相同的时间计时及显示电路；所述运行指示灯经电源开关Kl接直流电源VCC;所述检测及声光报警电路的输入端分别接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端；所述检测及声光报警电路的电源端经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述时间计时及显示电路的输入端分别接继电保护试验台的一对干接点；所述时间计时及显示电路的电源端依次经计时开关Κ2、电源开关Kl接直流电源VCC。
[0006]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
[0007](I)本测试仪可以在不停电的情况下，一次同时检测10个跳闸出口，避免了保护动作、开关传动次数，防止开关频繁分合造成的损坏，免去开关打压等待时间，缩短了主变保护检修预试的时间。
[0008](2)本测试仪接线安全快捷、简单易行，以往需要由两个人半天才能完成的检验工作，目前可以在2h内由一个人独立完成，省去了继电保护装置通入故障模拟量的同时需要有人配合测量出口压板的工作，大大减轻了以往每个压板逐一测量的工作量。
[0009](3)本测试仪提供声光报警功能，可以通过声光报警作为提示，使检验工作更加直观、闻效。
[0010](4)本测试仪提供10个通道跳闸出口独立计时显示功能，计时数显共四位，如
00.00，计时最小单位0.01s，计时范围0.01?99.99s，它可以更加准确记录保护动作到跳闸出口的时间，进一步精确地验证主变跳闸矩阵的正确性。
[0011](5)本测试仪测量准确，灵敏度高，不仅适用于主变保护跳闸矩阵逻辑的校验，还适用于母线保护、线路保护、断路器保护等多个装置跳闸出口的检验工作，其在现场检修预试过程中也得到了良好的应用，使电力系统继电保护的整体检验进度和效率得到了提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的原理框图；
[0013]图2为本实用新型的检测及声光报警电路原理图；
[0014]图3为本实用新型的时间计时及显示原理框图；
[0015]图4为本实用新型的时间计时及显示电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]由图1-4所示的实施例可知，本实用新型包括直流电源VCC、电源开关K1、计时开关K2、运行指示灯、10路结构相同的检测及声光报警电路和10路结构相同的时间计时及显示电路；所述运行指示灯经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述检测及声光报警电路的输入端分别接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端；所述检测及声光报警电路的电源端经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述时间计时及显示电路的输入端分别接继电保护试验台的一对干接点；所述时间计时及显示电路的电源端依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC。
[0017]所述第I路检测及声光报警电路由检测触头CT1、二极管D11、发光二极管D12、三极管VT11、三极管VT12、可变电阻RW1、限流电阻Rl和蜂鸣器HA组成；所述检测触头CTl的一端接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端；所述检测触头CTl的另一端依次经二极管D11、可变电阻RWl接三极管VTll的基极；所述三极管VTll的集电极接蜂鸣器的Ml端；所述三极管VTll的发射极接三极管VT12的基极；所述三极管VT12的发射极接地；所述发光二极管D12与限流电阻Rl串联后接在三极管VT12的集电极与蜂鸣器HA的M2端之间；所述蜂鸣器HA的Ml端经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述蜂鸣器HA为10路检测及声光报警电路共用；
[0018]所述第10路检测及声光报警电路由检测触头CT10、二极管D101、发光二极管D102、三极管VT101、三极管VT102、可变电阻RW10、限流电阻RlO和蜂鸣器HA组成。
[0019]所述第I路时间计时及显示电路由多谐振荡电路、录时按钮AN11、计时电路和显示电路组成；所述多谐振荡电路的输入端接继电保护试验台的一对干接点；所述多谐振荡电路的输出端依次经录时按钮AN11、计时电路接显示电路的输入端。
[0020]所述多谐振荡电路由集成块U11、电阻R11-R12、电容C11-C12和输入触发端子T11-T12组成；所述输入触发端子T11-T12分别接继电保护试验台的一对干接点，所述输入触发端子T12依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述集成块Ull的4脚与8脚分别接输入触发端子Tll ;所述电阻Rll与R12串联后接在集成块Ull的6脚与8脚之间；所述集成块UlI的7脚接电阻RlI与电阻R12的节点；所述集成块Ul I的2脚与6脚相连接，并且经电容Cll接地；所述集成块Ull的5脚经电容C12接地；所述集成块Ull的I脚接地。
[0021]所述计时电路包括计数器U12、计数器U13和置零按钮AN12 ;所述显示电路包括集成块U14-U17和七段式液晶数字显示管L11-L14 ；
[0022]所述计数器U13的9脚经录时按钮ANlI接集成块UlI的输出端3脚；所述计数器U12的9脚接计数器U13的6脚；所述计数器U12-U13的I脚接14脚；
[0023]所述计数器U12的16脚及所述计数器U13的16脚、10脚依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述计数器U12的2脚、8脚、10脚及所述计数器U13的2脚、8脚接地；所述置零按钮AN12的常开触点NI依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述计数器U12-U13的7脚、15脚经置零按钮AN12的常闭触点N2接地；
[0024]所述计数器U12的3-6脚分别接集成块U14的输入端A-D ;所述计数器U12的11-14脚分别接集成块U15的输入端A-D ;所述计数器U13的3_6脚分别接集成块U16的输入端A-D ;所述计数器U13的11-14脚分别接集成块U17输入端A-D ；
[0025]所述集成块U14-U17的3-5脚、16脚依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述集成块U14-U17的8脚接地；所述集成块U14-U17的输出端a_g分别接七段式液晶数字显示管L11-L14的输入端A-G ；
[0026]所述七段式液晶数字显示管L11-L14的公共端3脚、8脚接地；所述七段式液晶数字显示管L12的5脚依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC。
[0027]所述集成块Ull的型号为555芯片。
[0028]所述计数器U12-U13的型号为CD4518。
[0029]所述集成块U14- U17的型号为74LS48。
[0030]所述七段式液晶数字显示管L11-L14的型号为R5011A。
[0031]本实施例的地为接地铜排。
[0032]本实施例的工作过程如下:
[0033]主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪工作前，先将其接地，地为接地铜排，一方面保证设备和人身的安全，另一方面提供直流电的参考电位。接着将主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪的输入触发端子T11-T12连接到继电保护试验台一对干接点，并将10个检测触头连接到被检测继电保护装置相应跳闸压板下口，这就完成了检测接线。当电源开关Kl闭合后，运行指示灯导通，指示灯亮说明10路检测及声光报警电路和时间计时及显示电路的直流电源正常。再将计时按钮K2按下，每路时间计时及显示电路的电源端接通VCC，10路时间计时及显示电路的液晶数字显示管全部开始显示时间，依次按下每个时间计时及显示电路的置零按钮，所有计数器的15脚为置零位，高电平触发后，将液晶数字显示管时间归零，每路时间计时及显示电路的四位数字显示全部为O。这就完成了检测试验前的准备。
[0034]当给被检测继电保护装置添加故障模拟量时，继电保护试验台的一对干接点同时闭合，通过主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪的输入触发端子T11-T12启动所有时间计时及显示电路的计时功能，每个555芯片开始工作，所有液晶数字显示管的时间从00.0Os开始计时，计时精度0.01s。当某一检测及声光报警电路检测到电压为+110V、时间为几个ms的瞬时电压脉冲时，该支路的晶体管被触发导通，检测及声光报警电路接通，报警灯亮，蜂鸣器HA发出“滴一”的一声，工作人员迅速按下相应时间计时及显示电路的录时按钮，将555芯片输出端3脚断开，时间计时立即停止，保护动作跳闸时间被记录在相对应的液晶数字显示管上，计时误差为0.01s。其他压板下口没有检测到电压脉冲的电路则继续计时，555芯片正常工作，直到对应检测及声光报警电路检测到大小为+110V、时间为几个ms的电压脉冲时，该检测及声光报警电路的三极管导通后，发出声光报警，再迅速按下相对应时间计时及显示电路的录时按钮，则记录并显示该测试通道的跳闸出口时间。在工作过程中，如果按下相应时间计时及显示电路的“置零按钮”，则该电路的液晶数字显示管的显示归零。
[0035]一个⑶4518芯片能显示2位十进制数字，因为本实施例计时范围是00.00~99.99s，需要2个⑶4518芯片级联，再辅以若干逻辑门，共同完成相应的进位和置零功能。
[0036]液晶数字显示管每IOms扫描一次。
[0037]本实施例的工作环境温度:-10~50°C，正常工作时，消耗功率≤40W。此外，主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪的绝缘电阻> 50ΜΩ，强电回路能承受±250V电压冲击，弱电回路能承受50V的电压冲击。
[0038]本测试仪具备4项技术标准:
[0039](I)安全性能。10条支路独立工作，相互隔离，不会发生串电现象。检测电压为强电，不会造成与地线的短接，也不会与弱电互相干扰、串接，保证强电之间、强电弱电之间、强电和地线之间的隔离，更不会把主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪电源返送进被检测继电保护装置。
[0040](2)检测电压要求。检测触头可以替换线夹触头、U型触头、针孔触头(通用型的)，以适应不同种类压板的上下口。检测电压为直流30~IlOV时，能够驱动检测及声光报警电路和时间计时及显示电路。当检测到的电压< 30V时，检测及声光报警电路和时间计时及显示电路不导通，检测电压能够可靠地躲过30V及以下。
[0041](3)时间精度要求。时间显示范围为00.00~99.99s，精度为0.01s，误差为±0.01s，捕捉检测电压脉冲的时间精度为1ms。
[0042](4)电源开关为与电流匹配的自动跳闸空开，电源回路并设置大小合适的电流熔断丝(器)，防止人员伤害和装置过流烧毁。
【权利要求】
1.一种主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:包括直流电源VCC、电源开关K1、计时开关K2、10路结构相同的检测及声光报警电路和10路结构相同的时间计时及显示电路；所述检测及声光报警电路的输入端分别接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端；所述检测及声光报警电路的电源端经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述时间计时及显示电路的输入端分别接继电保护试验台的一对干接点；所述时间计时及显示电路的电源端依次经计时开关Κ2、电源开关Kl接直流电源VCC。
2.根据权利要求1所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:还包括运行指示灯，所述运行指示灯经电源开关Kl接直流电源VCC。
3.根据权利要求2所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述第I路检测及声光报警电路由检测触头CT1、二极管D11、发光二极管D12、三极管VT11、三极管VT12、可变电阻RWl、限流电阻Rl和蜂鸣器HA组成；所述检测触头CTl的一端接被检测继电保护装置的跳闸压板下口对应端；所述检测触头CTl的另一端依次经二极管D11、可变电阻RWl接三极管VTll的基极；所述三极管VTll的集电极接蜂鸣器的Ml端；所述三极管VTll的发射极接三极管VT12的基极；所述三极管VT12的发射极接地；所述发光二极管D12与限流电阻Rl串联后接在三极管VT12的集电极与蜂鸣器HA的M2端之间；所述蜂鸣器HA的Ml端经电源开关Kl接直流电源VCC ;所述蜂鸣器HA为10路检测及声光报警电路共用； 所述第10路检测及声光报警电路由检测触头CT10、二极管D101、发光二极管D102、三极管VT101、三极管VT102、可变电阻RW10、限流电阻RlO和蜂鸣器HA组成。
4.根据权利要求3所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述第I路时间计时及显示电路由多谐振荡电路、录时按钮ΑΝ11、计时电路和显示电路组成；所述多谐振荡电路的输入端接继电保护试验台的一对干接点；所述多谐振荡电路的输出端依次经录时按钮ANl 1、计时电路接显示电路的输入端。
5.根据权利要求4所 述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述多谐振荡电路由集成块U11、电阻R11-R12、电容C11-C12和输入触发端子Τ11-Τ12组成；所述输入触发端子Τ11-Τ12分别接继电保护试验台的一对干接点，所述输入触发端子Τ12依次经计时开关Κ2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述集成块Ull的4脚与8脚分别接输入触发端子Tll ;所述电阻Rll与R12串联后接在集成块Ull的6脚与8脚之间；所述集成块Ull的7脚接电阻Rll与电阻R12的节点；所述集成块Ull的2脚与6脚相连接，并且经电容Cll接地；所述集成块Ull的5脚经电容C12接地；所述集成块Ull的I脚接地。
6.根据权利要求5所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于: 所述计时电路包括计数器U12、计数器U13和置零按钮ΑΝ12 ;所述显示电路包括集成块U14-U17和七段式液晶数字显示管L11-L14 ； 所述计数器U13的9脚经录时按钮ANll接集成块Ull的输出端3脚；所述计数器U12的9脚接计数器U13的6脚；所述计数器U12-U13的I脚接14脚； 所述计数器U12的16脚及所述计数器U13的16脚、10脚依次经计时开关Κ2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述计数器U12的2脚、8脚、10脚及所述计数器U13的2脚、8脚接地；所述置零按钮ΑΝ12的常开触点NI依次经计时开关Κ2、电源开关Kl接直流电源VCC ;所述计数器U12-U13的7脚、15脚经置零按钮ΑΝ12的常闭触点Ν2接地； 所述计数器U12的3-6脚分别接集成块U14的输入端A-D ;所述计数器U12的11-14脚分别接集成块U15的输入端A-D ;所述计数器U13的3-6脚分别接集成块U16的输入端A-D ;所述计数器U13的11-14脚分别接集成块U17输入端A-D ； 所述集成块U14-U17的3-5脚、16脚依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC ；所述集成块U14-U17的8脚接地；所述集成块U14-U17的输出端a_g分别接七段式液晶数字显示管L11-L14的输入端A-G ； 所述七段式液晶数字显示管L11-L14的公共端3脚、8脚接地；所述七段式液晶数字显示管L12的5脚依次经计时开关K2、电源开关Kl接直流电源VCC。
7.根据权利要求6所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述集成块Ull的型号为555芯片。
8.根据权利要求7所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述计数器U12-U13的型号为CD4518。
9.根据权利要求8所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述集成块U14- U17的型号为74LS48。
10.根据权利要求9所述的主变保护跳闸矩阵出口辅助测试仪，其特征在于:所述七段式液晶数字显示管L11-L14的型号为R5011A。
【文档编号】G01R31/00GK203376409SQ201320324772
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2013年6月6日
【发明者】杨博涛, 马宜军, 王永红, 王勇, 徐红元, 渠红涛, 韩辰龙, 张雨卿, 郭炜, 王乐 申请人:国家电网公司, 河北省电力公司检修分公司