一种场景式备自投逻辑校验系统及校验方法与流程

[0001]
本发明涉备自投校验技术领域，具体为一种场景式备自投逻辑校验系统及校验方法。


背景技术：

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备用电源自动投入装置是当工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上去，从而使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备自投装置。电力系统的可靠供电离不开备用电源自动投入装置，备用电源自动投入装置需要有效的检验手段，以保证备用电源自动投入装置的稳定可靠，合乎各种主接线方式下的实际运行需要。
[0003]
原有的备自投测试仪采用菜单式操作界面，界面内容较为复杂，现场作业人员无法直观从备自投原理的角度进行逻辑校验，对于新从事二次专业维护人员工作难度较大，测试过程容易出错，且校验时间较长，因此有必要进行场景式人机交互界面及其功能的改进。


技术实现要素：

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发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供了一种场景式备自投逻辑校验系统及校验方法，主要为解决现有的界面内容较为复杂，现场作业人员无法直观从备自投原理的角度进行逻辑校验，测试过程容易出错，且校验时间较长的问题。
[0005]
技术方案：本发明公开了一种场景式备自投逻辑校验系统及校验方法，包括以下步骤：s1：启动备自投测试菜单，其中，测试菜单为场景式备自投逻辑校验菜单、电压电流和状态序列，启动场景式备自投逻辑校验菜单；s2：选择备自投动作逻辑方式，逻辑方式包括“进线备自投”、“变压器备自投”、“桥/分段备自投”，并模拟现场电气一次系统图，通过电气一次系统图上设置试验参数，对保护逻辑进行校验；s3：连接硬件回路，根据实际现场备自投保护的工作方式，选择与其对应的工作模式，连接备自投保护硬件回路；s4：开始测试，按照所述备自投连接回路设置测试参数，动态模拟备自投动作逻辑方式对应的故障动作逻辑；根据备自投保护定值和故障动作逻辑对备自投测试项目进行测试，对模拟量、开入开出、断路器跳合闸以及位置接点进行控制，完成对备自投保护的逻辑校验；s5：对比测试结果，对测试的结果与保护的动作逻辑、定值进行比较，如果一致，将备自投的逻辑测试结果为合格，如果不一致，将备自投的逻辑测试结果为不合格；s6：显示结果，根据测试参数和测试结果生成测试报告。
[0006]
进一步地，所述s2中电气一次系统图中可任意设置模拟的进线断路器、母联断路
器的分合位状态，以及每条进线、母线的电压电流等模拟量状态。
[0007]
进一步地，所述s3中连接备自投保护硬件回路的硬件上包含6个模拟断路器、9相电压以及4相电流，其中，跳闸线圈1dl,2dl,3dl共用一个公共端，1dl,2dl,3dl合闸线圈共用一个公共端；4dl,5dl,6dl跳闸线圈共用一个公共端，4dl,5dl,6dl合闸线圈共用一个公共端，ua、ub、uc、ux、uy、uz、u1、u2、u3为9路电压输出端口，i1、i2、i3、i4为进线电流输出端子，电流公共端与电压公共端共用。
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进一步地，所述校验系统包括电源模块、数字接口模块、功放模块、开入量模块、开出量模块以及模拟断路器模块，所述电源模块与各模块电路连接，其为各模块供电；所述数字接口模块用于各个连接端口的对接，其中设置有工控机，用于向各模块发送并接受各模块的控制指令，测试不同情况下的备自投是否能够正常运行；所述开入量模块测试备自投保护的开出量，开出量模块测试备自投保护的开入量，所述功放模块包括电压功放模块和电流功放模块，所述数字接口模块的工控机将数字信号发送给电压、电流功放模块，其通过内置的数模转换器将数字信号转换成模拟信号并加以放大，输出模拟量形式的电压、电流；模拟断路器模块跳合闸线圈回路通过外部电源进来的直流信号来切换模拟断路器的分合位状态，并实时将位置信号反馈给数字接口模块的工控机。
[0009]
进一步地，还包括人机界面模块，其通过人机交互，完成参数录入和测试启停控制等操作；所述数字接口模块提供给所述人机界面模块调用，通过获取所述人机界面模块指令信息，再由fpga进行处理控制，采用pc104总线方式直接完成对测试仪底层硬件的读写操作，实现电压电流的数字信号生成。
[0010]
进一步地，开入量模块用于采集输入的开关量信号，对开入量可以接空接点，也可以接0～250v的带电位接点，其通过采集备自投保护装置的位置信号，并将位置信号反馈到数字接口模块的工控机；开出量模块将开关量信号控制输出，其通过数字接口模块的工控机控制开关量的信号输出；进一步地，所述电源模块将220v交流电压通过ac-dc转换，生成多组直流电源信号。
[0011]
有益效果：1、可任意设置模拟的进线断路器、母联断路器的分合位状态，以及每条进线、母线的电压电流等模拟量状态，可让现场作业人员直观对不同的试验类型以及试验状态进行逻辑校验，从而简化了现场作业人员的测试思路，降低测试难度。
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2、能对电力系统多种接线方式备用电源回路进行仿真试验，从而验证备自投装置动作的准确性，克服了目前检验方法较为烦琐、试验接线复杂、试验灵活性差、检验效果不够理想等缺点。
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3、主机有交流模拟通道能够满足备自投保护装置交流模拟量采样，开入开出通道是能满足备自投及测控装置综合调试系统的电信号的开入开出，模拟断路器跳合闸以及位置接点通道能够满足备自投保护操作回路运行以及位置接点信号采集，人机界面模块并能够进行人机对话，能够完成所有备自投保护功能的测试。
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4、本发明利用人机界面模块进行选择测试项目，方便工作人员操作。
附图说明
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图1为本发明提出的一种场景式备自投逻辑校验方法的信号流程结构示意图；
图2为本发明提出的一种场景式备自投逻辑校验系统的系统结构框图；图3为本发明提出的一种场景式备自投逻辑校验方法的测试仪接线示意图；图4为本发明提出的一种场景式备自投逻辑校验方法的电气接线示意图。
具体实施方式
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下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
参照图1-4，一种场景式备自投逻辑校验方法，包括以下步骤：s1：启动备自投测试菜单，其中，测试菜单为场景式备自投逻辑校验菜单、电压电流和状态序列，启动场景式备自投逻辑校验菜单。
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s2：选择备自投动作逻辑方式，逻辑方式包括“进线备自投”、“变压器备自投”、“桥/分段备自投”，并模拟现场电气一次系统图，通过电气一次系统图上设置试验参数，对保护逻辑进行校验。电气一次系统图中可任意设置模拟的进线断路器、母联断路器的分合位状态，以及每条进线、母线的电压电流等模拟量状态。
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s3：连接硬件回路，根据实际现场备自投保护的工作方式，选择与其对应的工作模式，连接备自投保护硬件回路。连接备自投保护硬件回路的硬件上包含6个模拟断路器、9相电压以及4相电流，其中，跳闸线圈1dl,2dl,3dl共用一个公共端，1dl,2dl,3dl合闸线圈共用一个公共端；4dl,5dl,6dl跳闸线圈共用一个公共端，4dl,5dl,6dl合闸线圈共用一个公共端，ua、ub、uc、ux、uy、uz、u1、u2、u3为9路电压输出端口，i1、i2、i3、i4为进线电流输出端子，电流公共端与电压公共端共用，主要的测试仪接线示意图参见附图3。
[0020]
s4：开始测试，按照所述备自投连接回路设置测试参数，动态模拟备自投动作逻辑方式对应的故障动作逻辑；根据备自投保护定值和故障动作逻辑对备自投测试项目进行测试，对模拟量、开入开出、断路器跳合闸以及位置接点进行控制，完成对备自投保护的逻辑校验；s5：对比测试结果，对测试的结果与保护的动作逻辑、定值进行比较，如果一致，将备自投的逻辑测试结果为合格，如果不一致，将备自投的逻辑测试结果为不合格；s6：显示结果，根据测试参数和测试结果生成测试报告，将测试报告通过显示屏进行显示。
[0021]
为了实现上述场景式备自投逻辑校验方法，其建立在场景式备自投逻辑校验系统上实现，校验系主要包括人机界面模块、电源模块、数字接口模块、功放模块、开入量模块、开出量模块以及模拟断路器模块。各模块之间的连接方式如图2所示。
[0022]
电源模块与各模块电路连接，为各模块供电，其将220v交流电压通过ac-dc转换，生成多组5v、12v等直流电源信号，为装置内部的所有硬件模块提供dc工作电压。
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人机界面模块：通过人机交互，将测试信息、指令信息传递给数字接口模块的工控机，完成参数录入和测试启停控制等操作，最终实现备自投保护的各种逻辑测试功能。
[0024]
数字接口模块用于各个连接端口的对接，其内设置工控机，工控机用于发送并接受各模块的控制指令以及数据处理等，测试不同情况下的备自投是否能够正常运行。通过
获取人机界面模块信息，再由fpga进行处理控制，采用pc104总线方式直接完成对测试仪底层硬件的读写操作，实现电压电流的数字信号生成。
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开入量模块测试备自投保护的开出量，用于采集输入的开关量信号，对开入量可以接空接点，也可以接0～250v的带电位接点，其通过采集保护装置的位置信号，将位置信号反馈到数字接口模块的工控机。
[0026]
开出量模块测试备自投保护的开入量，其通过数字接口模块的工控机控制开关量的信号输出。
[0027]
功放模块：主要包括电压功放模块和电流功放模块，数字接口模块的工控机将数字信号发送给电压、电流功放模块，其通过内置的数模转换器将数字信号转换成模拟信号并加以放大，输出模拟量形式的电压、电流。
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模拟断路器模块：模拟断路器跳合闸线圈回路通过外部电源进来的直流信号来切换模拟断路器的分合位状态，并实时将位置信号反馈给数字接口模块的工控机，完成备自投保护的逻辑功能校验。
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本发明通过电气一次系统图上设置试验参数，直观的对保护逻辑进行校验，电气一次系统图中可任意设置模拟的进线断路器、母联断路器的分合位状态，以及每条进线、母线的电压电流等模拟量状态。
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以图4为例，开启试验之后，依据保护逻辑原理，输入进线1、进线2、i母和ii母正常电压，合上1hdl、1dl和3dl断路器。备自投保护装置此时处于正常运行态，保护装置处于充电状态，直至充电成功。此时界面手动断开进线1、i母和ii母电压，此时备自投保护动作，断开断路器1hdl、1dl，合上断路器2hdl、2dl。保护装置检测到进线2、i母和ii母恢复正常电压，试验结束。
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校验过程:首先启动“场景式备自投逻辑校验系统”，按照现场的实际备自投保护的逻辑方式，通过人机界面模块选择与其相对应的备自投方式。选择相应的备自投测试逻辑之后，数字接口模块内的工控机获取到人机交互模块的指令信息，根据人机界面模块的控制指令，获取数据库中预先储存的测试界面发送到人机交互界面，并弹出“场景式备自投逻辑校验系统”与备自投保护的接线示意图（如图3所示），按照图3所述将“场景式备自投逻辑校验系统”和备自投保护进行接线，即把功放模块、开出量模块、开入量模块和模拟断路器模块连接到备自投保护装置上。确认接线完毕之后，通过人机界面模块发送“进入下一步”的控制指令，数据接口模块的工控机得到人机界面模块的进入下一步的指令后，控制人机界面模块调出设置备自投保护参数界面（如图4所示），并根据图4所述的运行参数，开始试验。
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人机界面模块将现场测试人员设置完的参数将其反馈给工控机，工控机通过解析这些参数，并传送给功放模块，让其输出电流、电压给备自投保护装置，同时将开入量、开出量、模拟断路器的位置信号通过开出量模块、开入量模块和模拟断路器模块一并输送给备自投保护装置，模拟备自投保护装置的正常运行状态，直到备自投保护装置“充电成功”的运行灯亮，表示备自投保护装置可以正常工作。
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紧接着，通过人机界面模块，设置故障状态，人机界面模块将故障信号传递给工控机，工控机将故障信号解析完毕，发送指令给功放模块、开出量模块、开入量模块和模拟断路器模块等将故障信号传递给备自投保护装置，并等待接收备自投保护的动作信号。若备
自投保护将动作信号传递给“场景式备自投逻辑校验系统”，系统通过开入量模块和模拟断路器模块接收到的动作情况传送给工控机，工控机将接收到的信息与预先储存于数据库的理论逻辑进行判别，判别是否与理论逻辑一致，若一致则判别合格；不一致则判别不合格。并将测试结果发送到数据库并保存数据，试验结束。
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在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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，也可以是电气连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。
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尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。