一种低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统及方法与流程

1.本发明涉及低压脱扣器技术领域，尤其涉及一种低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统及方法。


背景技术：

2.低压脱扣器是低压断路器中的核心装置，在电压跌落到一定程度时使断路器断开，保护下游的设备安全，在电力系统中应用非常广泛。近年来，南方电网珠三角地区发生了数起输电线路相间故障导致电压暂降，进而引起低压脱扣器跳闸导致负荷大量损失的事件，给电力用户带来巨大的经济损失。因此研究低压脱扣器在电压暂降作用下的脱扣特性(敏感特性)，具有重要的理论价值和现实意义。
3.目前，比较成熟的适用于低压脱扣器的电压暂降测试系统，主要由电压暂降发生器、低压脱扣器、电能质量监测仪器和控制开关几部分组成。然而现有的电压暂降测试系统，每次只能进行一轮自动测试，即人工设置一个电压暂降信号后由该自动测试系统自动完成后续流程，以实现一次完整的测试。然而，为了测试的准确性，不仅需要对同一电压暂降信号进行反复测试，还需要对不同电压暂降信号进行数以千计的测试，以绘制电压耐受曲线。如果采用现有的测试系统，则会面临着测试工作量巨大、测试效率低下的问题。此外，由于现有的低压脱扣器自动化程度低，当其发生脱扣、故障的情况下，也需要人工现场进行合闸或断开操作，这同样也会增加人工测试成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统及方法，以解决现有技术中低压脱扣器的电压暂降测试系统存在的测试工作量大、效率低以及成本高的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统，包括：
6.控制系统、电压暂降发生器、低压脱扣器及数据采集器；所述低压脱扣器设有自动复位装置；其中，
7.所述控制系统，用于发送电压暂降控制指令至电压暂降发生器，并在检测到所述低压脱扣器发生跳闸时发送复位指令至所述低压脱扣器；
8.所述电压暂降发生器，用于执行所述电压暂降控制指令，并利用电压暂降动作后产生的电压为所述低压脱扣器供电；
9.数据采集器，用于采集所述电压暂降发生器与所述低压脱扣器进行电压暂降耐受能力测试时的运行数据，并将所述运行数据上传至所述控制系统。
10.进一步地，所述自动复位装置包括：
11.控制板、继电器及行程开关；
12.所述控制板用于接收所述复位指令，并根据所述复位指令对应生成接通指令或断
开指令；
13.所述继电器用于根据所述接通指令或断开指令控制所述行程开关的动作。
14.进一步地，所述行程开关采用的推杆包括电动推杆。
15.进一步地，所述控制板由单片机构成。
16.进一步地，所述控制板与所述继电器之间采用光耦进行隔离。
17.进一步地，所述自动复位装置采用开关电源进行供电。
18.进一步地，所述数据采集器包括电能质量分析仪，所述控制系统包括上位机系统。
19.本发明还提供一种低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法，包括：
20.发送测试启动指令至控制系统，使得所述控制系统发送电压暂降控制指令至电压暂降发生器；
21.当所述电压暂降发生器执行所述电压暂降控制指令，并利用电压暂降动作后产生的电压为所述低压脱扣器供电时，获取所述低压脱扣器的工作状态；
22.根据所述低压脱扣器的工作状态，判断所述低压脱扣器在预设时间段内是否发生跳闸；
23.若是，则在所述低压脱扣器发生跳闸时，使所述控制系统发送复位指令至所述低压脱扣器，以进行复位；
24.若否，则在预设时间段结束后使所述控制系统发送复位指令至所述低压脱扣器，以进行复位。
25.本发明还提供一种终端设备，包括：
26.一个或多个处理器；
27.存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
28.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一项所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法。
29.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法。
30.相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
31.1)本发明提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统，通过引入低压脱扣器的自动复位装置，减少了人力操作，实现了低压脱扣器的电压暂降测试系统的全自动化；
32.2)本发明提供的低压脱扣器的自动复位装置，采用单片机控制和行程开关组合，软硬件实现成本低，实现了低压脱扣器跳闸后的自动复位合闸，实现了自动化控制，节约了大量人力成本；
33.3)本发明提供的低压脱扣器的自动复位装置中，控制板由单片机系统构成，具体选用的是stc15w4k32s4系列的8051单片机构成控制板的控制核心，编程语言为c语言，软硬件成本极低；
34.4)本发明所述的自动复位装置，不仅局限于对低压脱扣器进行自动复位，对于其他的不能仅仅通过断电复位的敏感设备，可以简单的更改相应的行程开关，即可实现其他敏感设备的自动复位，具有较高的通用性。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
36.图1是本发明某一实施例提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统的结构示意图；
37.图2是图1中自动复位装置的结构示意图；
38.图3是本发明某一实施例提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法的流程示意图；
39.图4是本发明某一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
40.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，都属于本发明保护的范围。
41.应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
42.应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
43.术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
44.术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
45.请参阅图1，本发明某一实施例提供一种低压脱扣器03的电压暂降耐受能力测试系统，具体包括：控制系统01、电压暂降发生器02、低压脱扣器03及数据采集器04共四个功能模块，其中，在低压脱扣器03上设有自动复位装置031。具体地，
46.控制系统01，用于发送电压暂降控制指令至电压暂降发生器02，并在检测到低压脱扣器03发生跳闸时发送复位指令至低压脱扣器03；
47.需要说明的是，控制系统01主要用于控制电压暂降发生器02产生电压暂降测试所需的电压暂降信号，以及当检测到低压脱扣器03发生跳闸时，控制低压脱扣器03的复位操作，避免人工逐次进行复位。同时，该控制系统01还用于对数据采集器04上传的数据进行各种分析，以生成电压暂降耐受能力测试曲线和报告，用于后续的分析工作。在某一个具体可实施方式中，该控制系统01主要为上位机系统。
48.电压暂降发生器02，用于执行电压暂降控制指令，并利用电压暂降动作后产生的电压为低压脱扣器03供电。
49.需要说明的是，电压暂降是指电压有效值降至标称值的10％至90％，且持续时间为10ms至1min(典型持续时间为10ms～600ms)的电能质量事件之一。严重的电压暂降，将使
用电设备停止工作，或引起所生产产品质量下降。而电压暂降影响的严重性则随用电设备的特性而异。一般而言，工业过程设备对电压暂降特别敏感，因为设备内任何一个元件由于电源出现问题都会使整个流程停止运转。本实施例中，通过电压暂降发生器02来模拟实际工业过程中的电压暂降现象，
50.具体地，当控制系统01发送电压暂降控制指令后，电压暂降发生器02就会立即响应并执行该指令，发生电压暂降动作，以利用暂降动作后的电压为低压脱扣器03供电。可以理解的是，由于低压脱扣器03的电压暂降耐受能力测试实验需要经过多次实验，不仅要对同一电压暂降信号进行反复测试，还需要对不同电压暂降信号进行反复测试，因此在实际应用中，电压暂降控制指令可根据实验需要来具体设置电压暂降幅度，并在测试前在控制系统01中设置好所有的电压暂降控制指令，再进入测试过程中无需再手动设置，以实现较高的自动化过程。
51.数据采集器04，用于采集电压暂降发生器02与低压脱扣器03进行电压暂降耐受能力测试时的运行数据，并将运行数据上传至所述控制系统01。
52.在某一具体实施方式中，数据采集器04主要使用电能质量分析仪，其能够对电压暂降发生器02、低压脱扣器03运行进行长时间的数据采集监测。其中，电压暂降发生器02产生用于测试的各种类型、各种参数的电压暂降信号，接入到待测试的低压脱扣器03。而低压脱扣器03的运行数据主要包括正常运行、跳闸、运行时间、次数、时间间隔等数据。
53.本发明实施例提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统，通过在低压脱扣器中设有自动复位装置，实现了低压脱扣器跳闸后的自动复位合闸，节约了大量人力成本，具有自动化程度高、操作简单及成本低的优点。
54.请参阅图2，在某一具体实施例中，自动复位装置031包括：
55.控制板0311、继电器0312及行程开关0313。具体地，
56.控制板0311用于接收复位指令，并根据复位指令对应生成接通指令或断开指令；
57.继电器0312用于根据接通指令或断开指令控制行程开关0313的动作。
58.需要说明的是，控制板0311主要由单片机构成，作为本实施例优选地，采用stc15w4k32s4系列的8051单片机构成控制板0311的控制核心，编程语言为c语言，软硬件成本极低。控制板0311上的标准rs232接口一方面用于与上位机通讯，一方面用于烧录单片机程序。其中，控制板0311供电电压为工程中常用的直流24v。需要说明的是，采用stc15w4k32s4系列的8051单片机只是本实施例中的一种优选方式，在实际应用中可以根据需要选用其他型号的单片机，在此不作任何限定。
59.在某一可选地实施方式中，为了增强抗干扰能力，控制板0311与继电器0312之间通常采用光耦进行隔离。
60.在某一可选地实施方式中，由于低压脱扣器03合闸动作快往往出现无法合闸成功的情况，为了避免这种现象，行程开关0313通常采用电动推杆，不仅推力大且动作速度适中，能够确保减少合闸的失误率。
61.在某一可选地实施方式中，自动复位装置031整体利用开关电源05供电。其中，自动复位装置031的具体工作原理为：控制系统01发送复位指令，经由标准rs232通讯端口传输到控制板0311。控制板0311接收相应的复位指令之后，控制相应继电器0312的通断，进而控制行程开关0313(电动推杆)的动作，实现对低压脱扣器03的复位操作。
62.请参阅图3，本发明某一实施例还提供一种低压脱扣器03的电压暂降耐受能力测试方法，包括：
63.s10、发送测试启动指令至控制系统01，使得所述控制系统01发送电压暂降控制指令至电压暂降发生器02；
64.s20、当所述电压暂降发生器02执行所述电压暂降控制指令，并利用电压暂降动作后产生的电压为所述低压脱扣器03供电时，获取所述低压脱扣器03的工作状态；
65.s30、根据所述低压脱扣器03的工作状态，判断所述低压脱扣器03在预设时间段内是否发生跳闸；
66.s40、若是，则在所述低压脱扣器03发生跳闸时，使所述控制系统01发送复位指令至所述低压脱扣器03，以进行复位；
67.s50、若否，则在预设时间段结束后使所述控制系统01发送复位指令至所述低压脱扣器03，以进行复位。
68.具体地，本实施例中，控制系统01发出电压暂降控制指令，电压暂降发生器02在收到指令后发出程序设定的电压暂降，数据采集器04采集低压脱扣器03的动作信号、实际中的电压暂降信号，采集完毕后上传到控制系统01进行分析。控制系统01根据低压脱扣器03对应的故障判据对该次测试数据进行分析，若低压脱扣器03正常运行，则缓冲一段时间后测试系统再次发出指令，暂降发生仪收到指令发出新的电压暂降信号，开始下一次耐受能力测试；若低压脱扣器03不正常运行发生跳闸，控制系统01对低压脱扣器03发出复位信号，行程开关0313的电动推杆自动推出将低压脱扣器03合闸，复位时间结束后控制系统01发出指令，暂降发生仪收到指令发出新的电压暂降信号，开始下一次耐受能力测试。因此整个测试过程实现了低压脱扣器03的全自动测试，大大减少了人工操作，降低了人力成本。
69.此外，还需要强调的是，在实际电压暂降测试中，需要首先进行手动调整，确定好低压脱扣器03与行程开关0313的位置，确保在自动测试时，低压脱扣器03能够准确有效的复位。在测试前，通过设置行程开关0313的电动推杆的正接和反接时间，也即电动推杆推出和回退的时间，确保能够准确有效的将低压脱扣器03从跳闸位置推到合闸位置，实现低压脱扣器03的自动复位，手动调整低压脱扣器03与电动推杆的物理位置并固定。当进行自动测试时，直接填写最终确定的手动调整时间即可有效的实现电压暂降的全自动测试。
70.本发明实施例提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法，基于上述实施例提供的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试系统，通过在低压脱扣器中设有自动复位装置，实现了低压脱扣器跳闸后的自动复位合闸，节约了大量人力成本，具有自动化程度高、操作简单及成本低的优点。
71.请参阅图4，本发明某一实施例提供一种终端设备，包括：
72.一个或多个处理器；
73.存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
74.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法。
75.处理器用于控制该终端设备的整体操作，以完成上述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，
以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
‑
only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read
‑
only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable read
‑
only memory，简称prom)，只读存储器(read
‑
only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
76.在一示例性实施例中，终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路(application specific 1ntegrated circuit，简称as1c)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device,简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行如上述任一项实施例所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
77.在另一示例性实施例中，还提供一种包括计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由终端设备的处理器执行以完成如上述任一项实施例所述的低压脱扣器的电压暂降耐受能力测试方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
78.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。