[发明专利]一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪及其检验方法

说明书

技术领域

本发明属于继电保护技术领域，涉及一种对比率制动保护的测试装置，尤其是一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪及其检验方法。

背景技术

现有对继电保护比率制动进行检验一般采用人工方法，即使用通用功能的继电保护测试仪，模拟故障情况设定输出的电气参数，监测保护装置的动作情况，验证保护功能及定制设定是否正确，继而将检验结果记录在调试报告中。

现有的这种检验方法存在一些不足之处：

过分依赖工作人员个人的技术能力。现场工作人员必须充分了解比率制动检验功能，根据保护定值参数推到计算其动作特性，然后才能模拟故障检验动作情况。单由于保护装置的生产商和型号众多，就要求工作人员熟悉并记忆大量的知识，并且要随着生产商的升级换代而同步更新，这既提高了对个人人力的要求，也容易导致混淆出错。同时需要花费时间去熟悉测试仪。不同测试仪的性能参数和使用方法各不相同，且目前仪器大多采用嵌入式可编程的软硬件结构，功能升级速度快。一旦更换，又要重新花费时间去熟悉一套新系统的操作方法，既给现场工作造成不便，也浪费了大量的时间。

人工记录动作特性：在保护装置动作后，通常使用打印机将保护报文直接输出打印，或者人工从装置显示屏读出动作值。

数据形式不统一：测试仪在进行一项功能试验后，往往会生成一份自定义格式的数据图表，不同的测试仪输出的格式各不相同。工作人员或者必须手动从中拷贝出数据重新整理，或者只能将其图表作为附件粘贴，而无法直接生成上级主管要求的标准格式的调试报告文档。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪，该继电保护试验仪可以计算实验电流，控制继电保护试验器输出试验电流，待保护装置动作后通过装置面板RS232口接收动作后数据，并将结果与理论值进行比对，判断动作是否正确。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种基于嵌入式系统的继电保护试验仪，包括基于ARM11的嵌入式系统、显示屏、键鼠设备、打印机、GPS定位装置和GPRS通信接口，所述基于ARM11的嵌入式系统分别与显示屏、键鼠设备、打印机、GPS定位装置和GPRS通信接口连接；基于ARM11的嵌入式系统通过USB或以太网接口对功率电源进行控制，并通过RS232接口连接继电保护装置。

上述基于ARM11的嵌入式系统采用6410开发板为开发基础；上层嵌入式系统采用Windows CE作为其操作系统。

上述显示屏为10寸TFT真彩LCD可触摸显示屏。

上述键鼠设备是由USB接口扩展的轨迹球鼠标和键盘。

本发明还提出一种基于上述继电保护试验仪的检验方法，具体为：

1）首先根据继电保护装置的电压等级，计算出该装置比率制动曲线以及加入装置的各组电流值；根据保护原理，确定装置各侧电流的加入方法；

2）然后将计算得出的试验电流数据，输出至电源，并对继电保护装置进行加流；测试开始之前，试验条件设置完成以后，开始控制功率电源输出电流；由继电保护试验仪送出表示三相电流的数据输入至其功率电源，由功率电源输出三相电流模拟量，同时对电流自动进行提高或降低的过程，直至保护动作，返回接点接通，停止电流的输出；

3）继电保护试验仪通过RS232接口不断采集继电保护装置的反馈信号，并根据反馈的继电保护装置的动作行为进行相应的处理，切换数据区或者中断过程；接收继电保护装置的动作报告，其中包括动作时的差动电流、制动电流；在试验过程中，根据继电保护装置的动作信息设置相应的标志位，满足设定的条件就从试验中退出，处理试验结果；此时，系统得到比率差动曲线上的一个点；通过反复加流，动作过程，系统得到多个动作点；根据这些点，系统分别绘制出理论与实际比率差动曲线，并进行比较分析；试验结果的输出选择画面显示或打印机打印输出。

进一步，变压器各侧电流相位差与平衡补偿如下：

1)电流互感器TA接线方法

变压器各侧TA采用全星形接线，二次电流直接接入继电保护试验仪；各侧相电流TA均以母线侧为正极性端；

2)平衡系数的计算

计算变压器各侧一次额定电流I_1n：