专利名称：一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪及其检验方法
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ARMll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ARMll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ARMll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ARMll的嵌入式系统米用6410开发板为开发基础；上层嵌入式系统米用Windows CE作为其操作系统。上述显示屏为10寸TFT真彩IXD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I)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I)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Iln
权利要求
1.一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪，其特征在于，包括基于ARMll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ARMll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ARMll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。
2.根据权利要求I所述的基于嵌入式系统的继电保护试验仪，其特征在于，所述基于ARMll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。
3.根据权利要求I所述的基于嵌入式系统的继电保护试验仪，其特征在于，所述显示屏为10寸TFT真彩IXD可触摸显示屏。
4.根据权利要求I所述的基于嵌入式系统的继电保护试验仪，其特征在于，所述键鼠设备是由USB接口扩展的轨迹球鼠标和键盘。
5.一种基于权利要求I所述继电保护试验仪的检验方法，其特征在于 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。
6.根据权利要求5所述的检验方法，其特征在于，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Iln
全文摘要
本发明公开了一种基于嵌入式系统的继电保护试验仪及其检验方法，该试验仪包括基于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。本发明可以计算实验电流，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。使用本发明的继电保护试验仪后，每次主变保护定检时间平均可以缩短1个小时。
文档编号G01R31/00GK102879676SQ201210358510
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者翟剑, 陆勇 申请人:西安供电局, 国家电网公司