多功能虚拟继电保护实验成套装置的制作方法

本发明涉及电气设备技术领域，尤其涉及一种多功能虚拟继电保护实验成套装置。

背景技术：

继电保护装置是反映电力系统中电气设备故障或者不正常工作状态，而作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。根据规程规定，任何电气设备在没有继电保护装置的情况下，是不允许投入运行的。

为了保证继电保护装置的正确工作，在研制、生产、安装验收、定期和补充检验各个阶段，都需要十分认真的对继电保护装置进行试验。继电保护试验人员的水平直接会影响继电保护装置的试验结果，因此，需要建立继电保护实验室以供试验人员进行训练学习，提以高试验水平。

继电保护装置种类繁多，建设一个功能齐全的实验室需要占用很大的实验室面积；继电保护装置价格昂贵，尤其是超高压特高压设备的保护装置，价格特别昂贵，建设继电保护实验室花费巨大；继电保护装置更新换代快，随着现场实际设备的更新换代，实验室继电保护装置也需要更新换代，建设压力巨大。因此，能以较少的资金、较小的占地面积建设继电保护实验室，是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能虚拟继电保护实验成套装置，能够由一套装置完成多种继电保护装置实验，减少继电保护实验室的建设和更新成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能虚拟继电保护实验成套装置，包括：计算机1、计算机2、数据采集卡1、数据采集卡2、数据采集卡3、数据采集卡4、数据采集卡5、数据采集卡6、显示屏1、以及显示屏2；

计算机1分别与所述计算机2、数据采集卡1、数据采集卡3、数据采集卡5、以及显示屏1通讯连接；所述计算机2分别与所述计算机1、数据采集卡2、数据采集卡4、数据采集卡6、以及显示屏2通讯连接；所述数据采集卡1分别与所述计算机1、数据采集卡3通讯连接，与数据采集卡2电气连接；所述数据采集卡2与所述计算机2、数据采集卡4通讯连接，与数据采集卡1电气连接；所述数据采集卡3与所述数据采集卡5、计算机1通讯连接；所述数据采集卡4与所述计算机2、数据采集卡6通讯连接；所述数据采集卡5与所述计算机1通讯连接；所述数据采集卡6与所述计算机2通讯连接。

所述数据采集卡1和数据采集卡2同时具有模拟量和数字量的输入输出功能；所述数据采集卡3和数据采集卡4具有数字量的输入输出功能；所述数据采集卡5和数据采集卡6具有模拟量的输入输出功能。

所述计算机1中预设有虚拟继电保护测试仪驱动程序、显示屏1驱动程序、以及第一接线检查程序；所述计算机2中预设有虚拟继电保护装置驱动程序、显示屏2驱动程序、以及第二接线检查程序。

显示屏1和显示屏2均为LED显示屏。

本发明所具有的优点与效果是：本发明的一种多功能虚拟继电保护实验成套装置，包括计算机1、计算机2、数据采集卡1、数据采集卡2、数据采集卡3、数据采集卡4、数据采集卡5、数据采集卡6、显示屏1、以及显示屏2；可通过计算机1和数据采集卡1模拟继电保护测试仪，通过计算机2和数据采集卡2模拟继电保护装置，通过数据采集卡3至数据采集卡6配合计算机1和计算机2进行继电保护试验的接线检测，通过显示屏1和显示屏2分别展示模拟的继电保护测试仪和继电保护装置的端子与数据采集卡1和数据采集卡2中的端子的对应关系，能够由一套装置完成多种继电保护装置实验，减少继电保护实验室的建设和更新成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述：

图1为本发明的多功能虚拟继电保护实验成套装置的结构图；

图2为本发明的多功能虚拟继电保护实验成套装置的虚拟继电保护测试仪的主界面；

图3为本发明的多功能虚拟继电保护实验成套装置的虚拟继电保护装置的型号选择界面；

图4为本发明的多功能虚拟继电保护实验成套装置的虚拟继电保护装置的展示界面；

图5为本发明的多功能虚拟继电保护实验成套装置进行DL-32型电流继电器的继电保护试验时的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种多功能虚拟继电保护实验成套装置，包括：计算机1、计算机2、数据采集卡1、数据采集卡2、数据采集卡3、数据采集卡4、数据采集卡5、数据采集卡6、显示屏1、以及显示屏2；

计算机1分别与所述计算机2、数据采集卡1、数据采集卡3、数据采集卡5、以及显示屏1通讯连接；所述计算机2分别与所述计算机1、数据采集卡2、数据采集卡4、数据采集卡6、以及显示屏2通讯连接；所述数据采集卡1分别与所述计算机1、数据采集卡3通讯连接，与数据采集卡2电气连接；所述数据采集卡2与所述计算机2、数据采集卡4通讯连接，与数据采集卡1电气连接；所述数据采集卡3与所述数据采集卡5、计算机1通讯连接；所述数据采集卡4与所述计算机2、数据采集卡6通讯连接；所述数据采集卡5与所述计算机1通讯连接；所述数据采集卡6与所述计算机2通讯连接。

优选地，所述显示屏1和显示屏2均为LED显示屏。

具体地，所述计算机2用来构成继电保护装置；所述计算机1用来构成继电保护测试仪，所述数据采集卡1用来配合计算机1构成继电保护测试仪，这块采集卡既具有模拟量输入、输出功能，也具有数字量输入、输出功能；所述数据采集卡2用来配合计算机2构成继电保护装置，这块采集卡既具有模拟量输入、输出功能，也具有数字量输入、输出功能；所述数据采集卡3只有数字量输入、输出功能，用来配合计算机1和计算机2判断继电保护试验中的接线是否正确；数据采集卡4只有数字量输入、输出功能，用来配合计算机1和计算机2判断继电保护试验中的接线是否正确；数据采集卡5只有模拟量输入、输出功能，用来配合计算机1判断继电保护试验中的接线是否正确；数据采集卡6只有模拟量输入、输出功能，用来配合计算机2判断继电保护试验中的接线是否正确；显示屏1用来显示在计算机1执行某个程序时，数据采集卡1的端子位对应的继电保护测试仪端子；显示屏2用来显示在计算机2执行某个程序时，数据采集卡2的端子位对应的继电保护装置端子。

所述计算机1中预设的软件程序主要包括三个部分，第一部分为虚拟继电保护测试仪的驱动程序，负责启动数据采集卡1的相关部分；第二部分为LED显示屏的驱动程序，负责启动显示屏1的字幕显示；第三部分为第一接线检查程序，负责启动数据采集卡3和数据采集卡5的相关部分，用来判断是否正确接线。计算机2中预设的软件程序主要也包括三个部分，第一部分为虚拟继电保护装置的驱动程序，其中包括若干个子程序，负责启动数据采集卡2的相关部分，每个子程序使数据采集卡2对应的实际继电保护装置硬件含义不同，启动不同的子程序则数据采集卡2和计算机2配合，成为不同的虚拟继电保护装置；第二部分为显示屏2的驱动程序，负责启动显示屏2的字幕显示，也包括若干个子程序，每个子程序使显示屏2显示不同的字幕，启动不同的子程序则显示屏2用来显示此时数据采集卡2接线端子对应的实际继电保护装置的端子内容；第三部分为第二接线检查程序，负责启动数据采集卡4和数据采集卡6的相关部分，用来判断是否正确接线。

具体地，采用本发明进行试验时，打开计算机1，进入主程序后，显示屏1将展示图2所示界面，在该界面中数据显示部分完全和真实的继电保护测试仪相同，主要包括电压、电流、数字量输入、输出等功能显示，“预检测”与“开始实验”为两个按钮，当完成虚拟继电保护测试仪与虚拟继电保护装置之间的连线以后，分别用于进行试验开始前的接线检查和正式开始试验。

具体地，打开计算机2，进入主程序后，显示屏2将展示图3所示界面，图3展示了多种型号的继电保护装置，用户根据需要试验的继电保护装置型号在图3所示的界面中选择对应的继电保护装置型号，随后显示屏2将展示图4所示界面。继电保护装置展示界面将展示选定的型号的继电保护装置各端子的情况。

进一步地，请参阅图5，为了能更清楚的说明本发明，下面利用本发明的优选实施例对本发明进行进一步的说明。所述本发明的优选实施例为利用本继电保护实验套装进行DL-32型电流继电器动作特性实验，

具体试验过程为：

1、打开计算机1和计算机2，分别进入计算机1和计算机2的主程序，然后在计算机2上选择需要进行实验的继电保护装置，这里选择“DL-32型电流继电器”，此时，显示屏1和显示屏2按照继电保护实验需求(程序事先设定)进行显示，这样的目的是使虚拟仪器的硬件标识更加清楚。

2、根据实验原理、显示屏1和显示屏2所示进行接线，具体如图5所示，所述数据采集卡1的Ia、In、X1、X2端子分别连接的数据采集卡2的8、2、1、3端子，所述数据采集卡2的4端子连接6端子，所述数据采集卡3的常开接点1和2分别连接的数据采集卡5的端子Y5-1和Y5-2端子，所述数据采集卡4的常开接点1和4分别连接的数据采集卡6的端子Y6-1和Y6-4端子。

3、接线完成后，点击计算机1此时界面中的“预检测”按钮，由于计算机1与计算机2具有通讯关系，此时，计算机2也会按照事先程序预定进行。计算机2中程序控制使数据采集卡6上的端子：Y6-1和Y6-4产生电流，并且电流数值不相同，比如Y6-1上电流为5mA，Y6-4上的电流为10mA。数据采集卡3的常开接点1和2闭合，数据采集卡4的常开接点1和4闭合。此时，如果实验操作者接线正确，则数据采集卡5的端子Y5-1上接收到10mA的电流，端子Y5-2上接收到5mA的电流，数据采集卡5把这个数据传送到计算机1。计算机1中预先设定的判定程序在从数据采集卡5的端子Y5-1上接收到10mA的电流，端子Y5-2上接收到5mA的电流，则判定则认为接线正确，否则认为接线错误。

4、如果计算机1判定接线错误，则实验操作者需要检查接线，检查并且调整接线后再进行以上步骤直至接线正确。如果计算机1判定接线正确，则提示实验操作者，可以进行下一步。

5、根据计算机提示完成“预检测”后，按下“开始实验”按钮，此时，数据采集卡6上不再发生电流，数据采集卡3和数据采集卡4的常开接点再次打开。数据采集卡1由计算机1的程序控制，加上相应的电流，可以进行正常实验。

通过在开始试验前线进行接线检查，能够保护虚拟继电保护装置不会因接线错误导致烧坏硬件。

以上的检测中，之所以只检测Ia与In的接线是否正确，是因为这两个接线端子位电流，如果接错线会对仪器造成损坏，而无源端子即使接错线，也不会产生损坏元器件的致命错误。这里，设计为不检测，首先可以节约硬件，其次由于继电保护实验中接线方法可能并不唯一，这样检测会大大占用硬件和软件资源。

本发明不局限于上述实施例，实施例只是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。