专利名称：一种继电保护装置自动测试系统和该系统专用的测试工装的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力系统继电保护，是一种用于继电保护装置产品硬件自动测试的方案，本发明主要适用于非数字化的继电保护装置的硬件测试。
背景技术：
随着电力系统的复杂化，电力系统自动化的水平也在不断得提高，对继电保护产品可靠性的要求也是越来越高。因此，在继电保护系统的生产中，继电保护装置硬件测试成为一个很重要的环节。它保证了单个装置的正常工作及高可靠性，并直接影响到下一步整个自动控制系统的测试。测试系统包括作为控制核心的工控机，模拟断路器，提供工控机与待测装置之间接口的切换功放箱，提供电压、电流的精密源。现在通常采用手工方式进行硬件测试，如开入测试，需要人工搭建控制回路，控制工控机发出命令给PCI板卡，PCI板卡通过切换功放箱将命令信号放大控制开入，并由通讯�？槎寥〈庾爸每肓浚卸鲜欠裾贰２捎檬止さ姆绞浇凶爸糜布馐裕幸韵轮疃嗳钡�
I耗时长，尤其是搭建控制回路，装置接线以及逻辑功能测试；
I系统功能测试操作繁锁，尤其是逻辑测试；
I需占用多个工作人员，每一步骤有专门的工作人员进行测试；
I效率低下，可靠性差。
发明内容
针对传统手工测试费时、费力、可靠性低的问题，本发明提供了一种继电保护装置自动测试系统与专用于该系统的测试工装。本发明依托于现有的装置测试流程及方法，设计了测试工装，并且将整个测试流程规范化、测试自动化、标准化，大大得提高工作效率及测试结果的可靠性。为实现上述目的，本发明的系统方案是一种继电保护装置自动测试系统，包括工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，还设有一个测试工装，测试工装为一与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的插针与待测装置背板接线端子对应插配连接。所述测试工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，滑动平台上设有用于安装待测装置的卡放装置。还设有一个驱动所述滑动平台沿滑轨移动的驱动装置。所述驱动装置为滚柱丝杠驱动装置。所述切换功放箱包括开入光隔，所述工控机的PCI板卡的输出端口连接所述开入光隔的原边，开入光隔的副边连接开入，开入连接待测装置的开入端子。所述切换功放箱包括开出光隔，所述工控机的PCI板卡的输入端口连接所述开出光隔的副边，开出光隔的副边连接待测装置的开出端子。
本发明的测试工装方案是一种继电保护装置自动测试工装，测试工装与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子用于通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的连接端子为用于与待测装置背板接线端子对应插配连接的插针。所述测试工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，滑动平台上设有用于安装待测装置的卡放装置。还设有一个驱动所述滑动平台沿滑轨移动的驱动装置。所述驱动装置为滚柱丝杠驱动装置。本发明的自动测试工装，能够将工控机、模拟断路器、精密源和换功放箱连接这些设备与待测装置的接线端子对应连接起来。通过控制工控机发出指令或进行读取等操作，就能够迅速完成测试作业，不再需要人工干预。为了对待测装置进行一系列测试，只需编制相应的程序，对待测装置的开入、开出端口、PCI卡端口等信息进行编号，配置成相应的配置 文件，导入工控机，就能够进行一连串的测试，并且给出测试结果。本发明的测试工装搭配了可方便移动待测装置的滑动平台，方便对于大量的待测装置进行测试操作。
图I是本发明的系统 图2a、图2b、图2c是本发明的测试工装结构 图3是本发明切换功放箱的模拟量输入电路原理 图4是本发明切换功放箱的开出测试电路原理图 图5是本发明切换功放箱的开入测试电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。系统实施例
如图I、图2，一种继电保护装置自动测试系统，包括工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，还设有一个测试工装，测试工装为一与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的插针与待测装置背板接线端子对应插配连接。测试工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，滑动平台上设有用于安装待测装置的卡放装置。滑动平台配备有一个驱动滑动平台沿滑轨移动的滚柱丝杠驱动装置。如图2a为测试工装后视图，显示其一侧的接线，图2b显示了其另一侧的探针，图2c显示了测试工装的底部设有滑轨、滑动平台(图中滑台托盘)、卡放装置上的部的卡栏、滚柱丝杠驱动装置上的手柄。切换功放箱主要有两个作用
第一，使精密源输出的电压、电流在装置的不同通道上切换；
第二，对装置外部的信号进行转换放大处理送入PCI或将PCI的信号进行转换放大送给装置之外的设备；
如图3，PCI卡的I/O端口、精密源的输出、装置模拟通道全部接在切换箱上，写PCI卡对应模拟量通道为高电平“1”，PCI卡对应的I/o端口号输出高电平而使光隔处于导通状态，此时光隔副边的继电器Jl对地电压为24V，继电器Jl动作，其接点Jl接通模拟量施加至模拟量通道。本路模拟量通道测试结束后，写PCI卡对应模拟量通道为低电平“O”，PCI卡对应的I/o端口号输出低电平而使光隔处于截止状态，此时光隔副边的继电器Jl对地电压为0V，继电器Jl动作返回，其接点Jl断开模拟量施加并使模拟量通道输出接地。如图4，所述切换功放箱包括开入光隔，所述工控机的PCI板卡的输出端口连接所述开入光隔的原边，开入光隔的副边连接开入，开入连接待测装置的开入端子。PCI卡的I/O端口、24V/220V电源正极、装置开入端子接在切换箱上，写PCI卡为高电平“1”，PCI卡对应的I/O端口号输出高电平而使光隔处于导通状态，此时光隔副边的继电器Jl对地电压为24V，继电器Jl动作，其接点Jl接通24V/220V的开入回路至待测装置开入端子。本路开入通道测试结束后，写PCI卡为低电平“0”，PCI卡对应的I/O端口号输出低电平而使光隔处于截止状态，此时光隔副边的继电器Jl对地电压为0V，继电器Jl动作返回，其接点Jl断开24V/220V的开入回路并使待测装置开入端子接地。如图5，所述切换功放箱包括开出光隔，所述工控机的PCI板卡的输入端口连接所 述开出光隔的副边，开出光隔的副边连接待测装置的开出端子。PCI卡的I/O端口、24V电源正极、装置开出结点接在切换箱上，在装置开出测试前，待测结点处于�？刺飧粼叨缘氐缪刮�24V，光隔处于导通状态，I/O端口对地导通而使工控机读取PCI卡对应�？拥愕淖刺癘”。开出传动试验时，待测结点闭合，24V电压通过待测接点对地导通，此时光隔原边对地电压为0V，光隔原边被接点短路而使光隔处于截止状态，I/O端口对地断开而使工控机读取PCI卡对应�？拥愕淖刺癐”。测试步骤与测试类型 I，生成测试配置文件
在测试配置中有如下内容
I模拟通道的名称、允许的误差、施加量值、对应PCI卡端口 ；
I开入、开出的名称、位组号以及对应的PCI卡端口 ；
I逻辑信号的动作序列及每个动作的详细参数；
对于每一种类型的装置，其内容不同。系统提供了由数据模板生成配置文件并进行配置的功能，配置文件名由数据模板中的装置类型及程序版本等信息生成。2，开入测试
开入测试时通过写PCI卡给开入施加电压，然后通过通讯�？槎寥】胱刺⑴惺欠裎�1，从而对开入信号进行测试。所需的必须条件由以下内容来满足
I在操作切换功放箱部分中有开入与PCI的硬件连接转换 I在配置文件中给出了该开入所对应的PCI端口及位号；
I通过测试系统软件的功能来实现PCI的读写；
I通过装置通讯�？槎寥】胱刺�
3，开出测试
进行开出测试的时候，首先读取开出结点状态，之后向装置下发传动命令，然后再次读取开出结点状态，两次的状态不一样说明装置功能正常。所需的必须条件由以下内容来满足I在操作切换功放箱部分中有开出结点与PCI的硬件连接 I在配置文件中给出了该开出结点所对应的PCI端口及位号，并提供了单、双结点配置的功能；
I通过测试系统软件的功能来实现PCI的读写；
I通过装置通讯�？橄路⒖雒睿�
由于开出结点大都不带保持，因此，在 下发传动命令后使用循环读取并判结点状态的方法，以微小时间间隔不停得读取开出结点状态直到读取到所要的值，如果在读取一定次数后还未读取所预期的值那么该开出结点测试未通过。4，通道测试
模拟通道的测试包括零漂、系数的校正，单加测试。零漂、系数校正后要给通道施加量值，然后读取量值，保证施加值和读取值之间的误差在允许的范围内；单加测试是为了保证通道间没有短路，对某一通道单独加量，保证其它通道没有量值。5，逻辑测试
逻辑信号由一系列动作序列构成。由于对装置信号的读写是通过读写PCI卡实现的，因此逻辑信号的动作可以分为以下几种类型
I读PCI并判为O或I;
I写PCI卡(O或I);
I传动开出；
I读开入并判为O或I;
任何一个逻辑信号都是由一序列上述动作构成。读开入判断、读PCI判断均使用循环读取判断，序列中任一动作失败则该逻辑信号测试不通过。由于逻辑测试会导致一些信号发生，因此在测试完一个逻辑信号后要给装置下发复位命令、装置上电命令(保证失电测试后装置自动重启)，并稍做停顿，以免外部设备快速重复动作而受损或性能降低，从而影响测试系统的稳定性。6，全面测试
所谓全面测试是对装置进行通道、开入、开出、逻辑的测试，是对几个单项测试的综合。测试软件连接到工具后首先从装置里获取装置信息，并由这些信息生成测试配置文件名，根据文件名找到配置文件，测试完全后系统自动显示测试结果。7，自动测试
自动测试=下传装置程序+重启装置+全面测试。测试系统提供一个程序库(也就是一个文件夹)，在库中根据装置类型、程序版本将程序按目录分级保存，使用FTP方式给装置下传程序。装置重启由PCI卡的端口位来控制。8，测试报告
测试完成后系统提供可视化的测试结果并可把报告保存为PDF格式文档。测试报告的显示采用XML + XSLT的技术，转存为PDF文档使用的是FOP技术，需要JRE的支持。综上所述，新的继电保护装置硬件测试方案使装置测试的效率得到了极大得提高，可靠性得到了保障，并且对于使用人员来讲操作简单、快捷。利用计算机软件技术以及机械、电子技术开发一套可靠的自动测试系统，极大得简化了测试过程，使装置的测试变得准确、可靠、高效，提高了继电保护产品生产单位的工作效率和产品质量。值得推广。
测试工装实施例
由于在系统实施例中已经详细描述，所以不再赘述。
权利要求
1.一种继电保护装置自动测试系统，包括工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，其特征在于，还设有一个测试工装，测试工装为一与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的插针与待测装置背板接线端子对应插配连接。
2.根据权利要求I所述的一种继电保护装置自动测试系统，其特征在于，所述测试工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，滑动平台上设有用于安装待测装置的卡放装置。
3.根据权利要求2所述的一种继电保护装置自动测试系统，其特征在于，还设有一个驱动所述滑动平台沿滑轨移动的驱动装置。
4.根据权利要求3所述的一种继电保护装置自动测试系统，其特征在于，所述驱动装置为滚柱丝杠驱动装置。
5.根据权利要求I所述的一种继电保护装置自动测试系统，其特征在于，所述切换功放箱包括开入光隔，所述工控机的PCI板卡的输出端口连接所述开入光隔的原边，开入光隔的副边连接开入，开入连接待测装置的开入端子。
6.根据权利要求I所述的一种继电保护装置自动测试系统，其特征在于，所述切换功放箱包括开出光隔，所述工控机的PCI板卡的输入端口连接所述开出光隔的副边，开出光隔的副边连接待测装置的开出端子。
7.—种继电保护装置自动测试工装，其特征在于，测试工装与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子用于通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的连接端子为用于与待测装置背板接线端子对应插配连接的插针。
8.根据权利要求7所述的一种继电保护装置自动测试工装，其特征在于，所述测试工装的底部设有滑轨，滑轨上设有滑动平台，滑动平台上设有用于安装待测装置的卡放装置。
9.根据权利要求8所述的一种继电保护装置自动测试工装，其特征在于，还设有一个驱动所述滑动平台沿滑轨移动的驱动装置。
10.根据权利要求9所述的一种继电保护装置自动测试工装，其特征在于，所述驱动装置为滚柱丝杠驱动装置。
全文摘要
本发明涉及一种继电保护装置自动测试系统和该系统专用的测试工装，测试工装与待测装置背板形状相适应的电连接器，其一侧的连接端子用于通过接线连接工控机、切换功放箱、模拟断路器和精密源，另一侧的连接端子为用于与待测装置背板接线端子对应插配连接的插针。本发明的自动测试方式大大得提高工作效率及测试结果的可靠性。
文档编号G01R31/00GK102879663SQ20121014973
公开日2013年1月16日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者张乔宾, 张有学, 杜文, 赵成功, 狄军建, 张宇迪 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司, 国家电网公司
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