《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》是國家電網公司、江蘇省電力公司、江蘇省電力公司檢修分公司於2015年9月29日申請的專利，該專利的公布號為CN105182140A，授權公布日為2015年12月23日，發明人是陳昊、徐晶冉、徐雯、朱振偉、朱振池。
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》公開了一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法，其是底盤和履帶使用橡膠隔震器連線，使用軸承連線保護測試儀防震平台與三角架並固定於底盤上；控制模組通過控制步進電機調節摩擦力大小使測試平台穩定在同一水平面；同時通過控制直流電機控制履帶的轉速使裝置平穩運行。在帶電區域設定超音波感測器，隔離帶電區，保證測試人員的安全，電源模組由電池提供，一路經DC-DC為平台供電，另一路經DC-AC為試驗測試裝置供電。該發明在變電站現場保護試驗中試驗測試儀笨重，特別是在需要爬樓的現場環境，很難依靠人力搬運及靈活移動，該發明裝置能夠使變電站現場高精度的繼保測試儀器在保持平穩無顛簸的狀態下完成自助越障、爬樓等靈活移動。
2020年7月14日，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法
- 申請人：國家電網公司、江蘇省電力公司、江蘇省電力公司檢修分公司
- 申請日：2015年9月29日
- 申請號：2015106337776
- 公布號：CN105182140A
- 公布日：2015年12月23日
- 發明人：陳昊、徐晶冉、徐雯、朱振偉、朱振池
- 地址：北京市西城區西長安街86號
- Int. Cl.：G01R31/00(2006.01)I、G01R1/04(2006.01)I
- 代理機構：南京縱橫智慧財產權代理有限公司
- 代理人：汪慶朋、董建林
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
微機型繼電保護測試裝置在智慧型變電站調試工作中得到了極為廣泛的套用，然而在現場調試的實踐過程中出現了諸多問題值得研究並改進。例如，通常用於現場調試的繼電保護測試裝置重達30～40千克，主要靠人力搬運測試裝備，包括變電站內部移動、裝卸車、上下樓等，不僅耗時費力，還給測試員帶來了極大不便；另外，由於在現場調試時沒有合適的平台支撐測試裝置，測試員只能將測試裝備放置在地上操作，既影響設備的穩定運行，也不利於接線等操作；某些變電站現場甚至沒有合適的供電條件，難以提供交流電的輸出，需要從遠處接電源線供電。在電氣試驗中由於相關設備體積較大、重量較重也同樣存在上述問題。由此看來，原本單獨一人在短時間內即可以完成的調試工作，會因為操作設備時的不夠便捷而需要更多的人用更多時間來完成，極大的浪費了人力成本、降低了工作效率、增加了安全隱患。
因此，該領域的技術人員致力於開發一種機動靈活、方便調試、安全可靠具有載重穩定自助越障、帶電區域隔離、自備電源供電等功能，可在滿足日常的調試要求的同時，節約人力成本、提高智慧型變電站運行維護的效率的多功能測試平台。
發明內容
專利目的
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》所要解決的技術問題是解決2015年9月之前的技術在變電站現場保護試驗中試驗測試儀笨重，特別是在需要爬樓的現場環境，很難依靠人力搬運及靈活移動等問題，其提供的是一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法。
技術方案
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其包括車體、安裝在車體上的平台主體，設定在平台主體上的控制模組以及與控制模組遠程通信的手控操作平台；所述平台主體包括設定在車體上的履帶平台、底盤、保護測試儀防震平台以及實驗數據記錄平台，所述底盤通過橡膠隔震器固定於履帶平台上，所述保護測試儀防震平台兩端設有轉動軸，所述保護測試儀防震平台的轉動軸通過軸承安裝於底板的支架上，所述實驗數據記錄平台設定在所述保護測試儀防震平台的一側；所述保護測試儀防震平台上設定有用於測量保護測試儀防震平台傾斜角度的測試儀平台傾角測量模組，在所述保護測試儀防震平台一端的軸承處安裝有用於根據保護測試儀防震平台傾斜角度自動控制軸承與保護測試儀防震平台之間摩擦力的平衡機構；在所述保護測試儀防震平台另一端的軸承處設有可在調試時把保護測試儀防震平台固定的固定孔；所述平衡機構包括設定在所述轉動軸上的摩擦片、用於調節摩擦片摩擦力的鎖桿以及驅動鎖桿活動的驅動裝置，所述摩擦片通過剎車線連線與所述鎖桿一端連線，所述鎖桿另一端通過傳動線連線驅動裝置，所述鎖桿的中段通過活動軸安裝在支架上，所述鎖桿一端設定有用於拉緊剎車線增加摩擦片摩擦力的復位彈簧，所述復位彈簧的一端頂置在支架上，所述復位彈簧的另一端與鎖桿一端連線，當車體帶動保護測試儀防震平台出現有傾斜角度時，驅動裝置通過傳動線帶動鎖桿將復位彈簧壓縮，用於放鬆剎車線，減少摩擦片摩擦力。
進一步的，在所述底盤上還有設定超音波測距模組、用於控制車體履帶轉動的履帶驅動電路、硬體看門狗電路和電源模組；所述控制模組分別和測試儀平台傾角測量模組、實驗數據記錄平台、超音波測距模組、履帶驅動電路、硬體看門狗電路、電源模組連線。
進一步的，所述底板的支架採用的是三腳架,所述驅動裝置採用的是步進電機，所述超音波測距模組採用的是可移動超聲感測器，所述測試儀平台傾角測量模組採用的是陀螺儀。
進一步的，所述底盤和履帶平台使用四個橡膠隔震器連線，用來緩解保護測試儀防震平台的上下顛簸。
進一步的，在所述底盤下部還有用於保證平台主體可靠接地，有效防止漏電事故的接地端子。
進一步的，所述電源模組設定在保護測試儀防震平台與底盤之間，所述控制模組通過控制線和手控操作平台連線。
進一步的，所述電源模組由電池供電，所述電源模組分為低壓、中壓和高壓部分，低壓為控制模組電路供電，中壓為履帶驅動電路供電，高壓為測試儀平台傾角測量模組供電；所述測試儀平台傾角測量模組安裝於保護測試儀防震平台的下方。
一種利用所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台的測試方法，其特徵在於：其方法包括以下步驟：
a）當正常工作後，若控制模組無法和手控操作平台處於通信狀態，則保護測試儀防震平台處於靜止狀態，保護測試儀防震平台由固定孔鎖死，保護測試儀防震平台被固定並處於平衡狀態，此時進行繼電保護試驗；
b）若需要隔離帶電區域，放置好可移動的超音波測距模組，超音波測距模組工作指示燈閃爍，處於工作狀態；
c）當保護測試儀防震平台正常工作後，若控制模組與手控操作平台正常通信，則按照通信規約解析手操命令，控制模組做出前進、後退、越障的回響；
d）當車體運動時，由測試儀平台傾角測量模組反饋出保護測試儀防震平台的水平傾角，若傾角為零，控制模組控制摩擦片處於強摩擦狀態，保護測試儀防震平台穩定並處於平衡狀態；當車體微弱振盪，經過橡膠隔震器作用於保護測試儀防震平台，若反饋傾角小於等於設定角度φ時，在傾斜誤差範圍內，不發出控制命令；當車體上下樓或振盪幅度過大時，測試儀平台傾角測量模組反饋出保護測試儀防震平台的水平傾角大於設定角度φ度，測試儀平台傾角測量模組根據傾角大小得出摩擦力大小，將測量角度傳送給控制模組，控制模組會通過調節摩擦片的接觸強度控制摩擦力的大小，通過保護測試儀防震平台的自重以及平衡機構控制摩擦力的相互作用，使保護測試儀防震平台回歸至水平位置，達到保持平穩無顛簸的狀態下自助越障、爬樓的靈活移動的目的。
進一步的，所述步驟d）中的控制模組會通過調節摩擦片的接觸強度控制摩擦力的大小，其具體方法如下：
定義角度誤差為：e（k）＝θ（k）
式中：θ（k）為控制模組在k時刻採集到測試儀平台傾角測量模組中陀螺儀的水平角度，水平角度為參考零點；
定義誤差變化率Δe（k）為：Δe（k）＝e（k）-e（k-1）
為了防止保護測試儀防震平台搖擺，當保護測試儀防震平台傾角小於設定角度φ時，讓保護測試儀防震平台處於鎖死狀態，即定義控制係數KC：
設實際的調節速率為r；當Δe（k）×e（k）＜0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+KP[1+a（1-|Δe（k）|/r）][e（k）-e（k-1）]+KI[1-a（1-|Δe（k）|/r）]e（k）}
式中：KP為比例係數，KI積分係數；a為增量係數，用來線上調節比例、積分參數。
當實際變化速率超過理想速率，即Δe（k）＞r時，使得KP減少，KI增加，從而減弱控制；
當實際變化速率小於理想速率，即Δe（k）＜r時，使得KP增加，KI減少，增加控制；
當Δe（k）×e（k）＞0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+{KP[e（k）-e（k-1）]+KIe（k）}（1+|Δe（k）|/r）}
由上式可知，KP、KI同時增加以抑制偏離平衡的趨勢。
進一步的，所述超音波測距模組設有4個移動收發一體可移動超聲感測器，在需要隔離高壓測試實驗區域時，將可移動超聲感測器放於高壓端子排附近，根據超音波返回的時間計算出物體離帶電區域的距離並做出相應的動作，具體包括以下步驟：
1）4個可移動超聲感測器不間斷髮出超音波，通過接收器檢測是否有信號返回；
2）根據接收到反饋信號計算物體離帶電區域的距離；
3）若物體離帶電區域小於半徑0.2米的安全區域，保護測試儀防震平台會發出滴滴的報警信號，若物體離帶電區域小於0.05米，保護測試儀防震平台會強制切斷電源。
有益效果
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》的有益效果是：該發明通過控制平衡機構調節保護測試儀防震平台轉軸摩擦力大小使保護測試儀防震平台穩定在同一水平面；同時通過控制車體的直流電機控制履帶的轉速使裝置平穩運行；在高壓帶電區域設定可移動超聲感測器，隔離帶電區，保證測試人員的安全；使其機動靈活、方便調試、安全可靠，具有載重穩定自助越障、帶電區域隔離、自備電源供電等功能，可以節約人力成本、提高智慧型變電站運行維護的效率，滿足日常的調試要求；尤其在變電站現場保護試驗中試驗測試儀笨重，特別是在需要爬樓的現場環境，很難依靠人力搬運及靈活移動，該發明裝置能夠使變電站現場高精度的繼保測試儀器在保持平穩無顛簸的狀態下完成自助越障、爬樓等靈活移動。
附圖說明
圖1是《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》的結構示意圖。
圖2是圖1的部分結構放大圖。
圖3為《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》的電氣連線框圖。
圖中：1-履帶平台，2-平衡機構，3-底盤，4-橡膠隔震器，5-保護測試儀防震平台，6-軸承，7-實驗數據記錄平台，8-控制模組，9-電池，10-固定孔。11-步進電機，12-可移動超聲感測器，13-測試儀平台傾角測量模組，14-手控操作平台，15-接地端子，201-摩擦片，202-復位彈簧，203-鎖桿，204-剎車線，205-傳動線。
技術領域
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》涉及一種調試平台，特別是一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法。
權利要求
1.一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：其包括車體、安裝在車體上的平台主體，設定在平台主體上的控制模組以及與控制模組遠程通信的手控操作平台；所述平台主體包括設定在車體上的履帶平台、底盤、保護測試儀防震平台以及實驗數據記錄平台，所述底盤通過橡膠隔震器固定於履帶平台上，所述保護測試儀防震平台兩端設有轉動軸，所述保護測試儀防震平台的轉動軸通過軸承安裝於底板的支架上，所述實驗數據記錄平台設定在所述保護測試儀防震平台的一側；所述保護測試儀防震平台上設定有用於測量保護測試儀防震平台傾斜角度的測試儀平台傾角測量模組，在所述保護測試儀防震平台一端的軸承處安裝有用於根據保護測試儀防震平台傾斜角度自動控制軸承與保護測試儀防震平台之間摩擦力的平衡機構；
在所述保護測試儀防震平台另一端的軸承處設有可在調試時把保護測試儀防震平台固定的固定孔；
所述平衡機構包括設定在所述轉動軸上的摩擦片、用於調節摩擦片摩擦力的鎖桿以及驅動鎖桿活動的驅動裝置，所述摩擦片通過剎車線連線與所述鎖桿一端連線，所述鎖桿另一端通過傳動線連線驅動裝置，所述鎖桿的中段通過活動軸安裝在支架上，所述鎖桿一端設定有用於拉緊剎車線增加摩擦片摩擦力的復位彈簧，所述復位彈簧的一端頂置在支架上，所述復位彈簧的另一端與鎖桿一端連線，當車體帶動保護測試儀防震平台出現有傾斜角度時，驅動裝置通過傳動線帶動鎖桿將復位彈簧壓縮，用於放鬆剎車線，減少摩擦片摩擦力。
2.如權利要求1所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：在所述底盤上還有設定超音波測距模組、用於控制車體履帶轉動的履帶驅動電路、硬體看門狗電路和電源模組；所述控制模組分別和測試儀平台傾角測量模組、實驗數據記錄平台、超音波測距模組、履帶驅動電路、硬體看門狗電路、電源模組連線。
3.如權利要求2所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：所述底板的支架採用的是三腳架,所述驅動裝置採用的是步進電機，所述超音波測距模組採用的是可移動超聲感測器，所述測試儀平台傾角測量模組採用的是陀螺儀。
4.如權利要求1所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：所述底盤和履帶平台使用四個橡膠隔震器連線，用來緩解保護測試儀防震平台的上下顛簸。
5.如權利要求2所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：在所述底盤下部還有用於保證平台主體可靠接地，有效防止漏電事故的接地端子。
6.如權利要求2所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：所述電源模組設定在保護測試儀防震平台與底盤之間，所述控制模組通過控制線和手控操作平台連線。
7.如權利要求6所述的繼電保護試驗的多功能測試平台，其特徵在於：所述電源模組由電池供電，所述電源模組分為低壓、中壓和高壓部分，低壓為控制模組電路供電，中壓為履帶驅動電路供電，高壓為測試儀平台傾角測量模組供電；所述測試儀平台傾角測量模組安裝於保護測試儀防震平台的下方。
8.一種利用權利要求2-7所述的一種繼電保護試驗的多功能測試平台的測試方法，其特徵在於：其方法包括以下步驟：
a）當正常工作後，若控制模組無法和手控操作平台處於通信狀態，則保護測試儀防震平台處於靜止狀態，保護測試儀防震平台由固定孔鎖死，保護測試儀防震平台被固定並處於平衡狀態，此時進行繼電保護試驗；
b）若需要隔離帶電區域，放置好可移動的超音波測距模組，超音波測距模組工作指示燈閃爍，處於工作狀態；
c）當保護測試儀防震平台正常工作後，若控制模組與手控操作平台正常通信，則按照通信規約解析手操命令，控制模組做出前進、後退、越障的回響；
d）當車體運動時，由測試儀平台傾角測量模組反饋出保護測試儀防震平台的水平傾角，若傾角為零，控制模組控制摩擦片處於強摩擦狀態，保護測試儀防震平台穩定並處於平衡狀態；
當車體微弱振盪，經過橡膠隔震器作用於保護測試儀防震平台，若反饋傾角小於等於設定角度φ時，在傾斜誤差範圍內，不發出控制命令；
當車體上下樓或振盪幅度過大時，測試儀平台傾角測量模組反饋出保護測試儀防震平台的水平傾角大於設定角度φ度，測試儀平台傾角測量模組根據傾角大小得出摩擦力大小，將測量角度傳送給控制模組，控制模組會通過調節摩擦片的接觸強度控制摩擦力的大小，通過保護測試儀防震平台的自重以及平衡機構控制摩擦力的相互作用，使保護測試儀防震平台回歸至水平位置，達到保持平穩無顛簸的狀態下自助越障、爬樓的靈活移動的目的。
9.如利用權利要求8所述的測試方法，其特徵在於：所述步驟d）中的控制模組會通過調節摩擦片的接觸強度控制摩擦力的大小，其具體方法如下：
定義角度誤差為：e（k）＝θ（k）
式中：θ（k）為控制模組在k時刻採集到測試儀平台傾角測量模組中陀螺儀的水平角度，水平角度為參考零點；
定義誤差變化率Δe（k）為：Δe（k）＝e（k）-e（k-1）
為了防止保護測試儀防震平台搖擺，當保護測試儀防震平台傾角小於設定角度φ時，讓保護測試儀防震平台處於鎖死狀態，即定義控制係數KC：
設實際的調節速率為r；當Δe（k）×e（k）＜0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+KP[1+a（1-|Δe（k）|/r）][e（k）-e（k-1）]+KI[1-a（1-|Δe（k）|/r）]e（k）}
式中：KP為比例係數，KI積分係數；a為增量係數，用來線上調節比例、積分參數。
當實際變化速率超過理想速率，即Δe（k）＞r時，使得KP減少，KI增加，從而減弱控制；
當實際變化速率小於理想速率，即Δe（k）＜r時，使得KP增加，KI減少，增加控制；
當Δe（k）×e（k）＞0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+{KP[e（k）-e（k-1）]+KIe（k）}（1+|Δe（k）|/r）}
由上式可知，KP、KI同時增加以抑制偏離平衡的趨勢。
10.如利用權利要求8所述的測試方法，其特徵在於：所述超音波測距模組設有4個移動收發一體可移動超聲感測器，在需要隔離高壓測試實驗區域時，將可移動超聲感測器放於高壓端子排附近，根據超音波返回的時間計算出物體離帶電區域的距離並做出相應的動作，具體包括以下步驟：
1）4個可移動超聲感測器不間斷髮出超音波，通過接收器檢測是否有信號返回；
2）根據接收到反饋信號計算物體離帶電區域的距離；
3）若物體離帶電區域小於半徑0.2米的安全區域，保護測試儀防震平台會發出滴滴的報警信號，若物體離帶電區域小於0.05米，保護測試儀防震平台會強制切斷電源。
實施方式
如圖1和圖2所示，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》的具體實施例，一種繼電保護試驗的多功能測試平台，包括車體、安裝在車體上的平台主體，設定在平台主體上的控制模組以及與控制模組遠程通信的手控操作平台；測試平台包括平台主體、控制模組8、測試儀平台傾角測量模組13、超音波測距模組、履帶驅動電路、硬體看門狗電路、電源模組和手控操作平台14，所述控制模組8分別和測試儀平台傾角測量模組13、超音波測距模組、履帶驅動電路、硬體看門狗電路、電源模組連線；所述測試儀平台傾角測量模組13，反饋相關信息給控制模組8；所述超音波測距模組，根據超音波返回的時間計算出物體離帶電區域的距離並做出相應的動作；所述履帶驅動電路，驅動履帶平台的運動；所述硬體看門狗電路，使測試平台實現連續作業；所述電源模組，為整個電路提供電源。
如附圖3所示，一種繼電保護試驗的多功能測試平台主要電氣連線關係圖，其主要包括控制模組8、測試儀平台即為保護測試儀防震平台5、測試儀平台傾角測量模組13、超音波測距模組、履帶驅動電路、手控操作平台14和硬體看門狗電路。各個電路模組均與控制模組8連線，電源模組為各個模組分別供電，其中電源模組由電池9供電，所述電源模組分為低壓、中壓和高壓部分，低壓為控制模組8電路供電，中壓為履帶驅動電路供電，高壓為測試儀平台傾角測量模組13供電。全部由四塊48V鋰電池提供電源輸出，低壓直流5V電壓為控制電路供電；中壓直流48V電壓為履帶電機供電；高壓交流220V電壓為測試儀器供電，所有電壓等級均相互隔離。
該實施例中將可移動超聲感測器12放於高壓端子排附近，根據超音波返回的時間可以計算出物體離高壓帶電區域的距離並做出相應的動作，若物體離帶電區域小於半徑0.2米的安全區域，平台會發出滴滴的報警信號，若物體離帶電區域小於0.05米，平台會強制切斷電源，從而防止誤入帶電區。
該實施例的測試儀平台傾角測量模組13採用的是陀螺儀，超音波測距模組採用的是超音波測距模組設有4個移動收發一體可移動超聲感測器12，在需要隔離高壓測試實驗區域時，將超音波感測器放於高壓端子排附近，根據超音波返回的時間可以計算出物體離帶電區域的距離並做出相應的動作，具體包括以下步驟：
a）4個可移動超聲感測器12不間斷髮出超音波，通過接收器檢測是否有信號返回；
b）根據接收到反饋信號計算物體離帶電區域的距離；
c）若物體離帶電區域小於半徑0.2米的安全區域，平台會發出滴滴的報警信號，若物體離帶電區域小於0.05米，平台會強制切斷電源。
當正常工作後，若控制模組8無法和手控操作平台14處於通信狀態，則平台處於靜止狀態，此時可以繼電保護試驗。若需要隔離帶電區域，放置好可移動超聲感測器12，可移動超聲感測器12工作指示燈閃爍，處於工作狀態。
當測試平台正常工作後，若控制模組8與手控操作平台14正常通信，則按照通信規約解析手操命令，控制模組8做出前進、後退、越障等相應的回響。在越障過程中，保護測試儀防震平台5與水平面的傾角大於5度時，控制模組8會通過調節摩擦片201的接觸強度控制摩擦力的大小，通過保護測試儀防震平台5的自重作用，經過軸承6使保護測試儀防震平台5平台回歸至水平位置，達到可以保持平穩無顛簸的狀態下自助越障、爬樓等靈活移動的目的。
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》進一步最佳化的技術方案，所述平台主體包括履帶平台1、底盤3、保護測試儀防震平台5、實驗數據記錄平台7，所述底盤3和履帶平台1通過橡膠隔震器4連線，所述保護測試儀防震平台5通過軸承6固定於底盤3的三腳架上，所述保護測試儀防震平台5上還設有平衡機構2，實驗數據記錄平台7設定在所述保護測試儀防震平台5的一側。平衡機構2可以根據保護測試儀防震平台5的傾斜角度自動控制摩擦片201之間的摩擦力，在保護測試儀防震平台5平衡情況下，摩擦力處於最大值，保證保護測試儀防震平台5穩定於平衡位置。在車體傾斜或者顛簸的情況下，摩擦力減小，結合軸承6以保證保護測試儀防震平台5始終處於水平位置。在保護測試儀防震平台5調試過程中，通過固定孔10把保護測試儀防震平台5固定。
底盤3和履帶結構1使用四個橡膠隔震器4連線，用來緩解保護測試儀防震平台5的上下顛簸。護測試儀防震平台5一側的軸承6設有平衡機構2，用於根據保護測試儀防震平台傾斜角度自動控制軸承與保護測試儀防震平台之間摩擦力；所述保護測試儀防震平台5另一側的軸承6上設有固定孔10，該固定孔10設定在軸承6外環殼上，與固定孔對應的軸承內環殼上同樣設定有一定位孔，可在調試時，通過定位軸插入固定孔以及定位孔內，從而將保護測試儀防震平台固定在三角架上。
如附圖2所示，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》進一步最佳化的技術方案，所述平衡機構2包括摩擦片201、鎖桿203、復位彈簧202、剎車線204、傳動線205，在保護測試儀防震平台5一端的轉動軸上設定有摩擦輪，摩擦輪上設定摩擦片201，摩擦片201通過剎車線連線與所述鎖桿一端連線，所述傳動線205的兩端分別和步進電機11及鎖桿203的另一端連線，鎖桿203的中段通過活動軸安裝在底盤的三角支架上，鎖桿203一端還設定復位彈簧202，用於拉緊剎車線增加摩擦片摩擦力。
在保護測試儀防震平台5平穩狀態時，傳動線205不受步進電機11力的作用，平衡機構2通過復位彈簧202的彈力拉緊剎車線204，使摩擦片201之間的摩擦力達到最大值，在車體帶動保護測試儀防震平台5有傾角時，根據角度的不同，傳動線205受步進電機11力的作用時，通過鎖桿203將復位彈簧202壓縮，放鬆剎車線204，減少摩擦力的作用，能保證繼電保護試驗的多功能測試平台在保持平穩無顛簸的狀態下自助越障、爬樓等靈活移動。具體的實施方法如下：定義角度誤差為：e（k）＝θ（k）
式中：θ（k）為控制模組在k時刻採集到陀螺儀的水平角度（水平為參考零點）。
定義誤差變化率Δe（k）為：Δe（k）＝e（k）-e（k-1）
為了防止保護測試儀防震平台5搖擺，當保護測試儀防震平台5傾角小於5度時，讓保護測試儀防震平台5處於鎖死狀態，即定義控制係數KC：
為了讓保護測試儀防震平台5以比較穩定的變化率達到平衡位置，引入一個調節速率理想值的概念,即綜合考慮振幅、系統穩定性等多方面因素，根據經驗設計的符合實際的調節速率，用r表示。
由理論基礎可知：當Δe（k）*e（k）＜0時，則保護測試儀防震平台5正在趨近平衡位置，若此時以速率理想值趨近平衡位置，則應保持控制參數不變。若此時速率過快，為避免超調，應適當減弱控制作用，反之，則應增強控制作用。當Δe（k）*e（k）＞0時，則平台正在遠離平衡位置。此時應增強控制，以扭轉相反的變化趨勢。
由上述分析，則Δe（k）×e（k）＜0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+KP[1+a（1-|Δe（k）|/r）][e（k）-e（k-1）]+KI[1-a（1-|Δe（k）|/r）]e（k）}
式中：KP為比例係數，KI積分係數，a為增量係數，主要用來線上調節比例、積分參數。
由上公式可知。當實際變化速率超過理想速率，即Δe（k）＞r時，使得KP減少，KI增加，從而減弱控制。當實際變化速率小於理想速率，即Δe（k）＜r時，使得KP增加，KI減少，增加控制。
當Δe（k）×e（k）＞0時，k時刻的控制量可以表示為：u（k）＝KC{u（k-1）+{KP[e（k）-e（k-1）]+KIe（k）}（1+|Δe（k）|/r）}
由上式可知，KP、KI同時增加以抑制偏離平衡的趨勢。
綜上所述，當保護測試儀防震平台5與水平面的傾角大於5度時，控制模組8會通過調節摩擦片201的接觸強度控制摩擦力的大小，通過保護測試儀防震平台5的自重作用，經過軸承6使保護測試儀防震平台5回歸至水平位置。保護測試儀防震平台5與水平面的傾角越大，摩擦力越小，回歸加速度，傾角減少的過程中，逐漸增大摩擦力，當到達水平時，摩擦力瞬間增加到最大值，阻止保護測試儀防震平台5搖晃，達到使保護測試儀防震平台5始終處於水平位置的目的。
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》進一步最佳化的技術方案，所述平台主體內還設有電池9、接地端子15，所述電池9設在平衡機構2與底盤3之間，所述接地端子15設定在底盤3下部，所述接地端子15用於保證平台主體可靠接地，有效防止漏電事故。
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》進一步最佳化的技術方案，所述控制模組8設定在底盤3上，所述平台主體通過控制線和手控操作平台14連線；所述測試儀平台傾角測量模組13安裝於保護測試儀防震平台5的下方。電源模組由電池提供，一路經DC-DC為平台供電，另一路經DC-AC為試驗測試裝置供電。
《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》進一步最佳化的技術方案，保護測試儀防震平台5穩定的具體步驟包括以下幾步：
a）車體靜止時，保護測試儀防震平台5由固定孔10鎖死，保護測試儀防震平台5被固定並處於平衡狀態；
b）車體運動時，由測試儀平台傾角測量模組13反饋出保護測試儀防震平台5的水平傾角，若傾角為零，控制模組8控制摩擦片201處於強摩擦狀態，保護測試儀防震平台5穩定並處於平衡狀態；
c）當車體微弱振盪，經過橡膠隔震器4作用於保護測試儀防震平台5，若反饋傾角小於等於5度，在傾斜誤差範圍內，不發出控制命令；
d）當車體上下樓或振盪幅度過大時，測試儀平台傾角測量模組13陀螺儀反饋出保護測試儀防震平台5的水平傾角大於5度，根據陀螺儀反饋傾角大小得出摩擦力大小。如附圖3所示，通過測試儀器自重與控制摩擦力的相互作用使保護測試儀防震平台5返回至平衡位置。
一種利用繼電保護試驗的多功能測試平台的方法，主要包括以下步驟：
a）當正常工作後，若控制模組8無法和手控操作平台14處於通信狀態，則平台處於靜止狀態，此時可以繼電保護試驗；
b）若需要隔離帶電區域，放置好可移動超聲感測器12，可移動超聲感測器12工作指示燈閃爍，處於工作狀態；
c）當平台正常工作後，若控制模組8與手控操作平台14正常通信，則按照通信規約解析手操命令，控制模組8做出前進、後退、越障等相應的回響。
d）在越障過程中，若保護測試儀防震平台5與水平面的傾角大於5度時，控制模組8會通過調節摩擦片201的接觸強度控制摩擦力的大小，通過保護測試儀防震平台5的自重作用，經過軸承6使保護測試儀防震平台5平台回歸至水平位置，達到可以保持平穩無顛簸的狀態下自助越障、爬樓等靈活移動的目的。
基於上述，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》通過底盤3和履帶使用橡膠隔震器4連線，使用軸承6連線保護測試儀防震平台5與三角架並固定於底盤3上。控制裝置通過控制步進電機調節摩擦力大小使測試平台穩定在同一水平面；同時通過控制直流電機控制履帶的轉速使裝置平穩運行。
在帶電區域設定超音波感測器，隔離帶電區，保證測試人員的安全。在變電站現場保護試驗中試驗測試儀笨重，特別是在需要爬樓的現場環境，很難依靠人力搬運及靈活移動，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》裝置能夠使變電站現場高精度的繼保測試儀器在保持平穩無顛簸的狀態下完成自助越障、爬樓等靈活移動。
使其機動靈活、方便調試、安全可靠，具有載重穩定自助越障、帶電區域隔離、自備電源供電等功能，可以節約人力成本、提高智慧型變電站運行維護的效率，滿足日常的調試要求。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種繼電保護試驗的多功能測試平台及其方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
