一种变压器容量测试仿真培训装置的制作方法

本实用新型属于变压器容量测试技术领域，尤其涉及一种变压器容量测试仿真培训装置。

背景技术：

目前，我国电力系统收取电费时除了收取计量装置所计量的电量费用外，还要加收基本电费（通常是根据变压器容量大小进行收取，部分是按最大需量进行收取）。对于较大用户在投运变压器时还要一次性交纳增容费。因此，对变压器的容量进行测试是维护供用双方经济利益必不可少的重要环节。但是往往有部分用户受利益驱使更换变压器铭牌，以大容量变压器充小容量变压器，少交或漏交基本电费。所以，在对部分用电异常用户进行用电检查时，通常需要对变压器容量进行测试，这也是排除少交或漏交基本电费的必要手段，而且在使用变压器之前，也必须要经过各种特性测试，经检查合格之后才能投入使用，对于已经投入使用的变压器也需要定期地进行检修维护。但有部分变压器的检测是在高压的工况下进行的，非常容易造成人员安全事故和变压器测试仪的损坏，所以对变压器接线检定人员的专业技能要求是比较高的，因此，对用电检查工、配电运行工及检查人员等进行变压器测试检定培训便显得尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种变压器容量测试仿真培训装置。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种变压器容量测试仿真培训装置，包括信号处理单元、单片机主控单元、通信单元、容量仿真测试数据库、接线状态显示单元、触摸屏单元及错误接线报警单元；

所述单片机主控单元分别与所述信号处理单元、通信单元、触摸屏单元、错误接线报警单元连接，所述通信单元与所述容量仿真测试数据库连接，所述容量仿真测试数据库与所述接线状态显示单元连接；

测试变压器与所述信号处理单元连接；

所述信号处理单元，用于将测试变压器的12V接线信号处理转换为单片机主控单元能接受的3.3V信号，同时单片机主控单元的扫描信号也能传递到测试变压器的接线端；

所述单片机主控单元，用于对测试变压器接线状态的信号采集以及编码，并将该编码信息传输至接线状态实时显示单元，同时接收各种报警及错误接线信息，并发出声光报警信号以驱动错误接线报警单元；

所述通信单元，用于单片机主控单元与容量仿真测试数据库之间通信；

所述容量仿真测试数据库，用于存储变压器容量测试的数据及多种变压器的相关测试数据、生成容量仿真测试报告和数据、存储生成容量仿真测试报告和数据；

所述接线状态显示单元，用于根据单片机主控单元传送过来的接线编码，将其转换的模拟接线状态实时显，如接线正确则该线显示为绿色，如错误接线则显示为红色；

所述触摸屏单元，用于输入测试变压器的电压等级、容量、分接档位、温度和联结组别参数，同时显示测试后的电压、电流及负载功率仿真测试值，以及仿真容量判定值；

所述错误接线报警单元，用于发出错误接线警报；

所述测试变压器，用于模拟变压器进行容量测试。

进一步的，所述装置还包括打印机；所述打印机与容量仿真测试数据库连接，用于打印测试报告。

进一步的，所述信号处理单元包括多个独立的3.3V与12V的双向电平转换电路。

进一步的，所述容量仿真测试数据库包括仿真测试库单元、容量仿真测试报告生产单元、测试数据记录单元和数据存储单元；所述容量仿真测试报告生产单元、测试数据记录单元和数据存储单元分别与所述仿真测试库单元连接。

进一步的，所述数据存储单元存储的数据包括多种变压器容量测试时的电压、电流及负载损耗仿真测试数据、多种变压器技术参数数据、每次调用数据时对仿真测试数据正负20%的随机修改的数据、容量仿真测试报告生产单元产生的数据及测试数据记录单元记录的数据。

进一步的，所述触摸屏单元包括触摸屏和位于触摸屏下方、且与触摸屏连接的触摸屏控制单元；所述触摸屏控制单元与所述单片机主控单元连接。

进一步的，所述错误接线报警单元为声光报警电路。

进一步的，所述测试变压器为具有接线功能的仿真测试变压器。

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种变压器容量测试仿真培训装置，相比于传统的变压器容量测试培训装置，避免了由于错误接线导致的危险性，并且能够实现接线状态的实时显示，以及错误接线的报警等，使容量测试培训具有更大的灵活性；基于单片机主控单元的变压器容量测试仿真培训装置，其试验过程及步骤与实际的变压器容量测试完全一致，同时还对接线的实时状态及错误进行显示和提醒，仿真测试结果采用真实的测试数据构成的数据库中提取，反应与实际测试一样的结果。本实用新型能大大提高容量测试的培训效率，增强试验过程中的安全性，具有广泛的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种变压器容量测试仿真培训装置的结构示意图；

其中：1-触摸屏单元；

图2是本实用新型3.3V与12V的双向电平转换电路的结构示意图；

其中：R21-第一电阻，R22-第二电阻，R23-第三电阻，Q2-NMOS管；

图3是本实用新型声光报警电路的结构示意图；

其中：U1-音频放大器，BUZZER-蜂鸣器，LED-红色发光二极管，Q1-NPN三极管，C1-第一外接电容，C2-第二外接电容，C3-第三外接电容，C4-第四外接电容，R1-第一外接电阻，R2-第二外接电阻，R3-第三外接电阻，R4-第四外接电阻。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型所提供的一种变压器容量测试仿真培训装置，包括信号处理单元、单片机主控单元、通信单元、容量仿真测试数据库、接线状态显示单元、触摸屏单元、错误接线报警单元及打印机；

单片机主控单元分别与信号处理单元、触摸屏单元、错误接线报警单元及通信单元连接，通信单元与容量仿真测试数据库连接，容量仿真测试数据库分别与接线状态显示单元和打印机连接；

测试变压器与信号处理单元相连接。

信号处理单元包括35个独立的3V与12V的双向电平转换电路；用于将测试变压器的12V接线信号处理转换为单片机主控单元能接受的3.3V信号，同时单片机主控单元的扫描信号也能传递到测试变压器的接线端；

如图2所示，3.3V与12V的双向电平转换电路包括第一电阻R21、第二电阻R22、第三电阻R23及NMOS管Q2；第一电阻R21=第二电阻R22=第三电阻R23=10KΩ；NMOS管Q2的栅极、源极、漏极分别与电阻R21、电阻R22、电阻R23的一端连接，第一电阻R21的另一端和第二电阻R22的另一端相接，且与3.3V电压连接，第三电阻R23的另一端接+12V电压；NMOS管Q2的源极为output端，NMOS管Q2的漏极为input端；

output端与单片机对应的引脚连接，input端与测试变压器连接。

单片机主控单元采用的单片机型号为MSP430F169，用于对测试变压器接线状态的信号采集以及编码，并将该编码信息传输至接线状态实时显示单元，同时接收各种报警及错误接线信息，并发出声光报警信号以驱动错误接线报警单元。

通信单元为含485通信和232通信的通信电路，用于单片机主控单元与容量仿真测试数据库之间通信。

容量仿真测试数据库，用于存储变压器容量测试的电压、电流、负载损耗仿真测试数据；存储多种变压器的电压、电流、负载损耗仿真测试数据；生成容量仿真测试报告和数据；存储生成容量仿真测试报告和数据；

容量仿真测试数据库包括仿真测试库单元、容量仿真测试报告生产单元、测试数据记录单元和数据存储单元；容量仿真测试报告生产单元、测试数据记录单元和数据存储单元分别与仿真测试库单元连接；容量仿真测试报告生产单元能生成容量仿真测试报告，容量仿真测试报告包含word和excel两种类型，方便后续查看及使用；

数据存储单元存储的数据包括多种变压器容量测试时的电压、电流及负载损耗仿真测试数据，多种变压器为电压等级为10kV、35kV的变压器，且电压等级为10kV、5kV的变压器分别包括容量为50kVA、100kVA、200kVA、500kVA的变压器；GB/T 6451-1999A和GT/B 10228-1997中10kV、35kV变压器压器技术参数数据每次调用数据时对仿真测试数据正负20%的随机修改的数据；容量仿真测试报告生产单元产生的数据及测试数据记录单元记录的数据。

接线状态显示单元为显示屏，用于根据单片机主控单元传送过来的接线编码，将其转换的模拟接线状态实时显，如接线正确则该线显示为绿色，如错误接线则显示为红色。

触摸屏单元包括触摸屏和位于触摸屏下方且连接的触摸屏控制单元；触摸屏控制单元与单片机主控单元连接；触摸屏为电阻式触摸屏；用于输入测试变压器的电压等级、容量、分接档位、温度和联结组别参数，同时显示测试后的电压、电流及负载功率仿真测试值，以及仿真容量判定值。

错误接线报警单元为声光报警电路，用于发出错误接线警报；

如图3所示，声光报警器包括音频放大器U1、蜂鸣器BUZZER、红色发光二极管LED、NPN三极管Q1、第一外接电容C1、第二外接电容C2、第三外接电容C3、第四外接电容C4、第一外接电阻R1、第二外接电阻R2、第三外接电阻R3、第四外接电阻R4；

单片机报警信号与声音报警电路的第一外接电阻R1相连接，同时与发光报警电路的第四外接电阻R4的一端连接；第四外接电阻R4的另一端与NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的集电极与红色发光二极管LED的一端连接，NPN三极管Q1的发射极与电源VCC连接；红色发光二极管LED的另一端接地；

第一外接电阻R1的另一端与第二外接电阻R2的一端连接，同时与音频放大器U1的正输入端连接，第二外接电阻R2的另一端接电源地GND，音频放大器U1的GND端接入电源地GND，音频放大器U1的VCC端接电源VCC，同时与第一外接电容C1的一端和第二外接电容C2的一端连接，第一外接电容C1的另一端和第二外接电容C2的另外一端相接、且与电源地GND相连接，音频放大器的OUT端分别与第三外接电容C3的一端、第三外接电阻R3的一端连接，第三外接电容C3的另一端与蜂鸣器BUZZER的一端连接，蜂鸣器BUZZER的另一端与电源地GND连接，第三外接电阻R3的另外一端与第四外接电容C4的一端连接，第四外接电容C4的另外一端与电源地GND连接；

音频放大器采用的型号为LN386；

电源VCC加到红色发光二极管LED和音频放大器U1的VCC端上，当单片机主控单元发出报警信号时，经过外接电阻R4，驱动NPN三极管导通Q1，红色发光二极管LED被点亮报警；同时报警信号经过第一外接电阻R1和第二外接电阻R2进行分压后将信号传送给音频放大器U1的正输入端，音频放大器将信号放大后经第三外接电容C3滤除直流信号后驱动蜂鸣器BUZZER发出报警声音，第三外接电阻R3与第四外接电容C4组成的电路滤除高频信号和噪声使得扬声器发声质量提高；反之不发出报警声音和红色发光二极管LED不亮。

测试变压器为与型号为S9-M-10的变压器一致的仿真测试变压器，于模拟变压器进行容量测试。

打印机，用于打印测试报告。

单片机主控单元的单片机型号为MSP430F169，当用户将测试变压器连接到测试仿真培训装置时，装置会自动将接线连接情况通过信号处理单元采集到单片机主控单元，并通过通信单元将信息传送给容量仿真测试数据库进行判断，并将判断的接线状态发送到接线状态显示单元，将接线的状态实时显示出来，如错误接线，接线状态显示单元显示为红色；同时把信息反馈到单片机主控单元，单片机主控单元发出错误接线报警信号，驱动错误接线报警单元报警，以提示用户错误接线。如错误接线，必须重新接线，直到没有错误接线报警信息时，表示接线正确，然后才能进行下一步；在触摸屏上输入变压器的标称容量、一次电压、二次电压、变压器类型、当前温度、分接档位、连接组别参数，点击触摸屏的测试开始，则相关信息通过触摸屏控制单元传输给单片机主控单元，再经过通信单元传递给仿真容量测试数据库，通过对仿真容量测试数据库的数据进行对比，仿真容量测试报告生产单元生成相应的测试数据以及测试报告，保存到数据存储单元，同时将仿真测试数据同时回传致触摸屏进行显示和发送WORD版本的测试报告到打印机进行打印。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。