智能型互感器综合特性仿真测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能型互感器综合特性仿真测试装置，包括主控模块，与主控模块连接的互感器综合特性测试模块、测试电路模块、通信模块以及按键模块；测试电路模块将外部被测品的测试数据转换处理后发送至主控模块；通信模块将外部主机设备的测试数据发送至主控模块；主控模块根据按键模块的设置信息，调用互感器综合特性测试模块对测试电路模块或通信模块发送的测试数据进行处理。本实用新型用在电力系统的仿真培训中，可以模拟互感器的各种故障状态，从而增强学员的感性认识，锻炼学员的实际操作能力。
【专利说明】智能型互感器综合特性仿真测试装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种仿真测试装置，尤其涉及一种智能型互感器综合特性仿真测试装置，属于电力系统仿真【技术领域】。
【背景技术】
[0002]互感器是变电站的重要组成设备，它的准确性关系到变电站的二次设备能否正常工作。为了保证互感器的正常工作，降低故障发生率，要求对互感器定期进行电气检验。然而，互感器的设备检修容错率低。新学员在高电压下进行测量或检修，存在很大危险并且很难熟练掌握和操作。
[0003]随着仿真技术在电力系统的广泛应用，通过计算机进行仿真培训能随时为学员提供更多的培训机会，降低培训过程中可能接触高压的危险性。但是，现有仿真培训技术单纯利用计算机进行虚拟操作，学员对真实的电气试验测试设备没有一个直观的接触和认识。因此，如何在安全的环境中增强学员的感性认识，提高学员的实际操作技能仍然是现阶段亟待解决的问题。
[0004]在申请号为201210346065.2的中国发明申请中，公开了一种电气试验设备模拟装置。该装置由MCU处理单元、显示单元、微型打印机、按键、数据通信单元、控制通信单元等组成，可用于与高压电气设备仿真模型结合使用，以实现实体仿真培训；也可用于与PC上位机结合使用，以实现计算机软件仿真培训；还可应用于与实体仿真培训与计算机软件仿真培训相结合的综合培训系统。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的问题在于提供一种智能型互感器综合特性仿真测试装置。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用下述的技术方案:
[0007]—种智能型互感器综合特性仿真测试装置，包括主控模块，与所述主控模块相连接的互感器综合特性测试模块、测试电路模块、通信模块以及按键模块；
[0008]所述测试电路模块将外部被测品的测试数据转换处理后发送至所述主控模块；
[0009]所述通信模块将外部主机设备的测试数据发送至所述主控模块；
[0010]所述主控模块根据所述按键模块的设置信息，调用所述互感器综合特性测试模块对所述测试电路模块或所述通信模块发送的测试数据进行处理。
[0011]其中较优地，所述主控模块包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元以及输出/输入接口。
[0012]其中较优地，所述主控模块包括ARM6410开发板。
[0013]其中较优地，所述测试电路模块包括单片机、与所述单片机连接的信号收发电路、串口电路以及电源电路；所述单片机控制所述串口电路接收外部被测品的测试数据，通过所述信号收发电路发送至所述主控模块。[0014]本实用新型所提供的智能型互感器综合特性仿真测试装置可以模拟互感器的各种故障状态。该实用新型应用于电力系统的仿真培训中，可以增强学员的感性认识，锻炼学员的实际操作能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型所提供的智能型互感器综合特性仿真测试装置的结构图；
[0016]图2为本实用新型中，测试电路模块的原理示意图；
[0017]图3为测试电路模块中，单片机及其外围电路的示意图；
[0018]图4为测试电路|吴块中，串口电路不意图；
[0019]图5为测试电路模块中，电源电路示意图；
[0020]图6a为本实用新型的信号收发电路中，数据接收通道的示意图；
[0021]图6b为本实用新型的信号收发电路中，数据发送通道的示意图；
[0022]图7为本实用新型中，按键模块的电路示意图；
[0023]图8为本实用新型处理数据的流程图；
[0024]图9为本实用新型与外部主机设备模拟故障及测试的流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图以及具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0026]如图1所示，本实用新型所提供的智能型互感器综合特性仿真测试装置(简称仿真测试装置)包括主控模块、互感器综合特性测试模块、测试电路模块、通信模块、显示模块、打印模块以及按键模块；其中，主控模块分别与互感器综合特性测试模块、测试电路模块、通信模块、显示模块、打印模块以及按键模块相连；测试电路模块将外部被测品(互感器)的测试数据转换处理后发送至主控模块；通信模块将外部主机设备的测试数据发送至主控模块；主控模块通过按键模块的设置，调用互感器综合特性测试模块对测试电路模块或通信模块发送的测试数据进行处理。
[0027]在本实用新型的一个实施例中，主控模块采用ARM6410开发板，在Linux平台上搭建测试仿真系统，其包括微处理器、存储单元以及输入/输出接口。其中存储单元采用256M的DDR RAM以及IG的SLG Nand FLASH。DDR RAM用于存放仿真带电测试模块的配置程序。Nand FLASH用于存储用户编写的仿真测试装置的操作系统。输入/输出接口包括I/O 口、232串口以及USB等接口，使得对外围设备的支持更加全面。例如I/O 口用于连接按键，USB口可以接无线网卡，232串口支持打印机等。
[0028]如图2所示，测试电路模块用于测试数据的采集以及收发，包括单片机、信号收发电路、串口电路、按键电路以及电源电路。该单片机分别与信号收发电路、串口电路以及按键电路相连接。电源电路分别为单片机、信号收发电路、串口电路、按键电路提供电源供应。串口电路优选232串口电路，用于外部被测品与本仿真测试装置进行数据通信。按键电路用于用户对本仿真测试装置的测试参数以及测试方式的设定。外部被测品与本仿真测试装置接线完毕，单片机控制串口电路接收外部被测品的测试数据，通过信号收发电路发送至主控模块。
[0029]图3为单片机及其外围电路的示意图。该单片机优选为ATMEL128，其外围电路包括单片机复位电路、程序下载电路等。图4为串口电路的示意图。该串口电路用于本实用新型与外部被测品的数据通信。图5所示为电源电路。该电源电路包括5V电源和24V电源，其中5V电源分别为串口电路、按键电路以及单片机提供电源供应，信号收发电路采用24V电源。图6a和图6b分别为16路数据发送通道和16路数据接收通道的电路图，其中采用的光耦隔离芯片为TPL521-4。
[0030]互感器综合特性测试模块为本实用新型的重要功能模块，包括电流互感器、电压互感器两个测试模块和一个故障模拟模块。其中，电流互感器测试模块包括伏安特性、变t匕、极性、实际负荷测量以及二次绕组交流耐压四种测试方式。电压互感器测试模块包括可励磁特性、变比、极性、实际负荷测量以及二次绕组交流耐压四种测试方式。故障模拟模块包括电压互感器线圈短路、电流互感器线圈短路、电流互感器线圈断路、电压互感器线圈断路等测试信息。该互感器综合特性测试模块可以采用FPGA或者固件方式实现。
[0031]通信模块用于本仿真测试装置与外部主机设备的数据交互。通信方式可以是有线通信，也可以是无线通信。本实用新型优选采用无线通信中的W1-Fi方式与外部主机设备进行通信，其优势在于外部主机设备可以通过W1-Fi方式对本仿真测试装置进行远程控制。
[0032]在本实用新型的一个实施例中，按键模块的电路示意图如图7所示。该按键模块分别与测试电路模块、主控模块相连接，用于支持用户对于测试参数、测试方式的选择。
[0033]另外，本实用新型还包括用于支持显示设备的显示模块以及用于支持微型打印机的打印模块。
[0034]本智能型互感器综合特性仿真测试装置的工作原理如下:
[0035]在进行外部被测品的实物测试时，通过测试电缆将外部被测品与本仿真测试装置进行连接。按照高压检修规程接线完毕，开始上电测量并通过本仿真测试装置的显示界面对测试方式进行选择。如图8所示，本仿真测试装置设置相关的电流、电压参数后，判断当前通讯是否中断:若中断则一直等待直到通讯恢复为止。若通讯正常，根据互感器综合特性测试模块设定的模式编号将设定电流、电压等数据参数通过通信模块发送至外部主机设备；外部主机设备接收设置参数，并根据内置的数据模型进行分析和匹配后，将测试数据发送至仿真测试装置。本仿真测试装置的主控模块接收测试数据，由互感器综合特性测试模块对数据处理后显示并打印。如图9所示，若通过外部主机设备设定了故障类型，外部主机设备将故障数据通过通信模块发送至主控模块，主控模块进行数据分析后，显示出故障电气值和故障类型并进行打印。
[0036]以上对本实用新型所提供的智能型互感器综合特性仿真测试装置进行了详细的说明。对本领域的技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所作的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
【权利要求】
1.一种智能型互感器综合特性仿真测试装置，包括主控模块，其特征在于还包括与所述主控模块连接的互感器综合特性测试模块、测试电路模块、通信模块以及按键模块； 所述测试电路模块将外部被测品的测试数据转换处理后发送至所述主控模块； 所述通信模块将外部主机设备的测试数据发送至所述主控模块； 所述主控模块根据所述按键模块的设置信息，调用所述互感器综合特性测试模块对所述测试电路模块或所述通信模块发送的测试数据进行处理。
2.如权利要求1所述的智能型互感器综合特性仿真测试装置，其特征在于: 所述主控模块包括微处理器、与所述微处理器连接的存储单元以及输出/输入接口。
3.如权利要求2所述的智能型互感器综合特性仿真测试装置，其特征在于: 所述主控模块包括ARM6410开发板。
4.如权利要求1所述的智能型互感器综合特性仿真测试装置，其特征在于: 所述测试电路模块包括单片机、与所述单片机连接的信号收发电路、串口电路以及电源电路；所述单片机控制所述串口电路接收外部被测品的测试数据，通过所述信号收发电路发送至所述主控模块。
5.如权利要求1所述的智能型互感器综合特性仿真测试装置，其特征在于还包括打印模块，所述打印模块连接所述主控模块。
6.如权利要求1所述的智能型互感器综合特性仿真测试装置，其特征在于还包括显示模块，所述显示模块连接所述主控模块。
【文档编号】G09B9/00GK203480716SQ201320441691
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】冯斌, 林昌年, 杨铭, 于亚伟, 马晓伟 申请人:北京科东电力控制系统有限责任公司