CN102855795A - 电气试验设备模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气试验设备模拟装置，属于高压电气试验教学领域，该装置由MCU处理单元、显示单元、微型打印机、按键、数据通讯单元、控制通讯单元等组成，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。利用本发明可实现对高压电气试验教学领域内相关人员的培训，该装置安全、可靠、可操作性强。

Description

电气试验设备模拟装置

技术领域

本发明涉及一种电气试验设备模拟装置，属于高压电气试验教学领域，利用该装置能实现对高压电气试验教学领域内的检修人员、试验人员、运行维护人员以及营销人员的培训学习，拓展实际操作技能。

背景技术

随着我国电力工业的发展，为满足电力安全运行中设备的各种故障状态检修的需要，为了维护电力系统的稳定与安全，必须要求对高压电气试验教学领域内各类人员进行培训，培训就需要建立一种基础有效的培训模式，并且要创造和建立一定的环境条件，其中的硬件要素——电力试验设备的提供显得非常必要。

传统的高压电气试验培训一般采用的培训模式是“现场实训”，这种方式采用真实的电气试验测试仪器来测试现场的各种电气设备，这种培训方式的优点是：学员接触的是真实的现场条件，因而很容易有感观认识，由于可以亲自动手操作，学员相对比较容易接受相关知识；这种培训方式的缺点是：现场设备几乎全天处于运行状态，不能为学员提供随时培训的机会，同时很多试验项目需要测量高压或输出高压（如介质损耗测试仪、绝缘电阻表、直流高压发生器等试验变压器等），实际带电操作存在着一定的危险性，因此基本上不能满足对电气试验测试仪器进行操作和认识，不能满足基本培训需求。

利用“计算机软件仿真培训”是最近几年倡导的另一种培训方式，这种方式是通过计算机软件建立一种虚拟的类似于真实电气试验测试仪器的仿真模型，在计算机上就可以模拟操作试验过程。这种培训方式的优点是：相对于现场培训，能随时为学员提供更多的培训机会、降低培训成本、降低培训过程中可能接触高压的风险性；这种培训方式的缺点是：没有真实的现场环境，学员接触不到实体的电气试验测试设备及电气设备，只能在软件虚拟的状态下单纯利用计算机进行操作，对真实电气试验测试设备没有一个直观的接触和认识，仅以计算机软件的模式进行学习，就如在电脑上会玩赛车游戏并不代表会开汽车一样，单纯的计算机软件仿真培训不能解决学员实际动手操作电力试验测试仪器的问题。

如何为学员提供一种真实的操作体验，并且可以满足常态的随时培训操作需求，培训中让学员操作实体的电力试验测试仪器，同时避免培训考核中学员可能接触高压的风险，这对于提高高压电力试验中各类培训人员的实际动手能力、更加有力的加强培训效果显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为从事高压电气试验领域内各类人员提供一种理想的培训条件，本发明涉及一种电气试验设备模拟装置，该装置为学员提供相对真实的电气试验测试仪器外观，该装置具有和真实电气试验测试仪器相似的测试项目、界面及功能，通过自身的通讯接口，可以与PC上位机相连，或者与同样具有通讯接口的高压电气设备仿真模型相连，进行数据交互，得到相关状态信息，根据此状态信息计算并显示出相关测试数据，有助于学员更加真实直观的认识和熟悉高压电气试验测试仪器，熟悉其对应的测试项目，增强学员判断和排除故障的能力，对高压电力系统的维护和稳定运行十分有益。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：电气试验设备模拟装置1，包括MCU处理单元2、显示单元3、微型打印机4、按键5、数据通讯单元6，控制通讯单元7。

MCU处理单元2、显示单元3、微型打印机4、按键5等部件用于模拟与真实测试仪器近似的界面、功能、测试项目。

数据通讯单元6与高压电气设备仿真模型8相连，进行数据交互，以得到高压电气设备仿真模型8的相关状态信息，通过测试分析其输出的状态信息，从而计算并显示出由状态信息所对应的相关测试数据。

控制通讯单元7用于连接PC上位机9。

电气试验设备模拟装置1的数据通讯单元6和控制通讯单元7的接口可选为有线方式的485、232、CAN、以太网、光纤，或者无线方式的wifi、无线电、GPRS、蓝牙、红外、3G、zigbee。

电气试验设备模拟装置1，既可以与高压电气设备仿真模型8配套使用；还可以通过与PC上位机9相连，应用于计算机软件仿真培训；亦可以与高压电气设备仿真模型8及PC上位机9共同配合使用，以实现实体仿真培训与计算机软件仿真培训的综合培训应用模式。

本发明的有益效果是：提供了一种与真实电气测试仪器外观、界面、功能、试验项目等近似的电力试验仿真测试装置，能为高压电气领域从事电气试验检测的各类人员提供身临其境的高压试验培训环境、条件，通过让学员操作与真实电气试验测试仪器外观、功能相似的仿真设备，学习电气设备、测试仪器的使用、分析电气试验结果与各种故障现象间的关系，增强学员的实际动手能力。通过控制通讯接口还能与计算机软件仿真培训系统相互结合使用，对丰富计算机软件仿真系统的功能起到促进作用。模型安全、可靠、可操作性强，培训效率高，对学员今后真正进入电力系统工作打好基础，对高压电力教学领域有一定的促进作用。

附图说明

下面结合附图描述本发明的构思和具体实施方式，本发明的优点将变得更加显而易见和易于理解。

图1是本发明电气试验设备模拟装置的结构示意图和综合应用示意图，包括电气试验设备模拟装置1、高压电气设备仿真模型8及PC上位机9。电气试验设备模拟装置1由MCU处理单元2、显示单元3、微型打印机4、按键5、数据通讯单元6，控制通讯单元7组成。

图2是本发明电气试验设备模拟装置功能原理图。

具体实施方式

学员在利用本发明接受培训之前，可先对本发明电气试验设备模拟装置1进行一个直观的认识熟悉，据图1、图2，可清楚的认识到本发明本身的使用方法和功能。学员准备开始测试，获取按键信息，熟悉按键信息后，选择按键功能，包括参数设置功能、信息管理功能、数据维护功能及测试功能，其中测试功能是本发明最为核心的功能。

参数设置：如图2，选择开始，获取按键信息，选择参数设置功能，据学员培训需求设置参数，选择进入参数设置程序，将所需参数命令人工输入，然后进行保存，参数可据测试需求任意进行删除和重新设置。

设备信息管理：如图2，选择开始，获取按键信息，选择设备信息管理功能，设置配置设备信息，信息可以为设备编号、型号、使用说明、注意事项等设备相关的出厂证明信息，然后进行保存。

数据维护：如图2，选择开始，获取按键信息，选择数据维护功能，对测试过程和测试结果数据进行保存，以便学员查询，测试过程和结果数据不能任意设置，只能自动生成，但可删除。

测试功能：如图2，选择开始，获取按键信息，选择测试功能，由按键5发送测设参数，显示单元3显示该测试参数，即为收到测试确认信息，开始读取被测项目状态信息，显示单元3显示被测项目状态信息，计算并显示该状态信息下的测试值，结束测试；若在测试中途没有收到确认信息或没有收到被测项目的状态信息，都做超时处理，返回，重新开始。

具体测试实施分三种：第一，本发明与高压电气设备仿真模型8结合使用，高压电气设备仿真模型8自身有设置各种状态的功能，并通过数据通讯接口6传输给本发明电气试验设备模拟装置1，本发明即可进行测试，如实施例一；第二，可与PC上位9结合使用，由PC上位机9中的仿真软件设置各种状态信息，供本发明电气试验设备模拟装置1读取状态信息进行测试，如实施例二；第三，可与高压电气设备仿真模型8、PC上位9共同结合使用，测试项目可由高压电气设备仿真模型8设置输入，也可由PC上位程序9输入，此时PC上位9也可存储和读取本发明电气试验设备模拟装置1的测试结果，如实施例三。

实施例一：如图1所示，该发明用于实体仿真培训时，电气试验设备模拟装置1的数据通讯单元6与高压电气设备仿真模型8相连接，通过按键5发送测试指令开始测试，假使高压电气设备仿真模型8的状态为有故障，且故障值为A，数据通讯单元6将故障值A传输给MCU处理单元2，MCU处理单元2分析运算出由故障值A所引起的高压电气设备仿真模型8的各种电气指标数据变化，显示单元3显示故障值A及相应的电气指标数据变化值，然后通过按键5选择打印功能，测试结果由微型打印机4打印输出，学员可据测试结果对故障进行分析和故障排除。这样就完成一次测试测试任务。假使高压电气设备仿真模型8的状态为正常值B，正常值B通过数据通讯单元6传输给MCU处理单元2，经分析，状态信息正常，显示单元3显示正常，学员可推断高压电气设备仿真模型8无故障。

实施例二：如图1所示，该发明用于计算机软件仿真培训时，电气试验设备模拟装置1的控制通讯单元7与PC上位机9相连接，PC上位机9可智能模拟高压电气设备仿真模型8的各种状态。假使高压电气设备仿真模型8是有故障的，故障值为C，可由PC上位机9设置故障值C，并将这一指令通过控制通讯单元7传输给MCU处理单元2，MCU处理单元2分析运算出由故障值C所引起的各种电气指标数据变化，然后由显示单元3显示故障值C及相应的电气指标数据变化值，再通过按键5选择打印输出，测试结果由微型打印机4打印输出；MCU处理单元2也可以由控制通讯单元7将测试结果传输给PC上位机9显示，并记录保存测试结果，学员可根据测试结果对故障进行分析和故障排除，这样就完成一次计算机软件仿真培训测试任务。

实施例三：如图1所示，该发明用于与实体仿真培训、计算机仿真软件系统相结合的综合培训模式时，电气试验设备模拟装置1的数据控制单元6、控制通讯单元7分别与高压电气设备仿真模型8、PC上位机9相连接。假使高压电气设备仿真模型8是有故障的，故障值为D，数据通讯单元6将故障值D传输给MCU处理单元2，MCU处理单元2分析运算出由故障值D所引起的高压电气设备仿真模型8的各种电气指标数据变化，显示单元3显示故障值D及相应的电气指标数据变化值，然后通过按键5选择打印功能，测试结果由微型打印机4打印输出，也可将测试结果通过控制通讯单元7传输给PC上位机9显示，供学员读取和保存，并将微型打印机4打印输出的结果与PC上位机9显示的结果进行对比，学员可以根据所有的测试结果对故障进行分析和修复，这样就完成一次“虚与实”结合的综合培训测试任务。

Claims (2)

1.电气试验设备模拟装置（1），包括MCU处理单元（2）、显示单元（3）、微型打印机（4）、按键（5）、数据通讯单元（6）、控制通讯单元（7），其特征在于：

① MCU处理单元（2）、显示单元（3）、微型打印机（4）、按键（5）用于模拟与真实电气试验测试仪器相似的界面、功能、测试项目；

② 数据通讯单元（6）与高压电气设备仿真模型（8）相连，进行数据交互，以得到高压电气设备仿真模型（8）的相关状态信息，通过测试分析其输入的状态信息，从而计算并显示出由状态信息所对应的相关测试数据；

③ 控制通讯单元（7）用于连接PC上位机（9）。

2. 权利要求1 所述电气试验设备模拟装置（1），其特征是：数据通讯单元（6）和控制通讯单元（7）的通讯接口可选为有线方式的485、232、CAN、以太网、光纤，或者无线方式的wifi、无线电、GPRS、蓝牙、红外、3G、zigbee。

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