CN105182140A - 一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法 - Google Patents

一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法,其是底盘和履带使用橡胶隔震器连接,使用轴承连接保护测试仪防震平台与三角架并固定于底盘上;控制模块通过控制步进电机调节摩擦力大小使测试平台稳定在同一水平面;同时通过控制直流电机控制履带的转速使装置平稳运行。在带电区域设置超声波传感器,隔离带电区,保证测试人员的安全,电源模块由电池提供,一路经DC-DC为平台供电,另一路经DC-AC为试验测试装置供电。本发明在变电站现场保护试验中试验测试仪笨重,特别是在需要爬楼的现场环境,很难依靠人力搬运及灵活移动,本发明装置能够使变电站现场高精度的继保测试仪器在保持平稳无颠簸的状态下完成自助越障、爬楼等灵活移动。

Description

一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法
技术领域
本发明涉及一种调试平台,特别是一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法。
背景技术
微机型继电保护测试装置在智能变电站调试工作中得到了极为广泛的应用,然而在现场调试的实践过程中出现了诸多问题值得研究并改进。例如,通常用于现场调试的继电保护测试装置重达30~40Kg,主要靠人力搬运测试装备,包括变电站内部移动、装卸车、上下楼等,不仅耗时费力,还给测试员带来了极大不便;另外,由于在现场调试时没有合适的平台支撑测试装置,测试员只能将测试装备放置在地上操作,既影响设备的稳定运行,也不利于接线等操作;某些变电站现场甚至没有合适的供电条件,难以提供交流电的输出,需要从远处接电源线供电。在电气试验中由于相关设备体积较大、重量较重也同样存在上述问题。由此看来,原本单独一人在短时间内即可以完成的调试工作,会因为操作设备时的不够便捷而需要更多的人用更多时间来完成,极大的浪费了人力成本、降低了工作效率、增加了安全隐患。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种机动灵活、方便调试、安全可靠具有载重稳定自助越障、带电区域隔离、自备电源供电等功能,可在满足日常的调试要求的同时,节约人力成本、提高智能变电站运行维护的效率的多功能测试平台。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是解决现有技术在变电站现场保护试验中试验测试仪笨重,特别是在需要爬楼的现场环境,很难依靠人力搬运及灵活移动等问题,其提供的是一种继电保护试验的多功能测试平台及其方法。
为实现上述目的,本发明一种继电保护试验的多功能测试平台,其包括车体、安装在车体上的平台主体,设置在平台主体上的控制模块以及与控制模块远程通信的手控操作平台;所述平台主体包括设置在车体上的履带平台、底盘、保护测试仪防震平台以及实验数据记录平台,所述底盘通过橡胶隔震器固定于履带平台上,所述保护测试仪防震平台两端设有转动轴,所述保护测试仪防震平台的转动轴通过轴承安装于底板的支架上,所述实验数据记录平台设置在所述保护测试仪防震平台的一侧;所述保护测试仪防震平台上设置有用于测量保护测试仪防震平台倾斜角度的测试仪平台倾角测量模块,在所述保护测试仪防震平台一端的轴承处安装有用于根据保护测试仪防震平台倾斜角度自动控制轴承与保护测试仪防震平台之间摩擦力的平衡机构;
在所述保护测试仪防震平台另一端的轴承处设有可在调试时把保护测试仪防震平台固定的固定孔;
所述平衡机构包括设置在所述转动轴上的摩擦片、用于调节摩擦片摩擦力的锁杆以及驱动锁杆活动的驱动装置,所述摩擦片通过刹车线连接与所述锁杆一端连接,所述锁杆另一端通过传动线连接驱动装置,所述锁杆的中段通过活动轴安装在支架上,所述锁杆一端设置有用于拉紧刹车线增加摩擦片摩擦力的复位弹簧,所述复位弹簧的一端顶置在支架上,所述复位弹簧的另一端与锁杆一端连接,当车体带动保护测试仪防震平台出现有倾斜角度时,驱动装置通过传动线带动锁杆将复位弹簧压缩,用于放松刹车线,减少摩擦片摩擦力。
进一步的,在所述底盘上还有设置超声波测距模块、用于控制车体履带转动的履带驱动电路、硬件看门狗电路和电源模块;所述控制模块分别和测试仪平台倾角测量模块、实验数据记录平台、超声波测距模块、履带驱动电路、硬件看门狗电路、电源模块连接。
进一步的,所述底板的支架采用的是三脚架,所述驱动装置采用的是步进电机,所述超声波测距模块采用的是可移动超声传感器,所述测试仪平台倾角测量模块采用的是陀螺仪。
进一步的,所述底盘和履带平台使用四个橡胶隔震器连接,用来缓解保护测试仪防震平台的上下颠簸。
进一步的,在所述底盘下部还有用于保证平台主体可靠接地,有效防止漏电事故的接地端子。
进一步的,所述电源模块设置在保护测试仪防震平台与底盘之间,所述控制模块通过控制线和手控操作平台连接。
进一步的,所述电源模块由电池供电,所述电源模块分为低压、中压和高压部分,低压为控制模块电路供电,中压为履带驱动电路供电,高压为测试仪平台倾角测量模块供电;所述测试仪平台倾角测量模块安装于保护测试仪防震平台的下方。
一种利用所述的一种继电保护试验的多功能测试平台的测试方法,其特征在于:其方法包括以下步骤:
a)当正常工作后,若控制模块无法和手控操作平台处于通信状态,则保护测试仪防震平台处于静止状态,保护测试仪防震平台由固定孔锁死,保护测试仪防震平台被固定并处于平衡状态,此时进行继电保护试验;
b)若需要隔离带电区域,放置好可移动的超声波测距模块,超声波测距模块工作指示灯闪烁,处于工作状态;
c)当保护测试仪防震平台正常工作后,若控制模块与手控操作平台正常通信,则按照通信规约解析手操命令,控制模块做出前进、后退、越障的响应;
d)当车体运动时,由测试仪平台倾角测量模块反馈出保护测试仪防震平台的水平倾角,若倾角为零,控制模块控制摩擦片处于强摩擦状态,保护测试仪防震平台稳定并处于平衡状态;
当车体微弱振荡,经过橡胶隔震器作用于保护测试仪防震平台,若反馈倾角小于等于设定角度时,在倾斜误差范围内,不发出控制命令;
当车体上下楼或振荡幅度过大时,测试仪平台倾角测量模块反馈出保护测试仪防震平台的水平倾角大于设定角度度,测试仪平台倾角测量模块根据倾角大小得出摩擦力大小,将测量角度发送给控制模块,控制模块会通过调节摩擦片的接触强度控制摩擦力的大小,通过保护测试仪防震平台的自重以及平衡机构控制摩擦力的相互作用,使保护测试仪防震平台回归至水平位置,达到保持平稳无颠簸的状态下自助越障、爬楼的灵活移动的目的。
进一步的,所述步骤d)中的控制模块会通过调节摩擦片的接触强度控制摩擦力的大小,其具体方法如下:
定义角度误差为:
e(k)=θ(k)
式中:θ(k)为控制模块在k时刻采集到测试仪平台倾角测量模块中陀螺仪的水平角度,水平角度为参考零点;
定义误差变化率Δe(k)为:
Δe(k)=e(k)-e(k-1)
为了防止保护测试仪防震平台摇摆,当保护测试仪防震平台倾角小于设定角度时,让保护测试仪防震平台处于锁死状态,即定义控制系数KC
设实际的调节速率为r;
当Δe(k)×e(k)<0时,k时刻的控制量可以表示为:
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为比例系数,KI积分系数;a为增量系数,用来在线调节比例、积分参数。
当实际变化速率超过理想速率,即Δe(k)>r时,使得KP减少,KI增加,从而减弱控制;
当实际变化速率小于理想速率,即Δe(k)<r时,使得KP增加,KI减少,增加控制;
当Δe(k)×e(k)>0时,k时刻的控制量可以表示为:
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同时增加以抑制偏离平衡的趋势。
进一步的,所述超声波测距模块设有4个移动收发一体可移动超声传感器,在需要隔离高压测试实验区域时,将可移动超声传感器放于高压端子排附近,根据超声波返回的时间计算出物体离带电区域的距离并做出相应的动作,具体包括以下步骤:
1)4个可移动超声传感器不间断发出超声波,通过接收器检测是否有信号返回;
2)根据接收到反馈信号计算物体离带电区域的距离;
3)若物体离带电区域小于半径0.2m的安全区域,保护测试仪防震平台会发出滴滴的报警信号,若物体离带电区域小于0.05m,保护测试仪防震平台会强制切断电源。
本发明的有益效果是:本发明通过控制平衡机构调节保护测试仪防震平台转轴摩擦力大小使保护测试仪防震平台稳定在同一水平面;同时通过控制车体的直流电机控制履带的转速使装置平稳运行;在高压带电区域设置可移动超声传感器,隔离带电区,保证测试人员的安全;使其机动灵活、方便调试、安全可靠,具有载重稳定自助越障、带电区域隔离、自备电源供电等功能,可以节约人力成本、提高智能变电站运行维护的效率,满足日常的调试要求;尤其在变电站现场保护试验中试验测试仪笨重,特别是在需要爬楼的现场环境,很难依靠人力搬运及灵活移动,本发明装置能够使变电站现场高精度的继保测试仪器在保持平稳无颠簸的状态下完成自助越障、爬楼等灵活移动。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的部分结构放大图。
图3为本发明的电气连接框图。
图中:1-履带平台,2-平衡机构,3-底盘,4-橡胶隔震器,5-保护测试仪防震平台,6-轴承,7-实验数据记录平台,8-控制模块,9-电池,10-固定孔。11-步进电机,12-可移动超声传感器,13-测试仪平台倾角测量模块,14-手控操作平台,15-接地端子,201-摩擦片,202-复位弹簧,203-锁杆,204-刹车线,205-传动线。
具体实施方式
如图1和图2所示,本发明的具体实施例,一种继电保护试验的多功能测试平台,包括车体、安装在车体上的平台主体,设置在平台主体上的控制模块以及与控制模块远程通信的手控操作平台;测试平台包括平台主体、控制模块8、测试仪平台倾角测量模块13、超声波测距模块、履带驱动电路、硬件看门狗电路、电源模块和手控操作平台14,所述控制模块8分别和测试仪平台倾角测量模块13、超声波测距模块、履带驱动电路、硬件看门狗电路、电源模块连接;所述测试仪平台倾角测量模块13,反馈相关信息给控制模块8;所述超声波测距模块,根据超声波返回的时间计算出物体离带电区域的距离并做出相应的动作;所述履带驱动电路,驱动履带平台的运动;所述硬件看门狗电路,使测试平台实现连续作业;所述电源模块,为整个电路提供电源。
如附图3所示,一种继电保护试验的多功能测试平台主要电气连接关系图,其主要包括控制模块8、测试仪平台即为保护测试仪防震平台5、测试仪平台倾角测量模块13、超声波测距模块、履带驱动电路、手控操作平台14和硬件看门狗电路。各个电路模块均与控制模块8连接,电源模块为各个模块分别供电,其中电源模块由电池9供电,所述电源模块分为低压、中压和高压部分,低压为控制模块8电路供电,中压为履带驱动电路供电,高压为测试仪平台倾角测量模块13供电。全部由四块48V锂电池提供电源输出,低压直流5V电压为控制电路供电;中压直流48V电压为履带电机供电;高压交流220V电压为测试仪器供电,所有电压等级均相互隔离。
本实施例中将可移动超声传感器12放于高压端子排附近,根据超声波返回的时间可以计算出物体离高压带电区域的距离并做出相应的动作,若物体离带电区域小于半径0.2m的安全区域,平台会发出滴滴的报警信号,若物体离带电区域小于0.05m,平台会强制切断电源,从而防止误入带电区。
本实施例的测试仪平台倾角测量模块13采用的是陀螺仪,超声波测距模块采用的是超声波测距模块设有4个移动收发一体可移动超声传感器12,在需要隔离高压测试实验区域时,将超声波传感器放于高压端子排附近,根据超声波返回的时间可以计算出物体离带电区域的距离并做出相应的动作,具体包括以下步骤:
a)4个可移动超声传感器12不间断发出超声波,通过接收器检测是否有信号返回;
b)根据接收到反馈信号计算物体离带电区域的距离;
c)若物体离带电区域小于半径0.2m的安全区域,平台会发出滴滴的报警信号,若物体离带电区域小于0.05m,平台会强制切断电源。
当正常工作后,若控制模块8无法和手控操作平台14处于通信状态,则平台处于静止状态,此时可以继电保护试验。若需要隔离带电区域,放置好可移动超声传感器12,可移动超声传感器12工作指示灯闪烁,处于工作状态。
当测试平台正常工作后,若控制模块8与手控操作平台14正常通信,则按照通信规约解析手操命令,控制模块8做出前进、后退、越障等相应的响应。在越障过程中,保护测试仪防震平台5与水平面的倾角大于5度时,控制模块8会通过调节摩擦片201的接触强度控制摩擦力的大小,通过保护测试仪防震平台5的自重作用,经过轴承6使保护测试仪防震平台5平台回归至水平位置,达到可以保持平稳无颠簸的状态下自助越障、爬楼等灵活移动的目的。
本发明进一步优化的技术方案,所述平台主体包括履带平台1、底盘3、保护测试仪防震平台5、实验数据记录平台7,所述底盘3和履带平台1通过橡胶隔震器4连接,所述保护测试仪防震平台5通过轴承6固定于底盘3的三脚架上,所述保护测试仪防震平台5上还设有平衡机构2,实验数据记录平台7设置在所述保护测试仪防震平台5的一侧。平衡机构2可以根据保护测试仪防震平台5的倾斜角度自动控制摩擦片201之间的摩擦力,在保护测试仪防震平台5平衡情况下,摩擦力处于最大值,保证保护测试仪防震平台5稳定于平衡位置。在车体倾斜或者颠簸的情况下,摩擦力减小,结合轴承6以保证保护测试仪防震平台5始终处于水平位置。在保护测试仪防震平台5调试过程中,通过固定孔10把保护测试仪防震平台5固定。
底盘3和履带结构1使用四个橡胶隔震器4连接,用来缓解保护测试仪防震平台5的上下颠簸。护测试仪防震平台5一侧的轴承6设有平衡机构2,用于根据保护测试仪防震平台倾斜角度自动控制轴承与保护测试仪防震平台之间摩擦力;所述保护测试仪防震平台5另一侧的轴承6上设有固定孔10,该固定孔10设置在轴承6外环壳上,与固定孔对应的轴承内环壳上同样设置有一定位孔,可在调试时,通过定位轴插入固定孔以及定位孔内,从而将保护测试仪防震平台固定在三角架上。
如附图2所示,本发明进一步优化的技术方案,所述平衡机构2包括摩擦片201、锁杆203、复位弹簧202、刹车线204、传动线205,在保护测试仪防震平台5一端的转动轴上设置有摩擦轮,摩擦轮上设置摩擦片201,摩擦片201通过刹车线连接与所述锁杆一端连接,所述传动线205的两端分别和步进电机11及锁杆203的另一端连接,锁杆203的中段通过活动轴安装在底盘的三角支架上,锁杆203一端还设置复位弹簧202,用于拉紧刹车线增加摩擦片摩擦力。
在保护测试仪防震平台5平稳状态时,传动线205不受步进电机11力的作用,平衡机构2通过复位弹簧202的弹力拉紧刹车线204,使摩擦片201之间的摩擦力达到最大值,在车体带动保护测试仪防震平台5有倾角时,根据角度的不同,传动线205受步进电机11力的作用时,通过锁杆203将复位弹簧202压缩,放松刹车线204,减少摩擦力的作用,能保证继电保护试验的多功能测试平台在保持平稳无颠簸的状态下自助越障、爬楼等灵活移动。具体的实施方法如下:
定义角度误差为:
e(k)=θ(k)
式中:θ(k)为控制模块在k时刻采集到陀螺仪的水平角度(水平为参考零点)。
定义误差变化率Δe(k)为:
Δe(k)=e(k)-e(k-1)
为了防止保护测试仪防震平台5摇摆,当保护测试仪防震平台5倾角小于5度时,让保护测试仪防震平台5处于锁死状态,即定义控制系数KC
为了让保护测试仪防震平台5以比较稳定的变化率达到平衡位置,引入一个调节速率理想值的概念,即综合考虑振幅、系统稳定性等多方面因素,根据经验设计的符合实际的调节速率,用r表示。
由理论基础可知:当Δe(k)*e(k)<0时,则保护测试仪防震平台5正在趋近平衡位置,若此时以速率理想值趋近平衡位置,则应保持控制参数不变。若此时速率过快,为避免超调,应适当减弱控制作用,反之,则应增强控制作用。当Δe(k)*e(k)>0时,则平台正在远离平衡位置。此时应增强控制,以扭转相反的变化趋势。
由上述分析,则Δe(k)×e(k)<0时,k时刻的控制量可以表示为:
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为比例系数,KI积分系数,a为增量系数,主要用来在线调节比例、积分参数。
由上公式可知。当实际变化速率超过理想速率,即Δe(k)>r时,使得KP减少,KI增加,从而减弱控制。当实际变化速率小于理想速率,即Δe(k)<r时,使得KP增加,KI减少,增加控制。
当Δe(k)×e(k)>0时,k时刻的控制量可以表示为:
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同时增加以抑制偏离平衡的趋势。
综上所述,当保护测试仪防震平台5与水平面的倾角大于5度时,控制模块8会通过调节摩擦片201的接触强度控制摩擦力的大小,通过保护测试仪防震平台5的自重作用,经过轴承6使保护测试仪防震平台5回归至水平位置。保护测试仪防震平台5与水平面的倾角越大,摩擦力越小,回归加速度,倾角减少的过程中,逐渐增大摩擦力,当到达水平时,摩擦力瞬间增加到最大值,阻止保护测试仪防震平台5摇晃,达到使保护测试仪防震平台5始终处于水平位置的目的。
本发明进一步优化的技术方案,所述平台主体内还设有电池9、接地端子15,所述电池9设在平衡机构2与底盘3之间,所述接地端子15设置在底盘3下部,所述接地端子15用于保证平台主体可靠接地,有效防止漏电事故。
本发明进一步优化的技术方案,所述控制模块8设置在底盘3上,所述平台主体通过控制线和手控操作平台14连接;所述测试仪平台倾角测量模块13安装于保护测试仪防震平台5的下方。电源模块由电池提供,一路经DC-DC为平台供电,另一路经DC-AC为试验测试装置供电。
本发明进一步优化的技术方案,保护测试仪防震平台5稳定的具体步骤包括以下几步:
a)车体静止时,保护测试仪防震平台5由固定孔10锁死,保护测试仪防震平台5被固定并处于平衡状态;
b)车体运动时,由测试仪平台倾角测量模块13反馈出保护测试仪防震平台5的水平倾角,若倾角为零,控制模块8控制摩擦片201处于强摩擦状态,保护测试仪防震平台5稳定并处于平衡状态;
c)当车体微弱振荡,经过橡胶隔震器4作用于保护测试仪防震平台5,若反馈倾角小于等于5度,在倾斜误差范围内,不发出控制命令;
d)当车体上下楼或振荡幅度过大时,测试仪平台倾角测量模块13陀螺仪反馈出保护测试仪防震平台5的水平倾角大于5度,根据陀螺仪反馈倾角大小得出摩擦力大小。如附图3所示,通过测试仪器自重与控制摩擦力的相互作用使保护测试仪防震平台5返回至平衡位置。
一种利用继电保护试验的多功能测试平台的方法,主要包括以下步骤:
a)当正常工作后,若控制模块8无法和手控操作平台14处于通信状态,则平台处于静止状态,此时可以继电保护试验;
b)若需要隔离带电区域,放置好可移动超声传感器12,可移动超声传感器12工作指示灯闪烁,处于工作状态;
c)当平台正常工作后,若控制模块8与手控操作平台14正常通信,则按照通信规约解析手操命令,控制模块8做出前进、后退、越障等相应的响应。
d)在越障过程中,若保护测试仪防震平台5与水平面的倾角大于5度时,控制模块8会通过调节摩擦片201的接触强度控制摩擦力的大小,通过保护测试仪防震平台5的自重作用,经过轴承6使保护测试仪防震平台5平台回归至水平位置,达到可以保持平稳无颠簸的状态下自助越障、爬楼等灵活移动的目的。
基于上述,本发明通过底盘3和履带使用橡胶隔震器4连接,使用轴承6连接保护测试仪防震平台5与三角架并固定于底盘3上。控制装置通过控制步进电机调节摩擦力大小使测试平台稳定在同一水平面;同时通过控制直流电机控制履带的转速使装置平稳运行。
在带电区域设置超声波传感器,隔离带电区,保证测试人员的安全。在变电站现场保护试验中试验测试仪笨重,特别是在需要爬楼的现场环境,很难依靠人力搬运及灵活移动,本发明装置能够使变电站现场高精度的继保测试仪器在保持平稳无颠簸的状态下完成自助越障、爬楼等灵活移动。
使其机动灵活、方便调试、安全可靠,具有载重稳定自助越障、带电区域隔离、自备电源供电等功能,可以节约人力成本、提高智能变电站运行维护的效率,满足日常的调试要求。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:其包括车体、安装在车体上的平台主体,设置在平台主体上的控制模块以及与控制模块远程通信的手控操作平台;所述平台主体包括设置在车体上的履带平台、底盘、保护测试仪防震平台以及实验数据记录平台,所述底盘通过橡胶隔震器固定于履带平台上,所述保护测试仪防震平台两端设有转动轴,所述保护测试仪防震平台的转动轴通过轴承安装于底板的支架上,所述实验数据记录平台设置在所述保护测试仪防震平台的一侧;所述保护测试仪防震平台上设置有用于测量保护测试仪防震平台倾斜角度的测试仪平台倾角测量模块,在所述保护测试仪防震平台一端的轴承处安装有用于根据保护测试仪防震平台倾斜角度自动控制轴承与保护测试仪防震平台之间摩擦力的平衡机构;
在所述保护测试仪防震平台另一端的轴承处设有可在调试时把保护测试仪防震平台固定的固定孔;
所述平衡机构包括设置在所述转动轴上的摩擦片、用于调节摩擦片摩擦力的锁杆以及驱动锁杆活动的驱动装置,所述摩擦片通过刹车线连接与所述锁杆一端连接,所述锁杆另一端通过传动线连接驱动装置,所述锁杆的中段通过活动轴安装在支架上,所述锁杆一端设置有用于拉紧刹车线增加摩擦片摩擦力的复位弹簧,所述复位弹簧的一端顶置在支架上,所述复位弹簧的另一端与锁杆一端连接,当车体带动保护测试仪防震平台出现有倾斜角度时,驱动装置通过传动线带动锁杆将复位弹簧压缩,用于放松刹车线,减少摩擦片摩擦力。
2.如权利要求1所述的一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:在所述底盘上还有设置超声波测距模块、用于控制车体履带转动的履带驱动电路、硬件看门狗电路和电源模块;所述控制模块分别和测试仪平台倾角测量模块、实验数据记录平台、超声波测距模块、履带驱动电路、硬件看门狗电路、电源模块连接。
3.如权利要求2所述的一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:所述底板的支架采用的是三脚架,所述驱动装置采用的是步进电机,所述超声波测距模块采用的是可移动超声传感器,所述测试仪平台倾角测量模块采用的是陀螺仪。
4.如权利要求1所述的一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:所述底盘和履带平台使用四个橡胶隔震器连接,用来缓解保护测试仪防震平台的上下颠簸。
5.如权利要求2所述的一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:在所述底盘下部还有用于保证平台主体可靠接地,有效防止漏电事故的接地端子。
6.如权利要求2所述的一种继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:所述电源模块设置在保护测试仪防震平台与底盘之间,所述控制模块通过控制线和手控操作平台连接。
7.如权利要求6所述的继电保护试验的多功能测试平台,其特征在于:所述电源模块由电池供电,所述电源模块分为低压、中压和高压部分,低压为控制模块电路供电,中压为履带驱动电路供电,高压为测试仪平台倾角测量模块供电;所述测试仪平台倾角测量模块安装于保护测试仪防震平台的下方。
8.一种利用权利要求2-7所述的一种继电保护试验的多功能测试平台的测试方法,其特征在于:其方法包括以下步骤:
a)当正常工作后,若控制模块无法和手控操作平台处于通信状态,则保护测试仪防震平台处于静止状态,保护测试仪防震平台由固定孔锁死,保护测试仪防震平台被固定并处于平衡状态,此时进行继电保护试验;
b)若需要隔离带电区域,放置好可移动的超声波测距模块,超声波测距模块工作指示灯闪烁,处于工作状态;
c)当保护测试仪防震平台正常工作后,若控制模块与手控操作平台正常通信,则按照通信规约解析手操命令,控制模块做出前进、后退、越障的响应;
d)当车体运动时,由测试仪平台倾角测量模块反馈出保护测试仪防震平台的水平倾角,若倾角为零,控制模块控制摩擦片处于强摩擦状态,保护测试仪防震平台稳定并处于平衡状态;
当车体微弱振荡,经过橡胶隔震器作用于保护测试仪防震平台,若反馈倾角小于等于设定角度时,在倾斜误差范围内,不发出控制命令;
当车体上下楼或振荡幅度过大时,测试仪平台倾角测量模块反馈出保护测试仪防震平台的水平倾角大于设定角度度,测试仪平台倾角测量模块根据倾角大小得出摩擦力大小,将测量角度发送给控制模块,控制模块会通过调节摩擦片的接触强度控制摩擦力的大小,通过保护测试仪防震平台的自重以及平衡机构控制摩擦力的相互作用,使保护测试仪防震平台回归至水平位置,达到保持平稳无颠簸的状态下自助越障、爬楼的灵活移动的目的。
9.如利用权利要求8所述的测试方法,其特征在于:所述步骤d)中的控制模块会通过调节摩擦片的接触强度控制摩擦力的大小,其具体方法如下:
定义角度误差为:
e(k)=θ(k)
式中:θ(k)为控制模块在k时刻采集到测试仪平台倾角测量模块中陀螺仪的水平角度,水平角度为参考零点;
定义误差变化率Δe(k)为:
Δe(k)=e(k)-e(k-1)
为了防止保护测试仪防震平台摇摆,当保护测试仪防震平台倾角小于设定角度时,让保护测试仪防震平台处于锁死状态,即定义控制系数KC
设实际的调节速率为r;
当Δe(k)×e(k)<0时,k时刻的控制量可以表示为:
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为比例系数,KI积分系数;a为增量系数,用来在线调节比例、积分参数。
当实际变化速率超过理想速率,即Δe(k)>r时,使得KP减少,KI增加,从而减弱控制;
当实际变化速率小于理想速率,即Δe(k)<r时,使得KP增加,KI减少,增加控制;
当Δe(k)×e(k)>0时,k时刻的控制量可以表示为:
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同时增加以抑制偏离平衡的趋势。
10.如利用权利要求8所述的测试方法,其特征在于:所述超声波测距模块设有4个移动收发一体可移动超声传感器,在需要隔离高压测试实验区域时,将可移动超声传感器放于高压端子排附近,根据超声波返回的时间计算出物体离带电区域的距离并做出相应的动作,具体包括以下步骤:
1)4个可移动超声传感器不间断发出超声波,通过接收器检测是否有信号返回;
2)根据接收到反馈信号计算物体离带电区域的距离;
3)若物体离带电区域小于半径0.2m的安全区域,保护测试仪防震平台会发出滴滴的报警信号,若物体离带电区域小于0.05m,保护测试仪防震平台会强制切断电源。
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