CN106546836A - 一种用于电力线路参数测试的综合控制台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气工程领域，尤其地涉及一种用于电力线路参数测试的综合控制台。本发明的综合控制台可综合管理和控制异频电源、测量主机和切换箱，其包括微处理器、串行通信接口电路和切换箱驱动电路，微处理器通过串行通信接口电路分别与异频电源和测量主机电连接并产生控制信号控制异频电源和测量主机的操作动作，微处理器通过切换箱驱动电路和切换箱电连接并产生驱动信号控制切换箱中测量项目电路的切换。其能够综合管理多台电力测试设备，减少电力线路参数测试的设备控制和接线操作复杂性，降低工作强度和提高工作效率。同时，测试人员可以通过对低压的综合控制台进行操作，远离带高压的电力线路和测试设备，从而防止人身伤害事故。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程领域，尤其地涉及一种用于电力线路参数测试的综合控制台。
背景技术
电力线路参数测试工作一般包含多个测试项目，例如正序阻抗、零序阻抗、正序电容、零序电容、双回路零序互感抗、双回路零序耦合容纳等。现有测试系统包括异频电源和测量主机等多个设备，如图1所示，操作模式基本都属于人工面板操作，即需要测试人员通过设备操作面板上的键盘和按钮开关等先后操作异频电源和测量主机，操作十分烦琐且存在设备和人身风险。
具体来说，现场测试时，每次接好一个测试项目的接线，需要在测量主机面板上设置线路的基本参数和测量项目，然后在异频电源面板上设置异频电源的输出模式，人工确认异频电源、测量主机、接线状态设置匹配统一。测试时，需要人工手调异频电源逐渐升压，并实时观察测量主机的显示状态，当达到可以测试的状态时，再操作测量主机面板进行测量，过程中还需反复调整以获得准确测量结果，最后完成相关测试。测试完毕后又需要人工操作异频电源降压归零，然后拆除所有设备上的测试线，再按照下个试验项目需求来调整各个测试设备与电力线路间的连接线。由于通常需要十多根测试线，人工多次换线不但耗费大量时间，而且过程繁琐容易发生操作失误。
若接线或操作失误，则会导致整个测试仪工作不正常甚至被烧毁。不仅耽误测试工作，还容易损坏设备和造成人身伤害事故。同时，操作者在操作设备时，需要近距离接触正在运行的设备，甚至很多厂家的设备接线柱与操作面板处于同一个平面且距离很近，如图1中测量主机的高压接线柱A3，B3，C3离人工操作键盘很近，而异频电源的三相电压输出一般有几百伏，电力线路上的感应电压一般有几十伏到上千伏，这些高电压对测试人员的安全带来极大风险。
此问题亟需改变。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其能够综合管理多台电力测试设备，减少电力线路参数测试的设备控制和接线操作复杂性，降低工作强度和提高工作效率。同时，测试人员可以通过对低压的综合控制台进行操作，远离带高压的电力线路和测试设备，从而防止人身伤害事故。
为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：
一种用于电力线路参数测试的综合控制台，所述综合控制台可综合管理和控制异频电源、测量主机和切换箱，其中，所述综合控制台包括微处理器、串行通信接口电路和切换箱驱动电路，微处理器通过串行通信接口电路分别与异频电源和测量主机电连接并产生控制信号控制异频电源和测量主机的操作动作，微处理器通过切换箱驱动电路和切换箱电连接并产生驱动信号控制切换箱中测量项目电路的切换。
进一步，所述切换箱驱动电路包括两个电阻和第一光电隔离器，第一光电隔离器的原边的一端和第一电阻连接，原边的另一端和微处理器连接；第一光电隔离器的副边的一端分别与第二电阻和切换箱连接，副边的另一端接地。
进一步，所述综合控制台配置七路切换箱驱动电路。
进一步，所述综合控制台还包括切换箱状态检测电路、显示器、按键模块以及存储器，微处理器分别和显示器、按键模块、存储器连接；所述微处理器通过切换箱状态检测电路和切换箱电连接，切换箱状态检测电路检测切换箱的动作状态并形成状态信号输入微处理器。
进一步，所述切换箱状态检测电路包括第三电阻、第四电阻和第二光电隔离器，第二光电隔离器的原边的一端和第三电阻连接，原边的另一端和切换箱连接；第二光电隔离器的副边的一端分别与第四电阻和微处理器连接，副边的另一端接地。
进一步，所述微处理器采用型号为DSP2812的数字信号处理器。
本发明的有益效果是：本发明设计的综合控制台，与传统没有综合控制台的测试方法相比，其能够使测试员通过综合控制台上的键盘对异频电源、测量主机和切换箱等多个设备进行远程控制，避免了测试员在多个测试设备间频繁走动和操作。在测试一个项目时，只需在综合控制台程序中选择相应的测试项目并启动，综合控制台就会命令切换箱将接线方式切换至相应项目，异频电源自动升压到适合测试的电压值，然后测量主机自动执行电压和电流测量。测试完毕后，异频电源自动降压归零并安全待机。整个测试过程实现远程自动化操作，避免了繁琐的人工操作过程，令传统测试需要半个小时的时间缩小到几分钟，从而降低了工作强度提高了工作效率。同时，由于操作人员只需要在综合控制台上操作，能够远离带高压的电力线路和测试设备，可有效避免人身伤害事故的发生。
附图说明
图1为电力线路参数测试设备及其正序阻抗接线示意图。
图2和图3均为本实施例综合控制台的结构示意图。
图4为本实施例切换箱驱动电路的结构示意图。
图5为本实施例七路切换箱驱动电路的结构示意图。
图6为本实施例切换箱状态检测电路的结构示意图。
图7为本实施例串行通信接口电路的结构示意图。
图8为本实施例的综合控制台和电力测试设备连接的结构示意图。
图9为本实施例测试正序阻抗项目的测试流程图。
具体实施方式
以下将结合附图1至9对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
如图2和图3所示，本实施例的综合控制台包括微处理器、串行通信接口电路、切换箱驱动电路、切换箱状态检测电路、显示器、按键模块以及存储器，微处理器通过串行通信接口电路分别与异频电源和测量主机电连接并产生控制信号控制异频电源和测量主机的操作动作，微处理器通过切换箱驱动电路和切换箱电连接并产生驱动信号控制切换箱中测量项目电路的切换。微处理器分别和显示器、按键模块、存储器连接；所述微处理器通过切换箱状态检测电路和切换箱电连接，切换箱状态检测电路检测切换箱的动作状态并形成状态信号输入微处理器。其中，微处理器采用型号为DSP2812的数字信号处理器。
如图4所示，切换箱驱动电路包括两个电阻和第一光电隔离器OPT1，第一光电隔离器OPT1的原边的一端和第一电阻R1连接，原边的另一端和微处理器连接；第一光电隔离器OPT1的副边的一端分别与第二电阻R2和切换箱连接，副边的另一端接地。其中，综合控制台配置了七路切换箱驱动电路，如图5所示。图5为七路切换箱驱动电路连接而成的切换箱驱动电路模块。
如图6所示，切换箱状态检测电路包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二光电隔离器OPT2，第二光电隔离器OPT2的原边的一端和第三电阻R3连接，原边的另一端和切换箱连接；第二光电隔离器OPT2的副边的一端分别与第四电阻R4和微处理器连接，副边的另一端接地。
如图3所示，本实施例DSP微处理器的通用输入输出口GPIO具有GPIOF6～GPIOF13的七个引脚，相应地，每个GPIOF6～GPIOF13中的每个引脚和一路切换箱驱动电路连接，并作为切换箱驱动电路的驱动信号输入端。因此，本实施例可通过7路的切换箱驱动电路来驱动7种切换箱处于不同测试项目的切换电路。因此，其能够支持至少7种测试接线方式，可以满足目前电力线路参数测试中多种测试项目的需要。值得提醒的是，此处的“切换箱”是一种用于在测试中，根据测试项目(如正序阻抗、零序阻抗等)的不同并受智能控制设备的驱动而自动接上不同线的测试设备。
如图4所示，切换箱驱动电路用于从综合控制台向外部切换箱发出控制命令，以根据测试项目的不同而完成不同的接线方式。本实施例以DSP微处理器的引脚GPIOF6输出驱动信号为例子进一步说明切换箱驱动电路的工作原理。值得提醒的是，此例子是载整机在测试正序阻抗的项目前提下。综合控制台从引脚GPIOF6发出控制指令，低电平代表执行正序阻抗测试接线方式，经过第一光电隔离器OPT1实现高压隔离后，驱动JX1端子输出低电平，从而控制切换箱的动作以完成正序阻抗测试接线。
如图6所示，切换箱状态检测电路用于检测从切换箱中返回切换箱的动作状态，以检测切换箱的动作是否正常。切换箱的动作状态从ZT端子输入，经过第二光电隔离器OPT2后，从引脚GPIOF13进入DSP微处理器，DSP微处理器对此信号分析和判断，从而获知切换箱的状态。
如图3所示，本实施例DSP微处理器还具有SCITXDA、SCIRXDA、SCITXDB和SCIRXDB四个串行通信引脚。
综合控制台的串行通信接口电路如图7所示，其中，U1为串行通信电平转换芯片，其负责DSP2812的4个串行通信引脚SCITXDA、SCIRXDA、SCITXDB和SCIRXDB和外部测试设备(异频电源、测量主机)的通信口之间的信号连接和电平转换。其中引脚SCITXDA从U1的11脚输入从14脚输出成为TXD1信号，用于从综合控制台向异频电源发出控制指令，而RXD1信号从U1的13脚输入从12脚输出成为SCIRXDA信号，用于从异频电源向综合控制台返回响应信息。SCITXDB从U1的10脚输入从7脚输出成为TXD2信号，用于从综合控制台向测量主机发出控制指令，RXD2信号从U1的8脚输入从9脚输出成为SCIRXDB信号，用于从测量主机向综合控制台返回响应信息。
如图8所示，本发明设计的综合控制台需要与现有的电力测试设备，比如包括异频电源和测量主机，以及新开发的各种测试设备，比如切换箱，配合使用。综合控制台在测试过程起到综合管理、协调和控制的作用。
具体实施时，测试人员先将按照图7和图8中所示接好线并检查正确无误，然后测试人员可远离带高压的电力线路和测试设备，远程操作综合控制台的键盘。如图9所示，在测试一个项目时，测试人员首先在综合控制台程序中选择相应的测试项目并启动，比如选择正序阻抗测试项目。此时综合控制台就会通过引脚GPIOF6发出命令使切换箱将接线方式切换至正序阻抗测试项目，通过TXD1和RXD1接口命令异频电源自动升压到适合正序阻抗测试项目的电压值，然后通过TXD2和RXD2接口命令测量主机自动执行电压和电流测量。测试完毕后，综合控制台再向异频电源发出命令，使异频电源自动降压归零。综合控制台安全待机。
综上所述，测试人员在测试过程只需要操作综合控制台，而不再需要来回操作异频电源和测量主机等设备，实现远程自动化操作，降低了工作强度提高了工作效率。同时，由于操作人员测试过程中远离带高压的电力线路和测试设备，可有效避免人身伤害事故的发生。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (6)
1.一种用于电力线路参数测试的综合控制台，所述综合控制台可综合管理和控制异频电源、测量主机和切换箱，其特征在于：包括微处理器、串行通信接口电路和切换箱驱动电路，微处理器通过串行通信接口电路分别与异频电源和测量主机电连接并产生控制信号控制异频电源和测量主机的操作动作，微处理器通过切换箱驱动电路和切换箱电连接并产生驱动信号控制切换箱中测量项目电路的切换。
2.根据权利要求1所述一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其特征在于：所述切换箱驱动电路包括两个电阻和第一光电隔离器，第一光电隔离器的原边的一端和第一电阻连接，原边的另一端和微处理器连接；第一光电隔离器的副边的一端分别与第二电阻和切换箱连接，副边的另一端接地。
3.根据权利要求2所述一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其特征在于：所述综合控制台配置七路切换箱驱动电路。
4.根据权利要求1所述一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其特征在于：所述综合控制台还包括切换箱状态检测电路、显示器、按键模块以及存储器，微处理器分别和显示器、按键模块、存储器连接；所述微处理器通过切换箱状态检测电路和切换箱电连接，切换箱状态检测电路检测切换箱的动作状态并形成状态信号输入微处理器。
5.根据权利要求4所述一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其特征在于：所述切换箱状态检测电路包括第三电阻、第四电阻和第二光电隔离器，第二光电隔离器的原边的一端和第三电阻连接，原边的另一端和切换箱连接；第二光电隔离器的副边的一端分别与第四电阻和微处理器连接，副边的另一端接地。
6.根据权利要求1所述一种用于电力线路参数测试的综合控制台，其特征在于：所述微处理器采用型号为DSP2812的数字信号处理器。
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