CN109142941B - 一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，包括测量主机，测量主机连接有至少一个测量前端，测量前端用于连接检测回路中的检测点；所述测量主机还连接有触发前端，触发前端的输入端连接有触发电路；在试验开始前的设定时间，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送触发命令；测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据。由于在触发前端没有向测量主机发送启动信号时，测量前端不会采集检测回路中的信号，所以能够减小测量主机被触发的概率，从而减少干扰信号，减少测量主机被误触发的概率，使测量触发和测量结果更加准确。

Description

一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统
技术领域
本发明属于高压电器试验技术领域，具体涉及一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统。
背景技术
为了保证高压电器能够正常的工作，需要对其进行试验检测。图1即为高压电器合成试验回路(Systhesis Loop)的示意图。当高压电器试品在回路中开断短路电流时，动静触头分离、起弧、熄弧介质灭弧、产生瞬态恢复电压等一系列变化过程发生在短短一瞬间，时间约在几十毫秒以内。测量仪器需要在高压电器试品开断的瞬间，通过安装于现场的多个电流传感器和电压传感器采集到电流源回路的电压和电流，振荡回路产生的高频引入电流和瞬态恢复电压等信号，这些信号经过测量前端进行模数转换和电光转换后，经光纤输送至测量主机，测量主机再对这些信号进行分析、存储和显示。开断过程中的信号以瞬态恢复电压为例，频率高达20kHz左右，需要测量仪器极高的采样率，这就大大限制了测量系统的记录时间。为了在高压电器试品开断的瞬间，完全采集到多个电压、电流波形参数，测量的起始点(即触发时间)至关重要。
目前普遍采用的方案是多通道软件触发，即任意通道达到触发值就启动采集。此方案虽然能够从高压电器合成试验回路中采集到更多的信号，但是高压电器试验检测回路复杂，设备密集，干扰信号比较多，容易产生尖峰脉冲误触发测量仪器启动采集，错失有效信号，导致试验失败。
如图1所示的高压电器合成试验回路，其结构复杂，有多个网孔，并且用于测量电压及电流等核心参数的传感器分散安装在回路不同节点处。在高压试品开断时，回路中会产生过电压、瞬态恢复电压以及电压多次谐波等信号，但是回路中母线对地之间，母线的各相之间，以及各开关设备上均存在一定的耦合电容和杂散电容，这将会在回路不同节点处耦合出较高的电压值，造成高压回路中复杂的电磁干扰环境。回路中传感器的电压、电流信号通过二次信号传输线进测量前端，前端通过光纤回传至测量主机，测量前端设定一个触发电平，通常为测量信号的10％左右，记录时间为几百毫秒。当回路带电后(电压高达几千伏至几百千伏)，传输线与地、与母线之间也存在耦合电容，任何开关动作产生的尖峰脉冲一旦耦合进二次信号传输线，就会误触发启动测量采集装置，导致出现试验结果不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，用于解决现有技术中在对高压电器进行试验测量时，测量主机被误触发的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，包括测量主机，测量主机连接有至少一个测量前端，测量前端用于连接检测回路中的检测点；所述测量主机还连接有触发前端，触发前端的输入端连接有触发电路；
在试验开始前的设定时间，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送触发命令；
测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据。
进一步的，所述设定时间为10毫秒。
进一步的，当试验完成后，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送关闭命令，测控主机接收到关闭命令后停止接收各测量前端所采集到的数据。
进一步的，测量主机接收到触发信号的设定时长后，停止接收各测量前端采集到的数据；所述设定时长大于试验所需的时间。
进一步的，所述触发电路为分压电路，该分压电路的分压点连接所述触发前端的输入端，当分压电路分压点的电压达到设定值时，触发电路控制触发前端向测量主机发送触发命令。
进一步的，所述测量主机和触发前端均用于设置在主控室中，主控室设有电磁屏蔽。
一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量方法，包括如下步骤：
(1)在试验开始前的设定时间，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送触发信号；
(2)测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据。
进一步的，所述设定时间为10毫秒。
进一步的，当试验完成后，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送关闭命令，测控主机接收到关闭命令后停止接收各测量前端所采集到的数据。
进一步的，测量主机接收到触发信号的设定时长后，停止接收各测量前端采集到的数据；所述设定时长大于试验所需的时间。
本发明的有益效果是：本发明所提供的技术方案，在测量主机上设置触发电路和触发前端，当需要对高压电器进行测量试验时，触发前端向测量主机发送触发信号，测量主机通过测量前端读取检测回路中的检测信号，否则不读取。由于在触发前端没有向测量主机发送启动信号时，测量主机不会接收测量前端的信号，所以能够减小测量主机被触发的概率，从而减少干扰信号，使测量结果更加准确。
附图说明
图1为高压电器检测回路示意图；
图2为实施例中高压电器试验测量系统的原理图；
图3为实施例中高压电器试验测量系统的控制时序图；
图4为实施例中软件触内触发的原理图；
图1中PT为短路变压器，MB为保护断路器，MS为合闸开关，CB为操作断路器，AB为辅助开关，TO为待测样品，ZN1为真空开关，L为电感，R为电阻，C为电容，U为电压检测点，I为电流检测点，TA为罗氏线圈，TV1为阻容分压器，Gap1和Gap2为点火球，Gap3为保护球隙。
具体实施方式
本发明的目的在于提供一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，用于解决现有技术中在对高压电器进行试验测量时，测量主机被误触发的问题。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，包括测量主机，测量主机连接有至少一个测量前端，测量前端用于连接检测回路中的检测点；所述测量主机还连接有触发前端，触发前端的输入端连接有触发电路；
在试验开始前的设定时间，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送触发命令；
测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本实施例提供一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其结构原理如图2所示，包括测量仪器主机，测量仪器主机上连接有多路测量前端，测量前端连接检测回路中的检测点，用于采集检测回路中各检测点所对应的电压信号、电流信号等电气量信息，并将其传送给测量仪器主机，测量仪器主机根据接收到的这些电气量信息得出待测高压电器的性能。
测量仪器主机上还连接有触发前端，触发前端的输入端连接分压电路的分压点。分压电路由电阻R1和电阻R2串联而成，电阻R1和电阻R2的串联点即为分压点，该分压点连接触发前端的输入端。分压电路通过时序控制继电器K连接直流母线KM。设直流母线KM的电压为U，则根据分压定律可得出，经过分压后分压点输出的电压为U1＝R1/(R1+R2)*U。
本实施例提供的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其各测量前端的触发功能均关闭，即各测量前端所检测到的信号不会触发测量主机，具体的控制时序如图3所示。
在试验开始的设定时间，本实施例中设定时间为10ms，即在试验开始前的10ms，控制开关K闭合，触发前端的输入端从分压电路的分压点接收到电压值为U1的电压信号时，所以触发前端向测量仪器主机发送触发信号。测量仪器主机接收到触发信号后，接收各测量前端采集到的高压电器检测回路中对应测量点的电气量信号。
当测量主机接收到触发信号的设定时长后，测量主机判断为试验结束，此时测量主机将不再接收各测量前端所采集到的信号，也不会误触发检测前端，从而提高系统的抗干扰能力，增加检测结果的准确度。为了保证试验的完成性，设定时长大于试验所需的时间。
在本实施例中，直流母线KM的电压为直流220V，电阻R1取2.2kΩ，R2取8.2kΩ，计算出U1的值大约为46.54V。
作为其他实施方式，设定时间可以根据实际需求进行调整。
作为其他实施方式，在试验开始前的设定时间控制开关K闭合，在试验完成后控制开关K断开；当触发前端检测到分压电路分压点的电压低于U1时，向测量主机发送关闭信号，测量主机接收到关闭信号后停止接收各测量前端所采集到的信号。
在本实施例中，测量主机、触发前端和触发电路均设置在主控室中，主控室设有电磁屏蔽，防止电磁信号造成的干扰。
本实施例中的触发前端采用的是软件内触发，其原理如图4所示，采用的是数字比较触发，即将ADC插件采集数据与锁存器中的数据进行比较，如果满足触发条件，就发出触发信号。

Claims (9)

1.一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，包括测量主机，测量主机连接有至少一个测量前端，测量前端用于连接检测回路中的检测点；其特征在于，所述测量主机还连接有触发前端，触发前端的输入端连接有触发电路；所述触发电路为分压电路，该分压电路的分压点连接所述触发前端的输入端，分压电路通过控制开关连接直流母线；
在试验开始前的设定时间，控制开关闭合，当触发前端的输入端从分压电路的分压点接收到的电压达到设定值时，触发前端向测量主机发送触发命令；
测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据；
各测量前端所检测的信号不会触发测量主机接收各测量前端采集到的数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其特征在于，所述设定时间为10毫秒。
3.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其特征在于，当试验完成后，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送关闭命令，测控主机接收到关闭命令后停止接收各测量前端所采集到的数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其特征在于，测量主机接收到触发信号的设定时长后，停止接收各测量前端采集到的数据；所述设定时长大于试验所需的时间。
5.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，其特征在于，所述测量主机和触发前端均用于设置在主控室中，主控室设有电磁屏蔽。
6.一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量方法，其特征在于，该方法应用于一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量系统，该系统包括测量主机，测量主机连接有至少一个测量前端，测量前端用于连接检测回路中的检测点；其特征在于，所述测量主机还连接有触发前端，触发前端的输入端连接有触发电路；所述触发电路为分压电路，该分压电路的分压点连接所述触发前端的输入端，分压电路通过控制开关连接直流母线；该方法包括如下步骤：
(1)在试验开始前的设定时间，控制开关闭合，当触发前端的输入端从分压电路的分压点接收到的电压达到设定值时，触发前端向测量主机发送触发命令；
(2)测量主机接收到触发命令后，开始接收各测量前端采集到的数据；
各测量前端所检测的信号不会触发测量主机接收各测量前端采集到的数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量方法，其特征在于，所述设定时间为10毫秒。
8.根据权利要求6所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量方法，其特征在于，当试验完成后，通过触发电路控制触发前端向测量主机发送关闭命令，测控主机接收到关闭命令后停止接收各测量前端所采集到的数据。
9.根据权利要求6所述的一种基于时序控制的软件内触发高压电器试验测量方法，其特征在于，测量主机接收到触发信号的设定时长后，停止接收各测量前端采集到的数据；所述设定时长大于试验所需的时间。
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