CN109752628B - 一种基于嵌入式rtu的多功能互感器极性试验仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，包括极性测试控制装置和极性测试执行装置。极性测试控制装置包括第一壳体及第一壳体内的测试控制模块、第一LORA无线通讯模块，测试控制模块通过第一LORA无线通讯模块或ZIGBEE的无线天线向极性测试执行装置发出测试指令。所述的极性测试执行装置包括第二壳体及第二壳体内的脉冲信号发生模块、第二LORA无线通讯模块和地址编码开关，脉冲信号发生装置接收极性测试控制装置的测试执行指令，向待测互感器的一次端发出测试脉冲。摒弃了继电器测试信号输出和仪表显示的设计方式，利用RTU的可编程功能和自身强大的无线通讯功能，配合地址编码器，实现互感器极性试验仪的多种应用功能。

Description

一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪

技术领域

本发明涉及互感器极性测试技术领域，特别涉及一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪。

背景技术

极性试验测试是电力系统继电保护及电气试验专业在互感器等设备新安装、改造或更改接线完毕后必须进行有效的模拟验证，是本专业一项重要工作之一，通过极性试验测试可提前发现互感器(一、二次)绕组线圈内外接线及回路中可能出现的问题，验证设备及回路接线的正确性，确保电气设备安全运行，现极性实验测试设备已不能满足高效率的要求，只有不断创新才能解决现场试验人员多且工作效率低的问题。

极性试验测试方法通常使用“直流法”，即利用电磁感应原理，将直流电源向被测试互感器(一次侧)短时(瞬时)通、断电的方式，模拟被试互感器初级线圈(一次侧)电磁突变量与初级线圈(二次侧)电磁感应突变量的一、一对应关系，工程技术上称为“异极性”即“同名端”。

继电保护专业极性试验测试工作，需试验通电点和测试观察点同时工作，且两工作点之间都有物体隔离或相距较远，传统工作需要7人两组人员，因距离较远或有物体遮档还需增加传令(通话)人员，一组在室外互感器(一次侧)加试验电源，另一组在室内(二次侧)用指针表观察指其针偏转动态刻度及方向，判断极性方向和比较每组变比针偏转动态是否正确。(一次测)试验电源加量采用人为控制，经常出现接触、断开时间无规律，室外试验操作与室内测试观察不同步等现象，导致试验结果不清晰而需重复测试，若在一次加量重复次数过多，又容易导致电源电池连续放电容量下降而影响测试工作。极性试验通常采取逐相进行测试，互感器有三相每一相(二次侧)又有多个绕组，测试人员需要室外多次换相及频繁转移变换测试地点(不同的二次采集终端屏)，因此极性测试工作被动，效率低下，有时因上述原因造成重复性的工作，甚至出现测试结论错误，给设备的安全运行埋下隐患。

采用无线控制技术可以解决上述问题，现有公开的专利技术中，有采用无线遥控技术设计的互感器极性测试装置的案例：例如：公开号为CN 207301231 U的中国专利《便携式无线电弧互感器极性测试装置》和公开号为CN 207742282 U的中国专利《一种便携式互感器极性及计量接线判别无线测试仪》，上述的专利中虽然都采用了无线方式的设计，也采用了测试结果显示部分和测试输出部分，但是设计的功能过于简单，1)测试结果显示部分和测试输出部分的内部没有智能控制器，无线模块仅仅起到了无线功能，没有其它的控制功能。2)测试输出部分由于没有智能控制器，均还是依靠多个继电器的切换操作还实现，由继电器的短时切换模拟出的测试脉冲效果不好，影响测试结果。3)显示部分还采用传统的功能简单的万用表或指针表的方式，另外，其内部也并没有智能控制器，因此不能实现与测试输出部分的数据交互，仅能被动显示。

综上所述，还需要一种内部具有智能控制器的多功能互感器极性试验仪。

嵌入式RTU(无线远程终端)，例如：NA-RTU系列，具有可编程二次开发功能，能够根据不同的应用需求设置不同的功能，并且RTU自身具有强大的无线通讯功能，不但自身能够实现无线通讯，还可以轻松配套其它无线模块，实现多种通讯功能。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，摒弃了继电器测试信号输出和仪表显示的设计方式，在现有技术的无线式互感器极性试验仪基础上增加内部的智能控制器-嵌入式RTU，并且，利用RTU的可编程功能和自身强大的无线通讯功能，配合地址编码器，实现互感器极性试验仪的多种应用功能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，包括极性测试控制装置和极性测试执行装置。

所述的极性测试控制装置包括第一壳体及第一壳体内的测试控制模块、第一LORA无线通讯模块，所述的测试控制模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能的无线天线，其通过多个AI端口连接待测互感器的多个二次接线端；通过RS232端口连接第一LORA无线通讯模块；测试控制模块通过第一LORA无线通讯模块或ZIGBEE的无线天线向极性测试执行装置发出测试指令。

所述的极性测试执行装置包括第二壳体及第二壳体内的脉冲信号发生模块、第二LORA无线通讯模块和地址编码开关，所述的脉冲信号发生模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能的无线天线，其通过多个DO端口连接待测互感器的一次接线端，通过多个DI端口连接地址编码开关，通过RS232端口连接第二LORA无线通讯模块，脉冲信号发生装置通过第二LORA无线通讯模块或ZIGBEE的无线天线接收极性测试控制装置的测试执行指令，向待测互感器的一次端发出测试脉冲。

所述的极性测试控制装置还包括触摸屏，触摸屏安装于第一壳体外，通过RS485通讯方式与测试控制模块相连接，用于操作及显示测试结果。

所述的极性测试控制装置中，第一壳体上设有多个极性测试通道插孔，测试控制模块的多个AI端口连接第一壳体上的多个极性测试通道插孔，通过多个极性测试通道插孔与单个待测互感器的多个二次端连接，或与多个待测互感器的多个二次端连接。

所述的极性测试控制装置还包括第一壳体内的第一蓄电池，第一蓄电池为测试控制模块和第一LORA无线通讯模块供电。

所述的极性测试执行装置还包括第二壳体内的第二蓄电池，第二蓄电池为脉冲信号发生装置和第二LORA无线通讯模块供电。

所述嵌入式RTU选择NA-RTU系列。

所述的地址编码器为多路拨码开关。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、功能一、极性测试执行装置具有脉冲输出测试功能，采用嵌入式RTU的智能可编程功能；实现脉冲方式的测试信号输出，比传统的继电器测试输出功能信号可靠性高，测试结果满意度高；

2、功能二、极性测试控制装置具有与极性测试执行装置的数据交互功能，采用嵌入式RTU的多种通讯功能，和与极性测试执行装置数据交互，不但可以向极性测试执行装置发出测试指令，使极性测试执行装置在受控情况下执行，而且可以在触摸屏上显示极性测试执行装置中的各种数据，例如：脉冲参数、脉冲时间等，解决了现有技术(背景技术中介绍的对比文件)中的仅有万用表或指针表显示功能，缺少数据交互功能的技术问题；

3、功能三、极性测试控制装置具有多种通讯功能，采用嵌入式RTU自身的ZIGBEE功能和另外配套的LORA无线模块，两种无线方式互为备用，当一种通讯方式出现故障时，不影响装置的工作；

嵌入式RTU自身的ZIGBEE通讯方式，无线传输距离短，适用于短距离使用，配套的LORA无线方式是窄带物联网通讯方式，传输距离远，适用于远距离使用，并且LORA无线方式还可与电力系统中常用的其它LORA无线设备实现数据交互；

4、功能四、本发明还可实现一个极性测试控制装置对应多个极性测试执行装置的功能，通过多个极性通道插孔与单个互感器的多个二次端连接，或与多个互感器的多个二次端连接，通过多个互感器一次侧上不同的极性测试执行装置中的不同地址编码器设置的不同地址码，对多个极性测试执行装置进行区分。

5、功能五、嵌入式RTU能够方便地实现与触摸屏的连接，触摸屏同时具有显示、操作和数据记录的功能，比现有技术中使用的万用表或指针式仪表的显示功能强大很多。

附图说明

图1是本发明的总体结构图；

图2是本发明的极性测试控制装置的电气设计图；

图3是本发明的极性测试控制装置的外壳结构图；

图4是本发明的极性测试执行装置的电气设计图；

图5是本发明的极性测试执行装置的外壳结构图；

图6是本发明实现一个极性测试控制装置对应多个极性测试执行装置的连接关系实施例图。

其中：1-极性测试控制装置的壳体2-极性测试执行装置的壳体。

具体实施方式

以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，包括极性测试控制装置和极性测试执行装置。

如图2、4所示，所述的极性测试控制装置包括第一壳体1及第一壳体1内的测试控制模块、第一LORA无线通讯模块，所述的测试控制模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能的无线天线，其通过多个AI端口连接待测互感器的多个二次接线端；通过RS232端口连接第一LORA无线通讯模块；测试控制模块通过第一LORA无线通讯模块或ZIGBEE的无线天线向极性测试执行装置发出测试指令。

所述的极性测试控制装置还包括触摸屏，触摸屏安装于第一壳体1外，通过RS485通讯方式与测试控制模块相连接，用于操作及显示测试结果。

所述的极性测试控制装置还包括第一壳体1内的第一蓄电池，第一蓄电池为测试控制模块和第一LORA无线通讯模块供电。

如图2、4所示，所述的极性测试控制装置中，第一壳体1上设有多个极性测试通道插孔，测试控制模块的多个AI端口连接第一壳体1上的多个极性测试通道插孔，通过多个极性测试通道插孔与单个待测互感器的多个二次端连接，或与多个待测互感器的多个二次端连接。

如图3、5所示，所述的极性测试执行装置包括第二壳体2及第二壳体2内的脉冲信号发生模块、第二LORA无线通讯模块和地址编码开关，所述的脉冲信号发生模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能的无线天线，其通过多个DO端口连接待测互感器的一次接线端，通过多个DI端口连接地址编码开关，通过RS232端口连接第二LORA无线通讯模块，脉冲信号发生装置通过第二LORA无线通讯模块或ZIGBEE的无线天线接收极性测试控制装置的测试执行指令，向待测互感器的一次端发出测试脉冲。

所述的极性测试执行装置还包括第二壳体2内的第二蓄电池，第二蓄电池为脉冲信号发生装置和第二LORA无线通讯模块供电。

所述嵌入式RTU选择NA-RTU系列。NA-RTU系列为南大傲拓的一款RTU，具有以太网接口、RS232接口、RS485接口、数字量输入接口(DI)、数字量输出接口(DO)、模拟量输入接口(AI)等，配有ZigBee无线通讯功能，能够方便地实现各种控制和通讯功能。另外，NA-RTU系列是一款可编程功能的RTU，用户根据自己的不同需求设置不同的功能。

所述的地址编码器为多路拨码开关。

本发明能够实现一个极性测试控制装置对应多个极性测试执行装置的功能，通过多个极性通道插孔与单个互感器的多个二次端连接，或与多个互感器的多个二次端连接，通过多个互感器一次侧上不同的极性测试执行装置中的不同地址编码器设置的不同地址码，对多个极性测试执行装置进行区分。如图6所示，为本发明实现一个极性测试控制装置对应多个极性测试执行装置的连接关系实施例图。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (5)

1.一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，包括极性测试控制装置和极性测试执行装置；

其特征在于，所述的极性测试控制装置包括第一壳体及第一壳体内的测试控制模块、第一LORA无线通讯模块，所述的测试控制模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能，其通过多个AI端口连接待测互感器的多个二次接线端；通过RS232端口连接第一LORA无线通讯模块；测试控制模块通过第一LORA无线通讯模块或ZIGBEE功能的无线天线向极性测试执行装置发出测试指令；所述的极性测试控制装置中，第一壳体上设有多个极性测试通道插孔，测试控制模块的多个AI端口连接第一壳体上的多个极性测试通道插孔；

所述的极性测试执行装置包括第二壳体及第二壳体内的脉冲信号发生模块、第二LORA无线通讯模块和地址编码开关，所述的脉冲信号发生模块为嵌入式RTU，配置有ZIGBEE功能，其通过多个DO端口连接待测互感器的一次接线端，通过多个DI端口连接地址编码开关，通过RS232端口连接第二LORA无线通讯模块，脉冲信号发生装置通过第二LORA无线通讯模块或ZIGBEE功能的无线天线接收极性测试控制装置的测试执行指令，向待测互感器的一次接线端发出测试脉冲；

极性测试控制装置和极性测试执行装置实现一个极性测试控制装置对应多个极性测试执行装置的功能，通过多个极性测试通道插孔与多个待测互感器的多个二次接线端连接，通过多个待测互感器一次接线端上不同的极性测试执行装置中的不同地址编码器设置的不同地址码，对多个极性测试执行装置进行区分。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，其特征在于，所述的极性测试控制装置还包括触摸屏，触摸屏安装于第一壳体外，通过RS485通讯方式与测试控制模块相连接，用于操作及显示测试结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，其特征在于，所述的极性测试控制装置还包括第一壳体内的第一蓄电池，第一蓄电池为测试控制模块和第一LORA无线通讯模块供电。

4.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，其特征在于，所述的极性测试执行装置还包括第二壳体内的第二蓄电池，第二蓄电池为脉冲信号发生装置和第二LORA无线通讯模块供电。

5.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式RTU的多功能互感器极性试验仪，其特征在于，所述嵌入式RTU选择NA-RTU系列。