CN206649308U - 一种温度控制仪故障的智能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度控制仪故障的智能检测装置，包括键盘输入装置、MCU控制器、信号驱动电路网络、第一继电器开关网络、超精度电阻网络、第二继电器开关网络、非线性电阻补偿网络和被测温度控制仪，所述键盘输入装置通过所述MCU控制器的数字转换输出，然后输出的数据通过信号驱动电路网络分别输出至所述第一继电器开关网络、第二继电器开关网络，所述第一继电器开关网络通过所述超精度电阻网络与被测温度控制仪的第一输入端子连接，所述第二继电器开关网络通过所述非线性电阻补偿网络与所述被测温度控制仪的第二输入端子连接。本实用新型使得被测温度控制仪应能在不停电条件下进行更换及维护，消除设备隐患，减少变压器停电次数。

Description

一种温度控制仪故障的智能检测装置

技术领域

本实用新型涉及电力仪器仪表检测技术，尤其涉及一种温度控制仪故障的智能检测装置。

背景技术

变压器油面温度及绕组温度反应了电力变压器运行的健康状态，电力变压器故障率大小与变压器的工作温度密切相关，在变电站无人值班工作中，监控中心需对远方变电站的变压器油温、绕温大小重要数据进行监视。变压器温度显示仪是连接变压器本体温度表与变电站综合自动化系统之间的温度数据处理设备，在变压器温度数据传递中起到重要的环节。

近年来，变压器温度现场指针数据与监控中心数据不一致缺陷逐级上升，据统计，2015年我局管辖110kV变电站温度数据不正确缺陷15起，发现温度数字显示控制仪损坏8起。当变压器温度表或温度控制仪温度显示不正确时，传统的做法是将一次设备停电，通过温度炉升温判断变压器表计是否故障，来判断温度显示仪是否故障。传统的做法存在以下问题：一是缺陷处理需在一次设备停电进行，可能造成变压器重复停电，直接影响我局综合停电管理指标，同时，供电可靠性和优质服务的承诺将受到不利影响；二是缺陷处理过程复杂，温度炉对温度表感温探头进行升温过程、变压器温度表探头拆装等环节时间较长，一般需要1小时左右，影响工作效率；三是设备缺陷由于变压器无法停电得不到及时处理，造成变压器温度状态无法监视，给设备留下较大的安全隐患，同时，直接影响我局设备消缺率指标；四是变压器温度控制仪无调校的设备、调校方法，变压器投运后，变压器温度控制仪带来的温度误差无法得到及时解决。因此，为了解决变压器温度显示仪在电力系统中故障检测繁琐、误差调校不便捷、缺陷处理不及时等问题，需要研发出简单而又实用的温度显示仪检测设备来提高检修维护效率迫在眉睫。

实用新型内容

本实用新型实的目的在于提供一种温度控制仪故障的智能检测装置，本实用新型根据变压器温度表输出原理，利用检测设备对温度数字显示控制仪器进行温度信息输入，通过输出的监视及显示来简单快捷判断变压器温度显示仪是否故障，本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种温度控制仪故障的智能检测装置，包括键盘输入装置、MCU控制器、信号驱动电路网络、第一继电器开关网络、超精度电阻网络、第二继电器开关网络、非线性电阻补偿网络和被测温度控制仪，所述键盘输入装置与所述MCU控制器的信号输入端连接，所述MCU 控制器的数字转换输出端与所述信号驱动电路网络的输入端连接，所述信号驱动电路网络的输出端分别与所述第一继电器开关网络、第二继电器开关网络的输入控制端连接，所述第一继电器开关网络的输出端与所述超精度电阻网络的输入端连接，所述超精度电阻网络的输出端分别与所述非线性电阻补偿网络的第一信号输入端和被测温度控制仪的第一输入端子连接，所述第二继电器开关网络的输出端与所述非线性电阻补偿网络第二信号输入端连接，该非线性电阻补偿网络的输出端与所述被测温度控制仪的第二输入端子连接。

优选的，所述超精度电阻网络由n个电阻组成，n个所述超精度电阻串联而成，所述第一继电器开关网络由n个继电器开关组成，n个所述继电器开关中的每个继电器开关与n个所述电阻中的每个电阻一一对应并联连接；所述非线性电阻补偿网络由m个补偿电阻组成，m个所述补偿电阻串联而成，所述第二继电器开关网络由m个补偿继电器开关组成，m个所述补偿继电器开关中的每个补偿继电器开关与m个所述补偿电阻中的每个补偿电阻一一对应并联连接，其中n和m为整数。

优选的，n个所述超精度电阻的数量为11～14个，m个所述补偿电阻的数量为0～6个。

优选的，n个所述超精度电阻的每个电阻阻值以R_n＝2^(n-1)·R步进增加，m 个所述补偿电阻的每个补偿电阻的阻值以R_n＝2^(m-1)·RR步进增加；其中R表示超精度电阻的精度值和RR表示补偿电阻的精度值，R和RR的取值由输出精度需要决定，n个所述超精度电阻和m个所述补偿电阻都为工业铂热电阻 (Pt100)。

优选的，所述超精度电阻的精度值R和补偿电阻的精度值RR的大小不相同,其中超精度电阻的精度值R为0.05Ω，补偿电阻的精度值RR为0.01Ω。

优选的，信号驱动电路网络采用ULN2803驱动芯片组成信号驱动电路。

优选的，所述键盘输入装置为4×4行列式输入键盘

本实用新型是对电阻输入型温度数字控制仪设备开发的一种智能监测设备，根据本实用新型的智能检测装置利用检测设备(键盘)对被测温度控制仪进行输入，判断被测温度控制仪显示的数字温度是否正常(正常则无故障，不正常则有故障)，使得被测温度控制仪应能在不停电条件下及时进行更换及维护，消除设备隐患，减少变压器停电次数，提高供电可靠性，同时有效提高检修维护效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种温度控制仪故障的智能检测装置原理图；

图2为本实用新型的电阻网络和开关网络的连接关系原理图；

附图中，1-键盘输入装置，2-MCU控制器，3-信号驱动电路网络，4-第一继电器开关网络，5-超精度电阻网络，6-第二继电器开关网络，7-非线性电阻补偿网络，8-被测温度控制仪

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种温度控制仪故障的智能检测装置，包括键盘输入装置1、MCU控制器2、信号驱动电路网络3、第一继电器开关网络4、超精度电阻网络5、第二继电器开关网络6、非线性电阻补偿网络7 和被测温度控制仪8，所述键盘输入装置1与所述MCU控制器2的信号输入端连接，所述MCU控制器2的数字转换输出端与所述信号驱动电路网络3的输入端连接，所述信号驱动电路网络3的输出端分别与所述第一继电器开关网络4、第二继电器开关网络6的输入控制端连接，所述第一继电器开关网络4 的输出端与所述超精度电阻网络5的输入端连接，所述超精度电阻网络5的输出端分别与所述非线性电阻补偿网络7的第一信号输入端和被测温度控制仪8的第一输入端子连接，所述第二继电器开关网络6的输出端与所述非线性电阻补偿网络7第二信号输入端连接，该非线性电阻补偿网络7的输出端与所述被测温度控制仪8的第二输入端子连接，所述MCU控制器2采用单片机芯片，所述信号驱动电路网络3采用ULN2803驱动芯片组成信号驱动电路，所述被测温度控制仪8采用的型号为XMT-288F系列数显温度控制仪。

如图2所示，所述超精度电阻网络5由n个电阻组成，n个所述超精度电阻串联而成，所述第一继电器开关网络4由n个继电器触点开关组成，n个所述继电器开关中的每个继电器开关与n个所述电阻中的每个电阻一一对应并联连接,其中n整数，具体取值由输出精度需要决定，所述非线性电阻补偿网络7由m个补偿电阻组成，m个所述补偿电阻串联而成，所述第二继电器开关网络6由m个补偿继电器开关组成，m个所述补偿继电器开关中的每个补偿继电器开关与m个所述补偿电阻中的每个补偿电阻一一对应并联连接，m为整数，具体取值由输出精度需要决定；n个所述电阻串联而成，在每个电阻两端都对应并联一个继电器开关，电阻值的大小由信号驱动电路网络3经过过第一继电器开关网路4来实现超精度电阻大小的选择，m个所述补偿电阻串联而成，在每个补偿电阻两端都对应并联一个补偿继电器开关，用于提高超精度电阻网络5的精度。

结合图2，所述超精度电阻网络5的n个电阻由R₁,R₂,R₃,……,R_(n-2),R_(n-1),R_(n)组成，其中R₁＝2⁰·R，R₂＝2¹·R，R₃＝2²·R，……，R_n＝2^(n-1)·R，超精度电阻的精度值R和n的大小由输出精度需要决定，因此该超精度电阻网络5用于测试的端子AB输出为第一级电阻R_AB，其阻值范围为：

[0,(R₁+R₂+R₃+…+R_(n))]；因此，该部分要求各电阻具有超高精度。

当n个继电器开关的触点开关S₁,S₂,S₃,……,S_(n-2),S_(n-1),S_(n)在MCU控制器2的控制下，继电器的触点开关被闭合或断开，与超精度电阻网络5络配合输出相应的电阻值，因此电阻值的变化量可表示为：

符合表示S(n)等于，则有AB两端的电阻为：

可见，第一级电阻R_AB可输出2ⁿ个不同的电阻值，n个所述超精度电阻的每个电阻阻值以R_n＝2^(n-1)·R步进增加，各电阻的步进为R。在本实用新型中所述非线性电阻补偿网络7的m个电阻由RR₁,RR₂,RR₃,……,RR_(m-1),RR_(m)组成，其中 R₁＝2⁰·RR，R₂＝2¹·RR，R₃＝2²·RR，……，R_n＝2^(m-1)·RR，补偿电阻的精度值RR 和m的大小由输出精度需要决定，该部分用于测试的端子CD输出为第二级电阻R_CD，用于对第一级电阻输出的非线性补偿修正，其阻值范围为：

[0,(RR₁+RR₂+RR₃+…+RR_(m))]；其中第二级电阻R_CD满足：

因此，R_CD可输出2^m个不同的电阻值，m个所述补偿电阻的每个补偿电阻的阻值以R_n＝2^(m-1)·RR步进增加，各电阻的步进为RR；n个所述超精度电阻的数量为11～14个，m个所述补偿电阻的数量为0～6个,每个电阻的步进值R和 RR的大小不相同,因此，确定了电路中的R和RR阻值大小，可根据第一级电阻R_AB和第二级电阻R_CD计算公式得出，在本实用新型中，n取值为12，m的取值为3，因此R_AB和R_CD的大小由以下方式计算得出。

R_AB＝2⁰·R·S₁+2¹·R·S₂+2²·R·S₃+…+2^(n-1)·R·S_(n)；

R_CD＝RR₁·K₁+RR₂·K₂+RR₃·K₃+…+RR_(m)·K_(m)；

当通过键盘输入装置1输入的温度为120℃时，根据工业铂热电阻温度与电阻值对照表,得出理论值R＝146.07Ω，通过控制器输出编码使第一组继电器控制编码为000101101101；0表示继电器开关的触点断开，1表示继电器开关的触点闭合，因此对应的控制电阻网络输出相应的阻值，其中R的电阻取值为 0.05Ω，RR的电阻取值为0.01Ω，AB两端的计算值为：

R_AB＝2⁰·R·S₁+2¹·R·S₂+2²·R·S₃+…+2^(n-1)·R·S_(n)；

R_AB＝2⁰×0.05×0+2¹×0.05×0+2²×0.05×0+2³×0.05×1+2⁴×0.05× 0+2⁵×0.05×1+2⁶×0.05×1+2⁷×0.05×0+2⁸×0.05×1+2⁹×0.05×1+2¹⁰× 0.05×0+2¹¹×0.05×1＝2³×0.05×1+2⁵×0.05×1+2⁶×0.05×1+2⁸×0.05× 1+2⁹×0.05×1+2¹¹×0.05×1＝0.4+1.6+3.2+12.8+25.6+102.4＝146Ω，

对R_AB两端的电阻进行实测，如果为计算值146Ω，则补偿继电器网络通过第二继电器开关网络6理论值与实测值之差0.07进行补偿，则第二继电器开关网络6的控制编码为1110时,CD两端对应控制电阻网络输出阻值为：

R_CD＝RR₁·K₁+RR₂·K₂+RR₃·K₃+…+RR_(m)·K_(m)

＝2⁰×0.01×1+2¹×0.01×1+2²×0.01×1+2³×0.01×0

＝0.01+0.02+0.04+0＝0.07；

因此AD两端的输出电阻为R_AD＝R_AB+R_CD；即为146+0.07＝146.07Ω，AD 两端的输出电阻值实测值与计算理论值相等。

因此通过自动或者受到控制进行选择合适的第一继电器开关网络4和第二继电器开关网络6闭合或断开，从而选择合适的超精度电阻网络5和非线性电阻补偿网络7的输出电阻值，从而简单快捷地监视及显示判断被测温度控制仪8是否出现故障，使得被测温度控制仪应能在不停电条件下及时进行更换及维护，消除设备隐患，本实用新型的超精度电阻网络、电阻补偿网络和两个继电器开关网络组成的故障检测装置，可以灵活地输出电阻阻值从而温度故障检测，同时实现精准的测量变换输出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：包括键盘输入装置(1)、MCU控制器(2)、信号驱动电路网络(3)、第一继电器开关网络(4)、超精度电阻网络(5)、第二继电器开关网络(6)、非线性电阻补偿网络(7)和被测温度控制仪(8)，所述键盘输入装置(1)与所述MCU控制器(2)的信号输入端连接，所述MCU控制器(2)的数字转换输出端与所述信号驱动电路网络(3)的输入端连接，所述信号驱动电路网络(3)的输出端分别与所述第一继电器开关网络(4)、第二继电器开关网络(6)的输入控制端连接，所述第一继电器开关网络(4)的输出端与所述超精度电阻网络(5)的输入端连接，所述超精度电阻网络(5)的输出端分别与所述非线性电阻补偿网络(7)的第一信号输入端和被测温度控制仪(8)的第一输入端子连接，所述第二继电器开关网络(6)的输出端与所述非线性电阻补偿网络(7)第二信号输入端连接，该非线性电阻补偿网络(7)的输出端与所述被测温度控制仪(8)的第二输入端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：所述超精度电阻网络(5)由n个电阻组成，n个所述超精度电阻串联而成，所述第一继电器开关网络(4)由n个继电器开关组成，n个所述继电器开关中的每个继电器开关与n个所述电阻中的每个电阻一一对应并联连接；所述非线性电阻补偿网络(7)由m个补偿电阻组成，m个所述补偿电阻串联而成，所述第二继电器开关网络(6)由m个补偿继电器开关组成，m个所述补偿继电器开关中的每个补偿继电器开关与m个所述补偿电阻中的每个补偿电阻一一对应并联连接，其中n和m为整数。

3.根据权利要求2所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：n个所述超精度电阻的数量为11～14个，m个所述补偿电阻的数量为0～6个。

4.根据权利要求1或2所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：n个所述超精度电阻的每个电阻阻值以R_n＝2^(n-1)·R步进增加，m个所述补偿电阻的每个补偿电阻的阻值以R_n＝2^(m-1)·RR步进增加；其中R表示超精度电阻的精度值和RR表示补偿电阻的精度值。

5.根据权利要求4所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：所述超精度电阻的精度值R和补偿电阻的精度值RR的大小不相同,其中超精度电阻的精度值R为0.05Ω，补偿电阻的精度值RR为0.01Ω。

6.根据权利要求1所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：信号驱动电路网络(3)采用ULN2803驱动芯片组成信号驱动电路。

7.根据权利要求1所述的一种温度控制仪故障的智能检测装置，其特征在于：所述键盘输入装置为4×4行列式输入键盘。