CN210015228U - 一种自动测试检测装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种自动测试检测装置,属于电器元件测试技术领域,该检测装置包括校验装置和反馈调节装置,校验装置用于被测信号的采集和处理,反馈调节装置能够基于处理后的被测信号控制系统升压和升流,本实用新型在三相电流电压互感器校验装置的基础上,增加DA模块,通过处理计算机采集到的互感器信号作为反馈,闭环控制DA模块输出控制信号,将升压升流系统的控制部分与校验装置进行了整合集成,实现了全系统的自动测试模式,该装置可以广泛的应用于电压/电流互感器或开关的功能性能测试。

Description

一种自动测试检测装置
技术领域
本实用新型属于电器元件测试技术领域,尤其涉及一种自动测试检测装置。
背景技术
在电力系统的生产科研过程中,电压/电流互感器或开关的功能性能测试是其中重要的一个环节。在以往的生产试验中采用独立的升流升压系统、独立的校验系统以及标准/被测互感器三部分设备完成试验任务,其简要步骤为:1.设备连接,包括升流升压系统、标准互感器和被测互感器、校验设备;2.开启校验设备,人工控制升压升流系统达到相应测试点并保持;3.查看校验设备测试结果;4.人工控制进行下一个测试点。
由于传统的测试系统中校验设备与升流升压系统设备是完全相互独立的,所以在进行测试时必须依靠人工来完成升流升压操作,操作步骤繁琐,测试效率较低,而且会造成测试点位的偏离误差等问题。
实用新型内容
针对上述缺陷,本实用新型在三相电流电压互感器校验装置的基础上,增加DA模块,通过处理计算机采集到的互感器信号作为反馈,闭环控制DA模块输出控制信号,将升压升流系统的控制部分与校验装置进行了整合集成,实现了全系统的自动测试模式,该装置可以广泛的应用于电压/电流互感器或开关的功能性能测试。
为达到上述目的,本实用新型的实施例采用如下技术方案:
一种自动测试检测装置,其特征在于,包括校验装置和反馈调节装置,所述校验装置用于被测信号的采集和处理,所述反馈调节装置基于处理后的被测信号控制系统升压和升流,其中:
所述校验装置包括多块信号采集板和处理计算机,所述信号采集板用于采集多路三相电流和电压,所述处理计算机接收信号采集板的采集信号,并针对采集信号进行解算处理;
所述反馈调节装置包括DA模块、多路数字功率源、升压设备和升流设备,所述DA模块的输入端连接所述处理计算机,DA模块的输出端连接多路数字功率源,多路数字功率源分别连接升压设备和升流设备。
优选的,所述DA模块由供电电源和高速数字模拟转换板组成,所述供电电源将外部供电转换为3.3V给高速数字模拟转换板供电,所述高速数字模拟转换板根据外部输入数字指令生成相应的模拟信号。
优选的,所述数字功率源由功率电源和功放板组成,其中:所述功率电源采用交流220V市电供电,功率电源将交流220V电压转换为直流±95V电源为功放板供电,所述功放板将所述DA模块生成的模拟信号进行功率放大后输出给升流/升压器。
优选的,所述升压设备型号为HJ-S10G1,升压设备用于给测试系统提供悬浮高电压和标准的100V/√3二次电压信号。
优选的,所述升流设备型号HL-S21S,升流设备用于给测试系统提供5-1000A的大电流和标准的5A二次电流信号。
优选的,所述信号采集板包括全PT采集板、全CT采集板和电子式采集板,其中:
所述全PT采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成,所述第一电源模块用于向芯片供电,所述微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压,微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第一调理采样电路;所述第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第一AD芯片的输入端连接所述第一调理采样电路的输出端;
所述全CT采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成,所述第二电源模块用于向芯片供电,所述微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流,微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第二调理采样电路;所述第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第二AD芯片的输入端连接所述第二调理采样电路的输出端;
所述电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成,所述第三电源模块用于向芯片供电,所述电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流,电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号,小电压信号被输送至第三调理采样电路;所述第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第三AD芯片的输入端连接所述第三调理采样电路的输出端;
所述第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端分别连接所述处理计算机的输入端。
优选的,还包括用于转换市电的电力电源,所述电力电源将220V市电转换为±12V,5V二次电,并向装置供电。
优选的,所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片,所述WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电。
优选的,还包括显示屏,所述显示屏由所述处理计算机控制、用于显示被测信号的比差、角差和频率。
优选的,所述处理计算机通过SPI总线接收信号采集板输出的采样数据。
本实用新型的一种自动测试检测装置具有以下有益效果:
(1)本装置在三相电流电压互感器校验装置的基础上,增加DA模块,通过处理计算机采集到的互感器信号作为反馈,闭环控制DA模块输出控制信号,将升压升流系统的控制部分与校验装置进行了整合集成,实现了全系统的自动测试模式,该装置可以广泛的应用于电压/电流互感器或开关的功能性能测试。
(2)本装置中的校验装置在兼顾电磁式和电子式测试的前提下,能够同时完成三路电压和三路电流的测试,极大的提高了测试效率。
(3)本装置中的电磁式检测通道包括微型电压互感器和微型电流互感器,采用高精度微型电压和电流互感器能够检测极小的信号,电子式检测通道采用电阻分压的原理,将输入信号按比例变化为小电压信号进行采集并完成软件解算。
(4)本装置中的校验装置具有显示和交互功能,能够实时显示检测数据,展示被测对象的比差、角差、频率等信息,既能满足传统电磁式互感器的校验测试,也能够满足电子式互感器的测试。
附图说明
图1为本实用新型的电路连接示意图;
图2为本实用新型中电磁式检测通道的电路连接示意图;
图3为本实用新型中电子式检测通道的电路连接示意图;
图4为本实用新型中电源模块的电路连接示意图;
图5为本实用新型中AD芯片的电路连接示意图;
图6为本实用新型中电力电源的滤波电路连接示意图;
图7为本实用新型中电力电源的降压电路连接示意图。
具体实施方式
根据附图所示,对本实用新型进行进一步说明:
如图1所示,一种自动测试检测装置包括校验装置和反馈调节装置,校验装置用于被测信号的采集和处理,反馈调节装置基于处理后的被测信号控制系统升压和升流,其中:校验装置包括多块信号采集板和处理计算机,信号采集板用于采集多路三相电流和电压,处理计算机接收信号采集板的采集信号,并针对采集信号进行解算处理;反馈调节装置包括DA模块、多路数字功率源、升压设备和升流设备,DA模块的输入端连接处理计算机,DA模块的输出端连接多路数字功率源,多路数字功率源分别连接升压设备和升流设备。具体的,自动测试检测装置包括六路数字功率源和三路升压设备以及三路升流设备,每个升压设备或升流设备由数字功率源独立控制。
本实施例中,信号采集板信号采集板包括全PT采集板、全CT采集板和电子式采集板,该装置使用三块独立的采集板采集电压、电流信息,处理计算机根据采集板的信号进行计算和分析,并将关键信息显示至显示屏。
需要说明的是,全PT采集板、全CT采集板、电子式采集板上分别设置有八路信号通道,用于同时采集三路电压和三路电流。全PT采集板八通道均为微型电压互感器,对应三路标准电磁电压通道、三路被测电磁电压通道以及两路零序电磁电压通道;全CT采集板八通道均为微型电流互感器,对应三路标准电磁电流通道、三路被测电磁电流通道以及两路零序电磁电流通道;电子式采集板八通道均为电子式接口电路设计,对应三路电子电压通道、三路电子电流通道、一路电子式零序电压及一路电子式零序电流通道。
具体的,全PT采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成,第一电源模块用于向芯片供电,微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压,微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第一调理采样电路;第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第一AD芯片的输入端连接第一调理采样电路的输出端;全CT采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成,第二电源模块用于向芯片供电,微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流,微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第二调理采样电路;第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第二AD芯片的输入端连接第二调理采样电路的输出端。
需要说明的是,微型电压互感器选用HPT304型互感器,HPT304型互感器的输入输出电流比为1∶1。微型电流互感器选用HCT254型互感器,HCT254型互感器的信号输入输出关系为5A/2.5mA。
如图2所示,调理采样电路设置在互感器与AD芯片之间,用于输入信号的滤波和放大,调理采样电路的输入端分别连接微型电压互感器、微型电流互感器和电子式接口电路,具体的,调理采样电路采用AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片中的一种,在调理采样电路之前还设置有由两个肖基特二极管组成的过压保护电路。
图1中,电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成,第三电源模块用于向芯片供电,电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流,电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号,小电压信号被输送至第三调理采样电路;第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第三AD芯片的输入端连接第三调理采样电路的输出端。
如图3所示,电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流,电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号,小电压信号被输送至调理采样电路。图中,调理采样电路采用AD8605芯片、ADA4000芯片和AD8137芯片三级放大电路。图中,处理计算机的输入端分别连接第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端,处理计算机的输出端连接显示屏,显示屏用于显示被测信号的比差、角差和频率。
本实施例中,处理计算机通过SPI总线接收采集板输出的采样数据,处理计算机对采样数据进行解算处理、并生成被测信号的比差、角差和频率,显示屏为10.4英寸可触摸液晶显示屏。
本实施例中,第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片,WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电,如图4所示。
本实施例中,AD芯片采用8通道24位高速采集芯片ADS1278,能够同时完成8通道模拟信号的采集,如图5所示。
本实施例中,电力电源能够将220V市电转换为±12V,5V二次电,并向装置供电,其中,电力电源的滤波电路如图6所示,电力电源的降压电路如图7所示。
具体的,DA模块由供电电源S-15-12和高速数字模拟转换板P0035DCC-HSMC组成,供电电源将外部供电转换为3.3V给高速数字模拟转换板供电,高速数字模拟转换板再根据外部输入数字指令生成相应的模拟信号。
具体的,数字功率源由功率电源和功放板组成,功率电源为SDY-3K采用AC220V市电供电,将交流220V电压转换为直流DC±95V,最大功率3000W;功放板SSGF-3K将DA模块生成的模拟信号进行功率放大后输出给升流/升压器。
具体的,升压设备型号为HJ-S10G1,0.01级,该设备给测试系统提供悬浮高电压和标准的100V/√3二次电压信号
具体的,升流设备型号HL-S21S,0.01S级,5-1000A/5A。该设备给测试系统提供5-1000A的大电流和标准的5A二次电流信号。
本实用新型的工作原理:
本装置是基于三相电压电流互感器校验仪及DA模块为主体进行设计实现的。在工作过程中,外部信号通过采集板处理后发送给处理计算机,处理计算机将采集信号值作为反馈信号,再根据程序设定的测试点,调整输出信号,控制DA模块发出相应的控制信号。本装置再配合外部功率源、升压升流设备以及标准/被测互感器即可实现系统全自动式测试,可极大的提高测试的效率,提升测试点的精准度。其中,本装置种的校验装置包括电磁式通道(标准电压/电流,被测电压/电流)和电子式通道(电子电压/电流,零序电压/电流)。电磁式通道通过高精度微型电压/电流互感器对输入信号进行变换,按比例输出小电流信号,通过电阻采样后将同一通道的标准信号和被测信号进行处理解算,得出角差、比差等参数;电子式通道采用电阻分压的原理,将输入信号按比例变化为小电压信号进行采集并与对应电磁式标准通道的数据进行处理解算,得出角差、比差等参数。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动测试检测装置,其特征在于,包括校验装置和反馈调节装置,所述校验装置用于被测信号的采集和处理,所述反馈调节装置基于处理后的被测信号控制系统升压和升流,其中:
所述校验装置包括多块信号采集板和处理计算机,所述信号采集板用于采集多路三相电流和电压,所述处理计算机接收信号采集板的采集信号,并针对采集信号进行解算处理;
所述反馈调节装置包括DA模块、多路数字功率源、升压设备和升流设备,所述DA模块的输入端连接所述处理计算机,DA模块的输出端连接多路数字功率源,多路数字功率源分别连接升压设备和升流设备。
2.根据权利要求1所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述DA模块由供电电源和高速数字模拟转换板组成,所述供电电源将外部供电转换为3.3V给高速数字模拟转换板供电,所述高速数字模拟转换板根据外部输入数字指令生成相应的模拟信号。
3.根据权利要求1所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述数字功率源由功率电源和功放板组成,其中:所述功率电源采用交流220V市电供电,功率电源将交流220V电压转换为直流±95V电源为功放板供电,所述功放板将所述DA模块生成的模拟信号进行功率放大后输出给升压设备和升流设备。
4.根据权利要求1所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述升压设备型号为HJ-S10G1,升压设备用于给测试系统提供悬浮高电压和标准的100V/√3二次电压信号。
5.根据权利要求1所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述升流设备型号HL-S21S,升流设备用于给测试系统提供5-1000A的大电流和标准的5A二次电流信号。
6.根据权利要求1所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述信号采集板包括全PT采集板、全CT采集板和电子式采集板,其中:
所述全PT采集板由第一电源模块、多组微型电压传感器、第一调理采样电路和第一AD芯片组成,所述第一电源模块用于向芯片供电,所述微型电压传感器通过磁感应方式采集标准电压、被测电压和零序电压,微型电压互感器将外部输入的电压信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第一调理采样电路;所述第一调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第一AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第一AD芯片的输入端连接所述第一调理采样电路的输出端;
所述全CT采集板由第二电源模块、多组微型电流传感器、第二调理采样电路和第二AD芯片组成,所述第二电源模块用于向芯片供电,所述微型电流传感器通过磁感应方式采集标准电流、被测电流和零序电流,微型电流互感器将外部输入的电流信号通过感应转化为小电流信号,小电流信号被输送至第二调理采样电路;所述第二调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第二AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第二AD芯片的输入端连接所述第二调理采样电路的输出端;
所述电子式采集板由第三电源模块、多组电子式接口电路、第三调理采样电路和第三AD芯片组成,所述第三电源模块用于向芯片供电,所述电子式接口电路通过电阻分压方式采集电子电压、电子电流、零序电压和零序电流,电子式接口电路将外部输入的测量信号处理为小电压信号,小电压信号被输送至第三调理采样电路;所述第三调理采样电路用于输入信号的滤波和放大;所述第三AD芯片采集模拟信号、并输出对应的数字信号,第三AD芯片的输入端连接所述第三调理采样电路的输出端;
所述第一AD芯片、第二AD芯片和第三AD芯片的输出端分别连接所述处理计算机的输入端。
7.根据权利要求6所述的自动测试检测装置,其特征在于,还包括用于转换市电的电力电源,所述电力电源将220V市电转换为±12V,5V二次电,并向装置供电。
8.根据权利要求7所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述第一电源模块、第二电源模块和第三电源模块均包括WD5-6S3V3芯片,所述WD5-6S3V3芯片将电力电源的5V二次电转换为3.3V给芯片供电。
9.根据权利要求8所述的自动测试检测装置,其特征在于,还包括显示屏,所述显示屏由所述处理计算机控制、用于显示被测信号的比差、角差和频率。
10.根据权利要求9所述的自动测试检测装置,其特征在于,所述处理计算机通过SPI总线接收信号采集板输出的采样数据。
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