CN212008793U - 一种智能抗消谐pt综合防护装置的一体化测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，涉及抗消谐PT综合防护测试领域，包括可编程电源、上位机、USB转485转换器、USB转232转换器、WIFI收发器、无线数据终端和交流灯泡。本实用新型的一体化测试平台所需硬件资源比较少，根据实际需要批量进行全自动批量测试，不仅保证装置的功能准确性，而且大大提高测量效率。

Description

一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台

技术领域

本实用新型涉及抗消谐PT综合防护测试领域，具体涉及一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台。

背景技术

目前，智能抗消谐PT综合防护装置还属于新研制的设备，智能抗消谐PT综合防护装置包括信号调理单元、微处理单元、保护控制单元、状态指示单元、远程通信单元、TF卡和电源管理单元、碳化硅非线性电阻，保护控制单元包括真空开关、中间继电器和可控硅；真空开关通过中间继电器与可控硅连接，信号调理单元、保护控制单元、状态指示单元、远程通信单元、TF卡和电源管理单元分别与微处理单元连接，碳化硅非线性电阻与保护控制单元连接。

智能抗消谐PT综合防护装置采用在抗饱和型PT一次侧与碳化硅非线性电阻并联真空开关、二次侧开口三角回路加可控硅，实现一次抗谐限流和二次消谐相结合的方法能快速有效的抑制系统的低频谐振、PT涌流、系统谐振等各种PT故障。

但是，目前无测试智能抗消谐PT综合防护装置的标准及方案，实际测试中往往需要大批量的进行测试，还需要确保测试的结果准确，并且高效的完成测试，所以，为保证电力系统安全可靠运行，有必要实用新型一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，解决批量进行全自动批量测试存在难题。

实用新型内容

为了实现对智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试，本实用新型提供了一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台及测试平台，具体技术方案如下：

一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，包括可编程电源、智能抗消谐PT综合防护装置、上位机、USB转485转换器、USB转232转换器、WIFI收发器、无线数据终端和交流灯泡L0、交流灯泡L1；

所述可编程电源与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；所述交流灯泡L0与被测的智能抗消谐PT综合防护装置串接；所述交流灯泡L1的一端与可编程电源连接，所述交流灯泡L1的另一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；所述USB转485转换器的一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接，所述USB转485转换器的另一端与上位机连接；所述USB转232转换器的一端与上位机连接，所述USB转232转换器的另一端与可编程电源连接；所述WIFI收发器、无线数据终端分别与上位机连接；

所述可编程电源用于合成不规则的标准信号，并将合成不规则的标准信号传输给被测的智能抗消谐PT综合防护装置；所述上位机用于检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置的功能是否正常、WIFI收发器能否正常收发数据，同时运行可编程电源，并模拟电压互感器实际各种运行工况；

所述被测的智能抗消谐PT综合防护装置通过USB转485转换器将数据传递给上位机；所述上位机接收的数据通过USB转232转换器传递给可编程电源，所述交流灯泡L1、交流灯泡L0用于显示被测的智能抗消谐PT综合防护装置的动作逻辑；所述WIFI收发器通过无线接收并发送被测的智能抗消谐PT综合防护装置的数据信息，所述无线数据终端通过无线连接实现上位机与被测的智能抗消谐PT综合防护装置之间的数据通信。

优选地，所述可编程电源采用电能质量测试分析仪检定装置DKLN-1。

优选地，所述USB转485转换器采用USB转rs485/422串口线。

优选地，所述USB转232转换器采用USB转rs232串口线。

优选地，所述WIFI收发器采用TL-WN726N免驱版高增益无线USB网卡。

优选地，所述无线数据终端采用E8372h-155路由。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型一体化测试平台所需硬件资源比较少，根据实际需要批量进行全自动批量测试，不仅保证测试的功能判断的准确性，而且大大提高了测量效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为本实用新型平台的工作流程图。

图3为本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的结构原理图。

图4为本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的信号调理单元的原理图。

图5为本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的保护控制单元的原理图。

图6为本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的“电—光—电”转换原理图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例1：

如图1所示，一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，包括智能抗消谐PT 综合防护装置、可编程电源、上位机、USB转485转换器、USB转232转换器、WIFI收发器、无线数据终端和交流灯泡L1、交流灯泡L0；

本实用新型的可编程电源与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；交流灯泡L0与被测的智能抗消谐PT综合防护装置的保护控制单元串接；交流灯泡L1的一端与可编程电源连接，交流灯泡L1的另一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；USB转485转换器的一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接，USB转485转换器的另一端与上位机连接； USB转232转换器的一端与上位机连接，USB转232转换器的另一端与可编程电源连接；WIFI 收发器、无线数据终端分别与上位机连接。

本实用新型的可编程电源用于合成不规则的标准信号，并将合成不规则的标准信号传输给被测的智能抗消谐PT综合防护装置；上位机用于检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置的功能是否正常、WIFI收发器能否正常收发数据，同时运行可编程电源，并模拟电压互感器实际各种运行工况；被测的智能抗消谐PT综合防护装置通过USB转485转换器将数据传递给上位机；上位机接收的数据通过USB转232转换器传递给可编程电源，交流灯泡L1、交流灯泡L0用于显示被测的智能抗消谐PT综合防护装置的动作逻辑；WIFI收发器通过无线接收并发送被测的智能抗消谐PT综合防护装置的数据信息，无线数据终端通过无线连接实现上位机与被测的智能抗消谐PT综合防护装置之间的数据通信。

本实用新型的被测的智能抗消谐PT综合防护装置是在PT的一次侧中性点使用碳化硅非线性电阻和真空开关并联接地、二次侧开口三角回路加可控硅的智能抗消谐PT综合防护装置，测试时，被测的智能抗消谐PT综合防护装置的真空开关接口采用交流灯泡L0、交流灯泡L1代替；交流灯泡L0用于显示真空开关的动作逻辑，交流灯泡L1用于显示可控硅动作逻辑，被测的智能抗消谐PT综合防护装置上的8个LED用于进行观察设备运行状态和依靠上位机使用远程通信检测设备采集数据和功能，检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置功能是否正常。

如图3所示，本实用新型的被测的智能抗消谐PT综合防护装置包括信号调理单元、微处理单元、保护控制单元、状态指示单元、远程通信单元、TF卡和电源管理单元、碳化硅非线性电阻，保护控制单元包括真空开关、中间继电器和可控硅；真空开关通过中间继电器与可控硅连接，

信号调理单元、保护控制单元、状态指示单元、远程通信单元、TF卡和电源管理单元分别与微处理单元连接，碳化硅非线性电阻与保护控制单元连接。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的可编程电源配备RS232通信接口，通过上位机进行操作，利用DKLN-1合成不规则的标准信号，不规则的标准信号包括电压信号、电流的谐波、间谐波、调制谐波、闪变、骤升/骤降，不规则的标准信号用于检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置的功能。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的信号调理单元用于将可编程电源输出的电压信号调理至合适范围后送至微处理单元，微处理单元用于实时采集信号调理单元输出的电压信号，同时将已采集的电压信号传输至TF卡，并根据采集的电压信号计算分析后输出相应的控制信号，并将控制信号传输至保护控制单元，TF卡用于存储微处理单元传输的电压信号，保护控制单元根据微处理单元传输的控制信号控制真空开关和可控硅的开通或关断，状态指示单元用于显示的运行状态、通讯方式、故障类型，并对相应的异常情况进行报警输出；远程通信单元用于接收台式电脑的指令，将指令传输至微处理单元，并将微处理单元的监测数据发送至上位机；电源管理模块用于给信号调理单元、微处理单元、保护控制单元、状态指示单元、远程通信单元、TF卡供电。

如图4所示，本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的信号调理单元包括电阻 R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53、电流型电压互感器、电容C50，电阻R50、电阻R51、电阻R52、电阻R53分别与电流型电压互感器连接，电容C50与电阻R53连接，电阻R50、电阻R51的阻值均为56kΩ，电阻R52的阻值为470Ω、电阻R53阻值为1.2kΩ，电流型电压互感器采用元星电子公司的电流型电压互感器TV31B02，本实用新型的微处理器单元采用基于CORTEX-M3 32位RISC内核的STM32F103VGT6微处理器，工作频率为72MHz，高速嵌入式存储器(FLASH高达1MB，SRAM高达96KB)，以及与两条APB总线相连的各种增强型I/O和外设，STM32F103VGT6微处理器提供三个12位ADC转换器(最多21个通道输入)，ADC转换器用于AD采样，十个通用16位定时器和两个PWM定时器，以及标准和高级通信接口：最多两个I2C，三个SPI，两个I2S，一个SDIO，五个USART，一个USB 和一个CAN。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置将电压信号Ua进行信号变换、低通滤波使其达到合适范围A1送至微处理单元进行AD采样，信号调理单元用于对三相电压和开口三角电压信号进行信号变换、低通滤波。

如图4、图5、图6所示，本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的保护控制单元控制与碳化硅非线性电阻并联的真空开关和加在开口三角回路的可控硅，交流型真空开关采用中间继电器来驱动，继电器的驱动采用三极管8050，可控硅采用光耦MOC3081进行驱动，以光为媒介来传输电信号，当输入端加电信号时，发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的状态指示单元包括8个LED指示灯和1 个蜂鸣器，均采用电阻上拉方式，微处理单元采用低电压即可实现相应的驱动，该8个LED 指示灯及1个蜂鸣器，具体功能如表1所示，LED指示灯和蜂鸣器均采用电阻上拉方式与微处理器单元连接，LED指示灯用于对装置运行状态、通讯方式、故障类型进行显示，蜂鸣器用于发出报警信号。

表1 8个LED指示灯和1个蜂鸣器的功能表

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的远程通讯单元包括RS-485串行协议模块、WIFI模块、远程通信模块，RS-485串行协议模块采用型号为SP3485EN的+3.3V低功耗半双工收发器，WIFI模块采用成都亿佰特电子科技公司有限公司基于Espressif公司的 ESP8266EX芯片研发E103-W01模块，远程通信模块采用骐俊股份公司的低功耗广域物联网技术无线通信ml5510模组；

RS-485串行协议模块功能用于与其他设备或系统组网，并用光耦芯片TLP785进行隔离； WIFI模块供手持专用PDA或平板电脑连接装置，查看装置运行状况及历史数据，实现实时数据和当前状态的显示、信息统计、事件浏览、历史数据查询、参数设置等功能，WIFI模块集成了透传功能，即拿即用，支持串口AT指令集，服务器AT指令集，用户通过串口即可使用网络访问的功能，同时支持AirKiss；远程通信模块通过2G/3G/4G远程通信连接至远端后台，实现远端查看数据，实现2G GPRS/NB-IOT/4G LET多种通信方式，满足智能抗消谐PT 综合保护装置物联网应用需求。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置的电源管理单元用于管理整个装置的工作电源，需管理多种电压等级，包括直流1.8V、3.3V、5V、12V及交流220VAC，外部提供交流220V电压及经电压转化模块变成12V和5V供装置使用，采用AMS1117-3.3芯片将5V电压变成3.3V电压，采用XC6206-1.8V芯片将5V电压变成1.8V电压，其中1.8V用作AD采样的参考电压，5V电压和3.3V电压供微处理单元和AMS1117-3.3芯片、XC6206-1.8V的使用，12V电压用于继电器、远程通信电路使用，内置的电池为微处理单元及远程通信单元供电，以保证装置掉电后仍可短时发送接收数据。

本实用新型被测的智能抗消谐PT综合防护装置采用在抗饱和型PT一次侧与碳化硅非线性电阻并联真空开关、二次侧开口三角回路加可控硅，实现一次抗谐限流和二次消谐相结合的方法能快速有效的抑制系统的低频谐振、PT涌流、系统谐振等各种PT故障。

本实用新型的可编程电源采用南京丹迪克科技开发有限公司生产的电能质量测试分析仪检定装置DKLN-1，内有4路电压输出，包括第1电压电路、第2电压电路、第3电压电路、第4电压电路，第1电压电路、第2电压电路、第3电压电路用电缆对应连接被测的智能抗消谐PT综合防护装置的采样通道输入通道A1～A3，第4电压电路串联交流灯泡L1后用电缆连接被测的智能抗消谐PT综合防护装置的采样通道输入通道A4，用于模拟电压互感器二次侧输出的三相电压和开口三角电压，交流灯泡L1的一端与可编程电源连接，交流灯泡L1的另一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接，上位机的USB接口通过USB转485用485连接被测的智能抗消谐PT综合防护装置，WIFI收发器与被测的智能抗消谐PT综合防护装置无线连接，USB转232转换器的另一端与可编程电源连接，无线数据终端用4G网络无线连接被测的智能抗消谐PT综合防护装置，并通过USB转232转换器与可编程电源连接。

本实用新型的USB转485转换器采用深圳市绿联科技有限公司生产的USB转rs485/422 串口线，为公对公接头，无外接电源。

本实用新型的USB转232转换器采用深圳市绿联科技有限公司生产的USB转rs232串口线，为公对公接头，无外接电源。

本实用新型的WIFI收发器采用普联技术有限公司生产的TL-WN726N免驱版高增益无线USB网卡，适用以太网网络，传输速度为150Mbps，支持USB插口。

本实用新型的无线数据终端采用华为技术有限公司生产的E8372h-155路由，E8372h-155路由通过计算机USB接口供电，支持3G和4G网络的中国电信、中国移动和中国联通，无线传输速率为150Mbps，内置防火墙，网络协议为IEEE 802.11b/g/n。

本实用新型的上位机采用台式电脑，台式电脑用于检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置485串口的功能是否正常、WIFI收发器能否正常收发数据，同时运行可编程电源，并模拟电压互感器实际各种运行工况，可根据需求修改配置，典型运行工况如下：

工况1，系统运行正常，设置Ua＝Ub＝Uc＝57.74V,3U0＝0V；

工况2，系统发生单相接地故障，设置Ua＝0V，Ub＝Uc＝100V,3U0＝120V，持续时间为 0.2s；

工况3，电压互感器发生铁磁谐振，设置Ua＝Ub＝Uc＝57.74V,3U0＝35V(低频)，持续时间为0.5s；

工况4，系统发生谐振，设置Ua＝Ub＝Uc＝57.74V,3U0＝35V，持续时间为2s；

工况5，电压互感器发生断线故障，设置Ub＝0V，Ua＝Uc＝57.74V,3U0＝57.74V，持续时间为3s。

如图2所示，本实用新型具体应用时的工作流程如下；

步骤S1，根据电路原理图1安装被测的智能抗消谐PT综合防护装置并连接线路，将被测的智能抗消谐PT综合防护装置安装在一体化测试平台的某一测试通道，依次连接可编程电源、交流灯泡、485串口线和220V交流电源。

步骤S2，采用万用表交叉检测步骤S1连接好的线路的各电压通道，若电压通道无相- 地和相-相短路并接触良好，则电压通道可接受来自可编程电源输出信号；若发现电压通道存在短路现象，继续查找问题，直到无短路现象后可进行下一步骤。

步骤S3，步骤S2检测电压通道无短路现象后，启动上位机，选择USB转rs485/422串口线设置波特率，通过上位机查看波特率数据是否刷新；采用WIFI收发器选择WIFI，搜索被测的智能抗消谐PT综合防护装置的WIFI信号，连接成功后查看上位机所连接的WIFI是否刷新；通过无线数据终端设置被测的智能抗消谐PT综合防护装置的TD-LET参数，连接成功后通过上位机查看TD-LET参数是否刷新；若上述3项通信功能均通过测试，可进行下一步骤。

步骤S4，参考上位机模拟的电压互感器的典型运行工况1，上位机配置可编程电源启动测试，观察被测的智能抗消谐PT综合防护装置的8个LED、交流灯泡L0、交流灯泡L1的亮灭，并根据上位机模拟的电压互感器的典型运行工况2～5，依次完成4次工况的测试，并记录每次观察被测的智能抗消谐PT综合防护装置的8个LED、交流灯泡L0、交流灯泡L1 的亮灭的数据。

得到的数据分析得出如下：

LED1表示设备运行，工况1～5均正常闪烁；LED2～4表示WIFI/RS485/LET远程通信方式，工况1～5选择哪种通信方式对于LED应闪烁；LED5～8、交流灯泡L0和L1显示见下表1。被测的智能抗消谐PT综合防护装置均正确防护，说明被测的智能抗消谐PT综合防护装置满足要求，可出具相应的测试报告，具体LED1～8表示含义见下表2。

表1 LED5～8、交流灯泡L0和L1显示表

表2 LED1～8的具体表示含义表

步骤S5，测试步骤S1～S4中一旦发现异常，先停止可编程电源的电压输出、断开被测的智能抗消谐PT综合防护装置的交流电源输入，若能直接排除异常，则继续测试；否则进入步骤S6结束测试。

步骤S6，结束测试，关闭台式电脑、可编程电源和被测的智能抗消谐PT综合防护装置的电源输入，断开被测的智能抗消谐PT综合防护装置。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，包括智能抗消谐PT综合防护装置，其特征在于，包括可编程电源、上位机、USB转485转换器、USB转232转换器、WIFI收发器、无线数据终端和交流灯泡L0、交流灯泡L1；

所述可编程电源与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；所述交流灯泡L0与被测的智能抗消谐PT综合防护装置串接；所述交流灯泡L1的一端与可编程电源连接，所述交流灯泡L1的另一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接；所述USB转485转换器的一端与被测的智能抗消谐PT综合防护装置连接，所述USB转485转换器的另一端与上位机连接；所述USB转232转换器的一端与上位机连接，所述USB转232转换器的另一端与可编程电源连接；所述WIFI收发器、无线数据终端分别与上位机连接；

所述可编程电源用于合成不规则的标准信号，并将合成不规则的标准信号传输给被测的智能抗消谐PT综合防护装置；所述上位机用于检测被测的智能抗消谐PT综合防护装置的功能是否正常、WIFI收发器能否正常收发数据，同时运行可编程电源，并模拟电压互感器实际各种运行工况；

所述被测的智能抗消谐PT综合防护装置通过USB转485转换器将数据传递给上位机；所述上位机接收的数据通过USB转232转换器传递给可编程电源，所述交流灯泡L1、交流灯泡L0用于显示被测的智能抗消谐PT综合防护装置的动作逻辑；所述WIFI收发器通过无线接收并发送被测的智能抗消谐PT综合防护装置的数据信息，所述无线数据终端通过无线连接实现上位机与被测的智能抗消谐PT综合防护装置之间的数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，所述可编程电源采用电能质量测试分析仪检定装置DKLN-1。

3.根据权利要求1所述的一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，所述USB转485转换器采用USB转rs485/422串口线。

4.根据权利要求1所述的一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，所述USB转232转换器采用USB转rs232串口线。

5.根据权利要求1所述的一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，所述WIFI收发器采用TL-WN726N免驱版高增益无线USB网卡。

6.根据权利要求1所述的一种智能抗消谐PT综合防护装置的一体化测试平台，其特征在于，所述无线数据终端采用E8372h-155 路由。

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