一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，包含上位機、調(diào)壓器、與上位機通信連接的控制機、分別與控制機連接的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器及被測電壓互感器模擬器及升壓器模擬器及互感器校驗儀模擬器及電壓負(fù)載箱模擬器。本發(fā)明采用計算機實時仿真，最大限度模擬現(xiàn)場工作環(huán)境，在設(shè)備外觀、功能完全仿真的條件下，輸入輸出電壓小、可以實現(xiàn)在安全工作電壓下為學(xué)員提供標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的培訓(xùn)考試可靠的安全保障。
【專利說明】一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能互感器領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)電能計量檢定人員流動性大、知識更新慢、專業(yè)知識和工作水平參差不齊，復(fù)合型人才偏少，掌握互感器現(xiàn)場檢定技術(shù)的技術(shù)人員較少，影響了正常的檢測工作，主要是因為培訓(xùn)裝置較滯后，目前多以集中理論培訓(xùn)、演示實驗、書面考試以及跟現(xiàn)場一帶一等培訓(xùn)方式，都存在很大的局限性，培訓(xùn)效率非常低。
[0003]而且在實際環(huán)境中的培訓(xùn)，由于電能計量設(shè)備具有高電壓、大電流，會對人身和設(shè)備產(chǎn)生安全隱患，限制了培訓(xùn)的質(zhì)量和效率。
[0004]如果能提供一種能夠在低壓、小電流的條件下操作，且功能和外觀上完全模擬真實的電壓互感器計量設(shè)備，那么，對電能計量檢定人員培訓(xùn)該設(shè)備時的安全操作將是十分有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，包含上位機、與上位機通信連接的控制機、調(diào)壓器、分別與控制機連接的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器及被測電壓互感器模擬器及升壓器模擬器及互感器校驗儀模擬器及電壓負(fù)載箱模擬器，其中
所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器用于模擬真實的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器功能；
所述被測電壓互感器模擬器用于模擬真實的被測電壓互感器的功能；
所述電壓負(fù)載箱模擬器用于用于模擬真實的電壓負(fù)載箱模擬器；
所述互感器校驗儀模擬器用于模擬真實的互感器校驗儀的功能；
所述升壓器模擬器用于模擬真實的升壓器的功能；
調(diào)壓器通過隔離變壓器與互感器校驗儀模擬器電源部分連接；
控制機用于采集各個模擬器的接線情況的信號信息，上傳給上位機，并執(zhí)行上位機發(fā)送的控制指令；
上位機用于對控制機發(fā)送控制指令信息、設(shè)定所述各個模擬器的參數(shù)、接收控制機上傳信息，并對各個模擬器的接線是否正確進行判斷、實時顯示各個模擬器的接線情況。
[0006]進一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電壓互感器、若干位于殼體外的若干模擬接線端子，所述模擬接線端子包括兩個一次線輸入端子、三個二次線輸入端子。
[0007]進一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器實現(xiàn)的模擬變比為35KV/100VU0KV/100V。
[0008]進一步的，所述被測電壓互感器模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電壓互感器、若干位于殼體外的若干模擬接線端子，所述模擬接線端子包括兩個一次線輸入端子、兩個二次線輸入端子。
[0009]進一步的，所述電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)包括殼體、位于殼體內(nèi)的電路板、位于殼體外面的模擬接線端子部分，所述模擬接線端子包括兩個工作電壓回路輸入端子、兩個工作電流回路輸入端子、兩個差壓輸入端子。
[0010]進一步的，所述電壓負(fù)載箱模擬器包括殼體、位于殼體外面的5個模擬接線端子，所述5個模擬接線端子分別模擬2.5VA、5VA、10VA、20VA、40VA的負(fù)載調(diào)節(jié)檔位。
[0011]進一步的，所述升壓器模擬器包括殼體、位于殼體外面的4個模擬接線端子，所述4個模擬接線端子為一次線輸入端子、兩個二次線輸出端子；所述一次線輸入端子標(biāo)志分別為50KV、X地；二次線輸入端子標(biāo)志分別為220V、土。
[0012]進一步的，所述控制機包括頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊、RS232收發(fā)器模塊、MCU模塊以及供電單元模塊；MCU模塊與頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊單向連接，與RS232收發(fā)器模塊雙向連接。其中，
頭接線端驅(qū)動輸出模塊用于接收MCU模塊發(fā)出的驅(qū)動控制信號，給待判斷的接線線頭施加低電平；
尾接線端采集輸入模塊用于實現(xiàn)對接線尾端信號掃描，逐一查詢除帶判斷接線意外的其他接線尾端的電平狀態(tài)；
極性與信號判別模塊用于實現(xiàn)信號的放大，并實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換；
RS232收發(fā)器模塊用于將尾接線端采集輸入模塊的信號傳輸至上位機或者將上位機的控制指令信息傳輸至控制機；
MCU模塊用于控制頭接線端驅(qū)動輸出模塊驅(qū)動待判斷接線端頭，并不斷掃描尾接線端采集輸入模塊的邏輯電平信號，判斷各個模擬接線端子之間接線的通斷關(guān)系；
供電單元模塊用于向其他各模塊供電。
[0013]所述頭接線端驅(qū)動輸出模塊采用74HC374或8位鎖存器集成電路；所述頭接線端驅(qū)動輸出模塊采用74HC374或8位鎖存器集成電路；所述極性與信號判別模塊由跨導(dǎo)放大器與過零檢測電路組成；所述RS232收發(fā)器模塊用SP3232收發(fā)器；所述MCU模塊采用PQFP44封裝的MPC82G 516A單片機芯片。
[0014]進一步的，上位機的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬頁面設(shè)置有接線情況顯示區(qū)域，所述接線情況顯示區(qū)區(qū)域用委托監(jiān)聽監(jiān)控控制機發(fā)送的數(shù)據(jù)，用string的Split ()方法分解數(shù)據(jù)，并與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的通斷關(guān)系比較，實時顯示接的每一根線。
[0015]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明采用計算機實時仿真，最大限度模擬電壓互感器模擬檢定的現(xiàn)場工作環(huán)境，提供了在設(shè)備外觀、功能完全仿真實物的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器、被測電壓互感器模擬器、互感器校驗儀模擬器、升壓器模擬器、電壓負(fù)載箱模擬器，整個系統(tǒng)的工作電壓和電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于真實環(huán)境的電壓和電流、可以實現(xiàn)在安全工作電壓、電流下為學(xué)員提供電壓互感器的培訓(xùn)考試可靠的安全保障。
[0016]本發(fā)明的控制機完全滿足標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器檢定接線模擬系統(tǒng)或其他類似的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的技術(shù)要求，能實現(xiàn)全電子化，實時地、準(zhǔn)確地判斷模擬接線的通斷狀態(tài)，并及時地、不斷地將結(jié)果數(shù)據(jù)上傳給上位機作接線的對錯判斷等進一步處理。
[0017]上位機可以對各個模擬器的模擬接線接線端子進行試驗接線判斷，并在計算機上能將實際試驗接線情況顯示出來，最大限度的激發(fā)學(xué)員對現(xiàn)場工作的理解力和實際操作能力，迅速提高學(xué)員操作技能，具有較強的生產(chǎn)實際意義。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明原理框圖。
[0019]圖2為標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器的原理框圖。
[0020]圖3為被測電壓互感器模擬器的原理框圖。
[0021]圖4為電壓負(fù)載箱模擬器的原理框圖。
[0022]圖5為升壓器模擬器的原理框圖。
[0023]圖6為互感器校驗儀模擬器的原理框圖。
[0024]圖7為控制機原理模塊圖。
[0025]圖8為控制機的軟件原理框圖。
【具體實施方式】:
本發(fā)明包括作為上位機(一般為計算機)、控制機、調(diào)壓器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器、被測電壓互感器模擬器、互感器校驗儀模擬器、電壓負(fù)載箱模擬器組成。
[0026]如圖1所示:上位機與控制機通過RS232串口連接，標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器、被測電壓互感器模擬器、互感器校驗儀模擬器、電壓負(fù)載箱模擬器均與控制機連接。
[0027]下面分別進行詳細(xì)介紹。
[0028]1.標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器
如圖2所不,標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電壓互感器,位于殼體外的若干模擬接線端子。
[0029]下面分別進行詳細(xì)介紹。
[0030]a.電壓互感器
所述位于殼體內(nèi)的電壓互感器由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心和絕緣組成。其工作原理與變壓器基本相同，當(dāng)在一次繞組上施加一個電壓Ul時,在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通Φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，即100V。
[0031]b.模擬接線端子
模擬接線部分設(shè)置在殼體外表。如圖1中所示:模擬器一次線輸入端子標(biāo)志為A、X地；二次線輸入端子標(biāo)志為35KV/100V、10KV/100V、X，所述五個輸入端子直接與控制機的主板連接。根據(jù)需要，控制機可識別這五根接線的相互連接狀態(tài)。5根接線的頭端分別為:
la, 2a,..........5a。5根接線的尾端分別為:1b, 2b.........5b。也就是,上位機通過控制機要
及時準(zhǔn)確地識別出每一個端號與其他4個端號的的關(guān)系(導(dǎo)通或斷開)。識別的方法采用控制機MCU集成的掃描式算法。
[0032]需要說明的是，本發(fā)明可實現(xiàn)模擬變比值為35KV/100VU0KV/100V。模擬等級
0.05級，過載能力120%。
[0033]上位機設(shè)定好變模擬變比值，極性、額定功率因數(shù)、額定負(fù)載、額定頻率、準(zhǔn)確度級另|J。在設(shè)備外觀、功能完全仿真的條件下，使接線電壓變得很低(一般只有IOV左右)。
[0034]2.被測電壓互感器模擬器 如圖3所示，被測電壓互感器模擬器設(shè)計原理與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器一樣，只是輸入端子有一點差異，一次線輸入端子標(biāo)志為A、X ;二次線輸入端子標(biāo)志為100V、X。
[0035]3.電壓負(fù)載箱模擬器
如圖4所不，電壓負(fù)載箱模擬器包括殼體、位于殼體外的若干模擬接線端子。
[0036]模擬接線端子設(shè)置在殼體外表，功率因數(shù)為0.8時，分別模擬負(fù)載調(diào)節(jié)檔位
2.5VA、5VA、10VA、20VA、40VA，所述5個輸入端子直接與控制機的主板連接。根據(jù)需要，控制
機可識別這五根接線的相互連接狀態(tài)。5根接線的頭端分別為:1a，2a，..........5a。6根接
線的尾端分別為:1b，2b.........5b，。也就是，上位機通過控制機要及時準(zhǔn)確地識別出每一個
端號與其他4個端號的的關(guān)系(導(dǎo)通或斷開)。識別的方法采用控制機MCU集成的掃描式算法。
[0037]所述電壓負(fù)載箱模擬器使得接線電壓變得很低(一般只有IOV左右)，能模擬過載能力120%、額定電壓:100V、功率因數(shù)為0.8，模擬器具有通信進口，能通過控制機與上位機聯(lián)機，可通過上位機設(shè)置負(fù)載檔位。
[0038]模擬真實電壓負(fù)載箱外觀，電壓負(fù)載箱模擬器外觀與真實電壓負(fù)載箱外觀完全一致，其中電壓負(fù)載箱模擬器面板上的接線柱也和真實電壓負(fù)載箱一樣。達(dá)到與現(xiàn)場測試環(huán)境一致的效果。
[0039]4.升壓器模擬器
如圖5所示，升壓器模擬器包括殼體、位于殼體外的若干模擬接線端子。
[0040]模擬接線端子有4個，兩個一次線輸入端子標(biāo)志為50KV、X地；二次線輸入端子標(biāo)志為220V、土，所述4個輸入端子直接與控制機的主板連接。根據(jù)需要，控制機可識別這5
根接線的相互連接狀態(tài)。5根接線的頭端分別為:1a，2a，..........4a。5根接線的尾端分別
為:1b，2b.........4b。也就是，上位機通過控制機要及時準(zhǔn)確地識別出每一個端號與其他3
個端號的的關(guān)系(導(dǎo)通或斷開)。識別的方法采用掃描式。
[0041]所述升壓器模擬器在設(shè)備外觀、功能完全仿真的條件下，使接線電壓變得很低(一般只有IOV左右)、可以實現(xiàn)在安全工作電壓下為學(xué)員升壓器的培訓(xùn)考試提供可靠的安全保障。升壓器模擬器的模擬一次升電壓(T50KV，模擬過載能力120%。
[0042]模擬真實升壓器外觀，升壓器模擬器外觀與真實升壓器外觀完全一致，其中升壓器模擬器面板上的接線柱也和真實升壓器一樣。達(dá)到與現(xiàn)場測試環(huán)境一致的效果。
[0043]模擬器具有通信接口，能與上位機聯(lián)機，可通過上位機設(shè)置變比和極性、升壓值。
[0044]5.互感器校驗儀模擬器
如圖6所不,所述互感器校驗儀模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電路板,位于殼體外的若干模擬接線端子。
[0045]a.電路板
可使用現(xiàn)有互感器校驗儀電路板。當(dāng)校驗儀的工作電壓(或電流)回路施加試驗電壓(或電流)，差壓(或差流)回路施加誤差電壓(或電流)時，校驗儀可以通過電橋線路、電子線路、或數(shù)安電路測量得到差壓(或差流)相量相對于工作電壓(或電流)相量的同相分量和正交分量，通過計算即可得到被比較的電壓(或電流)相量與工作電壓(或電流)相量的幅值比(比值差)和相位差。如果被比較的電壓(或電流)相量超前工作電壓(或電流)相量，相位差為正，滯后為負(fù)?；ジ衅餍ｒ瀮x模擬器其相量的同相分量和正交分量、負(fù)載值來自于上位機設(shè)置的值。百分表值來自于調(diào)壓器調(diào)節(jié)的大小通過互感器校驗儀模擬器取值。
[0046]b.模擬接線部分
模擬接線部分設(shè)置在殼體外表。如圖1中所示:工作電壓回路輸入端子標(biāo)志為a、X ;工作電流回路輸入端子標(biāo)志為To、Tx，差壓輸入端子為K、D;6根接線的頭端分別為:1a，2a，...…….5a，6a，尾端分別為:1b，2b.........5b，6b。根據(jù)需要，計算機通過控制器可識別a、X、
To、Tx、K、D六根接線的相互連接狀態(tài)。即計算機要及時準(zhǔn)確地識別出每一個端號與其他5個端號的的關(guān)系(導(dǎo)通或斷開)。控制器采用掃描式，對接線端子逐一進行掃描。即先從Ia開始，逐一識別到6a。按照通信協(xié)議，控制機不斷將結(jié)果通過RS232接口上傳給計算機，其To、Tx、D、K、a、X等接線點試驗接線對錯信息在計算機上顯示出來。
[0047]互感器校驗儀模擬器是系統(tǒng)的重要組成設(shè)備，具有實體互感器校驗儀的外觀、接線柱、面板等，從感官上與實際互感器校驗儀無異，能實現(xiàn)電流、電壓互感器極性錯誤、接線錯誤、變比錯誤、誤差超差、變差超差等仿真模擬的智能儀器。由鋁合金機箱、電路板、電源、通信串口及接線柱構(gòu)成。其外圍連接部分由計算機、控制器、調(diào)壓器、隔離變組成。220V外部電源經(jīng)過調(diào)壓器調(diào)壓后，再經(jīng)過隔離變壓器，互感器校驗儀模擬器內(nèi)部電源電路輸入電壓變?yōu)?0V。
[0048]所述互感器校驗儀模擬器不是采用比差法進行真實誤差校驗，而是采用全虛擬的方式在上位機上進行互感器的誤差校驗、量程的選擇等模擬測試功能，按照約定的通信協(xié)議通過RS-232串口通信接口連接的計算機，其相量的同相分量和正交分量、負(fù)載值來源于上位機設(shè)置的值 ，百分表值來源于通過調(diào)節(jié)調(diào)壓器后互感器校驗儀模擬器的取值，其比差、角差、誤差示值來源于上位機中預(yù)先賦值的數(shù)據(jù)。若額定工作電流或電壓的5%以上，誤差超過30%而小于180%時，則互感器校驗儀模擬器報警變比錯誤；若額定工作電流或電壓的5%以上，誤差大于180%時，則互感器校驗儀模擬器報警極性錯誤，從而整個模擬誤差校驗過程與上位機的設(shè)置保持同步，實現(xiàn)在30V低電壓下進行電壓互感器實驗室檢定操作培訓(xùn)及考試，達(dá)到培訓(xùn)、考試學(xué)員的效果。
[0049]調(diào)壓器通過隔離變壓器與互感器校驗儀模擬器電源部分連接。
[0050]6.控制機
控制機在嵌入軟件的管理下，能實現(xiàn)全電子化，快速判斷標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬接線端子的接線情況，并可擴展到更多根導(dǎo)線的相互連接關(guān)系，并不斷地、實時地將結(jié)果上傳給上位機。
[0051]a.控制機的硬件實現(xiàn)
圖7所示為控制機原理框圖?？刂茩C由頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊、RS232收發(fā)器模塊、MCU模塊以及供電單元模塊組成，MCU模塊與頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊單向連接，與RS232收發(fā)器模塊雙向連接。下面對各模塊進行介紹:
頭接線端驅(qū)動輸出模塊:采用74HC374或8位鎖存器集成電路。接收MCU模塊發(fā)出的驅(qū)動控制信號，給待判斷的接線線頭施加低電平。
[0052]尾接線端采集輸入模塊:采用75HC244或8位3態(tài)門集成電路。實現(xiàn)對接線尾端信號掃描，逐一查詢除帶判斷接線意外的其他接線尾端的電平狀態(tài)。
[0053]極性與信號判別模塊:由跨導(dǎo)放大器與過零檢測電路組成?？鐚?dǎo)放大器的作用是把信號充分放大，以保證檢測的靈敏度，過零檢測電路的作用是把正弦波模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，便于MCU處理。MCU得到這些信號后，按照一定的算法，則可判斷出極性的正與反。
[0054]RS232收發(fā)器模塊:采用SP3232收發(fā)器或類似的集成模塊，通過RS232標(biāo)準(zhǔn)的通信接口將采集的數(shù)據(jù)連續(xù)實時傳輸至上位機或?qū)⑸衔粰C的控制指令信息傳輸至控制機。
[0055]MCU模塊:采用PQFP44封裝的MPC82G 516A單片機芯片。MCU模塊按照單片機裝載的掃描程序通過不斷掃描采集接線端尾采集輸入模塊的邏輯電平信號，判定各個導(dǎo)線接線端子的通斷關(guān)系，同時MCU模塊還負(fù)責(zé)控制接線端頭驅(qū)動輸出模塊具體驅(qū)動哪根接線端頭。MPC82G516 A是基于80C51的高效1-T結(jié)構(gòu)的單芯片微處理器，每條指令需要廣7個時鐘信號(比標(biāo)準(zhǔn)8051快6?7倍)，與8051指令集兼容。因此在與標(biāo)準(zhǔn)8051有同樣的處理能力的情況下，MPC82G516A只需要非常低的運行速度，同時由此能很大程度的減少耗電量。
[0056]供電單元模塊:提供其他各模塊所需的工作電源。 b.控制機的軟件實現(xiàn)
圖8為該控制機的軟件原理框圖。主要分為3個步驟:程序定時掃描與初始化、接線狀態(tài)實時采集、數(shù)據(jù)實時上傳。
[0057]所述程序定時掃描結(jié)構(gòu)與初始化步驟主要實現(xiàn)程序的定時周期掃描，便于實現(xiàn)多任務(wù)管理與精確的同步，這樣保證了數(shù)據(jù)采集、通訊的可靠性。
[0058]接線狀態(tài)實時采集步驟主要實現(xiàn)掃描式驅(qū)動接線端頭、采集接線端尾的全部導(dǎo)線的整個實時采集過程。
[0059]實時數(shù)據(jù)上傳步驟是按應(yīng)用層通訊協(xié)議，將接線狀態(tài)實時采集功能模塊采集到的接線狀況轉(zhuǎn)換為上位機能識別的數(shù)據(jù)，并發(fā)送給上位機。
[0060]c.控制機接線判斷方法
控制機接線判斷的具體方法和步驟如下:
步驟1:程序掃描結(jié)構(gòu)初始化后，MCU模塊發(fā)出驅(qū)動控制信號，通過頭接線端驅(qū)動模塊產(chǎn)生邏輯低電平驅(qū)動某一根導(dǎo)線的線頭端，給識別的線頭端饋以低電平，而其他線頭端均饋以高電平；
步驟2:MCU模塊采用程序掃描的方式，掃描周期小于100ms，通過尾接線端采集輸入模塊，逐一查詢其他導(dǎo)線線尾端的電平狀態(tài)，若尾接線端采集輸入模塊對應(yīng)的接線端尾端上測到的電平為低電平，說明該點與線頭連通，若測到的電平為高電平，說明該點與線頭斷開，MCU模塊將尾接線端采集輸入模塊接線端尾電平狀態(tài)全部采集一遍，這樣判斷出被驅(qū)動導(dǎo)線與其他導(dǎo)線的通斷連結(jié)關(guān)系；
步驟3:按此過程循環(huán)，頭接線端驅(qū)動模塊掃描式的快速進行驅(qū)動其余模擬導(dǎo)線的接線頭端，當(dāng)全部線的頭端逐一被驅(qū)動完成后，MCU模塊就能實時地采集到全部導(dǎo)線的通斷狀況，得到全部導(dǎo)線之間的連接關(guān)系；
步驟4 =MCU模塊完成全部導(dǎo)線的通斷狀況的采集后按照通信協(xié)議通過RS232收發(fā)器模塊將導(dǎo)線通斷連接關(guān)系的結(jié)果上傳給上位機，上位機再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的通斷關(guān)系與RS232收發(fā)器模塊送來的實際連結(jié)關(guān)系比較，進行接線關(guān)系對錯的判斷。至此，整個接線判斷過程結(jié)果。從采集到發(fā)送數(shù)據(jù)完成的整個周期，不大于100ms，實時采集了全部導(dǎo)線相互的連接關(guān)系O[0061]4.上位機
所述上位機能夠用于設(shè)定互感器校驗儀模擬器的參數(shù)，如變比(即額定一次電流/額定二次電流)、額定功率因數(shù)、額定負(fù)荷(含下限負(fù)荷)、額定頻率、準(zhǔn)確度級別，并有接線情況顯示區(qū)域顯示標(biāo)準(zhǔn)電路圖互感器接線圖。接線圖中顯示模擬接線部分的6個接線端子，當(dāng)操作人員對端子進行連線后，會即使在顯示區(qū)域上顯示出來。
[0062]上位機的工作步驟為:
1.上位機加載標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬頁面，操作人員設(shè)定好變比，額定功率因數(shù)、額定負(fù)載、額定頻率、準(zhǔn)確度級別等參數(shù)。
[0063]2.接線顯示區(qū)域用委托監(jiān)聽監(jiān)控控制機發(fā)送的數(shù)據(jù)，并用string的Split ()方法分解數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)用劃線的方式能智能化的及時實時顯示學(xué)員接的每一根線。
[0064]3.上位機根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的通斷關(guān)系與RS232收發(fā)器模塊送來的實際連結(jié)關(guān)系比較，進行接線關(guān)系對錯的判斷。接線正確的用黑色連線表示，接線錯誤的用紅色連線表示。
[0065]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明采用計算機實時仿真，最大限度模擬電壓互感器模擬檢定的現(xiàn)場工作環(huán)境，提供了在設(shè)備外觀、功能完全仿真實物的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器、被測電壓互感器模擬器、升壓器模擬器、互感器校驗儀模擬器、電壓負(fù)載箱模擬器，整個系統(tǒng)的工作電壓和電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于真實環(huán)境的電壓和電流、可以實現(xiàn)在安全工作電壓、電流下為學(xué)員提供電壓互感器計量的培訓(xùn)考試可靠的安全保障。
[0066]本發(fā)明的控制機完全滿足電壓互感器接線模擬系統(tǒng)或其他類似的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的技術(shù)要求，能實現(xiàn)全電子化，實時地、準(zhǔn)確地判斷模擬接線的通斷狀態(tài)，并及時地、不斷地將結(jié)果數(shù)據(jù)上傳給上位機作接線的對錯判斷等進一步處理。
[0067]上位機可以對各個模擬器的模擬接線接線端子進行試驗接線判斷，并在計算機上能將實際試驗接線情況顯示出來，最大限度的激發(fā)學(xué)員對現(xiàn)場工作的理解力和實際操作能力，迅速提高學(xué)員操作技能，具有較強的生產(chǎn)實際意義。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，包含上位機、與上位機通信連接的控制機、調(diào)壓器、分別與控制機連接的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器及被測電壓互感器模擬器及升壓器模擬器及互感器校驗儀模擬器及電壓負(fù)載箱模擬器，其中 所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器用于模擬真實的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器功能； 所述被測電壓互感器模擬器用于模擬真實的被測電壓互感器的功能； 所述電壓負(fù)載箱模擬器用于用于模擬真實的電壓負(fù)載箱模擬器； 所述互感器校驗儀模擬器用于模擬真實的互感器校驗儀的功能； 所述升壓器模擬器用于模擬真實的升壓器的功能； 調(diào)壓器通過隔離變壓器與互感器校驗儀模擬器電源部分連接； 控制機用于采集各個模擬器的接線情況的信號信息，上傳給上位機，并執(zhí)行上位機發(fā)送的控制指令； 上位機用于對控制機發(fā)送控制指令信息、設(shè)定所述各個模擬器的參數(shù)、接收控制機上傳信息，并對各個模擬器的接線是否正確進行判斷、實時顯示各個模擬器的接線情況。
2.如權(quán)利要求1所述電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電壓互感器、若干位于殼體外的若干模擬接線端子，所述模擬接線端子包括兩個一次線輸入端子、三個二次線輸入端子。
3.如權(quán)利要去2所述的電壓互感器計量模擬`檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬器實現(xiàn)的模擬變比為35KV/100VU0KV/100V。
4.如權(quán)利要求1所述電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述被測電壓互感器模擬器包括殼體、位于殼體內(nèi)的電壓互感器、若干位于殼體外的若干模擬接線端子，所述模擬接線端子包括兩個一次線輸入端子、兩個二次線輸入端子。
5.如權(quán)利要求1所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)包括殼體、位于殼體內(nèi)的電路板、位于殼體外面的模擬接線端子部分，所述模擬接線端子包括兩個工作電壓回路輸入端子、兩個工作電流回路輸入端子、兩個差壓輸入端子。
6.如權(quán)利要求1所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓負(fù)載箱模擬器包括殼體、位于殼體外面的5個模擬接線端子，所述5個模擬接線端子分別模擬2.5VA、5VA、10VA、20VA、40VA 的負(fù)載調(diào)節(jié)檔位。
7.如權(quán)利要求1所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓器模擬器包括殼體、位于殼體外面的4個模擬接線端子，所述4個模擬接線端子為一次線輸入端子、兩個二次線輸出端子；所述一次線輸入端子標(biāo)志分別為50KV、X地；二次線輸入端子標(biāo)志分別為220V、土。
8.如權(quán)利要求1~7中任一項所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述控制機包括頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊、RS232收發(fā)器模塊、MCU模塊以及供電單元模塊；MCU模塊與頭接線端驅(qū)動輸出模塊、尾接線端采集輸入模塊、極性與信號判別模塊單向連接，與RS232收發(fā)器模塊雙向連接。其中， 頭接線端驅(qū)動輸出模塊用于接收MCU模塊發(fā)出的驅(qū)動控制信號，給待判斷的接線線頭施加低電平； 尾接線端采集輸入模塊用于實現(xiàn)對接線尾端信號掃描，逐一查詢除帶判斷接線意外的其他接線尾端的電平狀態(tài)； 極性與信號判別模塊用于實現(xiàn)信號的放大，并實現(xiàn)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換； RS232收發(fā)器模塊用于將尾接線端采集輸入模塊的信號傳輸至上位機或者將上位機的控制指令信息傳輸至控制機； MCU模塊用于控制頭接線端驅(qū)動輸出模塊驅(qū)動待判斷接線端頭，并不斷掃描尾接線端采集輸入模塊的邏輯電平信號，判斷各個模擬接線端子之間接線的通斷關(guān)系； 供電單元模塊用于向其他各模塊供電。
9.如權(quán)利要求8所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，所述頭接線端驅(qū)動輸出模塊采用74HC374或8位鎖存器集成電路；所述頭接線端驅(qū)動輸出模塊采用74HC374或8位鎖存器集成電路；所述極性與信號判別模塊由跨導(dǎo)放大器與過零檢測電路組成；所述RS232收發(fā)器模塊用SP3232收發(fā)器；所述MCU模塊采用PQFP44封裝的MPC82G516A單片機芯片。
10.如權(quán)利要求1所述的電壓互感器計量模擬檢定系統(tǒng)，其特征在于，上位機的標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器模擬頁面設(shè)置有接線情況顯示區(qū)域，所述接線情況顯示區(qū)區(qū)域用委托監(jiān)聽監(jiān)控控制機發(fā)送的數(shù)據(jù)，用String的Split ()方法分解數(shù)據(jù)，并與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的通斷關(guān)系比較，實時顯示接的每一根 線。
【文檔編號】G01R35/02GK103777163SQ201410009668
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】李剛, 龍東, 李偉堅, 卓浩澤, 龍偉杰, 陸超云, 黃宗啟, 郭小璇 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院